灰岩储层多级交替注入酸压酸蚀规律研究

中国大部分灰岩储层埋藏深、低孔隙低渗透,受高温、高闭合压力、强非均质性等因素影响,常规盐酸酸压不易对其形成非均匀刻蚀,且改造效果差,影响了该类储层的高效开发。多级交替注入酸压技术可以通过酸液在前置液中多次形成黏性指进的方式来更好地实现裂缝壁面的非均匀刻蚀,但多级交替注入酸压酸蚀规律尚不清晰,注酸级数的界限尚不明确,目前酸压设计多依靠经验方法进行。针对以上问题,在双尺度连续酸化模型的基础上,综合考虑黏度变化与注酸级数的影响,建立了灰岩储层多级交替注入酸压模型。基于多级交替注入酸压模型,将酸岩反应动力学、酸蚀裂缝实验数据、酸蚀数值模拟研究结果相结合,分析了酸液黏度、注酸排量及注酸级数等因素对酸压改造效果的影响,明确了灰岩储层多级交替注入酸压的酸蚀规律与注酸级数界限,通过引入酸液突破体积对现场优化提供依据。研究结果表明,为改善裂缝壁面的非均匀刻蚀程度,获得酸蚀裂缝的高导流能力,在地层温度为90℃时纯灰岩储层采用盐酸与稠化酸交替注入工艺,在注酸排量为5 m³/min时加入0.4%非离子型聚丙烯酰胺的稠化酸。在此基础上,最佳注酸级数以不超过三级为宜,此时酸液突破体积最小,适...     

深度酸压自生酸酸液体系研究

目前深层、超深层碳酸盐岩储层存在温度高和物性差等特点，常规酸压技术的酸岩反应速率过快，酸蚀裂缝导流能力低，无法实现深部酸压，储层改造效果差。针对此类问题，设计了一种新型自生酸酸液体系，并通过室内评价实验对酸液体系性能进行评价，结果表明自生酸酸液体系可有效实现深度酸压的目的。     

泥灰岩致密油自转向酸体系

为解决束鹿凹陷泥灰岩致密油储层以往改造中面临施工压力高、改造距离短和导流能力低的难点,根据泥灰岩酸岩反应特征,优化了自转向酸体系配方,开展了转向酸体系黏度性能、流变性能及破胶性能评价。利用岩心流动实验方法,研究了酸液对裂缝网络的沟通作用,明确酸液体系与施工参数对酸蚀裂缝网络的影响。实验结果表明,自转向酸具有低伤害、易破胶和易均匀布酸的优点,残酸浓度降低到5%时黏度可达到96mPa²s;酸液能够实现侧向对天然裂缝的大幅度沟通,满足泥灰岩储层改造的要求。对比不同改造工艺下裂缝导流能力,形成一套适合泥灰岩储层的转向酸压与加砂压裂复合的体积改造模式,该技术在ST1H井等3口井15段中综合应用,稳定日产量是以往的10倍。      

杨税务深潜山AT3井复合酸压改造工艺技术

廊固凹陷杨税务潜山奥陶系碳酸盐岩油气藏储层具有埋藏深、温度高、岩性致密、非均质性强等特点,实现有效改造、达到高产稳产的难度大。因此,研究了"多级注入酸压,纤维（颗粒）暂堵转向,加砂酸压"三项工艺,优选了"高温中性交联压裂液、高温清洁自转向酸、低摩阻滑溜水"3种措施液体系及暂堵转向（剂、球）技术,形成了具有耐高温、低摩阻的措施液体系,以及复合转向及多级注入加砂酸压工艺。在该区AT3井进行了现场应用,获得了日产气50×104 m3,日产油35 t的良好效果,实现了均匀酸化、造复杂缝网、沟通远井区域优势储层、提高纵向动用程度、提高人工裂缝导流能力的目的,满足了该类型储层大型体积酸压改造的需求。      

白云岩储层酸蚀裂缝导流能力实验研究

酸蚀裂缝导流能力是评价酸压效果的关键参数之一,目前碳酸盐岩油藏裂缝酸蚀实验研究多集中在灰岩储层,对白云岩储层的相关研究鲜有报道。灰岩与白云岩储层的酸岩反应特征差异明显,为了对白云岩储层裂缝酸蚀形态和微观反应机理进行研究,以长庆油田取心白云岩储层岩心为例,开展酸蚀裂缝导流能力实验研究,并通过3D激光扫描对比分析灰岩与白云岩岩板酸蚀微观形态。通过短期导流能力实验,分析储层物性、酸液浓度等条件影响下酸蚀裂缝导流能力的变化规律。结果表明,白云岩相对于灰岩而言,其表面反应速度低,酸岩反应速度慢,酸岩反应速度数值相差一个数量级;白云岩酸液刻蚀程度低,溶蚀主要沿节理面进行,高酸液浓度有利于深入酸蚀节理面,从而沟通基质与裂缝;另外高浓度酸液能更为充分地刻蚀酸压裂缝壁面,提高非均匀刻蚀程度,获得更高导流能力的裂缝;通过数值模拟研究发现,酸液交替注入可以有效地提高白云岩岩板的非均匀刻蚀程度,提高酸蚀裂缝导流能力,改善酸压改造效果。     

川东北地区碳酸盐岩储层深度酸压技术

川东北地区碳酸盐岩储层埋深大,致密化程度高,破裂压力高,地层温度高,施工摩阻高,微裂缝发育,酸压施工压力高、酸液滤失量大、酸蚀和酸岩反应速度快,酸蚀作用距离短,管柱腐蚀大,储层改造程度低,常规酸压改造增产效果差.大量现场应用试验表明,采用胶凝酸液和温控变粘酸液体系、“前置液+胶凝酸”及其多级交替注入和闭合酸压等深度酸压工艺能有效降低地层滤失,延缓酸蚀和酸岩反应速度,降低管柱腐蚀,增加酸蚀作用距离,显著提高酸蚀裂缝导流能力和天然气增产稳产效果.     

裂缝性碳酸盐岩储层体积酸压技术精细化研究

紧密围绕如何实现裂缝性碳酸盐岩储层高产、稳产的系列难题,以储层改造对象精细化研究为切入点,通过压汞实验、核磁共振实验以及电镜扫描实验,明确了储层的储集空间和渗流通道,通过岩石力学实验认识了储层可压裂性。以储层特征为基础,提出了针对脆性较强、裂缝发育段"先疏后堵、主缝沟通、支缝补充"的体积酸压改造模式,结合"大排量、大液量及高低黏酸液组合"的改造工艺,研究成果在大牛地气田X井进行了现场试验,压后试气产量达到5.2×104 m3/d,是周围直井的10倍以上,这为同类型储层体积酸压改造提供了很好的借鉴思路。     

塔河油田A井大型重复酸压工艺技术实践

针对塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏某区A井酸压后,产量下降快、有效期短的问题,开展了大型重复酸压工艺技术研究。根据酸压井地质工程特征,通过调整前置液粘度、多级粒径段塞降滤、大幅增加前置液及酸液用量等方法,有效地增加了酸蚀裂缝长度,连通了更多的油流通道。该井经大型重复酸压工艺,共挤入地层滑溜水2044m3,变粘酸430m3,粉陶27t,获得日产液149t,日产油141.8t,显示了大型重复酸压的良好应用前景。     

束鹿泥灰岩致密油水平井体积压裂技术研究

冀中泥灰岩致密油储层岩性特殊、地应力异常高,国内外尚无同类储层水平井改造的经验可借鉴。通过对束鹿泥灰岩-砾岩致密油气藏储层特征研究、压前实验分析、酸液配方研究,探索出"酸压与加砂"结合的组合改造工艺和配套的酸液配方体系。经束探1 H、束探2 x两口水平井现场实验表明:该工艺技术既降低了施工风险,又提高了裂缝沟通体积及导流能力,达到了改造后高产稳产的目的。束探1H井压后自喷日产油243.6m3,日产气74121m3,截至目前累计产油量近5000t,该技术为冀中泥灰岩致密油探明储量8000×104t的规模有效开发提供技术支持。     

顺北油气田超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术

顺北油气田碳酸盐岩储层具有超深、高温和高破裂压力等特点,酸压改造时存在酸蚀裂缝短、导流能力递减快等问题,为此,提出了应用深穿透酸压技术对超深碳酸盐岩储层进行改造的技术思路,并进行了技术攻关研究。合成了酸用稠化剂、高温缓蚀剂,研制了抗高温清洁酸,并进行了酸液非均匀刻蚀导流能力试验,分析了在闭合应力为20～90 MPa时仅注入清洁酸、仅注入胶凝酸和先注入清洁酸再注入胶凝酸3种注酸方式下裂缝的导流能力;同时,研究了酸液非均匀驱替流动机理,优化了非均匀刻蚀酸压工艺参数。研究发现,采用“清洁酸+胶凝酸”组合注入模式,不仅酸蚀裂缝导流能力有较大幅度提高,有效缝长也增加近1倍。超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术在顺北油气田进行了5井次现场试验,酸压施工成功率及有效率均达到100%,酸压后平均日产油107.7 m3,平均酸蚀缝长133.20 m,取得了明显的储层改造效果。研究认为,顺北油气田超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术可极大改善超深碳酸盐岩酸压效果,可为国内类似储层的酸压改造提供借鉴。      

国内变黏滑溜水研究进展及在川渝非常规气藏的应用

综述了国内变黏滑溜水技术的最新进展,举例分析了变黏滑溜水在川渝非常规气藏的应用情况,提出了变黏滑溜水的发展方向。变黏滑溜水通过调节降阻剂含量和/或引入交联剂的方式实现低、中、高黏液体实时切换;关键的降阻剂研究主要是含AMPS或SSS等耐盐基团的聚丙烯酰胺或疏水缔合聚合物的合成与性能评价等,满足压裂返排液配液和变黏的需要;变黏滑溜水性能研究主要是黏度对携砂性能、裂缝形态、降阻性能等的影响规律,但究竟何种黏度适合何种储层还未有定论;变黏滑溜水在川渝非常规气藏应用获得成功,在致密气应用的整体黏度较页岩气高,在深层页岩气的携砂能力还需进一步增强;疏水缔合聚合物类降阻剂、固体型降阻剂是变黏滑溜水的发展方向,有望解决高黏液体摩阻高、乳液降阻剂潜在环保风险等问题,对变黏滑溜水的研究和应用有一定的指导意义。      

提高深层页岩裂缝扩展复杂程度的工艺参数优化

埋深大于3 500 m的深层页岩储层具有高水平主应力差、发育层理裂缝、低脆性指数等特点,在压裂改造时难以形成复杂裂缝。为了充分认识其水力裂缝扩展规律,采用三维离散格子方法对四川盆地下志留统龙马溪组深层层理性页岩12 MPa水平主应力差下的真三轴压裂物理模拟实验结果开展了离散元数值模拟分析,其结果与发育单一层理的页岩露头室内压裂物理模拟的裂缝扩展规律相吻合;进而对发育多层理的深层页岩储层开展排量、压裂液黏度、层理强度和压裂液交替注入等影响下的裂缝扩展规律数值模拟。研究结果表明:①高排量注入和提高压裂液黏度能够增强深层页岩储层裂缝深穿透改造能力,当排量达到90 mL/min或压裂液黏度达到60 mPa·s时,水力裂缝可连续穿过4条层理并贯穿整个试样;②在高水平主应力差下,低黏度压裂液倾向于激活水平层理,而高黏度压裂液则倾向于直接穿过层理形成垂直主缝。结论认为:①采用前置高黏度/后置低黏度压裂液交替注入压裂工艺可以最大限度地提高深层页岩储层压裂裂缝复杂程度;②当井筒附近存在薄弱层理时,应及时调整压裂工艺和压裂参数,比如尽可能地增加施工排量、采用瓜胶压裂液等,以使水力裂缝突破近井薄弱层理抑制进而实现深穿透改造。     

滑溜水–胶液一体化压裂液研究与应用

滑溜水黏度较低,不能满足造缝、携带大粒径支撑剂和高砂比施工要求,限制了非常规储层大型压裂效率的提高。为此,以丙烯酸、丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和单体A为原料,采用反相乳液聚合法合成了一种耐高温、速溶型聚合物降阻剂SFFRE-1。通过研发与降阻剂SFFRE-1配伍性好的高效助排剂和优选黏土稳定剂,形成了滑溜水–胶液一体化压裂液。该压裂液耐温160 ℃,通过调整降阻剂SFFRE-1的加量,其黏度在1～120 mPa·s可调,在压裂施工过程中能够实现滑溜水和胶液在线混配及即时切换的要求。该压裂液在四川盆地的页岩气井和胜利油田的致密油井进行了应用,压裂过程中压裂液表现出良好的降阻和携砂性能,降阻率最高达到86%,砂比最高达到43%。研究和现场应用表明,滑溜水–胶液一体化压裂液能够满足非常规储层大型压裂施工需求。      

富油凹陷二次勘探复杂储层油气藏改造模式——以冀中坳陷、二连盆地为例

富油凹陷二次勘探是实现老区持续增储的关键,但面临越来越多的深层、低渗透、特殊岩性等复杂油气藏,需要措施改造才能获得工业油气流。以渤海湾盆地冀中坳陷和二连盆地为例,针对低渗透薄稠油层改造易伤害、流动差、缝高控制难的技术难题,形成了“规模适度、中等砂比、全程防膨、高效降黏”的精细改造模式;针对超深超高温超高应力的碳酸盐岩潜山油气藏难以实现深度酸压改造的技术难题,研制了耐200 ℃高温耐剪切性能的超高温聚合物压裂液,优选出缓速效果突出、具有固液转向功能的清洁酸液体系,形成了“前置探缝、固液转向、多级注入、闭合酸化”的体积酸压改造模式;针对高含黏土砂砾岩低渗透储层改造易伤害、易敏感、易砂堵的技术难题,研制了岩心损害率由以往的38.6% 降低到13.4% 的滑溜水及低浓度压裂液体系,并配套形成“复合压裂、前置投球、多层分压”的低伤害复合体积改造模式。在蠡县斜坡、牛东潜山、阿尔凹陷综合应用106 井次,整体改造效果较以往提高1.5 倍以上,有效支撑了富油凹陷二次勘探新领域的增储上产。     

裂缝性油藏注水开发水淹力学机理研究

裂缝性低渗透油藏发育着复杂的裂缝网络,随着注水开采程度的加深,过高的注入压力和过量的注水会引起微裂缝开启、起裂、扩展和相互贯通,在注采连线形成高渗透带,导致注入水单向突进,油井含水上升快,造成油井水淹和窜流严重,降低了油田的最终采收率。针对注水开发过程中储层裂缝系统的演化贯通给油田开发带来的困难,研究分析了天然裂缝内注入水渗流对裂缝起裂的影响,应用岩石断裂力学理论分析了天然裂缝性储层在注水开发过程中裂缝系统的相互作用,研究了注入压力作用下天然裂缝的开启、扩展延伸和相互贯通的力学机理,对天然裂缝性储层注水开发过程中研究裂缝的分布规律、确定合理的注水方式和注水压力、延缓注水 开发过程中油井方向性水窜和水淹速度具有重要的理论指导意义。
     

裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用

深层高温致密裂缝性碳酸盐岩储层中，酸液在天然裂缝中的动态滤失减弱了酸液对水力裂缝的刻蚀，影响了酸压改造效果。为了提高此类储层酸压设计的准确性及有效性，建立了耦合裂缝扩展与天然裂缝动态滤失的"流场-温度场-化学场"三场耦合前置液酸压模型。以磨溪气田龙王庙组X井为例，采用所建立的酸压模型，基于酸压施工压力数据拟合获取了储层天然裂缝特征参数，分析了天然裂缝动态滤失特征及其对酸压裂缝参数的影响；基于无因次产能指数综合评价了不同施工参数下的酸压改造效果。研究结果表明：①酸液在天然裂缝的动态滤失对缝内流动、温度均存在较大影响，天然裂缝滤失的精确计算是准确模拟预测酸压效果的关键；②裂缝性储层中的酸液滤失量并不随注酸时间的增加而降低，而是随着沟通天然裂缝数量的增加呈现出锯齿状的动态平衡；③在裂缝性致密碳酸盐岩储层中，最优注酸排量随注酸量的增加而提高，天然裂缝滤失是施工参数优化最重要的影响因素；④综合考虑施工条件及经济因素，X井的最优注酸参数中注酸量为500~600 m³、注酸排量为6 m³/min，优化后计算得到的无因次产能指数为拟合所得的2.5倍。     

裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用

深层高温致密裂缝性碳酸盐岩储层中，酸液在天然裂缝中的动态滤失减弱了酸液对水力裂缝的刻蚀，影响了酸压改造效果。为了提高此类储层酸压设计的准确性及有效性，建立了耦合裂缝扩展与天然裂缝动态滤失的"流场-温度场-化学场"三场耦合前置液酸压模型。以磨溪气田龙王庙组X井为例，采用所建立的酸压模型，基于酸压施工压力数据拟合获取了储层天然裂缝特征参数，分析了天然裂缝动态滤失特征及其对酸压裂缝参数的影响；基于无因次产能指数综合评价了不同施工参数下的酸压改造效果。研究结果表明：①酸液在天然裂缝的动态滤失对缝内流动、温度均存在较大影响，天然裂缝滤失的精确计算是准确模拟预测酸压效果的关键；②裂缝性储层中的酸液滤失量并不随注酸时间的增加而降低，而是随着沟通天然裂缝数量的增加呈现出锯齿状的动态平衡；③在裂缝性致密碳酸盐岩储层中，最优注酸排量随注酸量的增加而提高，天然裂缝滤失是施工参数优化最重要的影响因素；④综合考虑施工条件及经济因素，X井的最优注酸参数中注酸量为500~600 m³、注酸排量为6 m³/min，优化后计算得到的无因次产能指数为拟合所得的2.5倍。     

川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术

针对川南深层页岩气水平井压裂技术不成熟、关键参数不合理和压裂后单井产量低的问题,在综合分析已压裂井压裂效果的基础上,结合川南深层页岩储层地质工程特点,以提高缝网复杂程度、增大裂缝改造体积、维持裂缝长期导流能力为核心,采用室内试验与数值模拟相结合的方式,优化了压裂工艺和关键参数,形成了以“密切割分段+短簇距布缝、大孔径等孔径射孔、大排量低黏滑溜水加砂、高强度小粒径组合支撑剂、大规模高强度改造”为主的深层页岩气水平井体积压裂关键技术。Z3井应用该技术后,获得了21.3×104 m3/d的产气量,较同区块未用该技术的井提高1倍以上;川南地区多口深层页岩气水平井应用该技术后获得高产,说明该技术有较好的适应性,可推广应用。川南深层页岩气水平井体积压裂关键技术为3 500～4 500 m页岩气资源的有效动用奠定了基础。      

辽河坳陷火山岩油藏勘探压裂配套技术与应用

针对辽河坳陷火山岩“低、深、硬、厚、漏”的油藏特点和“高储层温度、高施工泵压、高流体滤失、高启裂梯度、高砂堵几率”的压裂难点,确定了大排量、中低砂比、大规模、造长缝的压裂改造主导思想,以使压裂裂缝尽量多、尽量远地沟通天然微裂缝和溶孔,达到提供油流通道的目标。形成了抗高温、抗高压、抗砂堵、降滤失、降启裂、快返排的火山岩压裂改造“三抗二降一快”主体工艺,大大提高了火山岩压裂的施工成功率和措施有效率,在现场进行了大量的推广应用,取得了良好的增储上产效果。