粗面岩储集层地面交联酸携砂压裂技术研究

辽河油田粗面岩储集层改造,主要采用常规加砂压裂和三元酸压裂酸化,仍存在着技术局限性.在阐明储集层地质特征的基础上,对前期储集层改造技术进行了述评,并介绍了国内地面交联酸携砂压裂成效,针对辽河油田的地质需求,就实施地面交联酸携砂压裂技术方案进行了研究,地面交联酸携砂压裂新工艺技术集成了加砂压裂和酸化的技术优势,超前进行可行性研究,有助于寻求新的技术支撑,有助于科学决策.     

地面交联酸携砂压裂工艺技术开发及其发展方向

常规加砂压裂存在着一定程度的技术局限性,难以满足复杂油气藏储层改造的需求。近几年来,我国地面交联酸开发研究获得进展,开发出几种交联酸体系,其中有两种已经进行了现场试验,取得了初步成功。为此,文章介绍了地面交联酸的特性,分析了在泥质砂岩和火山岩储层油藏使用地面交联酸携砂压裂先导试验实例。作者认为这两个实际例子显示出了地面交联酸携砂压裂工艺技术的先进性和实用性,适应了复杂油气藏储层改造的地质需求。     

交联酸携砂压裂技术在火山岩储层的应用

室内研究了CYY-120交联酸液体系,该体系在15％～20％盐酸中成胶后具有良好的耐温、耐剪切性能,具备优良的降滤失和携砂能力。根据石西油田石炭系储层特．最,将交联酸携砂压裂技术成功应用于SH1132井深层火山岩,并获得良好的增产效果,证实了交联酸携砂压裂工艺在火山岩储层的可行性,对于碳酸盐含量较高的裂缝型储层的改造具有重要的参考意义。     

交联酸携砂压裂工艺在碳酸盐岩储层的应用

近年来,针对碳酸盐岩的储层改造,中外已形成了以深度酸压为主体的各种酸压技术,同时还尝试了加砂压裂改造。在分析酸压和加砂压裂不足的基础上,针对长庆气田下古生界碳酸盐岩储层特点开发了交联酸携砂压裂工艺,交联酸压裂液具有黏度高、滤失低、摩阻低、易泵送、酸岩反应速度慢、造缝效率高、返排容易、流变性好、能携砂等一系列优点,从而实现酸液体系深穿透、提高酸蚀裂缝导流能力、延长压后有效期、提高单井产能的目的。从2006年以来先后运用该技术在靖边气田对碳酸盐岩储层进行交联酸携砂压工艺改造试验,与邻近井的其他施工工艺增产效果相比有一定的优越性。     

三种地面交联酸性能及酸压携砂作业范例解析

常规酸压与加砂压裂均有技术优势,也有技术局限性;酸压携砂作业将两者的技术优势集成在一起,适应了复杂油气藏储集层改造地质需求。JN、CYY和CZY三种地面交联酸的性能较佳,宜于酸压造缝和携砂充填作业。针对泥质粉砂岩、火山岩和白云岩油气藏裂缝一孔隙型储集层地质特征,采用特色泵注技术作业,施工成功率很高,成效显著。施工范例解析有助于深化认识,促技术成熟。     

携砂酸液体系综述

储层改造方式主要为水力压裂、基质酸化、酸化压裂,然而在20世纪80年代初,国外公司研制的新型酸液具有的携砂性能,为在储层中产生具有较高导流能力的酸蚀支撑裂缝提供可能,此后酸携砂压裂技术被越来越多地研究[1]。文章重点从粘温性、携砂性和现场应用情况三个方面,对比和分析国内外报道的携砂酸液,分别是地面交联酸、清洁酸和乳化酸。结果证明地面交联酸的耐温性,携砂情况以及现场应用效果是最好的。同时,文章在总结对比的基础上,发现了一些在携砂酸液研究中存在的问题。     

复杂岩性储层酸携砂压裂技术室内研究

现场实践证明,常规酸化压裂和加砂压裂工艺对复杂岩性储层的改造效果不理想,而多级注入、粘性指进酸压工艺以及闭合酸压技术的成功率较低。针对复杂岩性储层的特点和依据该类储层的改造经验,本文提出了新型 乳化酸携砂压裂工艺。通过对新型乳化酸的性能实验,确定了酸液体系。文中选取高强度陶粒和树脂涂层石英砂,进行单层铺置和多层铺置情况下的乳化酸携砂支撑裂缝导流能力以及酸蚀裂缝导流能力对比实验分析,证实了新型乳化酸携砂压裂技术的可行性和可靠性,为乳化酸携砂压裂技术改造复杂岩性储层,提供了理论和实验基础。     

交联酸加砂压裂技术的研究和应用

塔里木碳酸盐岩储层非均质性强,裂缝和孔洞关系复杂,在裂缝和孔洞不发育的低品位储层进行酸压效果差。在分析酸压和压裂特点的基础上,开展了交联酸携砂压裂技术研究和现场试验。该技术是携砂液使用交联酸,形成带有酸液刻蚀和支撑剂支撑的复合人工裂缝,扩大储层和人工裂缝的接触面积。交联酸耐温流变性和携砂性能好,酸岩反应过程中能保持较高的黏度和携砂能力。在酸岩反应速度和导流实验研究的基础上,提出在携砂阶段使用不同浓度酸液的工艺方法,在缝端和缝口分别发挥酸液刻蚀和压裂支撑的优势,保持人工裂缝的高导流值。交联酸压裂技术在塔里木油田现场应用8井次,施工成功率100%,为塔里木油田碳酸盐岩储层高效开发提供了新的技术路径。     

高温携砂酸液体系及其性能评价

携砂酸压已经成为碳酸盐岩地层储层改造的重要措施之一,而实现携砂酸压的关键问题是选择性能良好的耐高温可携砂酸液体系。针对目前国内外交联酸液体系剪切变碎、脱酸严重、交联剂用量大、成本高等问题,通过设计合成了新型酸用疏水缔合稠化剂和高效交联剂,优选出了最佳交联酸体系配方,并对该体系进行综合性能评价室内实验。具体配方为20%盐酸+0.8%稠化剂SRAP-1+0.8%交联剂SRACL（2:10）+2%高温缓蚀剂SRAC-1+0.2%铁离子稳定剂DF-1+1.0%助排剂SRCU-1+0.05%胶囊破胶剂JSP-8。综合性能评价结果表明,在大幅度降低交联剂用量的同时,该体系交联时间为89 s左右,具有良好的延迟交联特性;在140℃、170 s-1条件下恒温剪切2 h后黏度仍大于60 mPa·s,且交联状态仍然良好,无脱酸现象,完全满足现场施工要求,有很好的推广意义。      

新疆油田石炭系油藏交联酸携砂压裂技术应用

新疆油田石炭系深层火山岩油藏具有高温、裂缝发育的特点,酸化、酸压技术在一些油田取得了良好的应用效果。但油田开发后期,重复酸化效果变差。针对这一情况,研制了一种新型耐高温交联酸体系CYY-120,主要由稠化剂、交联剂、交联延迟剂、 破胶剂等组成,该体系拥有良好的高温流变性能、携砂性能、缓速性能、降滤失和破胶性能。现场将酸压和加砂压裂技术的优点结合,应用交联酸携砂压裂工艺实施2井次施工,取得了成功,证实了该工艺在深层火山岩储层的可行性和有效性。     

超深碳酸盐岩储层携砂酸压技术

塔里木油田超深碳酸盐岩储层温度高,酸岩反应速度快,酸蚀裂缝长度短,闭合应力高,有效导流能力保持时间短,水力加砂压裂液为惰性液体,侧向沟通能力差。结合常规酸压和水力加砂压裂的优点提出交联酸携砂酸压技术。室内实验了交联酸的交联、携砂、耐温耐剪切和破胶性能,同时研究了酸对支撑剂性能的影响、酸岩反应对冻胶携砂性能的影响,验证了交联酸携砂酸压的可行性。现场应用表明:携砂酸压沟通了更多的储集体,增大了改造体积,为碳酸盐岩储层改造提供了一种新的技术手段。     

新疆高浓度乳化酸携砂压裂研究途径

稠化酸携砂压裂工艺技术已被公开提出，国内井下作业行业争相开发研究，对于碳酸盐岩油气藏储集层改造将发挥出多功能作用。在对碳酸盐岩油气藏储集层改造工艺技术进行重点述评的基础上，剖析了新疆地区开发研究稠化酸携砂压裂工艺技术的优势，井对新技术开发研究的途径进行探讨和提示，有助于技术攻关。     

玉北地区交联酸携砂酸压工艺研究与评价

玉北地区储层非均质性强,温度高,天然裂缝发育,酸压过程中存在酸岩反应速度快和滤失严重等问题,难以形成导流能力高的长缝。在分析玉北储层地质特征基础上,研制出适合该地区的低伤害耐高温交联酸体系,并对其进行了系统评价,同时开展了酸携砂复合酸压工艺研究,论证了酸蚀支撑裂缝导流能力优于未填入支撑剂的裂缝,以及酸携砂工艺在玉北裂缝型储层的可行性。在大量室内实验和模型计算基础上进行了现场试验,形成了一套适合玉北地区的高效酸压技术。     

青海油气田推广应用酸化与加砂压裂直接协同工艺技术前景

青海油气田复杂油气藏勘探开发技术难度较大,需要不断地寻求更高效的工艺技术。酸化与加砂压裂直接协同作业工艺技术,近几年来成为国内的热门,有效地将酸化和加砂压裂的技术优势集成在一起,功能全面,施工作业较方便,施工成效明显提高。青海油田公司重视先进技术的推广应用和先进技术信息的获取,广泛的专业学术研讨,将有助于技术攻关新选向。     

交联冻胶酸加砂压裂技术

交联冻胶酸加砂压裂技术整合了酸压与加砂压裂的优点,通过交联冻胶酸携带支撑剂进入地层,形成远高于常规酸压酸蚀缝长和导流能力的支撑主裂缝.通过实验可以看到,交联冻胶酸具有优良的压后破胶性能,破胶后残酸黏度低,有利于充分返排,减少对地层和裂缝的伤害.该体系在胜利油田得到了成功应用,取得了非常好的增液效果.     

交联酸携砂酸压在白云岩气藏改造中的应用

低渗白云岩储层自身物性条件较差,常规酸压及水力加砂压裂工艺在实际应用中不能取得明显的增产改造效果。在分析针对靖边气田现有白云岩储层改造面临的难点基础上,开展了交联酸携砂酸压工艺的研究与现场实践。该工艺将酸液携砂填充裂缝与破胶后酸化作用有机结合起来,以最终形成高导流能力的酸蚀-支撑复合裂缝,扩大了油气渗流通道。现场11井次试验表明,措施成功率达100%,最大加砂量25.1m3,压后平均返排率在82%以上,平均试气无阻流量达12×104m3/d以上,最高获37.0236×104m3/d。与邻井其他工艺增产效果相比,该工艺具有一定优势,为碳酸盐岩类储层增产改造提供了新思路。     

耐高温可携砂交联酸配方优化与评价

酸压携砂可以实现加砂压裂的高导流能力及常规酸压的多裂缝效果,而选择耐高温可携砂的酸液体系是实现酸压携砂的关键。针对目前国内外适于深层高温施工交联酸体系较少的现状,通过室内实验研制了一种耐高温可携砂交联酸压裂液体系,配方为20%盐酸+1.0%稠化剂YT-217+1.6%交联剂JQ-1+0.4%交联剂JP-2+2%JG-1高温缓蚀剂+1.0%助排剂JZ-1+1.5%铁离子稳定剂JF-1。评价结果表明,该体系交联时间为95 s左右,具有一定的延迟交联特性;该体系的耐温、抗剪切性能良好,在150℃、170 s-1条件下剪切120 min后的黏度大于50m Pa·s,且具有破胶彻底、与地层配伍性好、携砂能力强等优点,可以满足现场施工要求。     

高温地面交联酸酸液交联剂的研制

为了提供满足高温海相碳酸盐岩储层深层酸压改造需要的新型酸液体系,利用异丙醇锆为中间体,乳酸(钠)和丙三醇为配位体的2步合成法,合成出了耐高温酸液有机锆交联剂,该交联剂与稠化剂GC-201在交联比为100∶0.8时,常温交联时间为8～11 min.通过该交联剂调试出的耐高温地面交联酸缓速性能在120℃下,前10 min缓速率达到了90.89％,在120℃以170 s-1 的速率剪切60 min后,黏度仍在93.3 mPa·s以上,且在一定条件下可彻底破胶,黏度小于10 mPa·s,破胶液残渣含量为118 mg/L,适合川东北地区高温储层酸化压裂改造的需要.     

可携砂交联酸体系的研制与导流能力表征

室内研究形成一套耐高温可携砂的交联酸酸液体系,该体系在120℃、170 s-1条件下剪切60 min后黏度仍保持在70.9 mPa·s,具有较好的耐温、抗剪切能力;与塔河油田现用的胶凝酸相比,该新型交联酸反应速度更慢,腐蚀速率更小,携砂性能更好,说明该交联酸更有利于降低酸液滤失量,增加酸蚀有效作用距离。通过室内实验评价了其酸蚀后和携砂酸蚀后的裂缝导流能力,并引入激光扫描成像技术对裂缝形态进行数字化表征。实验表明,在不同闭合压力下,交联酸体系携砂酸蚀后的导流能力保持率较单纯酸蚀提升20%左右,说明该交联酸可用于携砂压裂工艺。     

中国油气井掺纤维携砂压裂工艺技术新进展

加砂压裂是油气藏重要的增产措施,中国油气井掺纤维携砂压裂工艺技术是加砂压裂工艺技术体系中的新兴技术系列。近年来,油气井掺纤维携砂压裂工艺技术获得了较快发展,展现出较高的技术水平和实力,为油气勘探开发提供了更多的技术途径选择。通过分析,提出将掺纤维携砂泵注作业划分为裸眼充填泵注、尾锥泵注、深部泵注和全程式泵注4种类型,应用范例分析说明了其技术特色,其作用原理适应油气藏高效开发的特殊地质需求。在综合研究的基础上,对该技术的发展趋势进行了分析预测,有利于全面加快技术再创新,为该技术的继续完善指明了方向。