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。      

缝洞型碳酸盐岩油藏储层改造人工裂缝特征研究

塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩油藏储层缝洞发育,储集空间主要以溶洞、溶孔和裂隙为主,基质渗透率低,油气渗流通道主要为裂缝。酸压是提高产能的有效措施之一。通过分析100多口酸压井的测试资料,运用净压力裂缝分析方法和压力拟合方法,将酸压井的净压力曲线分成4类,研究了每类曲线反映的碳酸盐岩油藏天然缝洞发育情况和酸压裂缝延伸规律,并分析了人工裂缝沟通天然缝洞体系情况;通过对酸压净压力曲线进行拟合,评价了酸压施工是否形成了多裂缝系统。研究结果可用于正确指导压裂设计的优化,对提高酸压效果具有现实的指导意义。     

碳酸盐岩储层多级交替酸压技术研究

为扩大酸液在碳酸盐岩储层压裂裂缝中的波及范围及作用距离,实现酸液对裂缝中岩面的非均匀刻蚀,提高酸蚀导流能力,提出了碳酸盐岩多级交替酸压技术。在分析多级交替酸压机理的基础上,采用压裂裂缝模拟软件,对前置液造缝阶段裂缝参数变化规律、造缝液体类型及交替注酸阶段交替注入参数进行了模拟优化,并进行了流态模拟与酸液腐蚀试验,优化了交替注入液体体系。模拟及试验结果表明:设计压裂缝长的70%是在裂缝快速增加阶段形成的,裂缝快速增加阶段可作为最佳的前置液造缝阶段,该阶段结束后即是多级交替注入酸液的最佳时机。多级交替泵注胶凝酸+压裂液及胶凝酸+交联酸段塞过程中,每级顶替液排量以阶梯递增方式注入、每级顶替液液量按递减方式注入、提高顶替液黏度和增加交替注入级数都有利于提高酸液在裂缝中的波及范围及均匀分布。研究结果可为碳酸盐岩储层的高效酸压提供理论依据。      

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.     

塔河油田酸压监测及压后评估技术

塔河奥陶系油藏是缝洞型碳酸盐岩油藏，酸化压裂是碳酸盐岩储层改造的有效手段。在酸压设计中，采用FracproPT三维压裂设计软件，模拟了酸压形成裂缝的缝长、缝高、缝宽等参数，但在酸压施工中，酸压形成的实际裂缝参数是未知的，通过酸压监测及压后评估技术开展，对实际裂缝参数有了一定的认识，完善优化酸压工艺技术有一定的实际意义。     

奥陶系深层碳酸盐岩酸压机理与深度酸压工艺优化

奥陶系深层碳酸盐岩已成为长庆天然气勘探的重要领域,但与常规白云岩储层相比,奥陶系深层碳酸盐岩储层埋藏深、储层致密、灰质含量高,酸岩反应速度快,常规酸压改造酸蚀裂缝缝长短,单井产量较低,需开展酸压机理研究和深度酸压工艺优化,提高酸压改造效果.针对储层地质特征和酸压改造需求,通过开展酸岩反应动力学实验、酸蚀程度评价、酸压数...     

复杂碳酸盐岩储层酸压沟通模式识别新方法与应用

酸压是缝洞型碳酸盐岩储层建产的关键技术手段之一,酸压沟通储集模式对酸压效果影响显著。文章基于单井酸压改造效果,对塔里木台盆区近年来160余井次施工曲线进行了分类评价,创建了酸压施工过程压降和停泵压降组合识别碳酸盐岩储层酸压沟通储集模式新方法,形成了能快速识别酸压沟通模式的"双压降法"分析图版。文章运用新方法将塔里木台盆区酸压沟通模式细分为中大型溶洞、小型或充填型溶洞、微裂缝小孔洞发育型以及孔洞型储层。该方法具有较强的实用性和较高的可靠性,能够有效识别酸压沟通模式,为后期措施和注水方案设计提供指导。     

混气酸压裂技术

1．酸压改造技术难点 酸压是碳酸盐岩油气藏有效的增产措施之一，其成功与否取决于酸压后有效酸蚀缝长和酸蚀裂缝导流能力大小。富台油田潜山储层酸压改造中存在以下技术难点：     

碳酸盐岩油藏酸压模型研究及应用

现有的酸压设计存在以下问题:压裂液滤失多采用针对均质储层的经典滤失理论,酸液的滤失没有考虑酸蚀蚓孔的影响,酸岩反应模拟中未考虑裂缝高度方向酸液的传质。针对这一问题,在有关酸压模型最新研究成果的基础上,对碳酸盐岩油藏多级酸压设计计算的核心模型作了较为深入的研究,建立了碳酸盐岩油藏多级酸压时压裂液滤失计算模型,给出了模型的解析解;基于碳酸盐岩油藏酸压中酸液的流动反应特性,建立了酸蚀蚓孔的增长模型、酸液在蚓孔内流动反应模型和滤失的酸液在地层中流动模型,提出了便于现场应用的碳酸盐岩油藏酸液滤失计算方法;推导了考虑酸液沿缝长、缝高方向的运移以及酸液在裂缝宽度方向对流扩散的三维流动反应数值计算模型,为碳酸盐岩油藏的酸压设计提供基础理论依据。     

多级交替注入酸压工艺在大湾地区的应用

川东北大湾地区海相碳酸盐岩气藏具有温度高、压力高、致密化程度高、埋藏深、非均质性严重、裂缝较发育但分布不均等特点,在进行酸压改造作业时,酸压反应速度快、滤失大,导致酸蚀缝长不足,削弱了酸压改造的效果。根据该地区具体地质特点,提出了"压裂液+胶凝酸"多级交替注入工艺,优选了对应的压裂液和胶凝酸酸液体系,并在大湾1井实施多级交替注入酸压现场试验,取得了较好的增产改造效果,表明该工艺在大湾地区具有较好的适用性。     

一种砂岩缓速酸酸岩反应模型的建立

砂岩酸压增产改造工艺技术在复杂岩性、低渗透、特低渗透、非常规及特殊油气藏的勘探开发中,得到了越来越广泛的应用。砂岩储层酸压的关键在于形成较高导流能力的酸蚀裂缝,为了有效改造储层和减轻二次伤害,常采用缓速酸液体系进行砂岩酸压。为了完善砂岩缓速酸的酸压理论,科学指导砂岩酸压设计和现场施工,基于酸液缓速机理和酸岩反应机理,建立了砂岩缓速酸酸压中裂缝内和滤失区的酸液浓度分布和矿物浓度分布模型,并用于计算酸蚀裂缝导流能力、酸液滤失区孔隙度和渗透率的改善程度。实例模拟结果表明：缓速酸酸压可保证酸蚀裂缝和滤失区具有较高的HF浓度,有利于增加酸液有效作用距离和改善基岩孔隙度和渗透率,但过高的HF浓度则会产生硅胶沉淀,对储层造成二次伤害,从而降低酸压效果;单一氟硼酸和氢氟酸的复合缓速酸液体系产生的导流能力随裂缝长度的增加呈现出先增加后降低的趋势,因而应考虑采用多种酸液多级交替注入酸压。     

杨税务潜山超高温非均质碳酸盐岩气藏储层改造技术

杨税务潜山碳酸盐岩储层具有典型的超高温(170~200 ℃)、高压、非均质性强等特点,纵向上发育3套层状储层段,近几年储层改造效果一直不理想。研究认为影响该地区储层改造效果的主控因素有:(1)储层改造的工程设计不适合强非均质性的地质特征;(2)射孔厚度过大造成单层改造裂缝的延伸长度小;(3)现有液体体系及配置不适合长缝的形成;(4)套管压裂方式常造成套管及环空水泥环的破坏,从而造成套管破损、井口环空带压等风险隐患。针对上述问题,通过技术攻关和现场实践,形成了针对性配套工艺:(1)减小储层改造厚度,提高压裂改造强度,增大横向改造面积;(2)优化压裂液配置,提高缝网支撑力度;(3)优化施工工艺,创新裂缝导流能力保持工艺;(4)优化管柱工艺,降低风险事故。该技术在杨税务潜山2口井进行了现场实践,均取得了良好的效果,为高温深层碳酸盐岩储层改造提供了技术借鉴。     

考虑岩矿非均质性的前置液酸压模拟研究

前置液酸压工艺采用高黏非反应性前置压裂液压开储层形成水力裂缝,然后高压挤入酸液刻蚀裂缝表面,形成非均匀溶蚀缝面以此来增强裂缝的导流能力。为了给深部碳酸盐岩储层的前置液酸压改造提供理论依据,在建立多种矿物存在的裂缝酸化数学模型的基础上,结合裂缝拟三维延伸模型,构建了能够正确描述前置液酸压物理、化学过程的综合控制方程组;基于控制方程,模拟分析了岩矿层理、岩矿组分占比和排量等关键因素对前置液酸压改造效果的影响。结果表明:(1)岩矿层理对酸蚀裂缝形态起主导作用,且水平层理有助于提高酸液的有效作用距离;(2)石灰岩在碳酸盐岩矿物中所占比例越大,酸液有效作用距离越短;(3)在考虑岩矿非均质性的前置液酸压改造中,大排量能增加酸液的有效作用距离,但酸蚀缝宽相应变窄。结论认为:(1)与常规酸压模拟方法相比,该方法充分考虑了受地质沉积影响的岩矿分布特点,较真实地模拟了岩矿非均质性所引起的裂缝非均匀刻蚀形态;(2)该研究成果为碳酸盐岩储层前置液酸压改造优化设计提供了新的方法和手段,丰富了碳酸盐岩储层改造理论。     

四川盆地安岳气田灯影组二段底水气藏酸压裂缝高度影响因素及控制对策

四川盆地高石梯—磨溪震旦系灯影组二段（灯二段）气藏开发资源潜力大,是中国石油西南油气田公司“十四五”全面上产500亿的重要上产领域。灯二段储层总体具有低孔低渗特征,局部发育高孔渗段。储集空间主要包括溶洞、溶孔、裂缝等类型,储层下部发育底水,具统一气水界面（-5 150 m）。针对此类低孔低渗碳酸盐岩气藏,需以深度酸压改造来提高单井产量,但灯二段储层存在高角度裂缝局部发育、段间应力差较小、改造段距离气水界面近等改造难点,酸压裂缝高度难以控制从而极易沟通下部水层,导致改造后产水而影响气井产能。为探究酸压裂缝高度控制方法,建立了酸压裂缝拟三维扩展模型,考虑裂缝高度延伸过程中纵向压降对缝高扩展的影响,开展了酸压裂缝高度的地质与工程影响因素模拟研究。模拟结果表明：段间应力差和酸压排量为酸压裂缝高度延伸的主控因素,且应力差对裂缝高度的影响最大,其次为储隔层厚度及工作液黏度。根据模型结果,明确了酸压裂缝高度主控因素,构建了不同储层特征的控裂缝高度酸压技术对策,优化了控裂缝高度酸压设计参数,在有效控制酸压裂缝高度的前提下,最大化提高单井产量,避免改造后见水,为底水气藏深度酸压技术提供了理论指导。     

水平井水力喷射分段酸压技术

针对深层碳酸盐岩储集层水平井酸压面临的井下温度高、破裂压力高、压裂液流动摩阻高、储集层非均质性严重等难点,研发了水平井水力喷射分段酸压新技术。基于喷射分段酸压机理,自主研制了用于水力喷射分段酸压的井下喷射器和配套管柱,给出了水力喷射酸压工艺设计中喷嘴数量与喷嘴直径组合、喷砂射孔参数、泵注程序的优化设计准则。研究表明,水力喷射压裂酸化技术依靠水动力封隔实现分段酸压,井下工具简单、耐高温(160℃),可节约成本,降低作业风险;水力喷射注酸可延长近井地带有效酸蚀距离,增强酸化效果;井下喷射器最优喷嘴相位60°,宜采用螺旋布置喷嘴;建立了喷嘴最优排量与井口压力的关系图版,可在井口装置承压范围内提高施工排量,实现大排量、深穿透酸压,最终确定喷嘴直径及喷嘴数量布置。现场试验表明,水力喷射酸压试验井最大作业垂深可达6 400.53 m,喷射酸量高达618 m3,对深部水平井分段酸压具有较强的适应性。图4表3参15     

An Algorithm to Model Acid Fracturing in Carbonates: Insightful Sensitivity Analysis

Abstract

Acid fracturing is a well stimulation process commonly used in low-permeable carbonate reservoirs. Carbonates are generally low permeable but with high storativity and are natural candidates for acid fracturing. Increased hydraulic fracture penetration with minimum acid fluid loss is the key to effective stimulation in carbonates. This article presents a program integrating acid fracture penetration, fluid loss control, fluid diffusion, conductivity, reservoir fluid flow model, and well productivity index with a two-dimensional hydraulic fracture model. This program shows the post-fracture productivity index, which increases by three to five times, depending on the treatment parameters. The present work will assist the designer in estimating the range of treatment parameters based on parametric sensitivity analyses.     

致密碳酸盐岩储层复合缝网酸压技术研究及矿场实践——以大牛地气田下古生界马五5碳酸盐岩储层为例

大牛地气田下古生界马五₅碳酸盐岩储层为低孔、低渗致密储层,储层丰度低,天然裂缝发育,常规酸压技术改造体积有限,水平井投产后产量递减快,稳产难度大。针对这些问题,分析了大牛地气田下古生界马五₅碳酸盐岩储层岩石脆性指数特征,开展了复合缝网酸压技术研究,采用“大排量前置液造缝+大规模胶凝酸缝网酸压+后置支撑剂保持裂缝导流能力”的设计思路,将水力加砂压裂与胶凝酸酸压复合,并优选复合缝网酸压线性胶前置液体系、胶凝酸体系及组合支撑剂体系,优化复合缝网酸压施工排量、施工液体用量比例及支撑剂用量等施工参数。矿场实践表明,该技术对大牛地气田下古生界马五₅碳酸盐岩致密储层具有较好的适用性和显著的改造效果,对大牛地气田下古生界气藏的大规模建产意义重大。     

考虑多重滤失效应的前置液酸压有效缝长模拟

为了提高天然裂缝较发育的碳酸盐岩储层酸化压裂设计的准确性和有效性,在采用经典裂缝拟三维延伸数学模型模拟前置液造缝过程中裂缝几何尺寸动态变化的基础上,结合液相反应平衡原理和局部反应平衡原理,建立了考虑天然裂缝、蚓孔及基质多重滤失效应的酸液流动反应模型,以现场实例井的酸化压裂改造为例,使用所建模型模拟前置液酸压注酸过程中裂缝内酸液渗滤过程及酸岩动态刻蚀形态,通过酸液沿水力裂缝长度方向的浓度变化和残酸极限浓度综合确定酸蚀裂缝有效缝长,并与压力恢复试井的解释结果进行了对比。结果表明:(1)裂缝—孔隙型储层酸化压裂过程中,沿裂缝长度方向的酸液滤失速度非定值,滤失速度曲线呈锯齿状波动变化,在酸蚀蚓孔与天然裂缝相遇时酸液滤失速度普遍大于基质处的滤失速度;(2)裂缝—孔隙型储层酸化压裂过程中酸液滤失严重,酸液有效作用距离大幅度降低;(3)验证井酸化压裂解堵增产效果显著,该井试井解释结果与所建立的数学模型模拟解释结果相吻合,说明所建立的前置液酸化压裂数学模型可靠。结论认为,考虑多重滤失效应的前置液酸化压裂数学模型更适用于裂缝—孔隙型储层的酸化压裂模拟。     

碳酸盐岩储层酸化(酸压)技术与理论研究

酸化(酸压)是碳酸盐岩油气层增产的主要措施和手段，本文介绍了不同地质条件下碳酸盐岩储层酸化及深度酸压的酸液体系和施工工艺技术的新发展，概述了酸压技术理论与油藏工程的结合．综述了碳酸盐岩储层酸压技术与理论研究现状，预测了未来酸压理论研究的主要发展方向。