巨厚强非均质性砂岩储层酸化技术

以最大程度解堵、最小程度对岩心破坏、最优化酸液置放为目标对巨厚强非均质性砂岩储层酸液体系和酸化工艺进行了探索。采用钻井液伤害实验与酸化解堵实验相结合、长岩心实验与短岩心实验相结合,宏观测试与微观分析相结合的思路。进行研究结果表明,对于泥质含量高、胶结疏松的储层可适当增加前置酸浓度(HCl浓度增加到15%),同时降低主体酸HF浓度(降低到1%)。岩心切片结合电镜扫描分析确定伤害深度和解堵半径,为用酸规模优化提供依据。对于巨厚的孔隙型储层,可以通过封隔器分隔+变密度射孔+转向酸的组合模式实现储层均匀改造,而对于裂缝发育段应该坚持"大排量、大液量、高泵压"的改造模式以实现储层深度解堵。     

超深裂缝性碳酸盐岩伤害及解堵酸化模拟

川东灯影组储层埋藏深(大于7 500 m),天然裂缝发育,钻井过程中钻井液对储层伤害严重,解堵酸化是实现超深气井建产、增产的重要技术手段。因缺乏灯影组储层钻井液伤害机理及解堵酸化效果实验,使得酸化工艺的选择和注酸参数优选缺乏针对性。以川东灯影组岩样为实验样品,模拟储层条件下天然裂缝宽度在10～250μm范围的钻井液伤害和酸化过程,并研究了注酸参数对酸化效果影响。结果表明,当缝宽小于80μm时,钻井液伤害主要集中在裂缝入口端;当缝宽大于80μm时,钻井液可伤害整个裂缝壁面;随着裂缝宽度的增加,钻井液伤害程度先增加后减小,当缝宽为200μm时钻井液伤害最严重,渗透率伤害率为96.53%。当缝宽小于10μm时,酸液难以突破岩样,解堵效果较差,建议在限压条件下,尽可能提升注酸排量增加缝宽,提高酸化效果;当裂缝宽度为80μm时,解堵效果非常好,渗透率恢复率至507%;当缝宽大于200μm时,受裂缝面钻井液滤饼影响,胶凝酸解堵效果一般,建议采用复合解堵酸化工艺,解除裂缝面滤饼伤害。当注酸排量为4 m3/min,注酸时间为60 min时可以获得较好的酸化效果。实验结果可为超深裂缝性碳酸盐岩解堵酸化工艺及注酸参数优选提供实验依据。     

裂缝性气藏网络酸化可行性

塔里木盆地T气藏构造高部位产层岩性复杂、天然裂缝发育、钻井液污染严重,常规解堵酸化效果不理想。采用室内模拟实验并结合扫描电镜分析,阐释了钻井过程中T气藏裂缝性储层伤害机理,探索了网络酸化新型技术的可行性。实验结果表明：钻井液对裂缝性储层渗透率的伤害率大于85%,天然裂缝开度越大伤害越严重;盐酸溶蚀率高(大于20%)的裂缝性储层网络酸化可行性强,以常规酸化的2~3倍注酸量和注酸排量实施网络酸化可有效解除天然裂缝伤害;盐酸溶蚀率低(小于10%)的储层实施网络酸化风险高。现场应用试验表明,网络酸化较常规解堵酸化效果好,可以推广至类似的储层改造。     

四川盆地龙王庙组气藏储层改造技术及其应用效果

四川盆地中部磨溪构造下寒武统龙王庙组气藏具有高温、高压、含H2S等特点,视均质中高渗储层厚度是气井高产的地质基础,天然缝洞良好搭配是气井高产的关键因素。过平衡钻进导致天然裂缝开启,易发生钻井液漏失,储层伤害严重,实验评价结果显示,钻井液对储层天然裂缝岩样伤害率为82.2%~89.2%,严重制约了气井产能的发挥。基于此,有必要深化实验评价技术和方法,以此来提升工艺技术参数设计的针对性。研究结果表明:①优选的胶凝酸和转向酸具有缓速、解堵效果且能够有效形成酸蚀蚓孔,充分解除钻井液污染堵塞;②研制的纤维转向剂和可溶性暂堵球能够起到转向效果,井底处理压力增加5~15 MPa,实现非均质储层的均匀改造;③基于酸液穿透和酸岩反应等实验评价,推荐出解堵酸化合理的施工排量为3.0~3.5m3/min,用酸强度为3.0~5.0m3/m;④形成的解堵和转向酸化技术现场推广应用20余井次,增产效果显著,充分发挥了气井自然产能,同时降低了用酸规模。上述技术措施有效提高了该气藏的开发质量与效益。     

非均质储层酸化用醋酸纤维暂堵剂

如何实现非均质储层的均匀酸化增产改造,提高单井产量是增产改造面临的现实挑战。通过对纤维的物理化学性质、溶解性、暂堵性以及可解除性等开展室内评价,优选出醋酸纤维作为非均质碳酸盐岩储层均匀酸化的暂堵剂。室内实验数据表明:醋酸纤维适合于非均质碳酸盐岩储层酸化,能起到均匀布酸、均匀酸化的效果;醋酸纤维可采用高浓度盐酸解除,有利于现场施工作业程序的优化,能提高作业时效,建议在碳酸盐岩储层中进一步开展醋酸纤维暂堵酸化工艺技术的现场试验与推广应用。     

裂缝型碳酸盐岩储层暂堵转向酸压实验评价与工艺优化

四川盆地茅口组储层天然裂缝发育程度不同,非均质性强,均匀布酸困难,导致储层目标层段改造不均匀,影响单井储层改造效果。为提升强非均质裂缝型储层的整体改造效果,基于3D打印裂缝岩板模拟技术,模拟研究了不同完井方式下非机械方式暂堵转向工艺,优选了耐温、承压能力的暂堵转向材料,评价了不同裂缝下暂堵转向材料含量、粒径组合等设计参数及其封堵能力。实验结果表明:优选的暂堵材料承压达15 MPa,150 ℃降解率＞98%,适用于四川盆地茅口组裂缝型储层条件;针对射孔完井的暂堵球投球总数需为炮眼数的1.1~1.3倍,暂堵纤维和2 mm暂堵颗粒组合可有效封堵3 mm裂缝,并明确了暂堵纤维及暂堵颗粒设计加量。暂堵转向实验评价丰富了强非均质裂缝型储层非机械方式均匀改造技术,为提高单井储层改造效率及现场施工提供了理论依据。      

泡沫酸酸化技术在曙光油田的应用

针对曙光油田超稠油油藏原油物性差、储层非均质性强、单层厚度薄、黏土矿物含量高、油层伤害类型复杂、采用常规酸化工艺效果有限等问题,使用泡沫酸化技术,可实现油层均匀处理,解除油层伤害。室内试验筛选出石油磺酸盐(AAS)作起泡剂,六磷酸钠作稳泡剂,确定了泡沫酸体系配方为:6%~15%HCl+0.5%~3%HF+2%~3%缓蚀剂+0.5%AAS+0.3%~0.5%六磷酸钠+1%~3%黏土稳定剂,酸化体系对地层的配伍性好,缓蚀效果好。现场应用泡沫酸酸化技术,得出周期对比平均注汽压力降低了1.5 MPa,平均油汽比提高了0.2,采注平均比提高了0.606。     

四川盆地震旦系灯影组储层改造实验与应用

为了提升四川盆地震旦系灯影组储层的改造效果,研究了高温下不同酸液的酸岩反应速率、高闭合压力下不同酸液及不同注入方式下酸蚀裂缝导流能力保持率、酸液穿透实验最低穿透时间、酸蚀裂缝形态特征数值化特征表述及暂堵球转向暂堵效果。在此基础上,提出了适合灯影组储层改造的主体酸液类型,以及适合不同储层类型的主体改造工艺,优化了施工参数。现场试验18口井,平均单井获得井口测试天然气产量45.482×10~4m~3/d。结论认为:①酸岩反应速率影响因素大小为酸液类型温度转速酸液浓度同离子效应,灯影组储层酸化要考虑酸液类型、转速(施工排量)的优化及工艺上降温措施;②采用自生酸+胶凝酸+转向酸注入顺序不但能实现深穿透,而且能同时获得较高的导流能力;③孔洞型储层采用高温胶凝酸改造,非均质性强的储层采用高温转向酸实现均匀改造,岩性致密、裂缝及孔洞均不发育的储层宜采用自生酸与主体酸交替注入造长缝改造;④除了少数裂缝发育储层外,主体工艺应以深度酸压为主;⑤解堵酸化施工排量应不低于3.5 m~3/min;⑥可溶解暂堵球转向酸化工艺技术能够调整酸液在各酸化层的注入量,以实现对非均质储层的均匀改造。     

川西下二叠统超深气井网络裂缝酸化优化设计

四川盆地西部下二叠统储层具有超深、高温、高压的特点,天然裂缝发育,钻井液漏失污染是制约该区储层增产改造效果的主要原因,酸化是彻底解除漏失污染的首选增产措施。为此,提出了最大限度降低污染表皮系数的酸化设计思路,建立了深层天然裂缝开启的临界排量计算模型;改进实验尺度天然裂缝岩样的酸化模型,建立了井筒条件下酸液有效作用距离和裂缝开度预测模型,在此基础上建立了网络裂缝酸化的表皮系数计算模型。现场应用结果表明:(1)当注酸排量为5.0 m~3/min时,S1-1井任意倾角的天然裂缝均能开启;(2)当注酸量大于100 m~3时,大排量注酸的优势逐渐体现;(3)以最大限度地降低表皮系数为目标,优选了S1-1井网络裂缝酸化的注酸排量为4.5 m~3/min,注酸量为210 m~3。S1-1井按照优化设计思路成功实施了网络裂缝酸化,获得了83.7×10~4 m~3/d的高产工业气流。结论认为:网络裂缝酸化技术是实现该区超深、高温、高压、天然裂缝发育储层增产改造最安全、经济、有效的模式。     

碳酸盐储层酸化解堵配方优化及解堵机理

为了解除碳酸盐岩超低渗透储层钻井泥浆污染,通过响应面回归模拟分析解堵剂对泥饼和岩心溶蚀率差值来评价复配酸组分对泥饼和岩心的溶蚀效果,确定了适宜的解堵剂配方,考察了复配酸对岩心的解堵效果,分析了解堵机理。结果表明,在泥饼溶蚀中各组分的影响大小顺序为H_2O_2HClHFHAc,在碳酸盐岩岩心溶蚀中各组分的影响大小顺序为HClHAcHFH_2O_2;解堵剂配方为9.2%HCl+1.3%HF+5%H_2O_2+15%HAc时,解堵后的岩心渗透率恢复率达到130%;该复配酸具有缓速性能,在解堵的同时能将岩心的伤害降到最低,能有效保护地层结构,达到深部酸化的目的。     

复杂砂岩气藏酸化酸液体系优选

砂岩矿物组成的复杂性决定了酸化酸液体系选择困难,采用室内物理模拟实验,结合电镜扫描技术,分析了经验选择的酸液体系对TZ气藏两类典型砂岩储层的酸化效果影响,根据酸化物理模拟实验优选了两类储层的酸液体系。实验结果表明,碳酸盐矿物含量高(大于20%(w))、岩石胶结疏松的储层,仅用15%(w)HCl酸化不能解除钻井液污染,需采用前置酸(15%(w)HCl)与主体酸(12%(w)HCl+1%(w)HF)相结合,并适当减小用酸量;泥质含量高、岩石胶结强度高的储层,采用前置酸(12%(w)HCl)与主体酸(13.5%(w)HCl+2%(w)HF)相结合,适当增加用酸量。实验研究表明,一套酸液体系难以解决复杂砂岩储层的酸化问题。现场应用试验表明,实验优选的酸液体系能较好地解除储层污染,提高酸化效果。     

长岩心流动实验评价酸液酸化效果

通过长岩心流动实验,结合酸化前后岩石抗压强度分析,对比评价了常规土酸(12％HC1 3％HF)和新研制的有机缓速酸体系对大庆外围东部葡萄花油层高含长石储层岩心的酸化效果,表明有机缓速酸体系具有一定的缓速能力,能够处理地层深部伤害;将长岩心酸化流动模拟实验与岩石抗压强度实验相结合,可优选酸液类型、浓度和用量,有利于提高砂岩基质酸化的有效率。     

酸化体系中石英的稳定性实验研究

利用X’Pert PRO X-射线衍射分析仪、分光光度仪等手段,系统评价了石英在60℃条件下,与5%HCl、5%HCl＋0.5%HF、5%HCl＋1.0%HF、0.5%HF、1.0%HF、8%HBF4和5%HCl＋7%HBF4七种常见酸体系反应的化学行为,重点分析了酸液中可溶硅离子浓度变化特征及影响因素。研究表明：石英与HF酸、土酸反应快速强烈,前2h硅离子浓度波动大,是硅质沉淀形成的主要时期;与氟硼酸体系反应慢,达最大反应强度长于12h。酸蚀后矿物结构无明显变化,可溶硅离子浓度与长石矿物、粘土矿物上述酸化体系中平均浓度相近。通过快速返排残酸,使用低浓度的HF酸进行酸化,采用过量的后置酸液以及在酸化液中加入相应的阻垢剂可预防砂岩酸化时硅质沉淀的产生。     

网络裂缝酸化技术在DY1井须家河组气藏的应用

网络裂缝酸化技术是针对裂缝发育、连通性好,在地层中形成裂缝网络的砂岩储层,在加砂压裂无法进行的情况下,以解除裂缝中的污染和通过深度酸化来形成合理裂缝配置的酸化改造措施。川西须二段储层天然裂缝发育,容易造成钻井液伤害,为了克服加砂压裂带来的风险,同时解除近井污染,恢复储层的油气通道,在实验研究的基础上形成了网络裂缝酸化、降阻酸液体系和工艺优化设计技术。该工艺的适用条件是储层裂缝发育、裂缝具有一定的充填物、压裂改造风险大、酸液、钻井液及岩石的酸溶蚀率高。通过DY1井的现场试验,并取得了显著效果,说明对于裂缝性砂岩气藏,裂缝网络酸化技术可通过储层内酸蚀裂缝向纵深方向的扩展,提高近井地带及天然裂缝的渗透率,增大泄油半径,获得高产油气;同时也为川西深层须家河组类似储层的改造提供了思路。     

高岭石在酸中的化学行为实验研究

利用X-射线衍射分析仪、XL-30能谱电镜等岩矿测试手段，系统评价了高岭石在5%HCl 、5%HCl+0.5%HF、5%HCl+1.0%HF、0.5%HF、1.0%HF、8%HBF₄、5% HCl+7%HBF₄等７种酸体系在60℃条件下的化学行为，重点分析了残酸液中硅、铝元素离子浓度、酸蚀量、晶体结构稳定性等参数随时间、酸浓度、酸类型变化规律。研究指出：单一氟硼酸、氟硼酸/盐酸体系与高岭石反应显示强酸的特性，但是比土酸滞后0.5～1 ｈ；酸对高岭石晶体中硅、铝元素的溶蚀程度不同，对铝氧八面体的破坏程度强于硅氧四面体；高岭石与各种酸体系分别反应0.5、1、2 ｈ后，高岭石在盐酸、HF、土酸中比较稳定，衍射峰没有明显的变化，但土酸体系中的高岭石峰强度有微弱的降低；氟硼酸体系反应后的残余高岭石衍射峰强度明显变弱，尤其是反应12 ｈ，这是由于结晶度下降，晶体结构局部遭受破坏所致。在该次研究的条件下，高岭石没有明显的峰消失和新峰出现。     

大尺寸套管井多级酸化技术

南苏丹ANANAS区块部分大尺寸套管井采用土酸和桥塞酸化工艺解堵增产,但土酸反应过快,桥塞管柱操作复杂且存在酸液泄漏风险,因此亟需研制大尺寸套管井多级酸化技术。通过设计小截面定活塞、分离进液口与注酸口、选定T型密封圈密封注酸口,研制了新型注酸器;通过酸液缓蚀性能评价、络合性能测试及配伍性试验,优选出一种适用于该区块储层的HV缓速酸液体系。室内试验表明:新型注酸器开启压力高达8 MPa以上,能使?147 mm封隔器稳定坐封;理论上单趟管柱可酸化15段且可用于套管验漏;HV缓速酸液体系缓蚀性能优于常规土酸体系,能够有效络合储层金属离子,抑制二次沉淀产生,与多种添加剂配伍性能良好。该技术可用于大尺寸套管井3段以上酸化增产,采用HV缓速酸体系能有效扩大酸液作用距离,解除近井地带伤害,措施效果显著,建议今后考虑转向酸压,以进一步提高储层改造程度。     

蒙脱石与土酸、氟硼酸反应实验研究

利用X′Pert PRO X-射线衍射分析仪、XL-30能谱分析等岩矿测试手段,系统评价了蒙脱石在5%HCl、5%HCl＋0.5%HF、5%HCl＋1.0%HF、0.5%HF、1.0%HF、8%HBF4、5%HCl＋7%HBF4七种常见酸体系中的化学行为,重点分析了酸液中硅、铝元素离子浓度、酸蚀量、晶体结构稳定性等参数随时间、酸浓度、酸类型间变化规律。研究指出,土酸、HF、氟硼酸体系与蒙脱石反应均表现出强酸的性质特点,但是氟硼酸体系离子浓度达到最大值迟土酸0.5~1.0h;与晶体结构中的Si/Al重量理论值对比,发现酸对蒙脱石晶体中的铝氧八面体破坏性强于硅氧四面体。7%HBF4和5%HCl＋7%HBF4两体系与蒙脱石反应2h后d（001）晶面破坏,并出现新峰;而相对应的土酸体系中蒙脱石固相反而比较稳定,因此不难判断B-、F-等有利于促使蒙脱石向其它矿物转化。     

泡沫酸酸化在文明寨油田的应用

本文针对文明寨油井段长，渗透率高，层间矛盾突出，井况恶化，油井负压等特点，采用泡沫酸酸化工艺解除油层污染，实现泡沫暂堵高渗层，沁沫负压排酸，恢复井产能，改善水驱开效果。     

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。