塔河碳酸盐岩储层大型酸化压裂技术介绍

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，经过几年的探索、实践，塔河油田碳酸盐岩深层酸化压裂在酸压选层、酸液体系、施工规模、泵注程序、管串结构、酸后排液、酸压监测和压后评估等方面都形成了独具特色的一套技术。本文此作了简要介绍。     

元坝海相长兴组气藏深穿透酸压工艺

元坝海相碳酸盐岩气藏储层改造过程中表现出来的高温含硫、储层破裂压力高、施工压力大、摩阻大等难题严重制约了单井产量的提高.在对元坝海相碳酸盐岩气藏储层工程地质特征进行分析的基础上,通过深化酸液配方体系、储层改造工艺及其配套技术的研究,形成了有针对性的储层改造技术措施,为元坝海相碳酸盐岩气藏的进一步勘探开发提供了技术支持.     

高温深层碳酸盐岩储层酸化压裂改造技术

海相碳酸盐岩储层是当前油气勘探开发的重点和热点领域之一,而酸化压裂增产改造技术则是碳酸盐岩油气藏勘探开发的关键性技术.在研究中国西部碳酸盐岩油气藏开发方式的过程中,针对其埋藏深、温度高和非均质性强等特点,通过相应的基础理论研究、技术研发配套以及现场技术应用,形成了高温深层碳酸盐岩储层改造配套新技术.其具体包括改造前储层量化评估、耐高温改造液体系、均匀布酸酸化、深度酸压、加砂压裂、酸携砂压裂和水平井多段酸压等改造技术.该技术的广泛应用可以为碳酸盐岩储层的高效开发提供有力的技术支持.根据目前储层改造技术的发展现状,分析了当前面临的挑战以及进一步的发展方向.     

塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏深度改造技术研究与应用

针对塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏埋藏深、地层破裂压力高、主体区块部分井裂缝发育、酸液滤失量大、人工裂缝延伸距离短及难以实现深度改造的技术难题,开展了攻关研究和现场实践。通过酸化预处理、压裂前射孔、优化管柱结构、酸压工作液加重等技术,可有效降低施工压力20～30MPa,针对缝洞型油藏不同储层类型形成了相应的深度酸压工艺;将单一储层改造工艺有机结合,形成了清洁转向酸与常规酸复合、冻胶酸携砂压裂等复合酸压工艺;针对碳酸盐岩储层加砂压裂难点,通过小型压裂测试、前置液段塞工艺、注砂程序优化等手段成功实现了对该类储层的加砂压裂改造,TK241井一次性加砂量为82.7t,支撑剂质量浓度最高达630kg/m3;2005年9月至2010年6月,现场试验并推广应用56井次,累积增产原油量达64.068×104t。     

川东北地区高压气井酸化压裂技术研究及应用

川东北地区主要为海相碳酸盐岩气藏,基岩孔隙度和渗透率都普遍较低,储层具有埋藏深、温度高、产层厚、纵向岩性复杂、非均质性强、含酸性流体等复杂工程地质特征,气井实施压裂酸化作业必须解决高温深井所用酸液的缓速、缓蚀、降阻、降滤失、助排、粘温性、高温下的可靠转向性以及防二次沉淀等难题。酸液体系和酸化工艺需能提高酸液的有效作用距离,降低地层伤害,实现有效改造。在川东北地区采用解堵酸化、深度酸压工艺和混气酸压工艺可有效解除污染,延长酸压后有效酸蚀缝长,增强酸蚀裂缝导流能力。     

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。     

闭合酸压技术在川东北气田的研究与应用

酸压改造是川东北地区海相碳酸盐岩储层增储上产的重要手段。川东北海相碳酸盐岩储层具有的埋藏深、温度高、非均质性强、低孔低渗、部分地区高含硫等特点,使实施储层改造措施面临大量技术难题。为此,选用该地区储层岩心进行室内试验,优选出适合该地区的胶凝酸酸液体系;从实际情况出发,结合储层的具体特征,优选出适合该地区的闭合酸化工艺;并以一口典型井为例,证实了优选出的酸液体系及酸化工艺在该地区具有较好的适应性。图4表4参6     

深层碳酸盐岩水平井改造技术现状及进展

国内碳酸盐岩储层埋藏深,呈现非均质性强、温度高、缝洞发育等特征,给水平井增产改造带来了困难。通过调研和分析国内外水平井分段改造技术,介绍了深层碳酸盐岩储层水平井无工具分段改造技术、机械工具分段改造技术、酸液体系的研究现状和现场应用情况,形成适合深层不同储层的水平井分段改造技术,对加快深层碳酸盐岩储层高效开发具有重要的指导意义。     

高温深层非均质性碳酸盐岩水平井分段改造技术

碳酸盐岩非均质性强的特点决定了常规水平井分段改造优化设计方法不再适用,同时塔中地区高温、深层及缝洞发育等特点给储层改造液体和分段改造工艺带来挑战。从统计分析反映非均质性储层特征的资料出发,确定了基于改造设计为目的的压前储层描述模型,明确反映远井储层特征的地震资料对于指导改造设计具有重要作用,并基于该认识,建立了在缝洞精细雕刻基础上的非均质性碳酸盐岩水平井分段改造优化设计方法。通过稠化剂优选、交联剂研发形成耐温140℃地面交联酸体系,其低滤失、缓速好的特征为实现深穿透酸蚀缝提供基础;并根据碳酸盐岩缝洞发育特点,优选裸眼封隔器多级滑套水平井分段压裂工具,从而形成系统的水平井分段改造技术。现场应用表明,该技术适用性好,增产效果显著,在国内同类非均质性海相碳酸盐岩储层中具备较大的推广应用前景。     

复杂砂岩储层平衡酸压闭合酸化技术

砂岩储层一般不能冒险进行酸压,要大幅度提高产能应采用水力压裂。针对新场气田新855井复杂砂岩储层岩性变化大,岩矿组成复杂,碳酸盐岩含量高,且在不同井段分布极不均匀等特点,提出采用新的酸压技术--平衡酸压闭合酸化技术对该储层实施酸压改造。对该酸压工艺的原理及其适用性进行了理论分析。通过大量室内试验,并考虑到该地层酸化时酸液需具备降滤失和延缓反应速度的特点,优选出以盐酸为主体酸的胶凝酸体系配合该酸压工艺。现场施工实践表明该酸液体系及酸压工艺对该类复杂砂岩储层是合理的。     

塔河油田酸压改造人工裂缝评价技术应用研究

酸化压裂是缝洞型碳酸盐岩油藏储层改造的有效手段,压后监测评价技术可准确了解储层参数、裂缝参数以及施工液体的摩阻、滤失参数,根据这些参数可以评价储层改造工艺的效果,指导设计进一步优化,提高改造工艺的针对性。本文通过压力拟合、井底压力与温度的实时监测与分析、测井资料处理,井筒监测等监测方法的分析与研究,提出了适用于塔河油田的监测评价技术,并指明了超深井碳酸盐岩储层改造人工裂缝评价技术的发展方向。     

基于钻井液漏失侵入深度预测的裂缝性碳酸盐岩储层改造优化

四川盆地高石梯-磨溪地区缝洞型碳酸盐岩气藏具有储层低孔低渗、埋藏深,储层温度高,层厚,裂缝、孔洞较发育,非均质性强、含H₂S,岩石闭合应力高等特点。通过前期技术攻关,形成了适合高石梯-磨溪低渗透储层增产改造工艺技术,一定程度上提高了区块低渗区的单井产量。储层裂缝孔洞较发育,钻井完井过程中不可避免地漏失大量钻井液,造成储层深部污染损害。因钻井液漏失侵入深度不明确,酸化设计中的酸液波及范围无法界定,故常规酸化技术不能完全解除漏失的钻井液对储层的深度损害,降低了储层酸化改造效率。建立了基于溶质运移与对流扩散理论的裂缝网络性钻井液漏失侵入深度预测模型,结合现场实例井,预测了钻井液漏失最大侵入深度,明确了储层污染堵塞范围,为储层酸化设计的酸液规模和酸化范围提供量化依据,试验井改造效果明显,提高了酸化改造效率。     

缝洞型碳酸盐岩储层压裂效果评价方法试验研究

目前,由于缺乏缝洞型碳酸盐岩储层压裂裂缝沟通效果评价体系,无法实现压裂改造效果量化评价,因而需要针对缝洞型碳酸盐岩特征建立压裂改造效果评价方法。利用人造缝洞型碳酸盐岩岩心进行了水力压裂物理模拟试验,基于试验结果建立了符合缝洞型碳酸盐岩压裂特征的评价标准,提出了“缝洞沟通系数”的概念,然后利用该系数定量分析了地应力差对缝洞型碳酸盐岩压裂效果的影响。试验发现:用以评价压裂效果的SRV系数无法准确评价缝洞型碳酸盐岩压裂效果,而缝洞沟通系数可以针对此类缝、洞发育的岩石情况作出准确的压裂效果评价;利用缝洞沟通系数评价了水平地应力差对缝洞碳酸盐岩压裂效果的影响,发现随着地应力差增大缝洞沟通系数先降低后升高。研究结果表明,缝洞型碳酸盐岩储层中各因素对压裂改造效果的影响规律与常规储层不同,利用缝洞沟通系数分析压裂裂缝扩展沟通情况针对性更强、评价缝洞碳酸盐岩储层压裂改造效果更有效。      

闭合酸压技术在川东北气田的研究与应用

酸压改造是川东北地区海相碳酸盐岩储层增储上产的重要手段,但是川东北海相碳酸盐岩储层具有埋藏深、温度高、非均质性强、低孔低渗部分地区高含硫的特点,使得储层改造面临大量技术难题。为此,选用该地区储层岩心进行室内试验,优选出适合该地区的胶凝酸酸液体系,并从川东北地区实际情况出发,结合储层的具体特征,优选出适合该地区的闭合酸化工艺,最后以一口典型井为例,证实了优选出的酸液体系及酸化工艺在该地区具有较好的适应性。     

玉北区块裂缝型碳酸盐岩油藏复合酸压改造技术

玉北区块碳酸盐岩油藏埋藏深、温度高、地层水矿化度高,基质渗透率低、储层裂缝发育,最大破裂压力梯度达26.7 kPa/m,储层改造难度大。开展了碳酸盐岩储层复合酸化压裂改造技术研究,通过优选酸液体系、加砂量和段塞泵注模式,形成了加砂压裂与酸液刻蚀复合工艺、压裂液与酸液交替注入工艺。在玉北区块开展矿场试验并成功应用,对今后塔河外围碳酸盐岩储层改造有一定的指导意义。     

致密碳酸盐岩酸蚀蚓孔研究

基质酸化是碳酸盐岩储层最早使用的解除储层污染的增产技术之一。但现场实践表明,对于微裂缝不发育的致密碳酸盐岩储层,基质酸化效果往往不佳。该文利用压裂酸化工作液动态滤失实验系统,进行了系统的岩心驱替实验。通过改变酸液注入速率、实验温度及使用不同酸液体系等方法,对致密碳酸盐岩储层孔隙基质在酸化过程中蚓孔产生的可能性进行了实验研究。研究表明：对于致密碳酸盐岩,由于基质渗透率非常低,在10MPa的驱替压差下．酸液仍然很难进入岩心基质,所以酸岩反应仅能在岩石表面进行,即使部分酸液进入基质孔隙内,由于残酸难以快速滤失,所以鲜酸难以迅速补充,使得酸岩反应的类型仅能停留在密集型溶蚀阶段,难以形成深穿透的酸蚀蚓孔。此外,通过岩心流动实验对比,分析了高渗露头及致密岩心的流动反应特点,证实酸液在高渗透岩心表面及天然裂缝发育处能形成酸蚀蚓孔。最后,通过理论分析认为．对于致密碳酸盐岩储层基质酸化很难形成深穿透的酸蚀蚓孔。     

加砂压裂技术在高温深井碳酸盐岩储层成功应用

酸化压裂技术是碳酸盐岩储层增产改造的成熟、有效技术,对于深层碳酸盐岩储层由于其储层温度高、地应力大,酸蚀作用距离短、有效缝长不足,酸压改造效果,特别是稳产效果往往不尽人意。将常规砂岩压裂改造的成熟技术——加砂压裂技术应用于高温深层碳酸盐岩的改造,采用包括小粒径支撑剂,低损害压裂液,砂浓度以低起点、小台阶、多步、控制最高砂浓度泵注程序等技术路线,加砂压裂改造工艺获得成功。经过十年的跟踪研究表明,累计增油10.3×104m3、天然气0.51×108m3,加砂压裂技术应用取得了良好的增产、稳产效果,为高温深层碳酸盐岩储层增产改造提供了新思路和途径。     

碳酸盐岩气藏的酸化压裂技术

Khuff碳酸盐岩气藏由于其固有的非均质特性 ,使其成为实施酸化压裂的理想储层。采用一些类型的酸液对这种致密白云岩气藏进行了酸化压裂增产处理 ,建立起了一个 70余口气井酸化压裂处理的大型数据库 ,用于研究酸液 /岩石的相互作用关系 ,继而确定岩性与酸液类型之间的关系。本文论述了增产处理的目标、目前在用的酸液、对返排试样的分析、根据返排试样对储层中白云岩与方解石的测试、施工作业的有关数据资料、对酸化压裂增产处理的分析和测井岩相与酸液的关系等研究成果。     

复杂砂岩高效酸化技术先导性试验

川西须家河组砂岩储层埋藏深,地质条件复杂,加砂压裂和常规酸化增产效果均不理想,致使大量的天然气资源难以有效动用。分析了须家河组砂岩储层压裂、酸化改造过程存在的问题,结合砂岩酸化增产机理和地质特征,优选出对岩心骨架溶蚀率低（约2%）、对钻井液溶蚀率高（约15%）、能较好防止酸化沉淀,并且缓速性好的新型高效酸液体系。室内实验及现场应用表明,优选出的酸液能够很好地解除钻完井污染,溶蚀和沟通储层孔喉和微裂缝。与常规酸液体系相比,新型酸体系具有明显的优势,对于类似砂岩储层酸化有很好的借鉴意义。     

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。