水平井分段酸压工艺在大牛地气田的研究与应用

大牛地气田下古生界发育有裂缝-基质性碳酸盐岩气藏,气藏基质渗透率低,微裂缝发育。储层改造过程中存在储层段酸液滤失严重、实现深度酸压困难、直井效果差、建产难等问题。以大牛地气田下古生界碳酸盐岩储层地质特征为基础,开展了水平井分段酸压工艺技术研究,优选出多级管外封隔分段酸压工艺技术+转向酸液体系。在此基础上,采用"高排量、降阻、缓速、降滤、大规模、深穿透"的技术思路,对水平井分段酸压参数进行了优化,在大牛地气田水平井PG2井的现场试验中取得了良好的改造效果,为今后大牛地气田下古生界同类储层的酸压改造提供了借鉴意义。     

大牛地气田下古生界气藏裸眼水平井分段酸压效果影响因素分析

大牛地气田下古生界碳酸盐岩储层低孔、低渗,自然产能低。前期采用水平井多级管外封隔分段酸压改造,压后产气量递减速率较快,稳产效果差,严重制约着气藏的高效开发。结合水平井分段酸压工艺,考虑酸液在裸眼井段中的径向滤失,采用Willianms-Nierode酸液有效作用距离计算图版,分析酸液的有效作用距离。结果表明:酸液在水平井段内的径向滤失严重,滤失速率高达1.9 m/min,而酸液的有效作用距离仅为动态缝长的20%左右,酸液在裸眼井壁的径向大量滤失导致酸蚀主裂缝缝长过短是影响酸压效果的主要因素。     

大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式优化探讨

大牛地气田下古生界水平井形成了以裸眼预置管柱多级管外封隔器完井,投球打滑套方式分段改造,以水力加砂压裂和胶凝酸酸压相结合进行大排量复合酸压,取得了初步成果。但由于裸眼预置管柱完井裂缝起裂位置不明确,投球打滑套分段压裂时滑套打开后酸液与储层接触面积大,酸液滤失严重,酸压改造体积有限。针对这些问题,开展了大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏水平井固井完井及改造方式论证,优化不同井身结构下固井完井管柱,优选不同完井管柱下分段改造方式。对马五5气层的一口水平井采用三级井身结构4 1/2"尾管悬挂固井完井,可钻桥塞分段改造方式进行大排量复合酸压。现场试验表明固井完井方式下选用合适的改造方式能满足大排量复合酸压的施工要求,水平井压后能取得较好的产量和较强的稳产能力,固井完井及优化的改造方式对大牛地气田下古生界碳酸盐岩气藏有较好的适用性。     

致密碳酸盐岩气藏前置酸加砂酸压工艺研究及应用

大牛地气田下古生界碳酸盐岩储层具有致密低渗透、低压、低孔的特征,储层岩石弹性模量高、泊松比低,酸蚀裂缝窄且长度有限,水平井酸压后整体稳产能力较差。为此,将前置液酸压与携砂压裂工艺相结合创新形成了前置酸加砂酸压工艺,实现深度酸压的同时形成了具备高导流能力的油气流动通道。优化研究了酸液黏
度、酸液浓度、施工排量、铺砂浓度、酸蚀反应时间等前置酸加砂酸压工艺设计参数,并在大牛地气田碳酸盐岩水平井中现场应用了6口井53段,单井平均无阻流量为8.49*10⁴m³/d,单井产量提高近2倍,该技术的应用将对致密低渗碳酸盐岩气藏的开发提供技术保障。     

鄂尔多斯盆地大牛地气田碳酸盐岩储层差异化分段酸压技术及其应用

鄂尔多斯盆地大牛地气田马五₅亚段碳酸盐岩气藏具有储集空间类型复杂、孔隙度和渗透率低、非均质性强等特征。对水平井采用单一酸压技术改造后测试产量差异大,低产井比例高。为提升该类气藏开发效益,综合考虑钻、测、录井及压裂特征,开展了储层类型划分,针对不同类型储层特征及改造难点,优化酸压施工的关键参数,形成了差异化分段酸压技术。结果表明,不同类型储层所适用的酸压技术不同：洞穴型储层宜采用多级注入闭合酸压技术,多级注入液体采用线性胶+胶凝酸按2～3级交替注入,酸液与压裂液体积比例为1.2～1.3;裂缝-孔洞型储层宜采用变黏度酸多级注入酸压技术,高低黏酸液的黏度比为5～10,施工排量7 m³/min以上;孔隙型储层宜采用多级注入加砂酸压技术,酸蚀裂缝半长应大于120 m,导流能力大于30μm²·cm。实施差异化分段酸压后,11口水平井平均测试产量相比前期提升了64.3%,增产效果显著。研究成果可为同类气藏的高效酸压改造提供借鉴。     

元坝陆相气藏裂缝型致密砂岩储层酸压技术

元坝陆相致密砂岩储层具有低孔、低渗、非均质性强等特征,储层微裂缝发育,加砂压裂造缝困难而施工作业难度大、安全风险高、改造效果差。由于该气藏储层含钙质胶结物或钙屑,因此采用酸压技术是降低储层改造风险的有效措施之一,但常规土酸酸化也面临着酸液滤失大、腐蚀性强、酸蚀速度快、施工泵压高等问题。实验和现场应用试验表明,采用胶凝盐酸和胶凝土酸分别作为前置酸和主体酸进行"前置酸酸压+主体酸闭合酸化"施工能有效降低酸岩反应速度、酸液腐蚀程度、酸液滤失量、施工摩阻和施工泵压,进而降低施工作业难度,确保酸蚀裂缝的高导流能力,获得良好的增产效果,可实现元坝陆相裂缝性致密砂岩储层的有效改造。     

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。     

建平5井酸压工艺技术分析与认识

建平5井属建南气田储层海相碳酸盐岩气藏,天然裂缝发育,具有低压、低孔、低渗的特点,不进行大规模的措施改造,无法获得工业气流。针对建平5井水平井段长、裂缝发育、地层能量低等特点,通过大型酸压解除钻井过程污染,沟通储层深部裂缝发育区,并在施工中采用了胶垫封堵、液氮伴注及连续油管气举排液技术,酸压后获得高产气流。     

普光气田大湾区块高含硫水平井完井管柱优化设计

为实现高含硫气藏“少井高产、安全高效”的开发目的,对四川盆地普光气田大湾区块碳酸盐岩储层采用了以水平井为主的开发模式。根据大湾区块气藏及流体特点,综合考虑国内外高含硫水平井完井工艺技术现状,选择一次管柱多级卡封,逐级投球打开各层滑套改造储层作为本区块水平井完井工艺,进而开展了管柱参数和结构设计,优化设计出高含硫水平井完井管柱：套管完井分段酸压管柱、裸眼完井分段酸压管柱、套管监测水平井分段完井管柱。该管柱通过8口井现场应用,首次实现了国内高含硫水平井分段储层改造,增产效果明显,为气田的安全高效开发提供了有力的技术支撑,也为类似气田的开发提供了借鉴。     

不同酸液体系蚓孔发育实验研究

由酸蚀蚓孔造成的酸液滤失是影响酸压优化设计和压后增产效果的重要因素,而蚓孔发育状况的深入研究有助于酸液滤失的准确预测。分别用20%的盐酸和胶凝酸进行了酸岩反应控制因素实验,对比了两种酸液体系的反应速率和传质控制区与表面反应控制区的圆盘临界转速。针对碳酸盐岩储层孔隙性和裂缝性两种不同的孔隙类型,分别采用人工钻孔和人工剖缝方式模拟大孔隙和天然裂缝的酸液流动反应特征,研究了不同酸液作用下酸液滤失及酸蚀蚓孔发育机理。实验结果表明,盐酸的酸岩反应速率比胶凝酸快。盐酸和胶凝酸传质控制区与表面反应控制区的临界转速分别为800 r/min和600 r/min。胶凝酸较慢的反应速率更有利于酸蚀蚓孔的扩展。裂缝性碳酸盐岩储层中形成酸蚀蚓孔的机率要远远大于孔隙性碳酸盐岩储层。     

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。     

碳酸盐岩油藏深度酸压技术研究及应用

碳酸盐岩储层通过酸压改造，提高裂缝长度和酸液有效作用距离，是提高酸压措施建产率的关键。针对裂缝相对不发育的致密储层，开展了以控制裂缝高度为主的深度酸压技术研究；同时，对于裂缝发育的储层，开展了前置液加粉陶段塞降滤、大规模前置液酸压和交联酸酸压等深度酸压工艺技术的研究，强化降滤和造缝能力，减小或消除多裂缝的影响，提高了酸压穿透深度，在碳酸盐岩裂缝油藏中应用，取得了很好的应用效果。     

碳酸盐岩油藏深度酸压技术研究及应用

碳酸盐岩储层酸压改造的目的是沟通远端的储集体，提高酸压裂缝长度和酸液有效作用距离是提高酸压措施效果的关键。对裂缝相对不发育的致密储层，开展了以控制裂缝高度为主的深度酸压技术研究；对裂缝发育的储层，开展了前置液加粉陶段塞降滤、大规模前置液酸压等深度酸压工艺技术的研究，强化降滤和造缝能力，减小或消除多裂缝的影响，提高酸压穿透深度。以上各种深度酸压技术在碳酸盐岩裂缝油藏中取得了很好的应用效果。     

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.     

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。     

缝洞型碳酸盐岩储层水平井分段酸压技术研究

塔中I号气田试验区储层为奥陶系缝洞型碳酸盐岩储层,酸压改造是提高该类型储层开发效果的关键技术之一.针对塔中I号气田碳酸盐岩低孔低渗、非均质性强及水平井段长的特点,在分析储层地质特征的基础上,综合水平段储层物性特征、长度、污染状况及产能与净现值,提出了水平井分段优化方法;根据塔中I号气田储层特征,推荐了塔中I号气田水平井...     

中国海相碳酸盐岩储层酸化压裂改造技术现状及发展趋势

中国海相碳酸盐岩储层具有埋藏深、温度高、高含硫、孔缝洞发育分布不均匀等特点,酸化压裂改造面临一系列技术难题。在对典型海相碳酸盐岩储层地质特征进行了对比分析基础上,针对酸化压裂改造面临的技术挑战,从高温深井提高酸液有效作用距离的酸液体系、高闭合应力储层提高酸蚀裂缝导流能力的措施、缝洞型储层酸化降滤失措施、复杂地层流体应对技术、复杂结构井分段改造措施等方面对国内海相碳酸盐岩储层酸化压裂改造关键技术现状进行了综合分析,提出了海相碳酸盐岩层增产改造理论及工艺技术发展趋势。该研究结果为海相碳酸盐岩储层增产改造技术的发展提供了技术和理论支持。     

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。     

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。