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碳酸盐岩油气藏水平井酸压改造技术

调研报告

目录

TOC\o1-2\h\z\u1碳酸盐岩油气藏酸压工艺技术现状 1

2碳酸盐岩油气藏水平井酸压裂缝延伸机理 7

2.1低渗透油藏水平井压裂理论及现场工艺探讨 7

2.2水平井水力裂缝延伸物理模拟试验研究 19

2.3压裂水平井裂缝形态电模拟实验研究 24

2.4压裂水平井人工裂缝起裂规律与施工对策 29

3碳酸盐岩油气藏水平井酸压新技术 35

3.1吐哈油田水平井分段压裂技术应用评价[58] 35

3.2水力喷射挤酸和多裂缝酸化处理作业[59] 43

3.3塔里木油田碳酸盐岩超深井水平井分段改造技术[60] 50

4结论 53

参考文献 54

1碳酸盐岩油气藏酸压工艺技术现状

酸压是油气藏增产、注水井增注的重要措施，在油气田开采中得到了广泛运用。酸压效果的成败取决于对地层因素的认识和合理的选择酸液体系及酸压工艺。介绍了目前国内外所应用的酸液体系类型及酸压工艺技术，对各种酸压工艺方法、原理、特点及适合酸压的地层因素进行了分析，总结了目前酸压的经验和存在的问题。酸压将会在水平井，复杂砂岩储层的改造工艺中得到普及。建议在以后的工作中加大针对不同物性的储层进行酸液、工艺的优选研究，以达到最佳的改造效果。

酸压是指在高于储层破裂压力或天然裂缝闭合压力下，将酸液注入储层，在储层中形成裂缝，同时酸液随着裂缝延伸方向流动，在流动过程中不均匀刻蚀缝壁，最终形成一条具有一定几何形状和导流能力的人工裂缝。酸压的优点为［2］：净压力低，形成裂缝长；能获得较好导流，无脱砂风险，无支撑剂回流问题。适合酸压工艺处理的碳酸盐岩储层包括［3］：1）地层天然裂缝发育，将导致加砂压裂的复杂性；2）地层孔隙度和渗透率具有非均质性，有利于酸液在裂缝壁面不均匀刻蚀；3）地层具有均质性，但不想破坏水层或气层的应力边界；4）地层渗透率相对较高或地层存在伤害带；5）地层压开后的裂缝闭合应力过大，将压碎支撑剂。

1.1酸液体系

1.1.1常规酸

常规酸指普通盐酸。在酸压施工中，酸液既压开地层，又与地层岩石发生反应，最终形成不均匀刻蚀缝，排液后裂缝仍具导流性，提高了油气井的产能。但由于酸岩反应速度快，酸液滤失控制差，酸蚀有效作用距离短等原因，只能对近井地带进行裂缝系统的改造。

1.1.2稠化酸

稠化酸是在普通酸液中加入线性高分子增稠剂，以增加酸液的黏度和改变其流变性。由于稠化酸黏度较高，能够降低H+传质扩散速度、降低流体滤失、延缓酸岩反应速度、增加裂缝宽度和长度、增加活性酸的穿透距离；同时能降低管柱摩阻（为清水的40%～60%），为提高施工排量创造条件，从而达到储层深度酸压的目的［3-4］。目前国内主要在四川、长庆、塔里木、青海、玉门等油田进行过有关现场试验应用，并取得了较好的增产效果。

1.1.3乳化酸

乳化酸通常由酸油比例为70∶30的液体乳化而得，具有黏度高、滤失小、较好的缓速性、破乳性和配伍性。酸体积分数为7.5%~28%，油包括柴油、煤油或轻质烃，乳化剂可以选用阳离子、阴离子或非离子表面活性剂［5-6］。乳化酸进入地层后，被油膜所包裹的酸滴不会立即与岩石反应，可以进入地层深部，扩大酸压处理的半径，达到对地层深度改造的目的。

国内早在1965年就进行过原油+柴油包低浓度盐酸的试验；1976年进行过凝析油包常规盐酸的试验研究；1979年成都科技大学进行了60~93℃范围内油包高浓度盐酸的研究。国外Dowell公司的Peters研究在油酸乳化液中充入适量的氮气，使之成为三相乳化液，大大提高了缓速性能。

1.1.4泡沫酸

泡沫酸是将加入起泡剂和稳定剂等添加剂的酸液与气体（N2或CO2）在地面泡沫发生器中混合，形成稳定泡沫。泡沫流体具有视黏度高、调剖能力强、封堵能力随渗透率的增大而增大、遇水稳定、遇油消泡等性质，适用于低压、多层非均质地层、气井、水敏性地层及老井的重复酸压［7］。

四川石油管理局主要在石灰岩地层中进行了泡沫酸酸压试验研究，在川中低压地层中进行了现场应用，效果显著。国外在大型重复酸压中使用乳化酸较多，但由于乳化酸摩阻较普通酸高20%，限制了施工排量的提高，目前多用于基质转向酸化中。

1.1.5固体酸

固体酸泛指所有以固体形态存在的酸。固体酸除具有无机酸的通性外，还具有下列特性：1）氧化作用。硝酸是氮的最高氧化态化合物，由于其分子具有不稳定性，所以强氧化作用是它的特性。当硝酸和盐酸以1∶3比例混合时，称为“王水”，氧化能力更强。2）硝化作用。硝酸能在有机化合物中引入-NO2基团而生成硝基化合物［8］。固体酸酸压首先将酸固化成颗粒，然后用非反应性流体携带固体酸颗粒