酸化加砂压裂在碳酸盐岩储层研究中的应用-论文.pdf

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1、第16卷第3期重庆科技学院学报(自然科学版)2014年6月酸化加砂压裂在碳酸盐岩储层研究中的应用张宇(1．长江大学，湖北荆州434023；2．中石化华北分公司工程技术处，郑州450006)摘要：大牛地气田下古碳酸盐岩储层总体表现为开发难度大的低孔、低渗和低压“三低”气藏，单纯的酸化改造在PG1和PG2水平井施工效果不理想。结合酸化改造的难点以及水平井改造技术，总结前期酸化改造经验和教训，探索出酸化加砂复合压裂改造工艺技术，弥补了单一酸化和水力压裂的不足，该技术适用于大牛地下古生界碳酸盐岩储层的改造并且在PG4水平井中得到成功应用，为后续碳酸盐岩储

2、层的改造提供借鉴。关键词：大牛地气田；碳酸盐岩储层；酸化；水力压裂；复合改造中图分类号：TEl22．221文献标识码：A文章编号：1673—1980(2014)03—0004—04大牛地气田位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东2大牛地水平井酸压段，主要含气层位为上古生界太原组、山西组、下石前期探井资料表明，大牛地气田下古储层直井盒子组以及下古生界奥陶系马家沟组。目前，上古工业投产困难。为了有效地扩大井筒的泄气面积，生界砂岩储层的开发已经逐渐走向成熟，并进入规大牛地气田通过实践形成裸眼预置管柱管外封隔器模化、工业化的开发阶段，但下古生界碳酸盐岩储层完井的

3、水平井分段压裂开发方式，施工过程中通过的勘探与开发都还处于起步探索阶段。投入直径不同的球来控制各级滑套的开关，依次逐1概述级进行压裂施工。大牛地气田下古生界奥陶系马家沟组马5段气2．1酸压难点与关键层岩性以灰、灰白色灰质云岩、含灰云岩和云岩为压裂酸化(酸压)的目的是在近井筒地层中形主。物性在横向上和纵向上均表现出较明显的非均成能够有效改善油气渗流状况的酸蚀裂缝，同时解质性，对大牛地气田马5层段的岩芯分析资料统计除近井筒地层的基质伤害，酸蚀裂缝的长度和酸化表明，马5储层孔隙度主要分布在1％～45％；渗透裂缝的导流能力是影响酸压效果的2个最重要因率主

4、要分布在(0．01～0．48)×10～m。另外，储素。大牛地气田下古碳酸盐岩储层为中高温并伴有层的温度分布在90—120cc，压力系数为(0．83～微裂缝发育的致密低渗、低压气层。在施工过程中，0．96)×10～MPa／m，说明其为开发难度大的低孔、酸液与地层岩石的反应速度快，常规酸液体系在近低渗、低压“三低”气藏。井简地带消耗量大，加上微裂缝对酸液的无效滤失，针对大牛地下古碳酸盐岩低孔、低渗的储层物导致酸液的有效作用距离变短；而且由于地层压力性特征以及微裂缝发育的地层特征，结合国内外碳系数低，残酸的有效返排也比较困难。酸盐岩储层改造的工艺技术，

5、分析酸化改造的难点针对大牛地特定的地层条件，酸化改造的关键和关键，探索并形成适合大牛地气田下古碳酸盐岩是控制酸岩反应速度、降低酸液滤失系数以及增加储层改造的工艺措施，对华北分公司增储上产具有残酸返排能量。重要的意义。(1)酸岩反应：酸岩反应为液固两相反应，其反收稿日期：2013—09—10基金项目：国家重大专项“大型油气田和煤层气开发”下属专题“大牛地致密低渗气田特殊结构井钻完井及改造技术”(2011ZX05045)作者简介：张宇(1982一)，男，辽宁铁岭人，工程师，研究方向为采油采气及增产工艺技术。·4·张宇：酸化加砂压裂在碳酸盐岩储层研究中

6、的应用应速率受氢离子传质速率、氢离子与岩石矿物的表PG2井压后试气产量与时间的关系如图1和图2面反应速度以及反应产物离开矿物表面的速率的控所示。制j，通过控制其中任何一个速率均可有效地控制f酸岩反应速率。(2)酸液滤失：酸液滤失分为有效滤失和无效口捌1滤失。有效滤失为酸液在压差作用下滤失进入地层{L堪岩石基质吼道与孔隙，酸蚀孔壁岩石与孔道中的污染物，增大吼道与孑L隙半径，疏通孔喉，对地层基质试气时间，d起到酸洗改造作用；而无效滤失则为酸液滤失大量图1PG1井压后试气产量与试气时间的关系曲线地消耗在填充地层中的微裂缝以及大溶洞等，降低酸液的有效作用

7、距离。(3)残酸返排：酸液与地层岩石反应结束后，要及时将残酸液返排出地层，以降低其对地层基质和酸蚀裂缝的伤害程度。残酸液的返排能力与其表、界面张力有关，但关键在于地层压力的高低。一邑＼删2．2水平井酸压改造试气时间，d控制氢离子传质速度可以有效地控制酸岩反应图2PG2井压后试气产量与试气时间的关系曲线速度，一般采取增加酸液体系的黏度来降低氢离子和反应产物的传质速度，从而降低酸岩反应速度。结合大牛地下古储层的地质特征，分析认为虽另外，前置液对地层的降温作用、岩石壁面与酸液体然下古储层微裂缝发育，但储层的岩性(云岩为主)积的面容比以及酸液流速等因素也

8、不能忽略。目均质性较强，酸液对裂缝壁面刻蚀相对较均匀，不能前，控制酸岩反应速率的酸液体系以及工艺种类繁形成高低不平的凹凸沟槽，导致酸化施