酸压与加砂压裂复合改造技术研究与应用

2022-09-11

一、技术背景

我国在各个领域的研究越来越深入, 在勘探程度上也在日趋提高, 当前火山岩已经变成新疆油田的一个重要的勘探领域。其中在石西油田、北三台油田以及克拉玛依油田这几处区域存在大片面积的油气层, 而这些油气层都是以火山岩为主的储层, 火山岩是一种比较复杂并且比较特殊的油气储层。找出火山岩储层的改造这个问题的解决方案目前对各个油田来说还是一个难点。根据调查显示, 新疆油田火山岩储层是将压裂改造作为一项主导技术, 与此同时酸压、酸化在部分油藏也表现出比较优异的效果, 尽管如此还是不可避免的存在着一些潜在的问题, 这些潜在的问题在很大的程度上对火山岩储层的开发有很大的制约。

1. 储层改造中存在的问题

在储层改造中还存在很多的问题, 在经过相关调查以及研究之后, 将这些众多因素总结为以下几个典型的潜在问题。

首先是浅层火山岩油藏的稳产问题。克拉玛依油田油藏平均埋深650米, 在该区域的油藏投产初级阶段一般是采用压裂措施。通过与沉积岩油藏类似的压裂工艺和方法是很难达到稳产的效果, 这种压裂方式效率低下, 并且有效期限比较短, 因此在浅层火山岩油藏操作中, 稳产问题是一个比较难以解决的问题。

其次是在北三台油田中深层火山岩油藏压裂适应性差的问题。在各项测量作业后, 我们可以判断出北三台油田属于低能量地层。在此之后, 我们又在此井中进行了酸压作业, 在酸压作业实施之后, 根据各项数据, 我们得出压裂措施在这类井中的适应性是比较差的。

最后就是石西深层火山岩油藏重复改造的问题。该油藏的特点是:埋藏较深、温度较高, 高气油比、原始地层压力系数高等特点, 根据这些特点我们可以将其归纳入裂缝——孔隙型双重介质油藏。自从1998年对石西油田进行了开发之后, 酸化酸压在火山岩储层取得了很大的成功, 而在2001年到2005年这期间又进行了多次的酸压措施以及酸化措施, 目前在石西深层火山岩油藏进行重复酸化措施已经很难取得理想的效果了。

2. 探究原因

在对新疆油田火山岩储层的钻井、改造以及生产情况等因素进行了分析之后, 我们发现引起火山岩储层改造的问题的原因主要是下面这几点:

第一点是石炭系火山岩储层原始地层压力系数一般说来比较高, 而钻完井的过程中所选用的泥浆密度普遍比较大, 由于裂缝性的漏失, 导致泥浆的污染十分严重。压裂技术虽然能够造长缝, 可是没有办法解决漏失泥浆的基质污染问题, 所以就会影响到压后效果以及措施的有效期限。

第二点是因为储层的基质特低孔渗, 压裂后出现返排不出的现象。

第三点是在进行酸化酸压的时候, 改造了高温、高压和裂缝型储层的时候可以解决基质污染的现象, 达到油井增产的目的, 但是却会由于技术的限制, 裂缝较短, 导流能力不够, 使得重复酸压措施不能达到理想效果。

二、复合改造技术

1. 技术原理

第一步就是先要对储层进行酸压改造, 通过酸压技术的实施来解决泥浆的基质污染问题, 从而形成高渗带, 第二步则是利用加砂压裂技术来使高导缝加长, 扩大储油单元的范围。在作业过程中, 由于将酸液控制在压裂液的前端, 就使得裂缝前缘基质的渗透率得到很大的提高。而在进行返排的时候, 酸液加速了压裂液的破胶和降解, 使压裂液的残渣的伤害大大降低了。在高地应力储层改造的情况下, 复合改造技术还可以起到降低地层破裂的压力以及减小压裂施工的难度的功效。

2. 技术难点

虽然复合改造技术具有很大的优点, 实施起来比其他方案方便很多, 但是在具体的操作过程中, 复合改造技术在实现酸压与加砂压裂联合作业时还是存在一些难点的。

由于火山岩储层的天然裂缝比较发育, 普通的酸液滤失较为严重, 对酸液的有效作业距离有较大的影响, 因此, 在加砂过程中, 压裂液滤失严重, 导致砂堵现象严重。

由于普通的胍胶压裂液属于碱性的, 不耐酸, 酸压与加砂联合作业时, 就会容易出现压裂液快速破胶, 脱砂现象, 产生砂堵。

影响产能的一个最为主要的因素就是火山岩储层裂缝污染因素, 由于在中低温储层改造的时候, 压裂液的残渣污染比较严重, 对天然裂缝的连通性产生了很大的影响, 这就降低了产能。

3. 相关措施

在对一些技术难点进行了分析之后, 我们根据分析提出了一些相关的针对性的措施。

对于高滤失问题, 我们可以通过选择具有一定粘度的胶凝酸、活性酸体系的酸液, 从而避免酸液的滤失现象的发生。在进行加砂作业的时候, 我们通过对人工裂缝进行打磨, 将微裂缝进行填充, 就可以有效的降低压裂液的滤失。除此之外还可以进行大排量的施工, 以防砂堵现象的出现。

由于普通压裂液具有不耐酸的情况, 所以我们研究了具有耐酸功能的清洁压裂液的体系, 这样可以有效的提高工艺的安全性能, 与此同时也解决了胍胶压裂液的残渣伤害问题。

在浅层的敏感性的火山岩储层, 通过采用清洁低伤害的表面活性剂酸液, 可以有效的降低残留酸液的二次污染问题。

总结

本文对新疆油田的火山岩储层以及其中一些具有较高的碳酸盐含量的砂岩储层进行改造的过程中出现的加砂压裂和酸压措施不当之处进行了一系列的详细分析和研究, 参考了一些室内研究的成果之后, 提出了酸压与加砂压裂复合改造的新思路。同时本文也对该工艺在施工过程中存在的相关安全问题提出了相关的解决措施, 通过本文的阐述, 相关专业人员在进行施工作业时可以进行一定的参考和借鉴, 从而保证施工作业的顺利进行。

摘要：我国在不断发展的过程中勘探程度也在提高。本文通过对新疆油田的火山岩储层以及其中一些具有较高的碳酸盐含量的砂岩储层进行改造的过程中出现的加砂压裂和酸压措施不当之处进行了分析和研究, 再结合了室内研究的成果之后, 提出了酸压与加砂压裂复合改造的新的技术思路。本文针对该工艺在施工过程中存在的相关安全问题, 提出了通过优化设计以及研制出新型耐酸压裂液的方案, 在此基础上进行了多次实验, 也取得了理想效果。

关键词：酸化压裂,复合改造,研究与应用