塔河油田超大規(guī)模酸壓工藝技術(shù)的研究及應(yīng)用

王宏偉，梁護(hù)戰(zhàn)

（中國(guó)石化華北石油局井下作業(yè)公司，河南鄭州 450006）

塔河油田超大規(guī)模酸壓工藝技術(shù)的研究及應(yīng)用

王宏偉，梁護(hù)戰(zhàn)

（中國(guó)石化華北石油局井下作業(yè)公司，河南鄭州 450006）

常規(guī)酸壓已成塔河油田奧陶系碳酸鹽儲(chǔ)層改造的主要技術(shù)措施，但是常規(guī)酸壓存在酸蝕裂縫距離短，導(dǎo)流能力有限，難以溝通遠(yuǎn)處有效儲(chǔ)集體等問(wèn)題，為此，開(kāi)展了超大規(guī)模酸壓施工工藝新技術(shù)研究，通過(guò)酸壓工藝與加砂壓裂工藝二者的有機(jī)組合，有效增加了裂縫縫長(zhǎng)，提高了裂縫導(dǎo)流能力。該技術(shù)在TH10411井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，根據(jù)壓后效果評(píng)價(jià)，該工藝取得了延拓造縫長(zhǎng)度、改善儲(chǔ)層導(dǎo)流能力、溝通遠(yuǎn)處儲(chǔ)集體的理想效果。

塔河油田；碳酸鹽儲(chǔ)層；超大規(guī)模酸壓；導(dǎo)流能力

常規(guī)酸壓已成為塔河油田奧陶系碳酸鹽儲(chǔ)層改造的主要技術(shù)，約70%的新井需通過(guò)常規(guī)酸壓完井投產(chǎn)［1］，其施工液量一般控制在1 000 m3以內(nèi)，但常規(guī)酸壓施工溝通裂縫長(zhǎng)度有限（一般小于120 m），而且較多油井存在酸巖反應(yīng)快、地層濾失大，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)期短、產(chǎn)量遞減快的問(wèn)題。自2009年以來(lái)，有28口井酸壓后自噴產(chǎn)油5 000 t以下，生產(chǎn)1～2個(gè)月停噴，曾嘗試通過(guò)水力擴(kuò)容方式溝通遠(yuǎn)處儲(chǔ)集體，但由于施工后裂縫閉合失去導(dǎo)流能力［2］，造成效果差或無(wú)效情況。為了更好地獲得儲(chǔ)層改造效果，突破常規(guī)技術(shù)思路的限定，提出了超大規(guī)模酸壓施工工藝技術(shù)。

1 超大規(guī)模酸壓技術(shù)

超大規(guī)模酸壓技術(shù)總的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)井眼與有利儲(chǔ)集體的連通，這就需要實(shí)現(xiàn)酸蝕縫長(zhǎng)與酸蝕裂縫導(dǎo)流能力同步最大化，通過(guò)增大酸蝕縫長(zhǎng)，使遠(yuǎn)井區(qū)原來(lái)連通性差或未連通的縫洞儲(chǔ)集體與井眼有效溝通，使遠(yuǎn)井區(qū)動(dòng)用的滲流面積、供給面積及控制儲(chǔ)量顯著擴(kuò)大，在取得高產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)。

1.1 工藝優(yōu)化研究［3-4］

超大規(guī)模酸壓施工工藝的最重要的是在儲(chǔ)層內(nèi)形成既長(zhǎng)且導(dǎo)流能力高的裂縫，它是酸壓工藝與加砂壓裂工藝二者的有機(jī)組合結(jié)果。該工藝充分利用粉陶的暫堵降濾、沉降控縫高，為后期提供導(dǎo)流功效，真正實(shí)現(xiàn)穿透深度最大化的改造，從而實(shí)現(xiàn)酸蝕縫長(zhǎng)與酸蝕裂縫導(dǎo)流能力同步最大化改造的目的。

超大規(guī)模酸壓施工采用滑溜水加砂壓裂具有三方面的優(yōu)勢(shì)：①利用地層天然裂縫非常粗糙的表面，閉合后仍然保持一定的裂縫，可提供有利的通道。②該工藝技術(shù)工作液返排率高、殘?jiān)伲⒖蓽p少工作液對(duì)儲(chǔ)層造成的二次傷害；③壓裂過(guò)程中支撐劑的不均勻分布，使得張開(kāi)裂縫保持較好的裂縫滲透率。

結(jié)合前期不同施工方式下導(dǎo)流能力隨閉合壓力變化規(guī)律及室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究成果，對(duì)施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化：

（1）前期酸壓后有一定累產(chǎn)的油井，施工前通過(guò)注入油田水可補(bǔ)充地層虧空，恢復(fù)地層壓力；然后實(shí)施超大規(guī)模酸壓施工，使第一次酸壓形成的人工裂縫繼續(xù)向前延伸，溝通新的縫洞儲(chǔ)集體，達(dá)到提高采收率的目的。

（2）施工采用滑溜水?dāng)y粉陶＋酸壓施工工藝，在前置液中加入一定濃度的粉陶（100目），注入地層后，可有效降低液體在天然裂縫中的濾失，后期采用過(guò)頂替液盡量提高酸液的作用范圍，結(jié)合粉陶在酸液難以有效刻蝕的遠(yuǎn)端形成支撐導(dǎo)流，綜合提高整體改造效果。

（3）施工采用多級(jí)交替注入酸壓工藝。通過(guò)前置液的不斷降溫可以冷卻地層，降低裂縫內(nèi)溫度，減緩酸巖反應(yīng)速度，從而延長(zhǎng)酸液作用時(shí)間；同時(shí)酸液在前置液中指進(jìn)，可以進(jìn)一步提高酸液的有效作用距離。

（4）大幅度的提高泵注排量，有效提高井底壓力，實(shí)現(xiàn)更有效的深度酸壓。

（5）通過(guò)加入0.45%的胍膠，既降低施工摩阻、提高液體攜砂性能，又利于后期返排，實(shí)現(xiàn)工藝有效性與經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的統(tǒng)一。

1.2 施工規(guī)模及參數(shù)優(yōu)化

1.2.1 施工排量?jī)?yōu)化

從模擬計(jì)算結(jié)果可以看出（圖1），隨著排量的增加，縫長(zhǎng)及縫高均隨之增加，當(dāng)排量達(dá)到7 m3／min后，縫長(zhǎng)增加幅度有變小趨勢(shì)。因此，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，在泵壓允許的情況下盡量提高施工排量。

增加酸液排量可以提高酸巖反應(yīng)速度（圖2），但酸巖反應(yīng)速度增加的倍數(shù)小于酸液流速增加的倍數(shù)。酸液不能完全反應(yīng)，已經(jīng)進(jìn)入地層深處，故提高

圖1 排量對(duì)裂縫參數(shù)的影響

注酸排量可以增加酸液深入地層的距離，在酸壓施工過(guò)程中要盡可能提高注酸排量。

圖2 排量對(duì)酸巖反應(yīng)速率的影響

1.2.2 施工規(guī)模優(yōu)化

根據(jù)地質(zhì)研究成果，井筒周圍存在一個(gè)油氣富集帶；根據(jù)振幅變化率、地震時(shí)間剖面等資料，初步確定有利儲(chǔ)集體展布的范圍及井筒與儲(chǔ)集體分布邊界的距離，由此確定酸壓需要形成的縫長(zhǎng)（圖3），根據(jù)第一次酸壓施工、壓后生產(chǎn)情況和注水等進(jìn)行綜合分析，并把分析結(jié)果作為超大規(guī)模酸壓工藝技術(shù)施工規(guī)模優(yōu)化的依據(jù)。

圖3 攜砂液用量?jī)?yōu)化曲線

1.2.3 砂比砂量?jī)?yōu)化

根據(jù)前期開(kāi)展對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層加砂壓裂研究和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)層對(duì)砂濃度極其敏感，在360 kg／m3時(shí)就出現(xiàn)明顯反應(yīng)，同時(shí)滑溜水?dāng)y砂性能大幅下降，對(duì)砂濃度及砂徑將更加敏感，因此，推薦砂體積分?jǐn)?shù)為80～100 kg／m3。總的來(lái)說(shuō)儲(chǔ)層裂縫溶洞較發(fā)育的井，應(yīng)減小加砂量，而裂縫欠發(fā)育的井則可考慮適當(dāng)增加砂量，具體還需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況靈活調(diào)整。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 TH10411井前期情況

2008年12月18日對(duì)一間房組6 008～6 083 m層段進(jìn)行酸壓作業(yè)，最高施工泵壓96 MPa，最大排量6.0 m3／min，共擠入地層酸液566 m3，停泵后壓力由40.3降至30.8 MPa，自噴排液185 m3后停噴。后采取氣舉工藝，氣舉管柱下深2 000 m，氣舉排液215 m3，累計(jì)排液400 m3，返排率67.6%，出液見(jiàn)油花，酸壓建產(chǎn)，初期日產(chǎn)油35.72 t，含水21.83%，但產(chǎn)液量下降快，機(jī)抽生產(chǎn)油井產(chǎn)能低，日產(chǎn)油10 t左右。2009年6月6日因油井供液不足，開(kāi)始試注水作業(yè)，累計(jì)注水63 m3后因壓力高停注（11.5MPa），截止2010年3月7日，油井累計(jì)產(chǎn)液3 956 t，累計(jì)產(chǎn)油3 847 t，產(chǎn)水109 t。

2.2 超大規(guī)模酸壓技術(shù)應(yīng)用及效果

2010年4月30日對(duì)該井6 008.00～6 083.00 m裸眼井段進(jìn)行超大規(guī)模酸壓施工，共擠入地層液量2 000 m3，加陶粒總量11.5 m3，施工最高泵壓90.2 MPa，最低泵壓37.6 MPa，最高套壓48.1 MPa，最高排量8.2 m3／min，停泵后壓力由6.5 MPa降至5.5 MPa，套壓由5.3 MPa降至4.2 MPa。

5月1日通過(guò)10 mm油嘴開(kāi)井排酸，當(dāng)時(shí)油壓2.6 MPa，套壓3.6 MPa，見(jiàn)稠油70%后關(guān)井并實(shí)施摻稀流程，后摻稀生產(chǎn)。5月5日用6 mm油嘴求產(chǎn)，在油壓7.5 MPa，套壓9.1 MPa條件下，日產(chǎn)液115 t，日產(chǎn)油101.4 t，截止到5月17日，累計(jì)產(chǎn)油1 218.1 t。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

（1）超大規(guī)模酸壓施工工藝技術(shù)采用高泵壓、大排量，能有效增加裂縫長(zhǎng)度，溝通遠(yuǎn)井地帶的儲(chǔ)集體。

（2）滑溜水＋低砂比粉陶段塞可有效降低液體濾失，提高造縫能力，過(guò)頂替液可將酸液推至裂縫遠(yuǎn)端并增加有效酸蝕縫長(zhǎng)。

（3）從理論上講可進(jìn)一步增加作用范圍，并溝通更遠(yuǎn)的有利儲(chǔ)集體，但該項(xiàng)技術(shù)不完全適合每口井，因此，在選井、選層及配套技術(shù)措施上需認(rèn)真分析研究。

［1］ 李培廉，張希明，陳志海.塔河油田奧陶系碳酸鹽巖油藏開(kāi)發(fā)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2005：20-40.

［2］ 焦方正.塔河碳酸鹽巖縫洞型油藏開(kāi)發(fā)研究與實(shí)踐［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008：30-45.

［3］ 王成旺，陸紅軍.常規(guī)壓裂作業(yè)中一種新型超低密度支撐劑輸送體系的開(kāi)發(fā)［J］.國(guó)外油田工程，2008，24（7）：12-16.

［4］ 王云剛，胡永全，趙金洲.酸化預(yù)處理降低地層破裂壓力技術(shù)研究及應(yīng)用［J］.石油地質(zhì)與工程，2008，22（1）：84-86.

The conventional acid fracturing technology has become the main measure for the Ordovician carbonate reservoir transformation of Tahe oilfield，but it still exists the problem that it has a short acid etching cracks，limited conductivity and difficult to connect with distant reservoir.In order to solve the problem，the paper proposes a new acid fracturing technology at a very large-scale using more acid fracturing liquids，which connects acid fracturing with sand fracturing organically to increase the fracture length and conductivity.The technology applied in the well TH10411.According to the evaluation after fracturing，the technology has made a great progress in increasing the fracture length，improving reservoir conductivity and connecting the reservoir far from the wellbore，which provides an important technical support for the late development of Tahe oilfield.

102 Study of large-scale acid fracturing technology and its application in Tahe oilfield

Wang Hongwei et al（Downhole Operation Company of North China Petroleum Bureau，Sinopec， Zhengzhou，Henan 450006）

Tahe oilfield；carbonate reservoir；largescale acid fracturing；conductivity

TE357.13

A

1673-8217（2011）06-0102-02

2011-04-21；改回日期：2011-08-05

王宏偉，工程師，1966年生，2003年畢業(yè)于石油大學(xué)（華東）石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事石油天然氣固井技術(shù)工作。

劉洪樹(shù)