酸壓與加砂壓裂復合改造技術研究與應用

劉偉 楊建強 任艷萍(新疆油田公司工程技術研究院 新疆 克拉瑪依 834000)

一、技術背景

我國在各個領域的研究越來越深入，在勘探程度上也在日趨提高，當前火山巖已經變成新疆油田的一個重要的勘探領域。其中在石西油田、北三臺油田以及克拉瑪依油田這幾處區域存在大片面積的油氣層，而這些油氣層都是以火山巖為主的儲層，火山巖是一種比較復雜并且比較特殊的油氣儲層。找出火山巖儲層的改造這個問題的解決方案目前對各個油田來說還是一個難點。根據調查顯示，新疆油田火山巖儲層是將壓裂改造作為一項主導技術，與此同時酸壓、酸化在部分油藏也表現出比較優異的效果，盡管如此還是不可避免的存在著一些潛在的問題，這些潛在的問題在很大的程度上對火山巖儲層的開發有很大的制約。

1.儲層改造中存在的問題

在儲層改造中還存在很多的問題，在經過相關調查以及研究之后，將這些眾多因素總結為以下幾個典型的潛在問題。

首先是淺層火山巖油藏的穩產問題。克拉瑪依油田油藏平均埋深650米，在該區域的油藏投產初級階段一般是采用壓裂措施。通過與沉積巖油藏類似的壓裂工藝和方法是很難達到穩產的效果，這種壓裂方式效率低下，并且有效期限比較短，因此在淺層火山巖油藏操作中，穩產問題是一個比較難以解決的問題。

其次是在北三臺油田中深層火山巖油藏壓裂適應性差的問題。在各項測量作業后，我們可以判斷出北三臺油田屬于低能量地層。在此之后，我們又在此井中進行了酸壓作業，在酸壓作業實施之后，根據各項數據，我們得出壓裂措施在這類井中的適應性是比較差的。

最后就是石西深層火山巖油藏重復改造的問題。該油藏的特點是：埋藏較深、溫度較高，高氣油比、原始地層壓力系數高等特點，根據這些特點我們可以將其歸納入裂縫——孔隙型雙重介質油藏。自從1998年對石西油田進行了開發之后，酸化酸壓在火山巖儲層取得了很大的成功，而在2001年到2005年這期間又進行了多次的酸壓措施以及酸化措施，目前在石西深層火山巖油藏進行重復酸化措施已經很難取得理想的效果了。

2.探究原因

在對新疆油田火山巖儲層的鉆井、改造以及生產情況等因素進行了分析之后，我們發現引起火山巖儲層改造的問題的原因主要是下面這幾點：

第一點是石炭系火山巖儲層原始地層壓力系數一般說來比較高，而鉆完井的過程中所選用的泥漿密度普遍比較大，由于裂縫性的漏失，導致泥漿的污染十分嚴重。壓裂技術雖然能夠造長縫，可是沒有辦法解決漏失泥漿的基質污染問題，所以就會影響到壓后效果以及措施的有效期限。

第二點是因為儲層的基質特低孔滲，壓裂后出現返排不出的現象。

第三點是在進行酸化酸壓的時候，改造了高溫、高壓和裂縫型儲層的時候可以解決基質污染的現象，達到油井增產的目的，但是卻會由于技術的限制，裂縫較短，導流能力不夠，使得重復酸壓措施不能達到理想效果。

二、復合改造技術

1.技術原理

第一步就是先要對儲層進行酸壓改造，通過酸壓技術的實施來解決泥漿的基質污染問題，從而形成高滲帶，第二步則是利用加砂壓裂技術來使高導縫加長，擴大儲油單元的范圍。在作業過程中，由于將酸液控制在壓裂液的前端，就使得裂縫前緣基質的滲透率得到很大的提高。而在進行返排的時候，酸液加速了壓裂液的破膠和降解，使壓裂液的殘渣的傷害大大降低了。在高地應力儲層改造的情況下，復合改造技術還可以起到降低地層破裂的壓力以及減小壓裂施工的難度的功效。

2.技術難點

雖然復合改造技術具有很大的優點，實施起來比其他方案方便很多，但是在具體的操作過程中，復合改造技術在實現酸壓與加砂壓裂聯合作業時還是存在一些難點的。

由于火山巖儲層的天然裂縫比較發育，普通的酸液濾失較為嚴重，對酸液的有效作業距離有較大的影響，因此，在加砂過程中，壓裂液濾失嚴重，導致砂堵現象嚴重。

由于普通的胍膠壓裂液屬于堿性的，不耐酸，酸壓與加砂聯合作業時，就會容易出現壓裂液快速破膠，脫砂現象，產生砂堵。

影響產能的一個最為主要的因素就是火山巖儲層裂縫污染因素，由于在中低溫儲層改造的時候，壓裂液的殘渣污染比較嚴重，對天然裂縫的連通性產生了很大的影響，這就降低了產能。

3.相關措施

在對一些技術難點進行了分析之后，我們根據分析提出了一些相關的針對性的措施。

對于高濾失問題，我們可以通過選擇具有一定粘度的膠凝酸、活性酸體系的酸液，從而避免酸液的濾失現象的發生。在進行加砂作業的時候，我們通過對人工裂縫進行打磨，將微裂縫進行填充，就可以有效的降低壓裂液的濾失。除此之外還可以進行大排量的施工，以防砂堵現象的出現。

由于普通壓裂液具有不耐酸的情況，所以我們研究了具有耐酸功能的清潔壓裂液的體系，這樣可以有效的提高工藝的安全性能，與此同時也解決了胍膠壓裂液的殘渣傷害問題。

在淺層的敏感性的火山巖儲層，通過采用清潔低傷害的表面活性劑酸液，可以有效的降低殘留酸液的二次污染問題。

總結

本文對新疆油田的火山巖儲層以及其中一些具有較高的碳酸鹽含量的砂巖儲層進行改造的過程中出現的加砂壓裂和酸壓措施不當之處進行了一系列的詳細分析和研究，參考了一些室內研究的成果之后，提出了酸壓與加砂壓裂復合改造的新思路。同時本文也對該工藝在施工過程中存在的相關安全問題提出了相關的解決措施，通過本文的闡述，相關專業人員在進行施工作業時可以進行一定的參考和借鑒，從而保證施工作業的順利進行。

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