小型酸壓工藝在探井測試中的應用

趙志超，邱琨祁(中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452)

1 目的層儲層特征

根據相鄰油田鉆井、取心、巖石薄片等資料分析，研究區碳酸鹽巖潛山巖性以白云巖為主，但結晶程度有差異，為泥—細晶白云巖，其中4個層段巖溶作用較為明顯；第一個層段為潛山頂部的巖溶角礫層段，即風化殼結構中的殘積層，巖性主要為云質角礫巖；另外3個層段分別發育在亮甲山組和崮山組，其巖性主要為細晶白云巖，裂縫和溶蝕孔、洞相對較發育；同時，亮甲山組底部有侵入巖巖脈，巖性為輝綠巖，較致密，并對其上覆白云巖有變質的作用。潛山頂部發育一套灰色云質巖溶角礫巖，礫石主要為白云巖和灰巖，角礫支撐結構，自下而上角礫增大，裂縫主要發育高角度縫和網狀縫，但多被方解石充填，順其裂縫可見少量溶蝕孔和巖溶垮塌特征，形成的孔洞基本被方解石完全充填。潛山巖性主要為灰色—深灰色泥晶云巖，發育高角度裂縫，見少量的溶蝕孔洞，多被方解石充填。從臨井鉆井、薄片資料來看，潛山含油層段巖性以粉～細晶白云巖為主，多為泥晶白云巖不均勻重結晶而成；結晶粒度大小較不均勻，結晶粒度較粗巖石脆性較好，裂縫更為發育，粉～細晶白云巖層段形成裂縫條數明顯多于泥晶白云巖層段，且多為高角度裂縫，基本上被方解石充填，可見未充填或半充填縫、洞。總體而言，研究區內儲層段巖性以白云巖為主，巖石力學性質較脆，在構造應力作用下易于破裂，同時，其裂縫的發育受巖性的影響，結晶顆粒粒度越粗，則裂縫、溶洞越發育，裂縫發育段巖性基本上以細晶白云巖為主。

2 井眼和套管程序設計

井眼和套管程序設計參數如表1所示。

3 前期酸壓研究

3.1 前置液酸壓

(1)采用前置液造縫，然后注入酸液形成酸蝕裂縫的酸壓工藝。(2)常采用的方式有：前置液普通酸酸壓、前置液稠化酸酸壓、前置液乳化酸酸壓等。

3.2 稠化酸(膠凝酸)酸壓

(1)采用稠化酸(膠凝酸)直接壓開地層并形成酸蝕裂縫的酸壓工藝。(2)優點：酸有效作用距離大于普通酸壓，小于前置液稠化酸酸壓。(3)缺點：對稠化酸自身工藝要求高，返排相對困難。(4)適用范圍：通常對具有裂縫的中、高滲甚至低滲都有好的效果，對深井超深井較為適用。

3.3 乳化酸酸壓

(1)采用乳化酸直接壓開地層并形成酸蝕裂縫的酸壓工藝；(2)優點：酸有效作用長；(3)缺點：摩阻高、導流能力小于稠化酸酸壓，存在殘酸乳化問題；(4)適用：低滲的碳酸巖鹽儲層，但對深井應用難度大；(5)常用的工藝形式：乳化酸+膠凝酸酸壓(+閉合酸化)前置液+乳化酸+膠凝酸酸壓(+閉合酸化)。

表1 井眼和套管程序設計參數

3.4 多級注入酸壓

(1)多級注入閉合酸壓工藝技術是先采用前置液造縫，再交替注入酸液和前置液段塞。隨后在裂縫閉合的情況下注入一定濃度的鹽酸溶蝕裂縫壁面，形成高導流能力的流動通道。從而達到增產的目的。其優點如下：①可有效地降低酸液濾失；②因粘度差異造成的粘性指進可在裂縫壁面形成不均勻的刻蝕形態，從而增加裂縫的導流能力；③前置液與酸液的大量泵入，可有效降低井筒及地層溫度，從而降低酸巖反應速度。(2)多級注入閉合酸壓工藝技術常與閉合酸化工藝聯合使用。(3)適用于低滲儲層、濾失性大的儲層。

4 工藝參數

(1)措施工藝類型：采用酸壓溝通地層原始縫洞孔道，認識和評價儲層。(2)處理層位：古潛山碳酸鹽巖。(3)處理井段：古生界潛山(可能測試的三個層位深度分別為3 425 m、3 750 m、3 925 m，酸壓作業按照其中的兩層進行準備)。(4)注入方式：測試管柱注入。(5)井口施工壓力：≤52 MPa(井口設備耐壓10 K，69 MPa。若52 MPa壓力下無法注入，經技術專家同意后將壓力提升55 MPa)。按照極限破裂壓力梯度0.023 MPa/m計算：3 619 m處井底破裂壓=0.023×3619=83.2 MPa；井筒流體靜壓=1.1×3 619×9.8/1 000=39.0 MPa，2 m3/min排量時酸液體系摩阻=5.6 MPa，井口施工壓力=49.8 MPa。3 800 m處井底破裂壓=0.023×3 800=87.4MPa；井筒流體靜壓=1.1×3 800×9.8/1 000=41.0 MPa，2 m3/min排量時酸液體系摩阻=5.6 MPa，井口施工壓力=52.0 MPa。(6)施工排量：≤2 m3/min(保證安全施工前提下，采用盡量高的排量進行擠注)。(7)水馬力要求：≥2 800HHP。

5 規模選擇及酸蝕裂縫參數預測

5.1 地應力及破裂壓力計算

參考鄰井測井LAS文件，計算目的層段的巖石力學參數，裂縫在地應力最薄弱點起裂，具體如圖1所示。

圖1 巖石力學參數圖

5.2 酸蝕裂縫形態模擬

優選出90 m3絡合酸體系，施工排量2 m3/min，酸蝕縫長可達到59.5 m，酸蝕導流能力53.36 mD.m，具體如圖2所示，酸液規模設計表如表2所示。

6 施工過程注意事項

圖2 酸蝕裂縫形態模擬

表2 酸液規模設計表

(1)施工過程中如果酸壓泵數據采集發生故障，采取人工采集數據，要求每隔30 s記錄一次。(2)施工過程中，如果泵壓接近施工允許的最高限壓52 MPa，并且泵壓繼續上升，則可以適當降低排量，如泵壓穩定，則保持排量繼續施工。(3)在施工過程中由于酸壓泵故障而無法在短時間內修復，則啟用固井泵進行施工。(4)施工過程中要盡量控制排量平穩升降，盡量避免出現驟升驟降現象。(5)注入過程中要有專人負責巡視，發現管線及閥門刺漏，立即停泵，并上報施工隊長；將管線緩慢放壓后再采取整改措施。(6)施工壓力排量較大，需固定好高低壓管線，以防管線出現劇烈抖動現象。

7 油井酸化施工曲線

施工參數如圖3所示。

圖3 油井酸化施工曲線

曲線分析：(1)正擠絡合酸前半部分，由于初始井筒虧空，故排量較大，壓力較低；但隨著注入量的增加，井筒逐漸灌滿，壓力出現上升；(2)正擠絡合酸后半部分，由于壓力上升，采取將排量的措施繼續擠注；(3)正擠絡合酸部分開始倒酸罐(后30 m3)，壓力出現下降，提排量，壓力上升并穩定231標準大氣壓左右。