超深水平井多级暂堵转向酸化工艺

1、216天然气开发技7It专谢超深水平井多级暂堵转向酸化工艺付育武丁咚王兴文黄禹忠慈建发钟森(中石化西南油气分公司工程技术研究院，61 8000)摘要：本文针对YB气田P2ch超深水平井水平段长、非均质性强、衬管完井无法实施机械封隔、 实现均匀酸化困难的问题，在暂堵转向酸化作用机理研究的基础上，通过暂堵剂的研制和暂堵工艺 的优化，形成了多级暂堵转向酸化工艺。该工艺利用可降解暂堵剂对高渗储层进行暂堵，使酸液转 向，从而实现整个长水平段的均匀布酸。YBl01-1H等井的现场实施表明，暂堵和酸液转向作用明 显，工艺成功率100，有效率100，增产效果显著。关键词：超深水平井；长水平段；可降解暂堵剂；多

2、级暂堵转向酸化；均匀布酸1概述目前国内外主要的水平井布酸工艺有以下几种“：Y B气田P2c h碳酸盐岩储层具有超深(垂深 全井段笼统酸化技术； 65007000m)、高温(160)、高压、高含硫特 机械转向技术； 征，同时采用水平井衬管完井，水平段长、储层非化学微粒暂堵分流酸化技术； 均质性强，从已钻水平井情况来看，水平段最长达水力喷射酸化技术； 到了92lm，且同时发育有I、II、III类储层，其中连续油管注酸技术； II、III类储层占837-994。对此类长井段、非滑套分流酸化技术； 均质储层进行酸化改造时，由于储层的物性差异，转向酸分流酸化技术。酸液主要进入高渗储层，而占比例更大的低渗

3、储层YB气田P：。水平井采用酸化一投产一体化管柱 难以得到有效的改造，从而使得有效储层改造程度进行改造，管柱只下至A靶点附近。因此通过布酸 低，影响酸化效果。因此，能否实现酸液在整个水工艺的适应性评价，采用化学微粒暂堵转向酸化技 平段的均匀分布是影响该类长水平段水平井酸化改术进行改造，同时结合长兴组地质特征和工程条 造效果的关键。件，在暂堵转向酸化作用机理研究的基础上，通过作者简介：付育武，男，现就职于中石化西南油气分公司工程技术研究院，主要从事油气田储层改造技术方面的科研 与设计工作。地址：四川省德阳市旌阳区龙泉山北路298号。专刊付育武，等：超深水平井多级暂堵转向酸化工艺 217暂堵剂的研

4、制和暂堵工艺的优化，以实现整个水平31暂堵剂溶解性能段的均匀布酸。采用可降解纤维在不同温度条件和盐酸浓度下进行实验，分析其溶解情况。从表1中可以看出，2暂堵转向酸化作用机理纤维在低温、低酸浓度条件下，其溶解情况相对较 根据达西定律，酸液线性流过产层小段时，符差，但随着温度和盐酸浓度的提高，其溶解率大幅 合下列关系：增加，在温度为60-70"C时，盐酸对纤维的溶解率最高可达98左右。因此，酸化后依靠残酸可达到。Q：KAPAx 10式中：“L良好的解堵效果。Q一压差下，通过岩心的流量，cm3s；K一介质(产层岩芯)渗透率，u rn2；A P一压差，MPa；A一表1纤维降解率实验数据渗流面

5、积，cm2；u一液体粘度，mPa·S；L一造压1警釜躯一喜辞尊：E：最尊译簿老，东簟“l，寸簪20寸耳：30钎锌差的距离，CIll。孙喜鳝i沁：；铎辜奎浮矗鹕二【：o要让酸液均匀进入井段各部位，达到均匀酸化w浯畦卜等t量i毛羔；等辞95¨T矿njrI一。：喜辞433：喜毛奎港圣主o：8的目的，就必须满足井段各部位单位面积上的注酸ln翔，勰融i裳爹蛳示言露蝤KiPl斗=K，P，：_¨=一K，盐K心、速度相同，即满足下式： 一jI：F掂：言辞如，；孽?叭i；辞ij二50乇湾t：善瓤毒藩钙11 llLl彰二L：，ZLl，掣一L、32暂堵剂封堵性能暂堵转向酸化工艺的关键在

6、于使用的暂堵微粒式中：下标i为每一个小层；N为总层数。能够形成一定的阻挡层，建立一定的压差，暂时阻显然，由于各小层物性、泥浆污染程度、地层止酸液进入高渗储层，逐步改变整个水平段的吸酸压力、天然缝洞发育情况等均可能不同，如不采取任何措施，上式则不能成立，因此应考虑采用暂堵剖面，从而实现各段储层的均匀布酸。采用人工劈裂岩心进行驱替实验，从实验结果可以看出(表转向技术。暂堵转向酸化即利用酸液优先进入高渗储层，2)，暂堵前人工裂缝的平均渗透率为6319l×10H rn2，采用暂堵液进行暂堵后，平均渗透率大在暂堵液中加入适当的暂堵微粒，随着注液过程的进行，暂堵微粒进入高渗储层，并对高渗井段形成

7、幅下降至1304×101 u m2，有效的起到了封堵作用，而继续采用1 0盐酸解堵后平均渗透率又恢复暂堵，从而逐步改变吸酸剖面，最后达到井段各部位均匀进酸的目的。这样让酸液充分进入渗透率较至64567×10七p m2。说明纤维有效的起到了暂堵的作用，同时又能充分降解，渗透率得到了恢复甚低或污染严重井段，以获得更好的酸化效果。至提高。3暂堵剂的研制表2纤维暂堵实验数据暂堵微粒是实现暂堵转向酸化工艺的关键，告心长蔑(：3 304旨一·蛊婕oo2 5S0许多化学剂都可被用作暂堵微粒。目前，国内外压力法连睾长驻jj程漉蚀生质平均渗莲宰×10。uIB"所

8、使用的酸化暂堵剂主要有固体颗粒状暂堵剂旧J、krpa×10“有机冻胶类暂堵剂H1以及纤维暂堵剂”1等。在酸化6319：1 暂培前蒸籀啦63l，9ll63l 91时，该类暂堵剂能起到有效的暂堵作用，使酸化压裂淑酸毂?j0 0'1工作液发生转向；而在酸化后的排液过程中，可暂堵百液一宝干缝i3 04 3：4 04逐渐被流体溶解，使储层的渗透率得到恢复，从：j6 40，j：馁堵岳10盐酸645 6i而达到改善长井段储层产气剖面渗流能力和提高lS51：整体酸化效果的目的。对此，本文开发研制了一 种可降解的纤维暂堵剂，在气藏酸化中既能起到4暂堵转向工艺优化 暂堵高渗层的作用，又可在地层温

9、度条件下依靠 41暂堵位置优选 返排液中的残酸溶解。(1)水平段物性及含气性218天然与开发技7fc专刊选择暂堵井段的主要依据是水平段储层的物性 相配合的方式进行暂堵能更好的发挥其协同作用。 和含气性分布情况，从已完钻水平井储层条件可以为不压破地层保证暂堵效果，采用高粘压裂液作为 看出，水平段衬管开孑L处各类储层交错分布，且每暂堵液携带可降解纤维小排量注入，同时在暂堵液 口井储层类别和分布情况各不相同，从I、I I类储 前后分别注入一段高粘压裂液，一方面降温，另一 层分布情况来看具有以下三种特征：在水平段跟方面起到隔离酸液和纤维的作用，以避免纤维过早 部和趾部都有发育；主要发育在水平段中部和趾

10、 溶解。综合考虑到作业强度和水平段储层分布情 部；主要发育在水平段跟部和中部。因此，需要况，一般进行2-3级的交替暂堵作业。 对这些I、II类储层较为发育的位置进行暂堵。43暂堵转向酸化工艺流程(2)水平段泥浆漏失情况小排量挤酸； 由于前期钻井过程中水平段某些位置存在不同采取小排量进行第一级暂堵作业，同时在纤程度的泥浆漏失情况(表3)，这说明该处裂缝和维暂堵液前后分别注入高粘压裂液；溶洞较为发育，为保证整个水平段的酸化效果，需根据暂堵级数重复步骤l和2；对其进行暂堵作业。大排量高挤酸液；顶替作业，酸化施工结束； 表3部分水平井水平段钻井液漏失情况表测试、投产。井号幕睁累计漏失ln3YB29-2

11、P：ch309P：ch51665现场应用、B12lHP：ch13：70YBl011H井采用该工艺进行了酸化施工，该P：ch26085YBl02一!H井共进行了两级暂堵作业，注入酸液940m3，暂堵液P=ch18405YB：i：HP：ch5135320m3，暂堵剂1500kg。图1为该井施工时可降解综合考虑储层分布及漏浆情况，水平井暂堵位纤维对施工压力的影响情况，纤维入地后在稳定施 置的优化选择需满足以下要求：工排量3Om3rain情况下，施工压力在13min内由暂堵段选择原则：选择应立足“首选I、I I类322MPa缓慢上升到413MPa，提高了近10MPa， 储层，兼顾III类储层”的原则，

12、首先选择出物性、后施工压力开始下降，说明水平段其它储层相继吸 含气性相对更好的I、I I类储层作为暂堵井段，再兼酸，导致施工压力降低。暂堵剂进入地层后有效地 顾III类储层，进行辅助改造。暂堵了高渗储层，使得酸化工作液分流转向，从而泥浆漏失分析：选择水平段钻井过程中漏浆更充分有效的改造物性及含气性相对较差的储层。的位置作为暂堵段。 42暂堵剂用量及注入方式 (1)用量设计根据室内暂堵模拟结果和国内其它油气田的现 场实践经验，采用不同暂堵剂，浓度一般在卜10 条件下可实现有效暂堵转向。而对于可降解纤维， 具体应用时应重点考虑以下三点：一根据不同井段位置渗透率差异和分布调整浓¨i，“度；

13、渗透率差异更大时，应适当加大浓度；高渗透图1可降解纤维暂堵效果图储层段比例大，适当加大浓度。根据需暂堵井段的长度设计暂堵液总量。该井酸化后，在稳定油压36MPa下获测试天考虑施工设备的能力并能保证现场施工的成然气产量825×104m3d，计算无阻流量3105 X功实施。104m3d，增产效果显著。因此，设计暂堵纤维质量浓度为卜2。截止到2014年1月，多级暂堵转向酸化工艺 (2)注入方式在YB气田P2ch储层共应用8井次，措施成功率 为有效达到封堵的作用，采用纤维和交联冻胶 100，增产有效率100，增产倍比17-61，酸化专刊付育武，等：超深水平井多级暂堵转向酸化丁艺 219后最高

14、测试无阻流27918×104m3d，该工艺取得参考文献了较好的应用效果。1】李年银，刘平礼，赵立强水平井酸化过程中的布酸技术天然气工业J】，2008，28(2)：1041066结论2】高东芳，王欣嫣，崔晓庆暂堵酸化技术的研(1)研制的可降解纤维可形成暂堵阻隔层，究与应用，延安职业技术学院学报，2009，23(4) 建立一定的压差，在非均质性严重的长井段水平井3】李国锋，刘洪升，张国宝等ZD-10暂堵剂性 的酸化改造中，能有效地促进液体发生转向分流， 能研究及其在普光气田酸压中的应用J】河南化 改变整个水平段的吸酸剖面，改善低渗储层的改造工，2012，29(5)：23-26 效果。同时

15、，在酸化后的温度条件下，纤维能在残4】许观利，林梅钦，李明远等交联聚合物溶 酸的作用下完全溶解，使储层的导流能力逐步得到液封堵岩心性能研究J1石油大学学报：自然科学 恢复。版，2001，25(4)：85-87(2)YBlo卜1H井等8El井的现场实施表明，5】齐天俊，韩春艳，罗鹏可降解纤维转向技 针对Y B气旺tP2ch储层地质特征和工程条件形成的术在川东大斜度井及水平井中的应用J】天然气工 多级暂堵转向酸化工艺，实现了对长井段水平井的 业，2013，33(8)：I-6 充分有效改造，取得了显著的增产效果，该工艺具6】赵立强，钟双飞等暂堵酸化试验研究西南 有较强的可行性和适应性。石油报，199

16、5，17(1)(上接第211页)现单井产能最大化，判断钻井实施过程中是否需要 区开发概念设计，2012 调整轨迹以及如何调整轨迹则成为重中之重。本文 f4】郭彤楼，胡东风川东北礁滩天然气勘 从礁相储层地质特征及纵横向地震响应特征分析人探新进展及关键技术J天然气工业，201 1，31 手，对生物礁优质储层分布规律进行了研究。总体 (10)：6-1 1 上，生物礁有利储层集中发育于礁顶(盖)和礁后5】程锦翔，谭钦银，郭彤楼等川东北元坝地 白云岩，储层(特别是I+类储层)主要发育在 区长兴组一飞仙关组碳酸盐台地边缘沉积特征及演 礁顶和礁后，礁前发育少量I+类储层。 化J】沉积与特提斯地质，2010，

17、30(4)：29-36这一成果很好的指导了目前元坝气田长兴组气6】胡伟光，蒲勇，易小林等川东北元 藏的开发建设，近期完钻的6口水平井前后共经过坝地区生物礁识别J】物探与化探，20 1 0，34 21次轨迹优化调整，有效储层段长平均达6897m (5)：635-642 (钻遇率平均达699)，I+II类气层段长平均达7】胡伟光，赵卓男，肖伟等川东北元坝地区 3068m(占总储层平均达430)，实现了钻井 长兴组生物礁的分布与控制因素J】天然气技术， 成功率、优质储层钻遇率与单井产量三高，为元坝 2010，4(2)：14-16 气田长兴组气藏的高效开发奠定了基础。8】郭彤楼川东北元坝地区长兴组一飞仙关组台地边缘层序地