裂缝网络酸化技术在川西须二段的应用

裂缝网络酸化技术在川西须二段的应用

网络裂缝酸化技术是针对裂缝发育、连通性好、形成裂缝网络的砂岩储层。如果不能加沙和压裂，则无法去除裂缝中的污染，并通过深度氧化形成合理的裂缝配置的酸化重建措施。川西地区须家河组砂岩气藏埋藏深,温度高,岩性致密,储层闭合应力高,作为勘探开发核心技术的储层改造技术能否获得突破,将直接制约深层气藏的勘探开发进程。通过工程地质特征分析,DY1井须家河组储层基质孔隙度约为4%～10%,渗透率为(0.05～0.29)×10-3μm2,储层裂缝发育,加砂压裂存在较大的风险,因此,为了获得较好的油气增产效果,增加天然气的稳产期,对DY1井进行了网络裂缝酸化改造首次尝试,获得无阻流量53.7×104m3/d,取得了较好的增产效果。一、网络裂缝氧化法1.储层压裂液不能完全解除地层的深度污染对于储层天然裂缝发育的气井,容易产生钻井液漏失,带来严重的储层伤害。而水力压裂改造措施容易在近井附近产生多裂缝及裂缝迂曲,造成很高的施工压力,且非反应的压裂液不能完全解除钻井液对地层(裂缝系统和基质系统)的深度污染;同时由于压裂液较高的滤失速度,容易产生砂堵,导致高的施工风险。而采用活性酸的网络裂缝深部酸化工艺技术,可以有效地沟通地层裂缝系统,在近井地带形成网状裂缝,从而改善地层的渗流状况,使措施井获得很好的效果。因此,砂岩气藏网络裂缝酸化的适用条件是:储层裂缝发育、裂缝具有一定的充填物(钙质或钻井液)、压裂改造风险大、钻井液及岩石的酸溶蚀率高。2.降阻盐酸和土酸酸液体系根据储层矿物组份、胶结情况、污染类型及程度和储层温度等因素,结合室内实验,对大邑须家河组气藏酸化工作液的配方进行优化,并形成了降阻盐酸和土酸酸液体系,该套酸液体系具有良好的配伍性、热稳定性、解堵性和降阻返排性。酸液配方如下:前置酸:20%盐酸+2%降阻剂+1%铁离子稳定剂2+2%缓蚀剂+1%黏土稳定剂+1%助排剂+20%甲醇;主体酸:15%盐酸+1.5%氢氟酸+2%降阻剂+1%铁离子稳定剂+2%缓蚀剂+1%黏土稳定剂+1%助排剂。3.优化网络裂缝开采工艺3.1设计原则(1)进质及出液量对于裂缝呈网络状发育的储层,一旦酸液进入地层就会迅速进入裂缝网络中,很快滤失掉,为了保证酸液有效作用距离足够长,就要大大提高用酸量,使其能到达天然裂缝远端。(2)降低二次污染裂缝网络酸化工艺推荐采用变排量施工,前置酸采用较低排量,使之充分尽量与污染带发生反应,降低钙质含量,防止二次污染;主体酸采用较大排量,可增加酸作用距离,确保非径向注酸。(3)多喝水根据岩心、钻井液配方与酸反应的动、静态溶蚀率实验和酸流动实验结果,网络裂缝酸化采用多组分酸液体系。(4)快速恢复为了减少残酸在地层的滞留时间,确保残酸快速返排,采用混氮、抽汲等助排措施。3.2带酸液进入地层深度原理储层伤害深度和伤害程度是影响酸液体系选择的重要因素,也是酸液规模和注入排量确定的重要因素。储层的污染深度可由式(1)计算:D=r2w+QhπΦ¯¯¯−−−−−−−−√−rw(1)D=rw2+QhπΦ¯-rw(1)酸液进入地层深度酸化半径由式(2)确定,从而优化了酸化规模。ΣQ=2πkhμΣiΔpiΔtilnDi+rwrw(2)ΣQ=2πkhμΣiΔpiΔtilnDi+rwrw(2)式中:ΣQ—相应于Di时进入地层的酸量,m3;ΔPi—相应于Di处的地层压力PR与施工井底压力Pd的差值,MPa;Δti—时间增量,min;Φ—储层平均孔隙度,%;h—酸化井段厚度,m;2πkhμ2πkhμ—“直线”的斜率,酸液达到的径向范围内为均质体时,数据点呈一直线关系;k—地层渗透率;Di—(i=1,2,3…,n)酸液进入地层的径向深度,m;D—污染深度,m。4.网络裂缝开采和酸化4.1裂缝检测技术利用成像测井、地层倾角测井和常规测井等对裂缝的倾向、倾角、裂缝密度、裂缝开度、裂缝孔隙度等进行定量计算。4.2重复射孔技术采用“大孔眼、深穿透、高密度、多相位”重复射孔技术进行地层预处理,最大限度地穿透天然裂缝受污染带,增加地层吸液能力。4.3加强自身返排强化返排技术包括加强自身返排和助排两种方式。加强自身返排体现在酸液体系中优选助排剂和降阻剂;优化助排措施包括施工过程中全程液氮伴注、优化施工管柱、压后气举抽汲、快速开井排液等。二、网络裂缝羧酸法DY1井是中石化西南油气分公司在DY构造布署的一口深层预探井,井深为5160m,完钻层位为须二段。该井须二段(5106～5128m)储层天然裂缝异常发育,在钻井和完井过程中储层的伤害较大(漏失钻井液32m3),在射孔之后日产气量约为0.3×104m3,必须通过改造才能获得工业产能。由于地层破裂压力较高,前期清水压裂未能压开地层,地层吸液困难。对须二段(5106～5128m)进行了重新射孔,进行了130m3酸的网络裂缝酸化工艺,酸液突破了近井污染带,沟通了部分天然裂缝,形成了油气通道,获得无阻流量53.7×104m3/d。图1为网络裂缝酸化施工曲线。从图1可以看出,当排量达到2m3/min时,施工压力从20MPa逐渐上升到45MPa左右,随即排量下降到1m3/min,而施工压力却下降到了16MPa,这说明地层已破裂,开始吸酸,破裂压力45MPa,之后排量维持在1.2m3/min,而泵压也只在30MPa左右波动。施工后期加大了施工排量,施工压力也随之升高到70MPa左右,达到了泵压极限,这说明地层的延伸压力较高,高达60～70MPa,这再一次证明了酸化解堵确实解除了近井污染和降低了破裂压力,而地层深处的延伸压力仍然很高,具有低渗致密储层的特征。三、扩展合作地层,提高近井地层及天然裂缝渗透率(1)对于裂缝性气藏,加砂压裂施工风险较大,裂缝网络酸化技术对于裂缝性气藏是一种很好的增产措施,该工艺可通过储层内酸蚀裂缝向纵深方向的扩展,提高近井地带及天然裂缝的渗透率,增大泄油半径,获得高产油气。剂段塞,以封堵近井多微裂缝,降低压裂液无效滤失量,并冲扩磨蚀主裂缝,降低地面施工压力,保证施工成功。目前,对所有水平井进行压裂优化设计和施工,共压裂投产水平井75口,压裂施工成功率98%,设计方案符合率93%,平均砂液比24.3%,瞬时最高砂液比54.2%,达到常规直井水平,已投产井稳定产量为周围直井的2～5倍,达到预期效果。四、人工裂缝施工难点(1)水平井人工裂缝起裂模型能够合理计算不同井眼方位角条件下的人工裂缝起裂角,并与现场测试结果吻合程度较好,计算结果可以为压裂施工优化设计提供依据。(2)井眼方位角较小的水平井压裂形成的人工裂缝形态较为简单,压裂施工难度小;井眼方位角较大的水平井压裂形成的人工裂缝近井扭曲严重,导致近井人工裂缝形态复