隋明政(中石化華北石油工程公司井下作業(yè)分公司 河南 鄭州 450042)

引言

大牛地氣田地處鄂爾多斯盆地北部，構(gòu)造上位于伊陜斜坡東北部，面積約2000km；構(gòu)造圈閉的成因與古巖溶作用、沉積巖相及成巖后生作用有關(guān)。

大牛地氣田下古生界碳酸鹽巖儲層埋深3000-3600m，中部深度3300m左右，地層溫度90~120°C，地層壓力系數(shù)一般為0.83~0.96MPa/100m。奧陶系風化殼孔隙度分布范圍為0.58~14%，平均值4.3%；滲透率分布范圍為0.0105~5.89×10-3μm，平均值0.46×10-3μm，表明大牛地氣田下古生界奧陶系風化殼碳酸鹽巖儲氣層為典型的低壓、低孔、低滲致密儲層。

華北分公司針對不同儲層先后進行一系列酸壓試驗，截至目前大牛地氣田下古生界共酸壓改造直井101層次，水平井12口，其中獲得工業(yè)氣流44層次。

總體來看，直井改造后產(chǎn)能較低，水平井雖有所突破，但整體酸壓施工效果不理想。為獲得對大牛地氣田碳酸鹽巖儲層改造在工藝方面的突破，華北分公司進行了水平井多級管外封隔器分段轉(zhuǎn)向酸壓裂工藝技術(shù)對奧陶系馬家溝組進行儲層改造嘗試。

一、轉(zhuǎn)向酸壓裂工藝技術(shù)

轉(zhuǎn)向機理：清潔自轉(zhuǎn)向劑由多種表面活性劑復合而成，它在地層中隨著酸液的消耗,pH值上升,當p H值上升至大約2~3時,液體由線性流體變成了粘彈性凍膠狀,增加了酸液在地層的微裂縫及孔道中的流動阻力,從而阻礙酸液在此孔道中繼續(xù)流動而使酸液被迫轉(zhuǎn)向其他流動阻力相對較小的孔道，繼而起到降低濾失和轉(zhuǎn)向的目的。

二、酸壓管柱

完井酸壓管柱采用酸壓、生產(chǎn)聯(lián)作管柱+裸眼封隔器+壓裂滑套一體化結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)一趟管柱完成裸眼分段完井、分段酸壓、排液、投產(chǎn)一體化作業(yè)，適應(yīng)于水平井分段壓裂改造。其主要特點：1)封隔器之間采用41/2″套管代替生產(chǎn)油管，大通徑套管既起到減小施工阻力穩(wěn)定井壁作用，同時又是儲層改造及生產(chǎn)通道，因此適用于有可能發(fā)生井眼垮塌的儲層；2)采用尾管懸掛器或完井封隔器懸掛下部完井管柱；3)以懸掛器、裸眼封隔器作為封隔儲層的生產(chǎn)封隔器；4)以壓裂滑套、浮閥等作為流量控制裝置，起到井下節(jié)流器的作用，可有效減少生產(chǎn)過程中水合物的形成，降低氣井過早水淹的風險。

三、現(xiàn)場應(yīng)用及效果

基于轉(zhuǎn)向酸室內(nèi)研究結(jié)果及大牛地已經(jīng)運用成熟的水平井管外封隔器分段壓裂技術(shù)，華北分公司大12井區(qū)××井奧陶系馬五5層進行了水平井管外封隔器分段轉(zhuǎn)向酸壓裂試驗。

1.技術(shù)要求

(1)由于儲層壓力系數(shù)較低，現(xiàn)場施工采用全程泵注液氮的工藝，同時盡量縮短壓后關(guān)井時間，以充分利用酸巖反應(yīng)形成CO2的自身能量增加壓后儲層的返排能力，減少殘酸對儲層的再次傷害；

(2)水平井裸眼管外封隔器分段完井管柱，投球滑套所產(chǎn)生的節(jié)流摩阻較大，為降低地面施工壓力，保證施工安全，要求鉆井井眼的水平段方位與大牛地氣田馬五儲層的最大水平主應(yīng)力方向北偏東64o~75o近似垂直，以減少近井地帶復雜裂縫的形成，保證橫切井筒的人工裂縫更好的溝通天然裂縫。

2.××井施工規(guī)模優(yōu)化

對于不同的儲層特性，華北分公司做了有針對性的嘗試。依據(jù)地質(zhì)設(shè)計要求，以及儲層顯示情況，××井1000米水平段共分9段，段間裸眼段長度在80-150米之間。對于物性顯示差的第1、2、4、5、9段儲層，采用深度酸壓改造，突破井筒區(qū)域的致密帶，盡量溝通井筒周圍裂縫系統(tǒng)，以獲得好的改造效果。根據(jù)轉(zhuǎn)向酸排量4.0m3/min的摩阻模擬計算結(jié)果，采用轉(zhuǎn)向酸A180m3。

對于儲層條件較好的重點改造層段第3、6、7、8，段，在深度酸壓的同時，盡量溝通天然裂縫系統(tǒng)，采用不同類型酸液交替注入的方式并采用大排量施工。根據(jù)注酸排量5.0m3/min的摩阻模擬計算結(jié)果，采用轉(zhuǎn)向酸A100m3+轉(zhuǎn)向酸B180m3。模擬計算見表1。

表1 ××井物性較好段模擬計算結(jié)果

根據(jù)該井不同封隔層段的地質(zhì)情況，兼顧每段的產(chǎn)能和裂縫擴展情況，對于不同層段進行規(guī)模的優(yōu)化，詳細規(guī)模見表2。

表2 ××井分段酸壓規(guī)?？偙?/p>

3.××井施工效果分析

該井壓裂共注入酸量2236.4m3，其中轉(zhuǎn)向酸A1302.0m3，轉(zhuǎn)向酸B934.4m3，累計注入液氮110m3。施工曲線如圖1所示。

圖1 ××井馬五5層第七段酸壓施工曲線

從施工曲線來看，注轉(zhuǎn)向酸期間油壓平穩(wěn)上升后減小，說明轉(zhuǎn)向酸起到對裂縫發(fā)育儲層段的降低濾失和實現(xiàn)暫堵轉(zhuǎn)向的作用，使得后面泵注的鮮酸能夠更好地對致密儲層進行刻蝕，達到均勻改造的目的。壓裂后進行返排試氣，累計排液1288.6m3，返排率56.6%，說明施工全程泵注液氮有效的提高的儲層的返排能力。試氣無阻流量為5.92×104m3/d，說明水平井管外封隔器分段轉(zhuǎn)向酸壓裂工藝技術(shù)在大牛地氣田的首次使用取得了較好的效果。

四、結(jié)論

1.轉(zhuǎn)向酸與巖層反應(yīng)剩下的殘酸和鮮酸形成粘度差，具有很好的降濾及分流轉(zhuǎn)向性能。

2.酸壓管柱采用酸壓、生產(chǎn)聯(lián)作管柱+裸眼封隔器+壓裂滑套一體化結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)一趟管柱完成裸眼分段完井、分段酸壓、排液、投產(chǎn)一體化作業(yè)，適應(yīng)于水平井分段壓裂改造。

3.對于大牛地奧陶系馬五段整體物性較差，微裂縫發(fā)育的儲層，根據(jù)酸壓層段儲層差異，有針對性選擇轉(zhuǎn)向酸酸壓工藝及酸液體系，在鉆錄儲層無顯示段，采用深度酸壓改造思路，在鉆錄儲層顯示較好段，采用儲層深度改造的同時，兼顧均勻改造的思路，可以取得較好的改造效果。

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