鄂玄吉 朱鵬(中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司井下作業(yè)新疆分公司Y S49125隊(duì),新疆 庫(kù)爾勒 841000)
淺析我國(guó)壓裂酸化技術(shù)面臨的形勢(shì)
鄂玄吉朱鵬(中國(guó)石油川慶鉆探工程有限公司井下作業(yè)新疆分公司Y S49125隊(duì),新疆庫(kù)爾勒841000)
近年來(lái),國(guó)內(nèi)外各大油田廣泛采用壓裂酸化技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)增產(chǎn),但在越來(lái)越多的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),其中存在的不足與問題也是多種多樣的。因此,我們急需對(duì)壓裂酸化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新與開發(fā),來(lái)適應(yīng)現(xiàn)代石油行業(yè)的發(fā)展。所以,本文就從壓裂酸化所面臨的形勢(shì)進(jìn)行了分析,希望可以為以后的研究和實(shí)踐提供參考。
壓裂酸化;技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀
當(dāng)前我國(guó)石油工作所面臨的形式相當(dāng)嚴(yán)峻,主要表現(xiàn)在對(duì)新儲(chǔ)集層和區(qū)塊開發(fā)難度大,而老油區(qū)的增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)工作也不容樂觀。同時(shí),增產(chǎn)措施改造的對(duì)象越趨復(fù)雜,其中的難題主要集中在以下幾個(gè)方面:
1.1水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井。我國(guó)的水平井的采油工藝遠(yuǎn)落后于鉆井技術(shù)的發(fā)展。目前,控制裂縫方位與起裂裂縫條數(shù)是水平井等復(fù)雜結(jié)構(gòu)井壓裂的主要問題,酸液的均勻置放和長(zhǎng)時(shí)間浸泡下酸巖反應(yīng)機(jī)理是水平井酸化存在的主要問題。
1.2縫洞型碳酸鹽巖。這類油田的典型代表就是塔河油田。塔河油田依靠壓裂酸化措施使產(chǎn)量提高了四倍。但是因?yàn)檫@種縫洞型、裂隙型是體積巨大的溶洞和裂隙而非常規(guī)意義上的裂縫和孔隙,因此導(dǎo)致壓裂酸化中最大的難題是注入液體的濾失。
1.3復(fù)雜巖性油氣藏。是指以一定比例均勻存在的且沒有任何一種成份在主導(dǎo)地位陸源碎屑巖、碳酸鹽巖和粘土礦物。清溪油田就是該類油田的典型代表,其位于玉門酒西盆地,由于其儲(chǔ)層礦物的組成相當(dāng)復(fù)雜,結(jié)構(gòu)也多樣,即使其油田儲(chǔ)量高且品質(zhì)好,但面對(duì)如此情況開發(fā)難度也不小。一方面該油田由于其不連續(xù)分布的礦物結(jié)構(gòu),經(jīng)過(guò)酸化壓裂后仍能形成強(qiáng)度低、分布均勻的刻蝕;另一方面水力壓裂過(guò)程中發(fā)生的黏土礦物的水敏、堿敏現(xiàn)象以及支撐劑嵌入等原因,造成了酸壓及水力壓裂對(duì)此類儲(chǔ)層的收益效果大大降低,甚至是無(wú)效的。所以在改進(jìn)工藝措施方面只能從液體體系上著手,以改變現(xiàn)狀。
1.4超高溫、超深層和異常高壓地層。以準(zhǔn)葛爾盆地、克拉瑪依、塔里木和吐魯番為代表這種高溫、超高溫、深層、超深層和異常高壓地層的技術(shù)難點(diǎn)是需要的施工壓裂和壓裂酸化液體不能達(dá)到要求,酸液的反應(yīng)時(shí)間段,達(dá)不到作業(yè)要求,酸蝕作用的距離短等。
1.5凝析氣藏。例如塔里木迪那氣田和中原白廟深層凝析氣藏。壓力降低后凝析油的析出產(chǎn)生凝析油環(huán)導(dǎo)致天然氣的產(chǎn)量大幅度下降是這類油田酸化壓裂中最大的問題。
1.6高含硫油田。無(wú)論是普光氣田還是羅家寨氣田,其含硫量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。硫化氫具有高度活躍的化學(xué)反應(yīng)活性以及較高的還原性,因此,在酸化壓裂施工過(guò)程中往往會(huì)有單質(zhì)硫和硫化亞鐵生成,這就對(duì)整個(gè)施工效果和設(shè)備造成了不小的傷害。不僅如此,高濃度的硫化氫還會(huì)對(duì)采輸工作造成不小的困難。
1.7異常破裂壓力油藏。這類油藏儲(chǔ)集層的深度與其破裂壓力是不成正比的,例如密須的家河組底層,其井深達(dá)2000米以上,90度兆帕的破裂壓力,即便是在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)其進(jìn)行過(guò)預(yù)處理,施工時(shí)任然需要高達(dá)80兆帕的壓力。導(dǎo)致的結(jié)果就是地層無(wú)法壓開,酸液無(wú)法進(jìn)入,較大程度上損害了設(shè)備。
2.1壓裂裂縫延伸數(shù)學(xué)模型研究。目前的研究成果主要由西南石油大學(xué)取得,提出了三維裂縫模型和控縫高技術(shù)以及“變排量、變粘度、變支撐劑類型和變支撐劑粒徑技術(shù)”--“四變”。
2.2高含硫油田。放眼國(guó)內(nèi)外,處理單質(zhì)硫的方法,就是用胡溶劑來(lái)吸收?,F(xiàn)在提出的“雙管齊下”的方法:在降低鐵離子濃度的同時(shí),用硫化氫吸收劑作用于的單質(zhì)硫在形成過(guò)程中或者更早。
2.3重復(fù)壓裂技術(shù)。重復(fù)壓裂有別于常規(guī)認(rèn)為的第一次壓裂無(wú)效后的再壓裂或是壓開不同層段,而是指壓裂同一口井同一個(gè)層位的同一個(gè)地方。將原來(lái)的,已經(jīng)被用來(lái)作為儲(chǔ)水通道的縫堵住,即堵老縫;用新的壓裂技術(shù)或者新的壓裂參數(shù),來(lái)產(chǎn)生新的縫隙,即壓新縫。
2.4復(fù)雜結(jié)構(gòu)井壓裂機(jī)理和技術(shù)。優(yōu)化壓裂的參數(shù),合理設(shè)計(jì)壓裂的縫隙數(shù)量以及裂縫長(zhǎng)度是其技術(shù)的關(guān)鍵。最新完井思想與傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為水平井相當(dāng)于一口水力壓裂井不同,而是水平井鉆成后必須要做增產(chǎn)措施才能發(fā)揮其全部產(chǎn)能。因此,是否有利于裂縫的形成是壓裂酸化設(shè)計(jì)在完井的方式上應(yīng)該首先著重考慮的。
2.5低滲低壓油田。要減少水鎖和水相圈閉,一般有三個(gè)方法:第一,控制進(jìn)入氣層的液體總量;第二,將濾液的表面張力降低到最??;第三,減少毛管的阻力。要達(dá)到以上的三個(gè)目的,則有以下幾種方法,一、提高循環(huán)返排速度;二、采用二氧化碳泡沫的壓裂技術(shù);三、生氣或生熱以提高壓力助排;四、利用表面活性劑等壓裂液來(lái)進(jìn)行壓裂施工。
2.6酸化壓裂新觀點(diǎn)。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為,在選取增產(chǎn)措施時(shí),選擇酸壓與基質(zhì)酸化可以避免礦物脫落對(duì)裂縫和空隙的堵塞。此觀點(diǎn)在經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐后,被新的理論所代替。新觀點(diǎn)認(rèn)為采用酸基壓裂液、砂巖儲(chǔ)層酸壓以及凍膠酸的碳酸鹽巖水力壓裂等能夠取得更好的增產(chǎn)效果。
近年來(lái),隨著各個(gè)油田井次的增多,在具體的實(shí)踐中這種技術(shù)更是顯示出了其無(wú)與倫比的優(yōu)越性,然而這項(xiàng)技術(shù)存在的問題仍有待解決。酸化壓裂面臨的各種油田的現(xiàn)狀和各種技術(shù)難點(diǎn),無(wú)論傳統(tǒng)觀點(diǎn)還是新興理論,都需要通過(guò)大量的實(shí)踐方能得出最實(shí)用于現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)。
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