夏玉磊 蘭建平 紀(jì)冬冬(．中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司；．中國(guó)石油集團(tuán)CO壓裂增產(chǎn)研究室， 陜西 西安 7008)

高溫深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸化壓裂改造技術(shù)探析

夏玉磊2蘭建平2紀(jì)冬冬1(1．中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司；2．中國(guó)石油集團(tuán)CO2壓裂增產(chǎn)研究室， 陜西 西安 710018)

近幾年，油氣勘探技術(shù)得到了快速發(fā)展，勘探范圍逐漸擴(kuò)大，人們加強(qiáng)了對(duì)勘探的研究，其中碳酸鹽巖層是油氣勘探過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，因此得到了人們的重視。碳酸鹽油氣具有溫度高、埋藏深、非均勻質(zhì)性強(qiáng)等諸多特點(diǎn)，在具體研究與分析過(guò)程中要對(duì)應(yīng)用的技術(shù)及理論研究、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等諸多內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)分析，從而為碳酸鹽巖儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

碳酸鹽巖層；油氣勘探；酸化壓力

通過(guò)油氣勘探技術(shù)表明，碳酸鹽巖層已經(jīng)占到了所有油氣存儲(chǔ)量的六層以上，逐漸成為了油氣勘探的熱點(diǎn)內(nèi)容。碳酸鹽巖存儲(chǔ)層在我國(guó)有著廣泛的分布，開(kāi)發(fā)潛力巨大，但是因?yàn)槠渥陨砭哂休^強(qiáng)的非均勻質(zhì)、復(fù)雜等諸多特點(diǎn)，因此現(xiàn)階段所掌握的勘探開(kāi)發(fā)技術(shù)無(wú)法滿足對(duì)其的開(kāi)發(fā)要求，由此可見(jiàn)，加強(qiáng)對(duì)碳酸鹽巖層開(kāi)發(fā)的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 現(xiàn)階段常用的酸化壓裂技術(shù)

(1)普通酸化壓裂 普通壓裂酸化就是在酸化壓裂過(guò)程中所使用的酸為凝膠酸、常規(guī)酸等作為施工的原材料，直接開(kāi)展酸化壓裂。需要注意的是，在酸化壓裂過(guò)程中，不會(huì)應(yīng)用前置液，同時(shí)也不會(huì)對(duì)特殊的反排技術(shù)加以應(yīng)用。在對(duì)該酸化壓裂技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過(guò)程中，因?yàn)槭┕さ脑?，將?huì)傷害巖層，并且這種傷害十分嚴(yán)重，因此該方法在具體應(yīng)用過(guò)程中會(huì)受到許多因素的限制，主要在高滲儲(chǔ)層中應(yīng)用。

(2)深度酸化壓裂 深度酸化壓裂技術(shù)包括的內(nèi)容相對(duì)來(lái)說(shuō)比較廣泛，下面主要針對(duì)固體酸化壓裂和多級(jí)交替注入酸化兩種技術(shù)進(jìn)行分析。

①固體酸化技術(shù)指的是將固體酸作為酸化壓裂的原材料，固體酸便于攜帶，并且自身所具有的腐蝕性相對(duì)程度較低。在應(yīng)用固體酸化過(guò)程中需要注意，需要依據(jù)酸的腐蝕性和濃度依次加入，這樣操作的主要目的是為了確保固體酸的顆粒的分布能夠保持均勻，從而確保酸化的效果能夠達(dá)到人們的期望值。固體酸能夠在井筒中表現(xiàn)出不錯(cuò)惰性和弱酸性，從而腐蝕巖層，產(chǎn)生較強(qiáng)的裂縫。②多級(jí)交替注入酸化壓裂主要包括酸液和前置液酸化兩部分。利用該技術(shù)在具體操作過(guò)程中，需要交替灌注兩種不同的液體，從而使裂縫的長(zhǎng)度和倒流強(qiáng)度都能夠得到進(jìn)一步提升，該方法在具體應(yīng)用過(guò)程中可以使酸化壓裂效果得到進(jìn)一步提高。

2 碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造技術(shù)

在改造碳酸鹽巖儲(chǔ)層過(guò)程中采用的主要方法是酸化、酸壓、砂壓裂技術(shù)，具體內(nèi)容如下。

(1)DCA均勻酸化 酸化技術(shù)的原理是利用酸液對(duì)裂縫、地層孔隙、巖石膠結(jié)物等進(jìn)行溶蝕和溶解，使裂縫和孔隙的滲透性能夠得到恢復(fù)以及提升。通過(guò)分析可知，方解石和白云石是組成碳酸鹽巖儲(chǔ)層的兩種主要成分，因此，在具體操作過(guò)程中，對(duì)這兩種成分進(jìn)行酸化，能夠起到改造儲(chǔ)層的作用。

酸化過(guò)程中會(huì)遇到巨厚層或長(zhǎng)井段等諸多問(wèn)題，因此為了使酸化效果能夠得到進(jìn)一步提升，可以利用DCA黏彈性表面活性劑清潔自轉(zhuǎn)向酸。這種液體由黏性表面活性劑和鹽酸兩種物質(zhì)共同組成，具有自轉(zhuǎn)向性能。在具體操作過(guò)程中，向地層內(nèi)擠入DCA酸，酸會(huì)進(jìn)入滲透率較高的存儲(chǔ)層中，從而將會(huì)與碳酸鹽發(fā)生反應(yīng)，此時(shí)pH值將會(huì)有所升高，Ca2+將會(huì)升高，流動(dòng)阻力將會(huì)加大，從而使泵壓上升。此外，在酸巖發(fā)生反應(yīng)之前，酸液黏度較低，最先被注入的酸的酸化會(huì)發(fā)生在滲透率較低的地層，隨后被注入的酸將會(huì)在滲透率相對(duì)較高的儲(chǔ)層發(fā)生短時(shí)間的暫堵，導(dǎo)致注入酸液的泵注壓力產(chǎn)生明顯提升，新注入的鮮酸將會(huì)進(jìn)入到更低的儲(chǔ)層，從而同存儲(chǔ)巖層發(fā)生影響，增大酸粘度，提升酸液泵壓。

(2)深度酸壓技術(shù) 深度酸壓技術(shù)包含的內(nèi)容較多，其中的關(guān)鍵內(nèi)容就是酸液，在采用深度酸壓技術(shù)過(guò)程中所使用的酸，需要具有以下幾項(xiàng)特點(diǎn)：

①反應(yīng)速率慢。②低濾失。③強(qiáng)非均勻刻蝕。④遠(yuǎn)作用距離。只有具有以上四項(xiàng)特點(diǎn)的酸才能在深度酸壓中使用，通過(guò)該技術(shù)，可以獲得一定的導(dǎo)流能力。

(3)壓裂工藝技術(shù) 加砂壓力是一種常被應(yīng)用在改造低滲透砂巖儲(chǔ)層中的一種手段，該技術(shù)在具體應(yīng)用過(guò)程中有著較為理想的效果，因此在具體操作過(guò)程，壓裂液不易與底層產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，遭縫效率高、濾失量低，存儲(chǔ)層中會(huì)產(chǎn)生人工裂縫。由此可見(jiàn)，壓裂改造鹽酸鹽巖儲(chǔ)層，能夠使?jié)B透面積得到有效的擴(kuò)大，是一種比較理想的方式，因此可以在作業(yè)中對(duì)該方式進(jìn)行適當(dāng)推廣。

(4)攜砂壓裂技術(shù) 水力壓裂能夠形成長(zhǎng)人工裂縫，同時(shí)因?yàn)榇嬖谥蝿?，?dǎo)流能力能夠得到維持。但是水力壓裂與酸液相比，水不會(huì)與碳酸鹽發(fā)生反應(yīng)，因此與天然裂縫的溝通能力達(dá)不到酸壓的水平，而酸壓由于濾失較大，產(chǎn)生的酸蝕縫較短，對(duì)于深井來(lái)說(shuō)，閉合應(yīng)力過(guò)大，裂縫的維持時(shí)間較短，無(wú)法滿足作業(yè)要求。

此外，需要注意在改造碳酸鹽巖儲(chǔ)層過(guò)程中還面臨諸多方面的挑戰(zhàn)。

①酸化壓裂過(guò)程中難以估算液體濾失，這增加了壓裂優(yōu)化設(shè)計(jì)難度。②探井深度的逐步加深，底層溫度的升高，對(duì)液體的性能也提出了更高的要求。③后期水竄問(wèn)題仍然無(wú)法得到有效的解決。

3 結(jié)語(yǔ)

改進(jìn)酸化壓裂技術(shù)，可以使碳酸鹽巖儲(chǔ)層的壓力效果得到提升，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)，降低油氣開(kāi)采過(guò)程中受復(fù)雜地質(zhì)類型影響。在具體作業(yè)過(guò)程中，可以依據(jù)不同的技術(shù)條件選擇具有特殊性和針對(duì)性的酸壓裂技術(shù)，降低油氣的開(kāi)采難度，提升油氣產(chǎn)量。

[1]孫瑞娜,孫曉瑞.碳酸鹽巖油氣層酸化技術(shù)研究進(jìn)展[J].化工技術(shù)與開(kāi)發(fā),2014,03:32-35+52.