宋憲實(shí)

（吉林師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林四平 136000）

松南火山巖氣藏酸化施工難點(diǎn)分析及技術(shù)對(duì)策

宋憲實(shí)

（吉林師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林四平 136000）

松南火山巖氣藏因其獨(dú)有的儲(chǔ)層特征，酸化改造存在諸多難點(diǎn)。根據(jù)火山巖氣藏儲(chǔ)層特征及以往施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)火山巖氣藏酸化施工難點(diǎn)，并綜述了目前的研究進(jìn)展，明確了松南火山巖氣藏酸化工藝的研究思路，為下步酸化改造提供技術(shù)支撐。

火山巖；氣藏、酸化；緩速酸；轉(zhuǎn)向酸

松南火山巖氣藏構(gòu)造上位于松遼盆地南部長(zhǎng)嶺斷陷中央隆起達(dá)爾罕斷凸帶腰英臺(tái)深層構(gòu)造高部位。2007年底提交天然氣探明地質(zhì)儲(chǔ)量433.60×108m3。其主力層系位于下部營(yíng)城組，巖性主要為氣孔流紋巖、熔結(jié)凝灰?guī)r，主要特征有厚度大、孔滲均質(zhì)性差，且均為孔洞、裂隙性儲(chǔ)層。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)火山巖儲(chǔ)層裂縫和延伸機(jī)理認(rèn)識(shí)不清，儲(chǔ)層改造難度較大。且由于松南火山巖氣藏特殊的氣水關(guān)系和完井方式致使改造手段較單一，酸化成為目前行之有效且成本較低的主要增產(chǎn)措施，因此針對(duì)酸化工藝技術(shù)開展系統(tǒng)研究，是松南火山巖氣藏下步開發(fā)的基礎(chǔ)。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 巖石組合及巖性特征

松南火山巖為多次噴發(fā)形成，火山巖巖石類型繁多。通過(guò)巖心觀察、薄片等分析資料表明，火山巖巖石類型有火山熔巖和火山碎屑巖兩大類，火山熔巖主要包括球粒流紋巖、流紋巖、英安巖；火山碎屑巖主要有流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)火山角礫巖、集塊巖等。就巖性而言氣孔流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r物性較好，其他巖性相對(duì)較差。

1.2 物性特征

通過(guò)巖心物性分析表明：松南火山巖氣藏巖心孔隙度0.6%～20.7%，平均6.57%，滲透率（0.002-13.6）×10-3μm2，平均0.43×10-3μm2，屬于低孔低滲氣藏，且非均質(zhì)性嚴(yán)重。

1.3 儲(chǔ)層敏感性特征

敏感性分析為中等偏強(qiáng)水敏、中等偏弱一弱酸敏、無(wú)速敏。酸化改造過(guò)程中應(yīng)注意黏土膨脹所造成的儲(chǔ)層傷害。

1.4 溫度壓力系統(tǒng)

松南火山巖氣藏為常溫、常低壓系統(tǒng)。儲(chǔ)層壓力系數(shù)1.1～1.2，地溫梯度3.4℃/100m。儲(chǔ)層溫度大多在130～140℃。

2 酸化改造難點(diǎn)分析

2.1 儲(chǔ)層溫度高，改造半徑小

松南火山巖氣藏溫度、壓力如表1所示，在高溫高壓條件下，采用常規(guī)土酸體系進(jìn)行酸化，其酸巖反應(yīng)速率如表2所示，反應(yīng)速率過(guò)快勢(shì)必造成改造半徑較小，酸化效果變差，有效期無(wú)法保證。同時(shí)儲(chǔ)層溫度高加速添加劑老化[1]，影響酸液性能。故松南火山巖酸化首先應(yīng)考慮采用緩速酸體系進(jìn)行酸化，并優(yōu)選耐高溫添加劑，以改善酸化施工效果。

表1 松南火山巖氣藏溫度、壓力統(tǒng)計(jì)

表2 儲(chǔ)層溫度下土酸酸巖反應(yīng)速率測(cè)試結(jié)果

2.2 施工井段長(zhǎng)，均勻布酸困難

松南火山巖氣藏水平井施工井段長(zhǎng)一般在800～1 000m，完井方式主要以篩管完井和裸眼完井為主，較長(zhǎng)的施工井段，加之特殊的完井方式，造成酸化施工過(guò)程中極易產(chǎn)生局部突進(jìn)[2]（如圖1所示），無(wú)法全井段均勻布酸，嚴(yán)重影響施工效果。均勻布酸示意圖見(jiàn)圖2。

圖1 酸液局部突進(jìn)示意

圖2 均勻布酸示意

2.3 天然裂縫發(fā)育，酸液濾失大

對(duì)于天然裂縫大量存在的儲(chǔ)層，施工過(guò)程中天然裂縫加速酸液濾失[3]（如圖3所示），大量酸液會(huì)沿著縫寬較大、延伸摩阻較小的主天然裂縫走向延伸，使得多數(shù)狹窄天然裂縫無(wú)法得到有效改造，酸化波及面積降低。

圖3 天然裂縫發(fā)育儲(chǔ)層酸化示意圖

3 酸化技術(shù)調(diào)研

目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)火山巖氣藏酸化尚無(wú)成型配套工藝，但針對(duì)高溫多裂縫儲(chǔ)層酸化工藝主要包括以下兩個(gè)方面，一是分層酸化工藝，其中有連續(xù)油管分層和封隔器分層兩種，采用封隔器分層酸化施工成本相對(duì)較低，而采用連續(xù)油管酸化工藝可實(shí)現(xiàn)精確布酸。二是采用稠化緩速酸液體系進(jìn)行酸化，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的稠化緩速酸液體系主要以稠化劑+氟硼酸+土酸為主[4]，其主要原理是酸液注入儲(chǔ)層后，稠化劑封堵儲(chǔ)層微裂縫，同時(shí)氟硼酸通過(guò)電離作用不斷補(bǔ)充因酸巖反應(yīng)所消耗的氫離子，實(shí)現(xiàn)均勻布酸和降低酸巖反應(yīng)速率的目的。

4 酸液體系研究進(jìn)展

4.1 新型稠化緩速酸液體系研究

在國(guó)內(nèi)稠化緩速酸液體系研究的基礎(chǔ)上開展科研攻關(guān)，采用多氫酸代替氟硼酸，進(jìn)一步降低酸巖反應(yīng)速率，評(píng)價(jià)結(jié)果表明，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，常規(guī)土酸和氟硼酸氫離子濃度在反應(yīng)0.5 h后基本消耗殆盡，而多氫酸的氫離子濃度在1 h后仍較穩(wěn)定（如圖4、圖5所示），可有效降低酸巖反應(yīng)速度（如表3所示），擴(kuò)大酸化半徑。

圖4 不同溫度下多氫酸與碳酸鈣反應(yīng)-氫離子濃度

圖5 常溫下氟硼酸/土酸與碳酸鈣反應(yīng)-氫離子濃度

4.2 自轉(zhuǎn)向酸液體系研究

該體系采用黏彈性表面活性劑作為酸化轉(zhuǎn)向劑，鮮酸階段自轉(zhuǎn)向酸液體系黏度與水接近，酸巖反應(yīng)進(jìn)行到一定階段，體系黏度增大（如圖6、圖7），酸液前行阻力增加，迫使注酸壓力升高，同時(shí)后續(xù)酸液進(jìn)入低滲透層，從而使酸液能夠作用于更大區(qū)域，達(dá)到地層均勻布酸的目的。

圖6 轉(zhuǎn)向劑（zx-dayz）流變性能測(cè)試結(jié)果

圖7 轉(zhuǎn)向劑（zx-dayz）流變性能測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)論

結(jié)合前期研究成果可以看出，松南火山巖氣藏酸化工藝的研究重點(diǎn)在于稠化酸液體系的進(jìn)一步優(yōu)化，目前研究形成的稠化緩速酸液體系和自轉(zhuǎn)向酸液體系，可有效解決松南火山巖氣藏酸化施工過(guò)程中酸化半徑小、局部突進(jìn)和微裂縫無(wú)效濾失等問(wèn)題，為松南火山巖氣藏大規(guī)模開發(fā)的提供技術(shù)支撐。

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[4] 郭肖，杜志敏.等非均質(zhì)對(duì)水平井產(chǎn)能的影響[J].石油勘探與開發(fā)，2004，（31）.

The Analysis on Construction Difficulties of Songnan Volcanic Gas Reservoir's Acidification and Technological Responses

Song Xian-shi

Because of Songnan Volcanic gas reservoir’s unique reservoir features，acidification reconstruction has a lot of difficult points.According to the reservoir features of volcanic gas reservoir and past construction experience，the writer of the article concludes construction difficulties because of the acidification of volcanic gas reservoir，comprehensively discusses current research progress and defines the thinking of study on the Songnan Volcanic gas reservoir’s acidification technology，which provides technical support for acidification reconstruction in the next step.

volcanic rock；gas reservoir；acidification；retarded acid；diverting acid

TE273

A

1003-6490（2017）01-0072-02

2017-01-05

宋憲實(shí)（1989—），男，吉林松原人，碩士在讀，主要研究方向?yàn)橛袡C(jī)化學(xué)方向。