王 松，鄧寬海，于會永，朱建新，田 剛，林元華，唐 偉，郭長永

(1.新疆油田分公司工程技術(shù)研究院，克拉瑪依 834000；2.西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610500；3.新疆油田公司開發(fā)公司，克拉瑪依 834000)

近年來，隨著中國油氣需求的不斷增加、水平井鉆井及壓裂技術(shù)的進(jìn)步，砂礫巖復(fù)雜油氣藏受到越來越多的關(guān)注[1]。中國砂礫巖油藏分布廣泛，在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣地區(qū)的瑪湖凹陷、遼河油田西部凹陷、華北油田廊固凹陷及車鎮(zhèn)凹陷柴達(dá)木盆地等區(qū)域均有不同程度分布，其中準(zhǔn)噶爾盆地西北緣地區(qū)的瑪湖凹陷砂礫巖油藏資源量大，探明石油地質(zhì)儲量達(dá)5.2億t[2-4]，不僅是新疆油田增儲上產(chǎn)的主戰(zhàn)場，而且也成為中國最現(xiàn)實(shí)的增儲上產(chǎn)區(qū)域。隨著新疆油田勘探開發(fā)的不斷深入，瑪北斜坡和瑪西斜坡二疊系百日泉組已成為重要的勘探開發(fā)層系[5-7]?，敽枷莅倏谌M主要為沖積扇沉積，以砂礫巖儲集層為主，其油藏埋深普遍大于3 000 m，具有典型低孔低滲的特點(diǎn)，以瑪131井區(qū)百日泉組油藏為例，其巖油藏物性差(低孔低滲)、非均質(zhì)性強(qiáng)、砂體跨度大、油層分布特征差異大、儲層地應(yīng)力高、水平應(yīng)力差高及特殊巖性等特點(diǎn)[7-11]。

中國學(xué)者對瑪湖凹陷下三疊統(tǒng)百口泉組砂礫巖儲集層開展了大量研究。朱世發(fā)等[12]研究發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)噶爾盆地二疊系沸石礦物在成巖演化過程的析出、膠結(jié)和溶蝕對研究區(qū)油氣儲層儲集性能有不同程度的破壞及改善作用；靳軍等[13]研究了準(zhǔn)噶爾彭迪西北緣瑪湖凹陷地區(qū)的成巖作用及對儲集性能的影響，結(jié)果表明該區(qū)砂礫巖主要發(fā)育4種成巖作用類型，壓實(shí)、交代、溶蝕及膠結(jié)，對儲集性能的影響差異顯著；阿布力米提·依明等[14]分析了準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷下三疊統(tǒng)百口泉組的成藏機(jī)理，其油氣富集規(guī)律表現(xiàn)為扇三角洲前緣沉積相帶、構(gòu)造鼻凸、斷裂的“三元”控制；王劍等[15]利用巖石薄片、電鏡及電子探針等手段，開展了百口泉組儲層的孔隙形成機(jī)理研究，發(fā)現(xiàn)砂礫巖儲層主要發(fā)育剩余粒間孔、泥質(zhì)雜基收縮孔、長石溶孔三類孔隙；李寧等[16]通過礫巖儲層水力裂縫擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)研究表明：砂礫巖儲層的壓裂裂縫形態(tài)由應(yīng)力狀態(tài)和礫石特征共同決定；況晏等[17]基于孔隙結(jié)構(gòu)評價(jià)特征參數(shù)與儲層品質(zhì)因子的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，探討了砂礫巖儲層孔隙結(jié)構(gòu)定量評價(jià)方法，建立了常規(guī)測井曲線連續(xù)表征儲層品質(zhì)因子計(jì)算模型；鄭定業(yè)等[18]給出了瑪湖凹陷西斜坡致密油藏有效儲層物性下限的判別方法；徐江文等[19]經(jīng)過實(shí)踐與探索，形成了形以細(xì)分切割為主要特點(diǎn)的致密礫巖油藏水平井壓裂技術(shù)；孫曉瑞等[20]基于全巖礦物成分與黏土礦物分析，對瑪湖凹陷泥頁巖的水化特性進(jìn)行了準(zhǔn)確和直觀的分類界定；劉向君等[21]開展了瑪湖凹陷百口泉組砂礫巖儲集層巖石力學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)砂礫巖具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，造成不同巖性的砂礫巖力學(xué)特性差異較明顯。上述研究結(jié)果表明：瑪湖油田礫巖具有儲層埋藏深、應(yīng)力高、裂縫不發(fā)育、巖性特殊等特征，壓裂改造存在啟泵施工壓力高、砂堵風(fēng)險(xiǎn)大等問題。百口泉組巖性以灰色砂礫巖、含礫粗砂巖、砂質(zhì)礫巖、中-粗礫巖為主[20-21]，礫石大小不等，礫石含量為2%～51%，平均為29%，最大粒徑10.0 cm，一般為0.5～2.0 cm。

從2015年以來，在瑪131和瑪18等井區(qū)開始探索水平井體積壓裂技術(shù)以實(shí)現(xiàn)開發(fā)提質(zhì)增效[22]，但采用橋塞分段+分簇射孔分壓工藝后，固井完井射孔儲層又出現(xiàn)起裂困難、泵壓高、排量低等施工異常[23]，需在壓裂泵注之前，對大部分井段(如瑪18井區(qū)91%、瑪131井60%)進(jìn)行泡酸+支撐劑段塞處理，才能降低泵壓、提高排量而實(shí)現(xiàn)正常壓裂施工。然而，瑪湖礫巖水平井壓裂改造前期酸處理作業(yè)耗時(shí)1～2 h，約占總施工時(shí)間的24%，顯著降低了瑪湖地區(qū)的壓裂時(shí)效。

因此，針對瑪湖礫巖儲層水平井固井完井射孔后直接壓裂施工時(shí)存在泵壓高、需借助長時(shí)間酸泡工藝來降低壓裂啟泵壓力的問題，迫切需要開展瑪湖區(qū)塊壓裂井酸巖反應(yīng)特征實(shí)驗(yàn)研究，弄清酸損傷及降壓機(jī)理，進(jìn)一步優(yōu)化增產(chǎn)工藝措施和技術(shù)參數(shù)，提升壓裂時(shí)效。

1 瑪湖礫巖儲層巖心及水泥石酸溶蝕實(shí)驗(yàn)研究

1.1 巖心酸巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究

1.1.1 巖心酸巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方案

制備巖心試樣3塊，φ38 mm×76 mm，分別來自瑪湖1的瑪14井(深度：3 929.00～3 933.00 m，層位：P3w2)、瑪18區(qū)的瑪139井(深度：3 294.00～3 297.50 m，層位：T1b21)和瑪131區(qū)的瑪603井(深度3 875.00～3 894.50 m，層位T1b1)，具體井段及層位如表1所示；配制酸液(15%鹽酸)；分析天平稱取酸巖反應(yīng)前的巖心質(zhì)量；將巖心放入燒杯，倒入濃度為15%鹽酸，淹過巖心；磁力攪拌(轉(zhuǎn)速45 r/min)；加熱至70 ℃(三區(qū)塊地層平均溫度70 ℃)，反應(yīng)時(shí)間為3 h；反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉磁力攪拌器，將反應(yīng)后的巖心放入真空干燥箱，干燥12 h，干燥溫度為80 ℃；分析天平稱量干燥好后的巖心，并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。需要說明的是，瑪18井區(qū)礫石成分中以凝灰?guī)r為主，占比約為60%，其次為花崗巖，占比約為18%；瑪湖1井區(qū)礫石成分以花崗巖為主，占比約為24%，其次為凝灰?guī)r，占比約為21%；瑪131井區(qū)礫石成分與瑪湖1井區(qū)基本相同。

1.1.2 巖心酸巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

圖1為不同井酸巖反應(yīng)前后的巖心實(shí)物，表1為對應(yīng)巖心的酸溶蝕率實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由圖1可知，酸反應(yīng)后的巖心表面更為光滑，呈淺黃色，部分可溶物被鹽酸沖洗干凈，初始微裂紋及縫隙變得更為明顯，但沒有重新形成明顯地坑、孔、縫及裂紋；酸反應(yīng)后的巖心重量降低很少，酸溶蝕率很低，瑪14井巖石溶蝕率較高，1.16%，而瑪139井巖石溶蝕率最低，僅0.85%，如表2所示。酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過程中，只能在各巖心表面觀察到少量的間斷氣泡，與反應(yīng)后酸溶蝕率及宏觀形貌吻合?？傊?，瑪湖1、瑪18和瑪131區(qū)塊的巖石與酸反應(yīng)的溶蝕率均較低，巖心與酸之間化學(xué)反應(yīng)較輕微。

圖1 不同井酸巖反應(yīng)前后的巖心實(shí)物

表1 巖心酸巖反應(yīng)后的溶蝕率

1.2 水泥石溶解實(shí)驗(yàn)研究

1.2.1 水泥石與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案

瑪湖現(xiàn)場水泥漿配方：水泥600 g、微硅30 g、硅粉60 g、彈性劑6 g、降失水劑18 g、分散劑6 g、早強(qiáng)劑6 g、緩凝劑3 g、消泡劑6 g、堵漏劑3 g?；诂F(xiàn)場配方，制備不同養(yǎng)護(hù)溫度(50、60、70 ℃)下的標(biāo)準(zhǔn)水泥石樣(φ25 mm×50 mm)；配制酸液(15%鹽酸)；分析天平稱取酸反應(yīng)前水泥石質(zhì)量；將水泥石放入燒杯中與酸進(jìn)行反應(yīng)，酸液淹水泥石；磁力攪拌(45 r/min)，分別加溫至50、60、70 ℃，反應(yīng)時(shí)間3 h；反應(yīng)結(jié)束后，放入真空干燥箱，干燥24 h，干燥溫度為80 ℃；稱量干燥水泥石，記錄并計(jì)算溶蝕率；具體酸反應(yīng)過程如圖2所示。

圖2 水泥石與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)過程

1.2.2 水泥石與酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

由圖3和圖4可知，水泥石-酸反應(yīng)的溶蝕率均較大，酸反應(yīng)后，水泥石損傷非常嚴(yán)重，水泥石表面形成了明顯的溶蝕孔、坑及裂紋，水泥石出現(xiàn)部分脫落，導(dǎo)致溶蝕率較高，表面粗糙；養(yǎng)護(hù)溫度50 ℃的水泥石，溶蝕率平均為16.3%，養(yǎng)護(hù)溫度60 ℃的水泥石，溶蝕率平均為16.0%，養(yǎng)護(hù)溫度70 ℃的水泥石，溶蝕率平均為15.8%，均遠(yuǎn)大于瑪湖1、瑪131和瑪18這3個區(qū)塊巖石酸溶蝕率(<2%)；相同養(yǎng)護(hù)溫度下，水泥石溶蝕率隨反應(yīng)溫度的增加而基本保持不變，即反應(yīng)溫度對水泥石-酸反應(yīng)的影響很??；相同反應(yīng)溫度下，水泥石平均溶蝕率隨養(yǎng)護(hù)溫度的增加而降低，但降低幅度較小，表明本實(shí)驗(yàn)的養(yǎng)護(hù)溫度對水泥石-酸反應(yīng)的影響較小。

圖3 不同養(yǎng)護(hù)溫度/反應(yīng)溫度下水泥石的酸溶蝕率

圖4 酸反應(yīng)后水泥石表面形貌(養(yǎng)護(hù)溫度50 ℃，反應(yīng)溫度70 ℃)

2 巖心及水泥石酸反應(yīng)前后三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究

2.1 巖心酸反應(yīng)前后三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究

選取瑪湖1、瑪131、瑪18這3個區(qū)塊酸作用前后的巖心(尺寸：φ38 mm×76 mm，層段如表2和表3所示)，兩個端面和周邊打磨光滑。根據(jù)巖心深度和地層壓力系數(shù)確定其圍壓，參照《巖心常規(guī)分析方法》(SY/T 5336—1996)，采用巖石三軸力學(xué)測試系統(tǒng)開展試驗(yàn)，測試后采用巖石脆性指數(shù)計(jì)算，公式為

(1)

式(1)中：E為彈性模量，104MPa；μ為泊松比；C為脆性指數(shù)。

獲取酸作用前后巖石脆性指數(shù)，具體三軸力學(xué)性能測試結(jié)果如表2、表3和圖5所示。

圖5 酸反應(yīng)前-后不同井巖石三軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線

表2 酸反應(yīng)前巖石三軸力學(xué)性能測試結(jié)果

對比酸巖反應(yīng)前后巖心三軸力學(xué)性能測試結(jié)果，如表3所示。酸作用后，瑪湖1、瑪131、瑪18區(qū)塊巖心的抗壓強(qiáng)度都急劇下降；酸作用后，巖石脆性指數(shù)明顯增大；酸作用后，巖石斷裂應(yīng)變急劇降低，與酸反應(yīng)前巖石相比，在外載荷作用下更快速斷裂；酸反應(yīng)后，巖石彈性模量顯著下降。由此可知，現(xiàn)場酸處理及酸巖反應(yīng)對巖石有明顯弱化作用，其主要原因是，巖石在酸液作用下其礦物與酸液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，巖石內(nèi)部礦物溶解和成分改變以及微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，表現(xiàn)為巖石宏觀力學(xué)特性(強(qiáng)度、脆性)產(chǎn)生損傷劣化，巖石物理力學(xué)性能弱化衰減，從而導(dǎo)致巖心更容易發(fā)生破碎，對壓裂作業(yè)反應(yīng)敏感，能夠迅速形成復(fù)雜的網(wǎng)狀裂縫，如圖6所示。

表3 酸反應(yīng)后巖石三軸力學(xué)性能測試結(jié)果

圖6 酸作用前后相同單軸壓縮載荷下的巖石形貌

2.2 水泥石酸反應(yīng)前后三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究

采用巖石三軸力學(xué)測試系統(tǒng)開展了水泥石酸反應(yīng)前后的三軸力學(xué)測試，測試結(jié)果如圖7和表4所示。由表4可知，酸作用前，水泥石抗壓強(qiáng)度(差應(yīng)力)和泊松比隨養(yǎng)護(hù)溫度的增加而緩慢增加，抗壓強(qiáng)度最大為50.2 MPa，脆性指數(shù)隨養(yǎng)護(hù)溫度的增加而緩慢降低；酸作用后，水泥石抗壓強(qiáng)度和泊松比隨養(yǎng)護(hù)溫度的增加而緩慢增加，抗壓強(qiáng)度最大為29.5 MPa，脆性指數(shù)隨養(yǎng)護(hù)溫度的增加而緩慢降低。對比可知，酸作用后，水泥石泊松比、彈性模量和抗壓強(qiáng)度急劇下降，尤其抗壓強(qiáng)度，平均下降40%，而脆性指數(shù)急劇增加，平均增加70%。由此可知，酸作用會導(dǎo)致水泥石力學(xué)性能衰退，容易發(fā)生脆性破壞，即脆性指數(shù)增加。

表4 水泥石與酸反應(yīng)前后的三軸力學(xué)測試結(jié)果

圖7 不同溫度下三軸力學(xué)曲線圖

3 酸反應(yīng)前后巖石SEM/EDS/XRD分析

酸反應(yīng)前，巖心進(jìn)行切片處理，厚度5～7 mm，對切片巖心做掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)、能譜儀(energy dispersive spectrometer，EDS)、X射線衍射儀(X-ray diffraction，XRD)測試表征；切片后剩余巖心進(jìn)行酸巖反應(yīng)，反應(yīng)后，再對巖心進(jìn)行切片處理，厚度5～7 mm，并對切片巖心的酸作用面進(jìn)行XRD、SEM和EDS測試表征。

3.1 酸反應(yīng)前后巖石SEM微觀形貌分析

圖8為酸反應(yīng)前后瑪139井、瑪14井、瑪603井巖石SEM微觀形貌。由圖8可知，酸作用前，巖石表面無明顯孔/洞，粒間孔隙不發(fā)育，顆粒接觸緊密，偶見微裂縫；酸作用后，巖石表面出現(xiàn)凹凸不平的微小淺坑或細(xì)小裂紋，細(xì)小顆粒及膠結(jié)物被溶蝕，表面變得粗糙，顆粒接觸變松散，溶孔數(shù)量有所增加，偶見裂縫，產(chǎn)生不同程度的腐蝕痕跡，造成了一定程度的腐蝕損傷。

圖8 酸反應(yīng)前后巖石SEM微觀形貌

3.2 酸反應(yīng)前后巖石EDS/XRD物相分析

表5為酸反應(yīng)前后瑪139井巖石EDS成分及XRD物相分析結(jié)果。表5顯示，巖石成分組成以Si、C和O元素為主，且含量較高，其次Al元素相對較高，平均8%左右，其他元素(如Na，Mg，F(xiàn)e，K)含量較少，低于5%，有的元素平均占比<1%，如Ca；酸反應(yīng)后，巖石中C、O、Ca、Mg、Fe等元素含量發(fā)生了明顯變化，C、O、Ca、Mg、Fe等元素含量有所減少，Cl元素明顯增加，證明鹽酸HCl與巖心發(fā)生了碳酸鹽巖反應(yīng)，有碳酸鹽巖被溶解的現(xiàn)象發(fā)生。由XRD物相分析可知，酸反應(yīng)前，瑪139井巖石主要物相有石英SiO2、鉀長石KAlSi3O8、碳酸鈣CaCO3、白云巖CaMg(CO3)2；酸反應(yīng)后，瑪139井巖石主要物相有石英SiO2、氯化鈣CaCl2、氯化鎂MgCl2、鈉長石Na(AlSi3O8)。結(jié)合EDS及XRD分析結(jié)果可知：酸反應(yīng)后，巖石中Ca、Mg元素及CaCO3、CaMg(CO3)2明顯減少消失，而新增CaCl2、MgCl2，主要發(fā)生了兩種化學(xué)反應(yīng)：

表5 酸反應(yīng)前后巖石EDS成分及XRD物相分析結(jié)果

由此可知，酸巖反應(yīng)過程中主要生成了CO2氣體，這與酸巖反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中巖心表面觀察到的氣泡現(xiàn)象吻合。

綜上可知，巖石酸損傷降壓機(jī)理是：巖石是由顆?；蚓w相互膠結(jié)在一起的集合體，內(nèi)部本身存在著大量的初始微裂紋/裂隙和缺陷，當(dāng)環(huán)境中存在酸性介質(zhì)(尤其高濃度鹽酸)時(shí)，隨著作用時(shí)間的延長，酸性介質(zhì)會在巖石孔隙和缺陷中滲透，并與某些礦物晶體或顆粒發(fā)生不同程度的溶解和溶蝕，致使巖石的缺陷/損傷區(qū)進(jìn)一步增加，巖石顆粒接觸變得越發(fā)松散且脆弱。

4 水平井固井完井射孔后酸損傷及降壓機(jī)理

4.1 酸作用改變巖石微觀結(jié)構(gòu)

SEM形貌顯示：酸反應(yīng)后，巖石表面出現(xiàn)凹凸不平的微小淺坑/微裂紋，顆粒接觸變松散，細(xì)小顆粒被溶蝕，產(chǎn)生不同程度的腐蝕痕跡，增加了巖石的微缺陷，如圖8所示；EDS成分顯示：Ca、Mg元素明顯減少、Cl元素新增，HCl與巖心發(fā)生了碳酸鹽巖反應(yīng)，有碳酸鹽巖溶解現(xiàn)象發(fā)生，如表6所示；XRD物相顯示：巖石含少量能與HCl發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)NaAlSi3O8、KAlSi3O8、CaCO3和CaMg(CO3)2，且反應(yīng)后明顯新增CaCl2和MgCl2，而減少CaCO3和CaMg(CO3)2，如表5所示，進(jìn)一步證明巖石部分被溶蝕。綜上可知，酸對巖石產(chǎn)生了腐蝕及損傷，巖石發(fā)生了膠結(jié)物及礦物溶解、溶蝕，顆粒接觸變得松散，增加了內(nèi)部微缺陷，改變了巖石微觀結(jié)構(gòu)。

4.2 酸作用降低巖石力學(xué)性能及破裂壓力

酸液對巖石產(chǎn)生的腐蝕作用，改變巖石的微觀結(jié)構(gòu)，使其宏觀力學(xué)特性發(fā)生變化，即巖石強(qiáng)韌性顯著下降，主要體現(xiàn)在巖石抗壓強(qiáng)度、彈性模量、斷裂應(yīng)變急劇下降，而脆性指數(shù)顯著提高，使裂縫容易擴(kuò)展，從而降低地層破裂壓力及壓裂啟泵壓力。為分析酸作用對巖石破裂壓力的影響規(guī)律，利用酸巖反應(yīng)前后巖心的三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)橫向各向同性介質(zhì)測井測量與計(jì)算方法[24]，利用“七五”或組合彈簧模型及破裂壓力公式[式(2)]，對瑪14井、瑪139井和瑪603井最大、最小水平主應(yīng)力(σH和σh)及地層破裂壓力進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如表6和表7所示。表6和表7顯示：酸作用后，瑪14井、瑪139井和瑪603井地層破裂壓力均明顯下降，對比可知，酸作用前后，地層破裂壓力平均下降約20 MPa，與瑪湖水平井單級壓裂施工典型曲線中啟泵壓力變化規(guī)律基本吻合，如圖9所示，表明酸處理的確可降低地層破裂壓力，從而降低壓裂啟泵壓力。

圖9 瑪湖礫巖儲層水平井單級壓裂施工典型曲線

表6 酸作用前瑪14井、瑪139井及瑪603井地層破裂壓力

表7 酸作用后瑪14井、瑪139井及瑪603井地層破裂壓力

(2)

式(2)中：σH、σh為最大、最小水平主應(yīng)力；φ為巖石內(nèi)摩擦角；σt為巖石抗拉強(qiáng)度；σc為巖石抗壓強(qiáng)度；σv為上覆地層壓力；α為構(gòu)造應(yīng)力系數(shù)；Pp為孔隙壓力；Pf為地層破裂壓力；εH、εh為水平方向變形量。根據(jù)瑪湖現(xiàn)場提供的數(shù)據(jù)，εH取0.004 621，εh取0.001 554，α取0.75。

4.3 水泥石酸溶蝕率高、巖石溶蝕率低

水泥石溶蝕率(>15%)遠(yuǎn)高于巖心(<2%)，表明：瑪湖礫巖儲層與調(diào)研的Eagle Ford、Mancos、四川威遠(yuǎn)及長寧等頁巖儲層[25-29]不同，不是主要利用酸液溶解大量碳酸鹽及礦物來實(shí)現(xiàn)降低壓裂泵壓；酸溶蝕水泥環(huán)后，水泥環(huán)損傷嚴(yán)重，使得水泥環(huán)中射孔孔眼之間相互連通，某些裂縫生長較容易、容易進(jìn)壓裂液的孔進(jìn)液量急劇增加，相反，某些生長困難的裂縫及一直不進(jìn)液的孔就不再進(jìn)液，從而導(dǎo)致某些微裂縫不再生長，主裂縫快速形成并擴(kuò)展，一定程度上降低壓裂啟泵壓力，提高酸處理效率，與Oklahoma Woodford頁巖氣水平井采用“泡沫水泥+前置酸(15% HCl)+段塞”工藝降低壓裂啟泵壓力并提高完井效率吻合[30]。此外，上述分析結(jié)果與前期瑪湖致密油田6口裸眼完井水平井直接壓裂且未采用泡酸工藝的現(xiàn)場案例基本吻合。

5 結(jié)論

(1)開展了瑪湖1、瑪131、瑪18區(qū)塊礫巖儲層巖心及水泥石的酸巖實(shí)驗(yàn)，得到了巖心及水泥石的溶蝕率，巖心溶蝕率較低(<2%)，水泥石溶蝕率較高(>15%)，遠(yuǎn)大于巖石溶蝕率，酸損傷嚴(yán)重，反應(yīng)溫度及養(yǎng)護(hù)溫度均對水泥石溶蝕率影響較小。

(2)開展了巖心/水泥石酸反應(yīng)前后的三軸力學(xué)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：泡酸對巖心/水泥石力學(xué)性能影響大，泡酸后巖心/水泥石脆性指數(shù)顯著提高，斷裂應(yīng)變、抗壓強(qiáng)度及彈性模量急劇下降，易發(fā)生脆性開裂及裂紋擴(kuò)展。

(3)采用“七五”或組合彈簧模型及破裂壓力公式對瑪14井、瑪139井和瑪603井地層破裂壓力進(jìn)行了計(jì)算，得到了酸處理對地層破裂壓力的影響規(guī)律，其結(jié)果與瑪湖水平井單級壓裂施工典型曲線中啟泵壓力變化規(guī)律基本吻合。

(4)開展了酸巖反應(yīng)前/后巖心SEM微觀形貌和EDS能譜、XRD物相分析，探索了巖石孔/縫/面等內(nèi)部骨架結(jié)構(gòu)的變化，從微觀角度分析了酸巖反應(yīng)機(jī)理，揭示了礫巖儲層水平井固井完井射孔后巖石酸損傷及降壓機(jī)理：酸對巖石產(chǎn)生了腐蝕及損傷，巖石發(fā)生了少量溶解、溶蝕，顆粒接觸變得松散、脆弱，改變了巖石微觀結(jié)構(gòu)，致使宏觀巖石力學(xué)性能下降，裂縫易擴(kuò)展，壓裂泵壓降低，而與北美及四川盆地等頁巖儲層不同，不是主要利用酸液溶解大量碳酸鹽及礦物來實(shí)現(xiàn)降低壓裂泵壓。