靜52-H 1Z井分段布酸酸化技術

張群雙 李 民 張佩波

（長城鉆探工程有限公司壓裂公司，遼寧盤錦 124010）

靜52-H1Z井是遼河邊臺潛山油藏二十多口魚骨型分支水平井中最具代表性的一口井，也是目前國內分支數量最多的一口水平井。該井因有20個魚骨分支，水平段較長，篩管完井，且全井容積較大，儲層傷害嚴重，故成為靜52塊儲量動用難、儲層改造難的“兩難”井［1］。

由于靜52-H1Z井井況極其復雜，不宜采用水力加砂壓裂技術或水力噴射壓裂技術。如果采用水力加砂壓裂技術，將不能實現分層，只能籠統壓裂，則存在壓裂液分流、濾失嚴重、支撐劑沉降、砂堵、卡鉆等諸多風險；如果采用水力噴射壓裂技術，雖然可以通過水力封隔分層，但很難保障分層效果，同時也存在壓裂液竄、裸眼分支坍塌、卡鉆等諸多風險。

為此，提出分段布酸酸化方案。所謂分段布酸，它與分段酸化、籠統酸化都是有區別的。分段布酸只要求讓更多的目的井段有機會接觸到酸液，能與酸液反應，層段與層段之間沒有封隔開；而分段酸化是精準的分段酸化，段與段之間是封隔開的；籠統酸化則是由酸液按最小阻力和最短行程原則自行分配。由此可見，在分段酸化難以實現的情況下，分段布酸優于籠統酸化。

1 分段布酸工藝管柱

該井斜深4 246.0 m，垂深2 886.98 m，水平段長1 222.41 m，原始地層壓力為27.0 MPa，破裂壓力梯度為0.022 MPa/m［2］。為了實現分段布酸目的，需要對工藝管柱進行優化：（1）優選滑套噴砂器進行分段布酸。在管柱串中設計5個噴砂器，其中第1個為普通噴砂器，其余4個為滑套噴砂器，第1段酸壓結束后，通過逐級投入低密度球打開噴砂器滑套，從而一趟管柱實現5段逐級布酸，讓盡可能多的裸眼井段接觸到酸。（2）優選K344-108單級封隔器工具。K344-108封隔器水力坐封后，套管內可以正常打平衡壓，可以保護油管，同時防止高壓損壞套管頭或技術套管，阻隔酸液上返腐蝕技術套管。（3）優選?88.9 mm和?73.0 mm組合油管，降低酸液摩阻，盡可能提高施工排量；同時進入到造斜段和水平段的油管及工具全部倒角，以便暢通下入。（4）優選KL105/65酸壓井口。通過計算，在3.5 m3/m in的施工排量下，預測的井口壓力將達到70 MPa，因此優選承壓級別為105 MPa的井口。

管柱自上而下為：?88.9 mm N80外加厚油管×2 884.82 m+?73.0 mm N80外加厚油管×98.67 m+?108 mm安全接頭+?114 mm水力錨+?108 mm K344–108封隔器+?73.0 mm N80外加厚油管×477.67 m+?108 mm滑套噴砂器+?73.0 mm N80外加厚油管×189.67 m+?108 mm滑套噴砂器+?73.0 mm N80外加厚油管×1 996.7 m+?108 mm滑套噴砂器+?73.0 mmN80外加厚油管×199.67 m+?98 mm滑套噴砂器×160.67 m+?73.0 mm N80外加厚油管+?98 mm噴砂器×4 184.0 m+?98 mm導錐。

2 暫堵轉向酸液體系

2008年7月27日，采用240 m3土酸對該井首次酸壓解堵，取得了明顯增產效果，但日產量下降極快。說明了土酸體系適合該井儲層改造，但因該井是篩管完井，不能進行分層酸化，而籠統酸化又很難實現低滲層的改造，為此考慮采用暫堵轉向酸液體系。

清潔自轉向酸是具有暫堵性能的一種酸液體系，它能在溶液性質發生改變時，黏度隨之發生改變。這種酸液體系隨著酸巖反應的不斷進行，體系中的pH值升高，體系的黏度也將不斷增加，使得殘酸在酸蝕的孔、縫、洞表面形成高黏凝膠，從而具有暫堵性能，達到較好的全面解堵的目的［3］。

因此，為實現該井的充分改造，可以優選緩速土酸和清潔自轉向酸混合酸液體系。

2.1 緩速土酸

（1）優選最佳HCl質量分數。用不同質量分數的鹽酸（5% HCl、8% HCl、10% HCl、12% HCl、15%HCl），在溫度為40 ℃、反應時間為4 h條件下，對巖心進行浸泡溶蝕實驗。結果表明，隨著鹽酸質量分數的增加，巖樣溶蝕率增加。當鹽酸質量分數在5%～12%范圍內變化時，巖樣溶蝕率變化不大，變化范圍為10.6%～11%；當鹽酸質量分數變為15%時，溶蝕率有較大增幅，且達到14.51%，因此優選HCl質量分數為15%。

（2）優選最佳HF質量分數。用15% HCl與不同質量分數氫氟酸（0.5% HF、.0% HF、2.0% HF、3.0%HF、4.0% HF）復配，對巖心進行浸泡溶蝕實驗，結果見表1。

表1 15% HCl+HF對巖心的溶蝕率

隨著HF酸質量分數的增加，酸溶蝕率逐漸增大，酸液配方為15% HCl+4.0% HF時，溶蝕率達到最大值34.9%。

通過上面的實驗，將緩速土酸的配方優化為：15.0% HCl+4.0% HF+5.0% 高溫緩蝕劑+2.0% 鐵離子穩定劑+2.0% 水鎖處理劑+2.0% 助排劑+2.0%酸蝕緩速劑。

2.2 清潔自轉向酸

（1）優選清潔自轉向劑。清潔自轉向劑A、B由多種表面活性劑復合而成，不僅能解除儲層傷害，而且還不會產生殘渣，對儲層造成新的傷害。

按配方：15% HCl+3% 清潔自轉向劑A+1%清潔自轉向劑B配制酸液，在60 ℃的條件下與大理石進行反應制得不同濃度的殘酸，利用美國CSL2500流變儀的錐板測試系統，測試不同pH值下的殘酸黏度。從表2可以看出，清潔自轉向劑A、劑B能夠滿足施工要求。

表2 清潔自轉向劑A+清潔自轉向劑B在不同pH值下的黏度變化

（2）清潔自轉向劑質量分數的確定。采用旋轉圓盤進行實驗,測定普通鹽酸加入不同比例的清潔自轉向劑A和B后H+質量分數隨反應時間的變化，實驗溫度為60 ℃。實驗結果見表3。

表3 不同酸液配方在反應后不同時間的H+質量分數變化

通過實驗，可以看出第4種酸液配方下，反應2 h后，H+的質量分數仍然有2.3%，能明顯延長酸巖反應時間。

通過上面的實驗，將清潔自轉向酸的配方優化為：15.0% HCl+2.0% HF+5.0% 清潔自轉向劑A+2.0%清潔自轉向劑B+2.0% 多效劑+2.0% 鐵離子穩定劑+2.0% 防膨劑。

3 現場實施

3.1 施工流程

分段布酸酸壓施工流程見圖1。

圖1 分段布酸酸壓施工流程圖

3.2 酸液用量

由于該井僅20個分支井容積就達121.9 m3，用酸液量較大，考慮本井儲層傷害情況和現場施工組織能力，將總酸液量優化為700 m3，其中緩速土酸475 m3，清潔自轉向酸225 m3。每段施工酸液總用量為140 m3，其中緩速土酸95 m3，清潔自轉向酸45 m3，設計施工排量3.5 m3/m in。

3.3 返排工藝

為了實現酸化施工后快速返排，降低酸液對井內管柱的傷害，在最后一段施工時伴注液氮8 m3。

3.4 實施效果

現場酸化施工順利，壓后初產達到日產液17.3 t/d、日產原油8.8 t/d，比壓前日產液1.5 t/d、日產原油1.2 t/d有明顯提高，實現日增產原油7.6 t。

4 結論

（1）魚骨型水平井井況復雜，屬于篩管完井，鉆井周期較長，鉆井液浸泡時間也長，易造成儲層傷害，影響產量，通常需要酸化解堵，目前除了水力噴射壓裂酸化改造工藝外，還沒有其他有效可靠的改造工藝，該技術為這種井的改造提供了一種行之有效的方法。

（2）緩速土酸和清潔自轉向酸的組合應用，對靜52-H1Z井混合花崗巖儲層的改造，既具有針對性，又實現了酸液在高滲流層段的暫堵和往低滲流層段的轉向，從而更好地實現了酸化改造目的。

（3）由于目前酸化井比例遠遠小于水力壓裂井，各油田在酸液儲運相關設施上常常會準備不足，難以實現大型酸化連續施工，可能中間還會出現等停配酸，這樣不僅增長酸化施工周期，同時也會增加施工風險。

［1］ 劉福龍，武小平，姜文波，等.靜52-H1Z魚骨型水平井鉆井技術 ［J］. 石油鉆采工藝， 2008，30（5）：29-33.

［2］ 董偉，姚烈，姜文波，等.靜52-H1Z分支水平井鉆井液技術 ［J］. 鉆井液與完井液， 2009，26（3）：1-4.

［3］ 趙俊生，何冶，譚茂軍，等.清潔轉向酸在磨溪嘉二高壓氣藏水平井完井酸化中的應用 ［J］. 鉆采工藝， 2007，30（1）：72-74.

［4］ 艾昆，李謙定，袁志平，等.清潔轉向酸酸壓技術在塔河油田的應用 ［J］.石油鉆采工藝， 2008，30（4）：71-74.