高溫深層碳酸鹽巖儲層酸化壓裂改造技術探析

夏玉磊 蘭建平 紀冬冬(．中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業(yè)公司；．中國石油集團CO壓裂增產(chǎn)研究室， 陜西 西安 7008)

高溫深層碳酸鹽巖儲層酸化壓裂改造技術探析

夏玉磊2蘭建平2紀冬冬1(1．中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業(yè)公司；2．中國石油集團CO2壓裂增產(chǎn)研究室， 陜西 西安 710018)

近幾年，油氣勘探技術得到了快速發(fā)展，勘探范圍逐漸擴大，人們加強了對勘探的研究，其中碳酸鹽巖層是油氣勘探過程中經(jīng)常會遇到的地質(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)性強等諸多特點，在具體研究與分析過程中要對應用的技術及理論研究、現(xiàn)場應用等諸多內(nèi)容進行重點分析，從而為碳酸鹽巖儲層開發(fā)提供強有力的技術支持。

碳酸鹽巖層；油氣勘探；酸化壓力

通過油氣勘探技術表明，碳酸鹽巖層已經(jīng)占到了所有油氣存儲量的六層以上，逐漸成為了油氣勘探的熱點內(nèi)容。碳酸鹽巖存儲層在我國有著廣泛的分布，開發(fā)潛力巨大，但是因為其自身具有較強的非均勻質(zhì)、復雜等諸多特點，因此現(xiàn)階段所掌握的勘探開發(fā)技術無法滿足對其的開發(fā)要求，由此可見，加強對碳酸鹽巖層開發(fā)的研究具有現(xiàn)實意義。

1 現(xiàn)階段常用的酸化壓裂技術

(1)普通酸化壓裂 普通壓裂酸化就是在酸化壓裂過程中所使用的酸為凝膠酸、常規(guī)酸等作為施工的原材料，直接開展酸化壓裂。需要注意的是，在酸化壓裂過程中，不會應用前置液，同時也不會對特殊的反排技術加以應用。在對該酸化壓裂技術進行應用的過程中，因為施工的原因，將會傷害巖層，并且這種傷害十分嚴重，因此該方法在具體應用過程中會受到許多因素的限制，主要在高滲儲層中應用。

(2)深度酸化壓裂 深度酸化壓裂技術包括的內(nèi)容相對來說比較廣泛，下面主要針對固體酸化壓裂和多級交替注入酸化兩種技術進行分析。

①固體酸化技術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程度較低。在應用固體酸化過程中需要注意，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到人們的期望值。固體酸能夠在井筒中表現(xiàn)出不錯惰性和弱酸性，從而腐蝕巖層，產(chǎn)生較強的裂縫。②多級交替注入酸化壓裂主要包括酸液和前置液酸化兩部分。利用該技術在具體操作過程中，需要交替灌注兩種不同的液體，從而使裂縫的長度和倒流強度都能夠得到進一步提升，該方法在具體應用過程中可以使酸化壓裂效果得到進一步提高。

2 碳酸鹽巖儲層改造技術

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

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

酸化過程中會遇到巨厚層或長井段等諸多問題，因此為了使酸化效果能夠得到進一步提升，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。在具體操作過程中，向地層內(nèi)擠入DCA酸，酸會進入滲透率較高的存儲層中，從而將會與碳酸鹽發(fā)生反應，此時pH值將會有所升高，Ca2+將會升高，流動阻力將會加大，從而使泵壓上升。此外，在酸巖發(fā)生反應之前，酸液黏度較低，最先被注入的酸的酸化會發(fā)生在滲透率較低的地層，隨后被注入的酸將會在滲透率相對較高的儲層發(fā)生短時間的暫堵，導致注入酸液的泵注壓力產(chǎn)生明顯提升，新注入的鮮酸將會進入到更低的儲層，從而同存儲巖層發(fā)生影響，增大酸粘度，提升酸液泵壓。

(2)深度酸壓技術 深度酸壓技術包含的內(nèi)容較多，其中的關鍵內(nèi)容就是酸液，在采用深度酸壓技術過程中所使用的酸，需要具有以下幾項特點：

①反應速率慢。②低濾失。③強非均勻刻蝕。④遠作用距離。只有具有以上四項特點的酸才能在深度酸壓中使用，通過該技術，可以獲得一定的導流能力。

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

(4)攜砂壓裂技術 水力壓裂能夠形成長人工裂縫，同時因為存在支撐劑，導流能力能夠得到維持。但是水力壓裂與酸液相比，水不會與碳酸鹽發(fā)生反應，因此與天然裂縫的溝通能力達不到酸壓的水平，而酸壓由于濾失較大，產(chǎn)生的酸蝕縫較短，對于深井來說，閉合應力過大，裂縫的維持時間較短，無法滿足作業(yè)要求。

此外，需要注意在改造碳酸鹽巖儲層過程中還面臨諸多方面的挑戰(zhàn)。

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

3 結(jié)語

改進酸化壓裂技術，可以使碳酸鹽巖儲層的壓力效果得到提升，實現(xiàn)增產(chǎn)，降低油氣開采過程中受復雜地質(zhì)類型影響。在具體作業(yè)過程中，可以依據(jù)不同的技術條件選擇具有特殊性和針對性的酸壓裂技術，降低油氣的開采難度，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研究進展[J].化工技術與開發(fā),2014,03:32-35+52.