酸性完井液技術在長北氣田的應用

董宏偉 ，陳在君 ，高 潔

（1.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安 710016；2.川慶鉆探鉆采工程技術研究院，陜西西安 710016）

鉆井液對低滲砂巖氣藏的傷害主要來自鉆井液濾液，同時也有少量的固相微粒進入形成堵塞，一般傷害較淺[1-3]。而濾液進入儲層隨時間的增長及液柱壓力的增大（如為防塌加重）以及儲層本身的強毛管力作用，其浸入深度也不斷增加，因而其產生的傷害特別嚴重且難于克服。濾液產生的傷害主要為水鎖，同時也有水敏膨脹及高分子聚合物在孔隙內壁的吸附滯留作用。如果能將鉆井液傷害真正降到輕度傷害，那么氣產量會得到進一步提高[4-11]，因此，研究一套能降低鉆井液傷害的酸性完井液體系，十分必要，具有重要的現實意義。

1 室內評價試驗

針對現場鉆井液儲層的傷害，主要從改變儲層表面性質著手，室內研制出了酸性完井液，加入研制的解水鎖劑，使儲層低滲砂巖氣藏由強親水變為弱親水或微親油，消除儲層毛管力，提高氣驅水效率，使儲層殘水飽和度接近原始含水飽和度，最大程度地克服水鎖傷害；加入篩選的有機或無機黏土防膨劑或具此功能的解水鎖劑，抑制儲層黏土的膨脹與分散，消除由此產生的傷害，同時也有利于克服水鎖（防止孔徑縮小）；降解高分子聚合物，消除其吸附滯留堵塞傷害；據進入儲層的固相種類或儲層所含酸溶物種類，選相應的酸適量加入完井液，使酸性完井液體系能溶解進入部分固相或部分儲層孔道內壁，拆散堵塞，使其易于排出，消除固相傷害，從而巖心滲透率恢復率得到明顯提高。

該酸性完井液由 G313-JSJ（A）、G313-JSJ（B）兩組分組成，現場施工時體系配方為16%G313-JSJ（A）+24%G313-JSJ（B）+60%水，采用光油管將酸性完井液擠進低滲砂巖儲層以解堵，然后用連續油管氮氣氣舉。

1.1 酸性完井液體系表面張力

室內采用德國KRUSS公司K100型表界面張力儀評價了該體系室內溫度下的表面張力，結果（見表1）。

表1 表面張力隨表面活性劑濃度變化數據

由表1可以看出，表面活性劑在酸性完井液中的用量為0.08%～0.16%時，就能使酸性完井液的表面張力降至20 mN/m以下，由此可知，沖洗液體系具有較低的表面張力，具有較好的解除水鎖的功能。

1.2 酸性完井液體系腐蝕評價試驗

室內進行了不同緩蝕劑的篩選試驗，最終篩選了緩釋效果最好的緩蝕劑HSJ，并做了不同濃度的緩蝕劑HSJ在酸性完井液中的腐蝕速率測定試驗，測定結果（見表2，圖1）。

表2 緩蝕劑HSJ常壓靜態腐蝕速率測定結果匯總表

圖1 緩蝕劑HSJ緩蝕速率矩陣圖

由表2可知，在90℃下，6 h后，1.0%緩蝕劑 HSJ的腐蝕速率達到了0.361 g/m2·h，24 h后1.0%緩蝕劑HSJ的腐蝕速率達到了0.725 g/m2·h，均達到了優于一級標準規定。因此現場施工時緩蝕劑的加量為1.0%即可滿足現場施工要求。

1.3 評定工業化解水鎖劑產品配成的酸性完井液沖洗效果的巖心試驗

使用美國TEMCO公司生產AC-FDS-800-10000地層傷害系統，評價了經現場取泥漿鉆井液傷害后的巖心，經酸性完井液沖洗后滲透率變化（見表3）。

由表3可知，三塊巖心經過現場鉆井液傷害后，平均傷害率為40.29%，屬于高傷害，經過酸性完井液沖洗后，平均恢復率達到108.45%，恢復率提高率達到168.77%，沖洗效果顯著。

圖2 酸性完井液沖洗巖心后的照片

表3 酸性完井液對傷害巖心滲透率恢復率對比

由圖2可以看出，經過酸性完井液沖洗巖心后，巖心傷害端面基本沒有泥餅，但可以看出巖心表面存在很微小的溶蝕孔，說明酸性完井液能有效地去除泥餅。

2 使用工藝及注意事項

2.1 酸性完井液現場配制流程

現場使用時，配制酸性完井液的罐、池子、管線及泵內壁具有耐酸和抗氧化等耐腐蝕能力（按酸性完井液的pH，按一般酸化要求設備，完全可滿足要求）。

加藥順序：嚴格按以下順序加藥配液：

（1）在配液罐或池中先加入所需水量；

（2）邊循環或攪拌池中水，同時加入所需A組分,循環或攪拌均勻，待用；

（3）當擠注所有準備工作準備就緒后，加入所需組分B，迅速攪拌或循環均勻，立即向井中按設計的流量泵送入井中。

注意事項：在沒有加入所需的水量前，禁止將組分A，B一起加入。

2.2 KCl頂替液的配制流程

配液罐中預先泵入30 m3現場水，緩慢加入600 kg KCl（12袋），使用700型泵車攪拌，KCl完全溶解后停止攪拌待用。

2.3 堿液配制流程

酸性完井液返排至配液罐后，需要中和pH值為7后才能集中處理，現場使用堿液進行中和，在沉砂罐里預先加入20 m3現場水（現場按照沉砂罐體積確定），緩慢加入純堿3 t，使用700型泵車攪拌，待純堿完全溶解后，將堿液水直接泵入儲備的返排液罐中中和，直到酸性完井液pH為7后，停止泵入。

3 現場應用

3.1 CB X-X井洗井作業

CB X-X井于2014年8月11日開始洗井作業，泵入壓力維持在11 MPa～12 MPa，泵入酸性完井液體積220 m3，泵入頂替液KCl溶液和水共計50 m3，2014年8月25日8：00開始接連續油管，進行液氮氣舉，下至500 m處氣舉，舉活，井口壓力4.14 MPa，共返排液體201.42 m3，返排率74.6%。放噴，晚上關井，8月26日早上井口壓力10.34 MPa，放噴一天，取返排液測pH值為5。

表4 洗井作業前后平均產量對比

圖3 CB X-X井產量洗井前后對比

3.2 應用效果

CB X-X井完井后約在2012年10月投產。從提供的產量紀錄曲線看，初期產量為7.0×104m3/d左右，到2013年6月底以后產量降至4.0×104m3/d，2013年12月后關井停產。如果以初期的產量7.0×104m3/d作為比較，洗井后提供的平均產量數據為9.9×104m3/d，洗井后產量提高率為41.43%。如果以施工前的產量4.0×104m3/d作為比較，洗井后產量提高率達到了147.5%，平均產量洗井前后對比（見表4，圖3）。

4 結論與建議

酸性完井液通過CB X-X井洗井施工取得的數據：洗井后產量提高率達到41.43%（以初期產量計），現場酸性完井液樣品室內清洗傷害巖心滲透率恢復率108.45%，以及以前大量的室內巖心試驗數據均表明該酸性完井液體系具有良好的洗井效果。

建議再試驗2～3口井。應設法用頂替法施工，只要儲層物性達到一定指標，就應設法采用頂替法施工，可能取得比現擠注法更好的效果。

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