交聯酸加砂酸化壓裂技術在復雜巖性油藏的應用

楊曉影

摘要：很多復雜巖性油藏存在著較大的開發難度，需要采用合理的增產措施來提高油井產量。本文對交聯酸室內評價實驗進行研究，并對采用交聯酸加砂酸化壓裂技術現場試驗情況進行分析。

關鍵詞：壓裂技術;交聯酸加砂酸化壓裂;現場應用

隨著油氣勘探業務不斷擴展，已經從原來的砂巖和碳酸巖儲層向著復雜巖性油藏轉變。由于該類油藏斷塊較多，豐度不高而且物性較差，勘探開采成本增多，需要采用壓裂增產措施來提高采收率，從而在地層中建立起更多的人工裂縫，要求裂縫盡可能地延伸，形成多個裂縫分支，從而起到理想的壓裂改造效果。需要做好壓裂工藝技術的改進，采用酸化壓裂形成更多的酸蝕裂縫，和水力壓裂建立起具有較高導流能力的支撐裂縫進行結合形成復合裂縫，提高壓裂改造的效果。

1交聯酸室內評價實驗

1.1交聯酸性能評估

把酸液稠化劑均勻加到含量為15%的鹽酸中，配制成質量分數為0.8%的溶液，經過溶解膨脹后的5小時后，測量該溶液的粘度為45mpa·s，之后分別加入質量分數為0.8%、1.0%及1.2%交聯劑，之后投入到90度的水中保持1小時，然后進行持續剪切10分鐘，再投入到110度的水體中恒溫保持1小時，分別測量不同質量分數溶液具備的剪切黏度，分別為100 mpa·s、150 mpa·s和155mpa·s。從實驗情況來看，該交聯劑酸液稠化劑具備較好的交聯效果，投入量為0.8-1.2%時，由于交聯劑數量的變多，耐溫性能得到顯著提升，還具備較高的黏度和抗剪切性能，該交聯酸可以達到酸化壓裂施工過程中對攜砂性能的需求。

1.2酸液助劑優選

把酸液稠化劑均勻的投入到濃度為15%鹽酸液中，混合成質量分數達到0.8的液體，再投入不同種類的助排劑、鐵離子穩定劑、緩蝕劑等進行溶解膨脹，等待5小時之后測量溶液具備的黏度為45mpa·s，再對溶液中加入交聯劑，投入溫度為90度的水中恒溫保持1小時，對溶液剪切10分鐘之后，分別檢測后得知濃度為22mpa·s、150 mpa·s和9 mpa·s。與不投入任何添加劑交聯酸性進行比較來看，投入的助排劑、鐵離子穩定劑等并沒有對酸液交聯性能產生影響，緩蝕劑則會對酸液交聯性能形成較大的影響，具備的腐蝕能力達到工業應用標準，同時對交聯酸黏度不產生太大的影響。

1.3破膠水化試驗

對交聯之后的酸液中投入一定數量的碳酸鈣，從而把溶液PH值下調到2-3，然后投入到85度的水中，檢測不同時間段具備的黏度。從實驗結果中可以看出，在溫度保持1小時后，黏度減小的幅度不大，1小后黏度則快速地降低，4小時之后，黏度從原來的240 mpa·s減小到7 mpa·s。表明酸性物質和巖石反應過程中PH值會不斷提高，交聯酸在地下儲層溫度的影響下會破膠，破膠以后溶液具備的黏度會低于10 mpa·s，，由于在酸液條件下不會產生無法溶解于水體的殘渣，不會對地下儲層造傷害。

2現場試驗情況分析

2.1某油井儲層物性和試油情況

某油藏為典型的多介質復雜巖性油藏，為背斜多斷層地質構造。某油井為完鉆比較早的油井之一，井深為4055米，在3185-3228米區段為油層。地下儲層主要由于碳酸鹽巖、陸源碎屑巖和黏土等物質，儲層中的微裂縫及溶蝕孔是重要的儲油空間，天然裂縫發育較差，分布不均勻，是一種低產的油層，對該油井采用高能氣體壓裂之后每天的產量為0.1-0.3噸。

2.2酸化壓裂工藝設計

胍膠等壓裂液的濾餅及濾液會對地層天然微裂縫形成較大的傷害，采用交聯酸來取代原來的水基形壓裂液。交聯酸可以作為加砂酸化施工的前置液，也可以用作攜砂液，可以把酸化壓裂和加砂壓裂進行很好地結合。為了更好地起到支撐及封堵最早吸收壓裂液的地層天然裂縫，減小裂縫具備的摩擦阻力，更好地提長加砂量，在壓裂施工前段使用不停泵多段塞技術。隨著裂縫長度的不斷延伸，可以實現連通的裂縫數量變得更多，有用變排量施工來使裂縫達到以加砂作業所需要寬度。

該種復雜巖性的油藏儲層壓裂過程中會產生多裂縫，需要在地層改造時生成多裂縫。所以，形成的地層裂縫寬度要比普遍的壓裂作業要小很多。為了實現水基壓裂采用加砂量和砂比，利用了小顆粒支撐劑。通過實驗手段可以看出，閉合應力的變大，顆粒物質的直徑在0.35-0.63毫米和0.45-0.9毫米區間具備的導流能力差別不大。如果閉合應力超過60兆帕，兩者間的差異變得更小。該油井閉合應力在68兆帕左右，可以采用顆粒直徑在0.35-0.63的高強度陶粒，和同類型的顆粒直徑區間0.45-0.9毫米陶粒進行比較來看，實驗條件下測得的導流能力減小了6%。表明利用小顆粒支撐劑不會對增產效果產生較大影響。室內實驗條件下測得陶粒在濃度為15%的鹽酸和3%氫氟酸溶液的溶蝕率為7.01%，具備的抗壓強度減小不明顯，可以表明交聯酸攜砂不會對支撐劑強度和破碎率產生太大的影響。除此之外，由于交聯酸具有較快的破膠能力，粘度會快速下降，壓裂施工之后需要采取強制閉合工藝技術，降低支撐劑在地層裂縫下的沉淀量，從而使儲層具備更好的導流能力。

3現場試驗效果

對該油井采用交聯酸加砂酸化壓裂施工，注入排量從每分鐘3方提升到4.2方，最高的排量為4.8方，對地層打入前置交聯酸49方，段塞交聯酸35方，攜砂交聯酸70方，總共加砂量為13方，最高的注入壓力為81兆帕，地下儲層的破裂壓力為991方，表明該油井周圍地層裂縫發育不完全。壓施作業形成的裂縫寬度達到2.3毫米，長度達到108米，支撐縫高度為35.8米，延伸壓力從71兆帕減小到61兆帕，酸液存在著較大的濾失量，表明隨著地層裂縫的不斷延伸，天然裂縫及溶洞中具備的連通量在變大，油井穩產時期的產量可達到每天6-10噸，達到了理想的增產效果。

參考文獻：

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