順北油氣田超深超高壓碳酸鹽巖酸壓工藝技術應用分析

張慎

摘 要：順北油氣田碳酸鹽巖儲層具有超深、高溫和高破裂壓力等特點，正常油氣井鉆完井后，存在比較嚴重的地層污染，使油氣井不能順利建產。本文主要研究了目前順北油氣田酸壓改造技術應用情況，分析了順北油氣田酸壓改造的難點，酸壓改造現場配套設備、酸壓技術思路、酸壓液體和工藝技術參數等的應用情況，對比分析了酸壓改造后的產量情況，對施工井的施工曲線進行了分析，給后續順北油氣田酸壓改造工藝技術的現場應用提供參考借鑒。

關鍵詞：順北油氣田;碳酸鹽巖;超深超高壓;酸壓

1 區域地質概況

順北油氣田主體位于塔里木盆地順托果勒低隆起，其東南延伸至古城墟隆起的順南斜坡順北地區，面積達1.99萬km2，儲層平均深度超過7500m，最深達8600m，是世界上最深的油氣藏之一。2016年至今，順北油氣田儲層研究先后經歷了順南攻關期、順北探索期以及順北攻關期，2018年中石化研究院提出的斷裂核帶結構成儲機制是目前最主流的斷裂控儲模式。目前，塔里木盆地順北地區部署在斷裂帶上或緊鄰斷裂帶的多口探井和開發井，已發現落實了18條走滑斷裂帶，資源規模達17×108t油當量，順北1斷裂、順北5斷裂、順北7斷裂3條主干斷裂已取得油氣突破，在奧陶系都獲得了工業油氣流。

2 儲層的特征

順北區塊奧陶系碳酸鹽巖主要儲層發育段為一間房組--鷹山組上段，其碳酸鹽巖儲層具有超深（≥7300.00m）、高溫（≥160℃）和高破裂壓力（0.019MPa/m）等特點。儲層原生儲集空間多已破壞殆盡，現今有效儲集空間以次生儲集空間為主，包括高陡斷層相關洞穴、高角度構造縫、擴溶或充填殘余縫、溶蝕孔洞、晶間孔隙及微裂縫等多種儲滲空間類型，大小形態懸殊，分布不均。其中，與走滑斷裂相關的洞穴、構造縫及沿縫溶蝕孔洞是主要的儲集空間類型。

3 酸壓工藝技術

3.1 酸壓改造目的

順北油氣田主要儲集空間是縫--洞，也提供了油氣的滲流通道，一方面，鉆井液固相很容易侵入儲層，造成對儲足的損害。生要體現為：鉆井液固相顆粒進入儲層裂縫，堵塞油氣通道，降低裂縫的滲流能力，如果油氣井投產時不能及時解堵，會導致油氣產量下降;鉆井液大量的漏失，液相進入到儲層中，可能與儲層中的流體或礦物發生反應，引起油氣流動阻力增大，很對新井完井后不能正常建產，需要酸壓改造，解除近井污染，溝通井眼周邊縫洞儲集體，達到建產的目的。酸壓改造的技術思路是前期少量酸液預處理地層，解除近井污染，降低泵注壓力;大排量大規模高粘壓裂液注入地層造縫，進一步提高下縫高，同時起到降溫和降濾失作用，提高后續酸液液體效率;隨后大排量注入大規模交聯酸，提高酸蝕裂縫作用距離;大排量注入滑溜水+酸液提高裂縫復雜度，激活天然裂縫;注入不交聯交聯酸閉合酸化，提高裂縫整體導流能力。

3.2 酸壓液體

順北油氣田目前主要應用酸壓工作液體為滑溜水+壓裂液+地面交聯酸酸壓液體體系，由于順北區塊儲層埋藏深、溫度高，井底溫度一般為160℃以上，因此采用耐高溫160℃地面交聯酸及壓裂液體系。液體配方如下：

滑溜水配方：0.3%胍膠+0.025%pH調節劑+1.0%粘土穩定劑+0.1%殺菌劑。

壓裂液配方：0.5%胍膠+1.0%破乳劑+1.0%溫度穩定劑+0.1%殺菌劑+0.15%pH調節劑+0.5%增效劑+1.0%粘土穩定劑+0.8%有機鈦交聯劑。

地面交聯酸配方：20%HCl+0.8%稠化劑+3.0%高溫緩蝕劑+1.0%破乳劑+1.0%鐵離子穩定劑+2.0%交聯劑+0.03%破膠劑。

3.3 酸壓配套設備及施工管柱

順北油氣田超高壓酸壓改造全部采用2500型壓裂車，140MPa下單車最大排量0.76m3/min，配套140MPa壓裂車泵頭及高壓管匯、高壓管線，現場施工車輛一般為22-24臺，滿足設計12m3/min以上排量要求。

針對順北超深超高壓井的酸壓施工，為進一步提高施工排量，降低施工過程中泵注摩阻，施工井一般選用41/2″酸壓管柱淺下，一般下深6000m以內，進一步降低泵注管柱摩阻;同時，為了提高泵注過程中的施工限壓，酸壓施工選用140MPa井口及配套高壓管線，進一步提高施工中的泵注排量。31/2″酸壓管柱與41/2″酸壓管柱摩阻對比如下表：

通過摩阻對比表可以看出，選用41/2″管柱，在10m3/min泵注排量下，壓裂液摩阻能減小2.7倍，酸液摩阻能減小2.8倍，能極大的降低管柱摩阻，保證滿足高排量泵注的條件。

3.4 酸壓施工參數

順北油氣田超深碳酸鹽巖儲層酸壓改造采用大縫高、深穿透改造思路，酸壓技術需要解決2個問題：如何大幅度提高有效酸蝕縫長;如何大幅度提高酸蝕裂縫導流能力。沒有導流能力的酸蝕長縫和沒有酸蝕長縫的導流能力都是沒有意義的，因此二者缺一不可。在現有施工條件下，提高有效酸蝕縫長的主要途徑是降低酸巖反應速度，增大酸液在井筒及地層中的流速，增大酸液的有效作用距離;而提高酸蝕裂縫導流能力的主要措施是交替注入高黏酸液與低黏酸液，利用黏度差形成的黏滯指進效應，大幅度提升酸液對儲層巖石的非均勻刻蝕效果。

目前酸壓施工最高排量達到14m3/min，最高施工泵壓127.7MPa，施工總液量最高2400方，施工井施工參數對比如下表：

3.5 酸壓施工曲線分析

3.5.1 順北**井酸壓施工曲線

從施工曲線看，正擠地面交聯酸120m3（不加交聯劑），解除近井污染，降低泵注摩阻;正擠壓裂液800m3階段，壓裂液凍膠進入地層，泵壓不斷上漲，凍膠向遠端不斷推進;正擠地面交聯酸610m3，酸液進入地層后，泵壓從122.9MPa持續下降至95.4MPa，酸液不斷刻蝕地層裂縫，有明顯溝通儲集體顯示;正擠滑溜水460m3階段，將地面交聯酸全部擠入地層遠端;正擠地面交聯酸170m3（不加交聯劑）階段，酸液進入地層進一步刻蝕近井地帶裂縫;正擠滑溜水200m3階段，采用過頂的方式將酸液全部擠入地層，提高遠端地層的裂縫導流能力。

3.5.2 順北*井施工曲線

從施工曲線看，正擠地面交聯酸110m3（不加交聯劑）階段，有一定解除近井污染顯示;正擠壓裂液600m3階段，壓裂液凍膠進入地層，泵壓不斷上漲，凍膠向遠端不斷推進;正擠自生酸400m3，對地層深部裂縫進行刻蝕;大排量正擠地面交聯酸400m3，提高酸蝕裂縫作用距離;交替注入滑溜水300m3+地面交聯酸190m3，進一步激活近井天然裂縫;正擠滑溜水240m3階段，采用過頂的方式將酸液全部擠入地層，提高遠端地層的裂縫導流能力。該井酸壓后測試日產油110m3，日產氣7.5萬方，實現了順北三區油氣勘探的重大突破。

4 結論

①順北油氣田超深井碳酸鹽巖酸壓現場施工工藝、相關配套設備、施工各項參數能很好的滿足施工設計的要求;

②從已經施工過的井分析，順北油氣田超深井碳酸鹽巖酸壓改造后都能建產，達到了酸壓改造的目的;

③目前已經酸壓改造過的油氣井，壓后產量較高，但同時壓力、產量遞減較快，如何能保證油氣井的穩產，對下一步的酸壓工藝提出了更高的要求。

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