專利名稱：一種泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法
技術領域：
本發明涉及儲層改造技術領域，進一步地說，是涉及一種泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法。
背景技術：
泥質白云巖油藏是一種復雜巖性油氣藏。該類油氣藏不僅孔隙度、滲透率低，而且泥質含量高，因此需要進行儲層改造才能經濟開采。本發明以前，針對泥質白云巖等復雜巖性油氣藏的儲層改造方法普遍采用常規水力壓裂方法，即利用地面高壓泵組，以大大超過地層吸收能力的排量將高粘液體注入井中，在井底附近地層產生裂縫并加入一定數量的支撐劑來支撐裂縫，獲得導流能力，增加油井產量；但是由于泥質白云巖等復雜巖性油藏裂縫發育、泥質含量高等特點，該方法存在施工壓力高、裂縫延伸、鋪砂濃度受限制和砂堵等風險，明顯降低了油井產能的發揮，影響了壓裂施工的效果。針對泥質白云巖等復雜巖性油氣藏的儲層改造，也采用酸壓方法。即采用鹽酸之類的酸用足以壓開地層或張開存在的天然裂縫的壓力注入白云巖油氣藏中的一種增產措施方法；但是該方法的主要缺陷是酸巖反應速度快、濾失大、裂縫短、刻蝕裂縫壁面較均勻，裂縫的導流能力損失嚴重，導致酸壓效果差。US5310003公開了一種地層的酸壓方法，在油藏中注入不同體積的低、高密度酸，可以選擇性的控制上部和下部的裂縫。具體來講，以足夠的壓力，在井筒周圍的上部油藏注入低密度酸，使裂縫在上部儲層延伸；以足夠的壓力，在井筒周圍的下部油藏注入高密度酸，使裂縫在下部儲層延伸；因此，在下部儲層延伸的裂縫的上部，與在上部儲層延伸的裂縫的下部相交；低密度酸仍然在油藏上部儲層延伸的裂縫里，而高密度酸仍然在油藏下部儲層延伸的裂縫里。中國專利CN101353958公開了一種油氣井開采溫控變粘酸酸壓裂方法，主要技術特征:溫控變粘酸變粘控制；溫控變粘酸酸壓裂；前置液溫控變粘酸壓裂；溫控變粘酸閉合酸壓裂。該方法解除儲層或炮眼鉆井液完井液等原有的傷害；可以直接壓開儲層形成裂縫；可以形成的高導流酸蝕裂縫，是一種單一的酸壓工藝。文獻《獅31井交聯酸酸壓加砂技術的應用》(油氣井測試，2007年，第16卷，增刊)中公開了:先用交聯酸壓開裂縫，用穩定排量帶入低砂比(4% )兩段支撐劑段塞；再用交聯酸深度酸壓加砂，最后注入頂替液。瞬時最高砂比28%，酸壓后可實現自噴排液和生產。文獻中的工藝只是交聯酸酸壓+交聯酸攜砂酸壓的簡單組合，缺少閉合酸化工藝，并且主加砂階段未見采用相關配套技術。文獻《靖邊氣田白云巖儲層交聯酸酸壓技術實踐》(油氣地質與采收率，2008年，15卷，第6期)中公開了:先采取交聯酸壓開裂縫，再用交聯酸加砂，加砂完畢裂縫閉合后，注入閉合酸，最后注入頂替液適當過頂替。但此文獻的研究儲層的白云巖與泥質白云巖有明顯不同，此文獻所公開的內容并不適用泥質白云巖等復雜儲層。文獻的工藝只是交聯酸酸壓+交聯酸攜砂酸壓+閉合酸化的單一組合，只是采用不加砂的交聯酸酸壓并且文獻中主加砂階段未見采用相關配套技術；文獻中的交聯酸的配制方法的比較復雜，容易造成交聯酸配制不均勻從而影響施工效果。目前，泥質白云巖油藏國內外缺乏改造的經驗，還沒有一種與之相適應的有效改造方法。
發明內容
為解決現有技術中存在的問題，實現對泥質白云巖等復雜巖性油氣藏的高效改造，本發明提供了一種泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法。通過酸壓與加砂酸壓技術聯作，最大限度地形成一條深穿透、更持久導流能力的支撐裂縫，發揮酸蝕裂縫與支撐裂縫的雙重作用，極大地提高人工裂縫的導流能力和油井產能。本發明的目的是提供一種泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法。本發明所述的方法采用地面交聯酸酸壓與地面交聯酸攜砂酸壓相結合；其包括前置液階段和主加砂階段；其中所述前置液階段采用地面交聯酸酸壓；所述主加砂階段采用地面交聯酸攜砂酸壓。優選地，本發明的方法還可以包括:地面交聯酸酸壓、地面交聯酸攜砂酸壓與閉合酸化相結合。以上所述的前置液階段優選采用高濃度地面交聯酸酸壓。以下對本發明的方法做更具體的描述。地面交聯酸可采用現有技術中通常的地面交聯酸，本發明中，地面交聯酸的配方采用以下兩種之一:地面交聯酸液1:HC1 20 % ；SIAGE-03 稠化劑 0.8 % ;SIACI_05 緩蝕劑 I % ;SIAAM-02 調理劑 0.3% ;SIACA_06 交聯劑 1.0% ；SIAMA-OI 多功能添加劑 0.3% ；SIAAS-10防膨劑0.5% ；SIACA-03助排劑0.3% ;SIADM_09破乳劑0.1% ;其余是水；地面交聯酸液II =HCl 20% ；SIAGE-03 稠化劑 1.0-1.2% ;SIACI_05 緩蝕劑 1% ；SIAAM-02 調理劑 0.3% ;SIACA_06 交聯劑 1.0% ；SIAMA-OI 多功能添加劑 0.3% ；SIAAS-10防膨劑0.5% ；SIACA-03助排劑0.3% ;SIADM_09破乳劑0.1% ;其余是水。以上交聯酸的各組分中鹽酸市售而得；其余各牌號助劑均由中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院生產并出售。所述地面交聯酸酸壓與地面交聯酸攜砂酸壓相結合即:所述前置液階段采用地面交聯酸酸壓；所述地面交聯酸酸壓可采用本領域內通常的地面交聯酸酸壓方法；所述的前置液階段采用的支撐劑可采用現有技術中通常采用的支撐劑，本發明中優選支撐劑配方為:30目 50目陶粒。所述主加砂階段采用地面交聯酸攜砂酸壓；所述地面交聯酸攜砂酸壓可采用本領域內通常的地面交聯酸酸壓方法；主加砂階段采用支撐劑可采用現有技術中通常采用的支撐劑，本發明中優選配方為:30目 50目陶粒，或40目 60目陶粒，或30目 50目與40目 60目陶粒組合。為了增加壓裂效果，在主加砂階段之后設有閉合酸化階段；所述閉合酸酸液配方采用以下兩種之一:
各組分以重量百分比計，閉合酸I:HC1 20% ；SIAC1-05 緩蝕劑 2% ；SIAAS-10 防膨劑 2% ;SIACA_03 助排劑1% ；SIADM-09破乳劑2% ;SIAFS_01防渣鐵穩劑2% ;其余是水；閉合酸II:HC1 20 % ；HAC 3 % ;SIACI_05 緩蝕劑 2 % ;SIAAS_10 防膨劑 2 % ；SIACA-03助排劑1% ；SIADM-09破乳劑2% ；SIAFS-OI防渣鐵穩劑2% ;其余是水。以上閉合酸酸液的各組分中鹽酸市售而得；其余各牌號助劑均由中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院生產并出售。所述閉合酸化階段之后設有頂替液階段，以低排量注入頂替液；頂替液可采用現有技術中通常采用的頂替液，如鹽溶液，比如氯化鉀水溶液，其濃度根據經驗而定。本發明中優選頂替液為重量濃度為2%的氯化鉀水溶液。在具體實施中，可根據具體情況采用高濃度地面交聯酸酸壓與地面交聯酸攜砂酸壓；或高濃度地面交聯酸酸壓、地面交聯酸攜砂酸壓與閉合酸化。以上所述“高濃度”是一個相對的概念，本發明所采用的地面交聯酸液可選自以上所述地面交聯酸液I和地面交聯酸液II，主要的區別就是地面交聯酸液I的稠化劑濃度是0.8%，地面交聯酸液II的稠化劑濃度是1.0-1.2%。所述的稠化劑的主要作用就是酸液增稠增粘，因此地面交聯酸液II的濃度要比地面交聯酸液I的濃度高。故此前置液階段的地面交聯酸優選高濃度的地面交聯酸。更具體步驟如下:A設計小型壓裂測試來確定交聯酸濾失特性、交聯酸效率及裂縫形成和延伸擴展壓力的特性及摩阻大小。根據小型壓裂測試求得的結果及時調整前置液用量和排量等施工參數，達到認識儲層和提高施工成功率的目的；小型壓裂測試就是在正式壓裂之前，以較少的液體來進行地層、壓力參數和液體參數求取的測試。小型壓裂測試可有效地確定在特定地層條件下的巖石力學參數，驗證固井質量的好壞，與優質壓裂液相結合，可有效地控制縫高，對整裝區塊進行測試壓裂，可提高壓裂作業的成功率，并能用于確定壓裂的施工排量、規模及參數優化。小型壓裂測試技術是比較成熟的現有技術，應用小型測試壓裂技術，可獲得油井的破裂壓力、閉合壓力、閉合時間、壓裂液的濾失系數等參數。B前置液階段采用地面交聯酸以穩定排量進行酸壓，為了打磨裂縫壁面、降低液體濾失和施工壓力，采取多級小粒徑、高強度支撐劑段塞打磨技術；多級小粒徑、高強度支撐劑段塞打磨技術:注入一段含小粒徑支撐劑的酸液，再注入一段不含小粒徑支撐劑的酸液，如此反復，即是支撐劑段塞打磨技術；C主加砂階段采取小粒徑、高強度支撐劑或支撐劑組合、地面交聯酸攜砂液變粘度、多級變排量綜合控縫高、降濾失、深穿透技術和低起點、小臺階、多段塞，控制最高砂液比的多級加砂技術；通常來說壓裂用的支撐劑有30目 50目、40目 60目、16目 20目，目數越大，粒徑就越小，一般采用粒徑較小的40目 60目、30目 50目2種粒徑組合。地面交聯酸液I的稠化劑濃度是0.8%，粘度比如是50mPa.s ;地面交聯酸液II的稠化劑濃度是1.ο-1.2%，粘度比如是70mPa.s ;這就是變粘度。其作用是先用粘度高的地面交聯酸液II壓裂造縫和降溫(飄黃色的為修改后的內容，下同)，然后用粘度低的地面交聯酸液I攜砂，以形成指進的效果。“多級變排量綜合控縫高、降濾失、深穿透技術”指的是:多級變排量比如說2.5m3/min-3m3/min就是變排量，其作用是低排量的時候，裂縫內的靜壓力較小，縫高容易控制，提高排量的時候縫內靜壓力提高，有利于加砂和使裂縫長度增加，也就是變排量比單一排量裂縫的穿透距離要遠。降濾失作用主要是由壓裂液的粘度和加入小粒徑支撐劑來實現的。深穿透技術就是指裂縫在橫向上延伸盡可能長，以增加油氣流的通道，提高單井的產能；變排量、控縫高、降濾失等技術都有利于深穿透。低起點、小臺階、多段塞，這3個技術都是在加砂時候的專業用語。低起點就是指加砂的初始砂比低，比如說5%;小臺階就是砂比以小幅度增加，比如5% -8% -11% -14%；多段塞就是指注入一段含砂的液體，再注入一段不含砂的液體，如此反復，目的是判斷含砂液體中的砂子進入地層時候的壓力，如果壓力正常就繼續保持或逐漸提高砂比加砂施工，如果壓力過高，則要及時調低砂比施工，避免壓力過高或者砂堵，導致施工失敗。控制最高砂液比就是控制砂比，正如上面一個解釋，如果以30%的砂比加砂，施工壓力不平穩或者過高，那么就不能進一步提高砂比，比如說提高到35%，而是控制在30%的砂比之下，進行加砂施工。主要目的就是防止砂堵。多級加砂就是指在壓裂過程中低排量注入前置液及一部分低粘混砂液，在近井裂縫內形成砂堤，然后瞬間提高排量，在保證不發生砂堵的前提下，逐步提高砂比，比如:5% -8% -11% -14% -17% -20% _25%，直至施工結束。D閉合酸化階段，逐步降排量注入閉合酸；E頂替液階段，以低排量注入頂替液。所述的前置液階段采用地面交聯酸液1、II兩個配方，可根據小型壓裂測試結果選擇配方；所述酸液是由下述重量百分比的原料組成:地面交聯酸液1:HC1 20% ；SIAGE-03 稠化劑 0.8 % ;SIACI_05 緩蝕劑 I % ; %SIAAM-02 調理劑 0.3 ;SIACA_06 交聯劑 1.0%；SIAMA-01 多功能添加劑 0.3%；SIAAS-10 防膨劑0.5% ；SIACA-03助排劑0.3% ;SIADM_09破乳劑0.1% ;其余是水。地面交聯酸液II:HC1 20%;SIAGE-03 稠化劑 1.0-1.2% ;SIACI_05 緩蝕劑 I %; %SIAAM-02 調理劑 0.3 ;SIACA_06 交聯劑 1.0%；SIAMA-01 多功能添加劑 0.3%；SIAAS-10 防膨劑0.5% ；SIACA-03助排劑0.3% ;SIADM_09破乳劑0.1% ;其余是水。所述的主加砂階段采用的地面交聯酸液配方同前置液階段采用地面交聯酸液I。所述的前置液階段采用小粒徑、高強度支撐劑配方:30目 50目陶粒。所述的主加砂階段采用小粒徑、高強度支撐劑或支撐劑組合配方:30目 50目陶粒，或40目 60目陶粒，或30目 50目與40目 60目陶粒組合。所述的閉合酸化階段采用兩個配方，可根據巖心溶蝕實驗選擇配方；所述酸液是由下述重量百分比的原料組成:閉合酸酸液I =HCl 20% ；SIAC1-05 緩蝕劑 2% ；SIAAS-10 防膨劑 2% ;SIACA_03助排劑1% ;SIADM-09破乳劑2% ；SIAFS-01防渣鐵穩劑2% ;其余是水。閉合酸酸液II =HCl 20% ；HAC 3% ;SIACI_05 緩蝕劑 2% ；SIAAS-10 防膨劑 2% ；SIACA-03助排劑1% ；SIADM-09破乳劑2% ；SIAFS-OI防渣鐵穩劑2% ;其余是水。所述的頂替液階段采用頂替液配方，由下述重量百分比的原料組成:KCL2% ;其余是水。本發明設計合理、工藝簡單、便于操作、施工效果明顯，可廣泛用于泥質白云巖等復雜巖性油氣藏改造施工中；由于通過酸壓與加砂酸壓技術聯作，最大限度地形成一條深穿透、更持久導流能力的支撐裂縫，發揮酸蝕裂縫與支撐裂縫的雙重作用，極大地提高人工裂縫的導流能力和油井產能。
圖1A井施工曲線2B井施工曲線圖
具體實施例方式下面結合實施例，進一步說明本發明。實例1:A井該井是一口評價井，油層巖性為泥質白云巖，泥質含量45 % ,射孔井段1765.5-1788.lm、17.8m/8n,滲透率 10.5Xl(T3um2，孔隙度 11.7 %，聲波時差 211.lus/m,含油飽和度42.15%,井溫70°C,屬于典型的低溫、低孔、低滲復雜巖性儲層,常規試油無產能。為了最大限度地降低儲層和裂縫傷害、控制裂縫高度和提高壓開程度，形成一條深穿透、更持久導流能力的支撐裂縫，達到深部酸壓并增加措施有效期的目的，設計采用高濃度交聯酸酸壓+交聯酸攜砂酸壓+閉合酸化的方法。具體方法是:(I)通過小型壓裂測試結果分析，產層閉合壓力梯度達到0.0246MPa/m，裂縫內凈壓力3-4MPa左右，液體效率僅有20%左右，從G函數沒有明顯發現多裂縫存在跡象。鑒于此，正式酸壓施工要適當增大前置液的用量為140m3左右，提高排量到3.5-4.0m3/min,降低施工砂比至10 %左右，最高砂比控制在30 %，若段塞進入地層后井口壓力沒有大幅升高，且很快恢復到正常水平，則可考慮適當提高平均砂比到15%，最高砂比40%。(2)酸壓施工采用卡封護套管柱；封隔器采用Y221-114。(3)采用地面交聯酸進行預處理，排量2.5m3/min，施工壓力44MPa，注入上轉向劑3t，停泵20min，待轉向劑上浮。(4)前置液階段采用地面交聯酸II，排量3.5m3/min，破裂壓力44.9MPa，泵注2級前置液段塞，砂比分別為3-5%和7-10%，共加30-50目陶粒5m3，施工壓力為43.5MPa，前置液用量141m3。(5)主加砂階段采用地面交聯酸I，排量3.5mVmin加砂，施工壓力平穩，說明縫高得到較好的控制，裂縫在儲層內延伸擴展較好，施工后期排量提高到4.0m3/min，砂比從10%線性遞增至40%，最高砂比40%，平均砂比11.2%，加30-50目陶粒17m3，攜砂液(地面交聯酸I) 101.1m3停泵壓力27.8MPa。(6)閉合酸階段采用閉合酸I,施工排量4.0mVmin逐步降低到1.5m3/min,注入閉合酸20m3。(7)頂替液階段，施工排量降低到1.0mVmin注入頂替液9m3，頂替液為濃度2%的氯化鉀水溶液。(8)附圖1是A井正式酸壓施工曲線示意圖，施工參數和設計參數的對比來看，達到了設計要求。(9)正式酸壓停泵壓降擬合，刻蝕裂縫長度達到了 120m，裂縫高度被控制在50m內，裂縫內支撐劑鋪砂濃度達到了 1.26kg/m2，刻蝕裂縫導流能力超過20um2.cm。(10)根據現場裂縫監測結果表明，A井人工裂縫方向為北東向78.8°。測得壓裂人工裂縫方位、近井裂隙見表I。表IA井酸壓人工裂縫監測結果
權利要求
1.種泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于采用地面交聯酸酸壓與地面交聯酸攜砂酸壓相結合；所述方法包括前置液階段和主加砂階段；其中所述前置液階段采用地面交聯酸酸壓；所述主加砂階段采用地面交聯酸攜砂酸壓。
2.權利要求1所述的泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于: 所述方法的前置液階段采用高濃度地面交聯酸酸壓。
3.權利要求1或2所述的泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于所述方法包括在主加砂階段之后設有閉合酸化階段。
4.權利要求3所述的泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于: 所述閉合酸化階段之后設有頂替液階段，以低排量注入頂替液。
5.權利要求4所述的泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于: 所述頂替液為鹽溶液。
6.權利要求1或2所述的泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于: 設計小型壓裂測試來確定交聯酸濾失特性、交聯酸效率及裂縫形成和延伸擴展壓力的特性及摩阻大小；根據小型壓裂測試結果調整用作前置液的交聯酸用量和排量。
7.權利要求6所述的泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于: 所述前置液階段采用地面交聯酸以穩定排量進行酸壓，并采取多級小粒徑、高強度支撐劑段塞打磨技術。
8.權利要求7所述的泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于: 所述前置液階段采用的支撐劑配方為:30目 50目陶粒；采用兩或三級注入。
9.權利要求1或2所述的泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于: 所述主加砂階段采取小粒徑、高強度支撐劑或支撐劑組合、地面交聯酸攜砂液變粘度、多級變排量綜合控縫高、降濾失、深穿透技術和低起點、小臺階、多段塞，控制最高砂液比的多級加砂技術。
10.權利要求9所述的泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法，其特征在于所述的主加砂階段采用支撐劑配方為:30目 50目陶粒，或40目 60目陶粒，或30目 50目與40目 60目陶粒組合。
全文摘要
本發明公開了一種泥質白云巖地面交聯酸攜砂酸壓方法。包括采用地面交聯酸酸壓與地面交聯酸攜砂酸壓相結合，即前置液階段采用地面交聯酸酸壓；主加砂階段采用地面交聯酸攜砂酸壓。本發明所述方法工藝簡單、便于操作、施工效果明顯，可廣泛用于泥質白云巖等復雜巖性油氣藏改造施工中；由于通過酸壓與加砂酸壓技術聯作，最大限度地形成一條深穿透、更持久導流能力的支撐裂縫，發揮酸蝕裂縫與支撐裂縫的雙重作用，極大地提高人工裂縫的導流能力和油井產能。
文檔編號E21B43/27GK103089228SQ201110333380
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月28日 優先權日2011年10月28日
發明者張波, 薛承瑾, 蔣廷學, 張旭東, 李洪春, 王寶峰, 趙曉, 姚奕明, 衛然, 周林波 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院