水平井分段酸壓工藝在大牛地氣田的應(yīng)用

1、水平井分段酸壓工藝在大牛地氣田的應(yīng)用王群來(lái)（中石化華北石油局井下作業(yè)公司）摘要：伴隨著大牛地氣田勘探開(kāi)發(fā)力度的加大，2012年，華北局、分公司在牛地氣田開(kāi)展了水平井酸壓工藝應(yīng)用研究，篩選了酸酸壓工藝、地面交聯(lián)酸酸壓工藝及膠凝酸酸壓工藝進(jìn)行研究，結(jié)合前期酸壓研究的成果，在高產(chǎn)區(qū)塊的馬五1、馬五5主力氣層進(jìn)行了5口井水平井試驗(yàn)，取得較好的改造效果。本論文就這三種酸壓工藝的特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)述，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用遇到的問(wèn)題及改造效果進(jìn)行分析，為今后大牛地氣田的水平井分段酸壓改造提供重要的施工依據(jù)。關(guān)鍵詞：馬五層 酸壓工藝 轉(zhuǎn)向酸 交聯(lián)酸 膠凝酸 水平井壓裂1 前 言鄂爾多斯盆地古生界具有多層次含氣和發(fā)育多種類型

2、天然氣藏的特點(diǎn)，具備形成大型、特大型氣田的基本條件。上古生界海陸過(guò)渡相、陸相含煤巖系和下古生界海相碳酸鹽巖系是主要的含氣領(lǐng)域。下古生界的勘探主要集中在奧陶系風(fēng)化殼，已發(fā)現(xiàn)的中部氣田是受古構(gòu)造、巖相古地理及巖溶古地貌制約的地層巖性復(fù)合圈閉的隱蔽氣藏，氣藏的分布與奧陶系頂部風(fēng)化殼密切相關(guān)，探明的天然氣儲(chǔ)量均分布在古巖溶最發(fā)育的奧陶系頂部3070米范圍內(nèi)。下古生界資源量650億方，截止目前為止，奧陶系風(fēng)化殼馬五1、2段提交控制儲(chǔ)量43.78億方，馬五1、2 、4、5段提交預(yù)測(cè)儲(chǔ)量315.1億方。盆地奧陶系馬五段氣層物性在橫向上和縱向上均較具明顯的非均質(zhì)性，總體表現(xiàn)為在低滲透背景，局部具有中、高滲透區(qū)

3、域，層間差異明顯。塔巴廟地區(qū)位于盆地東北部，區(qū)內(nèi)奧陶系巖石類型眾多，儲(chǔ)層物性明顯受巖性控制，灰?guī)r類、膏巖類孔隙度平均值0.48%1.4%，滲透率（0.070.569）×10-3mm2，不能作為有效儲(chǔ)層；含泥（膏、灰）云巖等非云質(zhì)組分較多的巖類，孔隙度平均值0.85%1.17%，滲透率（0.140.34）×10-3mm2，為物性較差的儲(chǔ)層；云巖類孔隙度平均值3.0%10.23%，滲透率（1.3216.29）×10-3mm2，為較好的儲(chǔ)層。據(jù)大牛地氣田馬五巖芯分析的資料統(tǒng)計(jì)表明，馬五儲(chǔ)層孔隙度主要分布在14之間，最大值為14.0%，最小值為0.2%，孔隙度平均值為2.

4、76%；滲透率主要分布在0.010.48×10-3mm2之間，最大值為176×10-3mm2，最小值為0.005×10-3mm2，平均滲透率小于0.5×10-3mm2。從表1-4的測(cè)井資料數(shù)據(jù)來(lái)看，孔隙度平均值為4.42%；平均滲透率0.55×10-3mm2。近年，伴隨著勘探開(kāi)發(fā)力度的加大，大牛地氣田上古界的動(dòng)用儲(chǔ)量迅速增大，尋找資源更替形勢(shì)緊迫；為此，對(duì)下古界酸壓工藝及產(chǎn)層選擇上進(jìn)行了一系列的研究，取得了一定成效，勘探出了D12-36、大98、D66-52等一批高產(chǎn)井，找到了D12、D66、D61等高產(chǎn)區(qū)塊。根據(jù)大牛地氣田實(shí)際情況及水平井酸壓

5、工藝的優(yōu)點(diǎn)，局、分公司領(lǐng)導(dǎo)勇于創(chuàng)新、積極引進(jìn)新的酸壓工藝及水平井酸壓技術(shù)，根據(jù)馬五層不同層位巖性的不同，針對(duì)馬五1、馬五5主力氣層開(kāi)展水平井酸壓研究。目前在大牛地氣田進(jìn)行了4口水平井分段酸壓技術(shù)研究，取得了較好效果。本論文就大牛地氣田水平井分段酸壓所采用的轉(zhuǎn)向酸酸壓工藝、地面交聯(lián)酸酸壓工藝及膠凝酸酸壓工藝各自的工藝特點(diǎn)、施工中遇到的問(wèn)題及改造效果進(jìn)行探討，為今后大牛地氣田的水平井分段酸壓改造提供重要的施工依據(jù)。二、大牛地氣田酸化壓裂現(xiàn)狀目前，大牛地工區(qū)塊共進(jìn)行了90余口常規(guī)井的酸壓研究及5口水平井的酸壓應(yīng)用，在酸壓工藝上形成了以稠化酸酸壓工藝、多級(jí)注入酸壓工藝、多級(jí)注入加砂酸壓為主的三大酸壓工

6、藝，同時(shí)，試驗(yàn)了轉(zhuǎn)向酸酸壓工藝、地面交聯(lián)酸酸壓工藝。在直井酸壓方面，分別在D12、D61、D66區(qū)塊進(jìn)行了7、14、22口井的酸壓研究，取得了較好的成果，在其余區(qū)塊共進(jìn)行了46口井的試驗(yàn)，找出了部分高產(chǎn)井。在取得了上述成果的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了水平井酸壓工藝研究，目前已改造5口井，統(tǒng)計(jì)出來(lái)產(chǎn)能的4口井中，均獲得較好的改造效果，尤其是PG3井，獲得了10.7773萬(wàn)方/天的無(wú)阻流量，為大牛地工區(qū)目前馬五層產(chǎn)能最高的井。在巖性方面，主要開(kāi)展了灰色白云巖、灰黑色灰?guī)r的研究，也取得了較好的效果。三、水平井酸壓工藝及應(yīng)用效果分析2.1 轉(zhuǎn)向酸酸壓工藝2.1.1 轉(zhuǎn)向酸作用機(jī)理在大牛地氣田，通過(guò)采用上述三種常見(jiàn)

7、的酸壓工藝，取得了一定效果，但這些工藝也存在一些不足；采用的稠化劑都含有聚合物成分，在酸液注入過(guò)程中可能在巖石壁面形成部分聚合物濾餅，這樣一方面可以降低酸巖反應(yīng)速率，同時(shí)，降低酸液的濾失速率，但另一方面可能在巖心壁面形成堵塞，降低儲(chǔ)層的滲透率，進(jìn)而影響酸化壓裂改造的效果。而轉(zhuǎn)向酸可以有效地克服這一難題，采用的是粘彈性表面活性劑，既能較好地解決酸液自轉(zhuǎn)向問(wèn)題，又能有效減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害，提高酸壓效果。轉(zhuǎn)向酸壓工藝具有三大優(yōu)點(diǎn)，基礎(chǔ)配方性能優(yōu)異均衡；主要體現(xiàn)在緩速性能、緩蝕能力、表面張力、界面張力、鮮酸粘度及殘酸粘度均能達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)；轉(zhuǎn)向性能好，轉(zhuǎn)向可靠率高，轉(zhuǎn)向效果好；對(duì)儲(chǔ)層傷害低，添加劑殘留低

8、、殘酸粘度低、殘酸傷害低。圖2-1 15%空白鹽酸多巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)國(guó)外針對(duì)轉(zhuǎn)向酸和普通酸工藝特點(diǎn)進(jìn)行了研究，圖2-1是國(guó)外不同酸液轉(zhuǎn)向效果對(duì)比-多巖性流動(dòng)試驗(yàn)。圖2-1是在65.5下，15%空白鹽酸多巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，酸液只穿透了3塊巖心（滲透率差2：1）中的1塊高滲透率巖心，另2塊巖心僅穿過(guò)10%，壓降極微且不持續(xù)。圖2-2 15%VES轉(zhuǎn)向酸多巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)圖2-2是在65.5下，15%VES轉(zhuǎn)向酸多巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，酸液不僅穿透了3塊巖心（滲透率差1.5：1）中的1塊，另2塊巖心也穿過(guò)60%，壓降大且持續(xù)性好。圖2-3 15%VES轉(zhuǎn)向酸多巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)圖2-3是在65.5下，15%VES轉(zhuǎn)向

9、酸多巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，酸液不僅穿透了3塊巖心（滲透率差3：1）中的1塊，另2塊巖心也穿過(guò)40-50%，壓降大且持續(xù)性好。這些實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了轉(zhuǎn)向酸的轉(zhuǎn)向性好，改造有效率高，但這種酸存在一個(gè)較大缺點(diǎn)，成本較高。2.1.2 實(shí)例說(shuō)明-以PG2井為例設(shè)計(jì)思路：PG2井水平段總長(zhǎng)度為1000m；鉆遇具有全烴顯示的總長(zhǎng)度為185m，占水平段總長(zhǎng)度的18.5%，巖性為灰黑色灰?guī)r，分九段進(jìn)行壓裂改造。PG2井改造思路，根據(jù)PG2井儲(chǔ)層的地質(zhì)特征和研究討論結(jié)果，本次酸壓改造總體把握“高排量、降阻、緩速、降濾、大規(guī)模、深穿透”的設(shè)計(jì)思路，采取的技術(shù)措施如下：（1）根據(jù)各酸壓段儲(chǔ)層的差異，有針對(duì)性地選擇酸壓工藝以及酸

10、液體系，在鉆錄儲(chǔ)層無(wú)顯示層段，采用深度酸壓改造思路，在鉆錄儲(chǔ)層顯示較好層段，考慮在深度改造儲(chǔ)層的同時(shí)，兼顧均勻改造的思路。（2）針對(duì)儲(chǔ)層致密，且存在污染的問(wèn)題，采用前置酸預(yù)處理以解除堵塞，增加地層吸液能力，同時(shí)降低儲(chǔ)層破裂壓力。（3）針對(duì)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育、酸液濾失量大的問(wèn)題，選用具有良好降濾失性能的酸液體系，同時(shí)泵注N2也能起到一定的降低酸液濾失的效果。（4）針對(duì)酸壓改造用酸量大，且地層壓力較低的問(wèn)題，采用泵注N2的方式增加殘酸的返排能力，同時(shí)盡量縮短關(guān)井時(shí)間，以充分利用酸巖反應(yīng)形成CO2的自身能量。本井儲(chǔ)層段的改造思路和施工規(guī)模分為兩類，對(duì)于物性顯示差的儲(chǔ)層，采用深度酸壓改造，突破井筒區(qū)域的致密

11、帶，盡量溝通井筒周圍裂縫系統(tǒng)，以獲得好的改造效果。根據(jù)轉(zhuǎn)向酸排量4.0m3/min的摩阻模擬計(jì)算結(jié)果，對(duì)物性顯示差儲(chǔ)層施工規(guī)模采用轉(zhuǎn)向酸A180m3。模擬結(jié)果見(jiàn)表2-1。表2-1 PG2井物性差段模擬計(jì)算結(jié)果方案轉(zhuǎn)向酸A（m3）動(dòng)態(tài)縫長(zhǎng)(m)酸蝕縫長(zhǎng)(m)導(dǎo)流能力（D.cm）一12083.96119.02二15098.66628.13三180106.37331.79四200111.27437.69圖2-4 180 m3酸壓模擬對(duì)于儲(chǔ)層條件較好的重點(diǎn)改造層段，在深度酸壓的同時(shí)，盡量溝通天然裂縫系統(tǒng)，采用不同類型酸液交替注入的方式并采用大排量施工。根據(jù)注酸排量5.0m3/min的摩阻模擬計(jì)算結(jié)果，

12、對(duì)儲(chǔ)層條件較好的重點(diǎn)改造層段施工規(guī)模采用轉(zhuǎn)向酸A 100m3 +轉(zhuǎn)向酸B180 m3。模擬計(jì)算見(jiàn)表2-2。 表2-2 PG2井物性較好段模擬計(jì)算結(jié)果方案轉(zhuǎn)向酸A（m3）轉(zhuǎn)向酸B（m3）動(dòng)態(tài)縫長(zhǎng)(m)酸蝕縫長(zhǎng)(m)導(dǎo)流能力（D.cm）一8015097.36826.34二100180108.48035.84三120200115.58237.015圖2-5 轉(zhuǎn)向酸A100 m3+轉(zhuǎn)向酸B 180 m3酸壓模擬2.1.2.1施工分析(1)2012年6月1日，對(duì)該井進(jìn)行了試壓，試壓90MPa，5min不刺不漏，試壓合格。6月2日8：42分開(kāi)始施工，19：05結(jié)束。施工中，最大施工排量8.84 m3/mi

13、n，施工過(guò)程整體順利。 (2) 本次施工入地層總酸量2236.4m3，轉(zhuǎn)向酸A用量1302m3，轉(zhuǎn)向酸B用量934.4m3，液氮總用量110m3，施工壓力15.4-74.7MPa。 (3) 本井是大牛地氣田第一口進(jìn)行酸壓的水平井，同時(shí)，以前酸壓排量偏低，未找出大牛地工區(qū)適合的酸壓排量；因此，第一段施工中，根據(jù)壓力變化，不斷提升排量，最大排量7.2方，最高壓力74.7 MPa，設(shè)備供液正常，能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的排量。(4)第三段施工完畢投球后，排量2.0m3/min時(shí)，頂替B酸30m3時(shí),打滑套壓力不明顯，停泵人工再次投球，注入B酸液25m3開(kāi)滑套依然不明顯，按設(shè)計(jì)提排量繼續(xù)施工。第四段也遇到該情況

14、，采用同樣方法,同時(shí)，由于第四段和鄰井D12-8井相距較近，減小了施工規(guī)模。表明滑套打不開(kāi)的情況在酸壓井同樣比較常見(jiàn)。（5）施工中，轉(zhuǎn)向酸仍存在上下分層的情況，導(dǎo)致后期進(jìn)行將排量處理，保證了施工順利。各段壓裂施工曲線見(jiàn)圖2-6。圖2-6 各段壓裂施工曲線圖2.1.2.1認(rèn)識(shí)與建議（1）在施工工藝上，轉(zhuǎn)向酸壓工藝應(yīng)用比較成功，施工壓力在15.4-74.7MPa之間，最大排量7.2 m3，施工過(guò)程順利，壓后獲得了4.9657×104m3/d的無(wú)阻流量。（2）從PG2井第三段、第四段滑套打落不明顯可以看出，水平井分段壓裂中，滑套打落不明顯的現(xiàn)象是比較常見(jiàn)的，解決方法和上古界水平井一樣，球到

15、位，過(guò)頂5-10方后，仍然看不到滑套打開(kāi)顯示，需要投入備用球進(jìn)行驗(yàn)證，若仍無(wú)滑套打落顯示，可能是工具問(wèn)題，可以認(rèn)為滑套已經(jīng)打開(kāi)，直接對(duì)該段進(jìn)行施工。（3）酸液性能較差，由于目前的酸罐缺少攪拌裝置，配制出來(lái)的酸液存在上下分層現(xiàn)象，而且上層粘度過(guò)高，導(dǎo)致施工后期排量達(dá)不到要求，雖然通過(guò)改良設(shè)備、改進(jìn)配酸工藝取得了一定效果，但仍無(wú)法完全解決該問(wèn)題。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)配酸，安全隱患過(guò)大，配制速度慢。建議建立配酸站，以便保證酸液性能。（4）返排分析：壓后前期放噴詳情見(jiàn)表2-3 。表2-3 PG2井放噴排液實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)日期pH值油壓(MPa)氯根(g/L)氣產(chǎn)量(104m3/d)返排量（m3）6月2日1-414.7-

16、6.980-200/216月3日4-66.9-4.2-4.6-9.8-5.2200-2751.13608411.26月4日65.8-4.7-7.9-7.0250-2751.67922668.26月5日67.0-6.2-7.2-6.9-8.0250-3002.73629822.26月6日68.0-7.2-8.4-8.1-8.4-8.12754.76829939.26月7日68.1-7.8-7.9-7.4275-3005.529691035.26月8日67.4-6.9-7.1-7.03005.849891110.86月9日67.0-6.3-6.6-6.13005.858631160.96月10日6

17、6.1-5.83005.622941205.66月11日65.8-5.0-5.6-5.13005.264112346月12日67.6-4.8-5.13005.387651257.26月13日65.1-4.6-4.73004.559041275.66月14日64.7-4.4-4.6-4.43004.385941288.6從表2-3數(shù)據(jù)可以看出，pH值在2天便達(dá)到了6，接近中性，6月2日20：20分-6月3日8：00分，pH值從1升到4，已達(dá)到殘酸臨界濃度，表明酸液已經(jīng)反應(yīng)完全，需盡快排出。油壓總體呈下降-上升-下降趨勢(shì)，這在求產(chǎn)過(guò)程也比較常見(jiàn)，但求產(chǎn)時(shí)的油壓整體偏低，預(yù)示地層產(chǎn)氣量有限。氣產(chǎn)量先

18、上升后下降，而油嘴大小不變，與正常的水平井氣產(chǎn)量變化不一致，這與酸壓后溝通天然裂縫、溶蝕洞等有關(guān)，小的天然裂縫里面儲(chǔ)氣量有限，穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間短，前期氣體快速放出，產(chǎn)能較高，后期產(chǎn)能降低，PG2井目前產(chǎn)氣量2.7727×104m3/d；這一點(diǎn)在PG1井也得到了驗(yàn)證，PG1井放噴前期，氣產(chǎn)量7.52719×104m3/d，放噴后期氣產(chǎn)量逐漸下降，無(wú)阻流量為1.19348×104m3/d。（5）求產(chǎn)前更換管柱時(shí)，地層漏失嚴(yán)重，漏失壓井液406m3，明顯高于上古界，表明馬五層酸壓后效果明顯，溝通了地層天然裂縫，從而造成地層濾失量比較大，這也驗(yàn)證了馬五層返排率不高與地層天然裂縫發(fā)

19、育相關(guān)。2.2 地面交聯(lián)酸酸壓工藝2.2.1 地面交聯(lián)酸作用機(jī)理地面交聯(lián)酸是指交聯(lián)發(fā)生在地面或井筒內(nèi)，具有一定的延遲交聯(lián)的作用的新型交聯(lián)酸體系。地面交聯(lián)酸是在地下交聯(lián)酸基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。酸性交聯(lián)劑使酸液中的高分子稠化劑被交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)狀分子鏈，使酸液體系增大粘度。特有的低的摩阻系數(shù)，有利于降低泵注壓力，降低酸壓對(duì)地面施工設(shè)備的要求。地面交聯(lián)酸擁有較為全面的優(yōu)良性能，特別是交聯(lián)時(shí)間和交聯(lián)程度可以控制和預(yù)見(jiàn)，適應(yīng)不同泵注技術(shù)的需求。交聯(lián)酸體系交聯(lián)后黏度峰值可以達(dá)到200-300mPa.s以上，在60-70黏度在100mPa.s以上，即使在90、170S-1剪切1小時(shí)，黏度一般會(huì)大于50mPa.s，具有

20、很好的降低反應(yīng)速度和濾失能力，非常適合造長(zhǎng)縫的需要。交聯(lián)酸體系可以在井筒注入時(shí)延遲交聯(lián)，延遲時(shí)間大約在0.5-1.0min左右，這樣可以有效地提高注入的可操作性，交聯(lián)劑加入方便，具有很好的操作性。價(jià)格與稠化酸基本相近。2.2.2 實(shí)例說(shuō)明-以PG1井為例2.2.2.1 PG1井設(shè)計(jì)思路PG1井位于D61區(qū)塊，該區(qū)塊前期酸壓改造相對(duì)較好，水平段總長(zhǎng)度為1500m；鉆遇具有全烴顯示的總長(zhǎng)度為60m，占水平段總長(zhǎng)度的4%，物性較差；巖性為灰黑色灰?guī)r，分13段進(jìn)行酸壓改造。改造思路：根據(jù)軟件模擬結(jié)果，酸蝕裂縫長(zhǎng)度在200m就可以獲得較理想的產(chǎn)能；同時(shí)，結(jié)合水平段長(zhǎng)度及全烴顯示結(jié)果，結(jié)合水平井多縫壓裂產(chǎn)

21、能的預(yù)測(cè)，設(shè)計(jì)壓裂13條縫，見(jiàn)圖2-7。該設(shè)計(jì)思路要求酸液具有低固相、高粘度、緩速性能好、摩阻低等特點(diǎn)，交聯(lián)酸能滿足這些要求，因此，優(yōu)選交聯(lián)酸體系。圖2-7 PG1水平井單縫壓后產(chǎn)能預(yù)測(cè)2.2.2.2 PG1井施工分析（1）2012年6月24日，HB-YL203壓裂隊(duì)對(duì)PG1井進(jìn)行了酸壓改造，試壓90MPa，試壓合格，8：05開(kāi)始試壓，19：25施工結(jié)束；入地層交聯(lián)酸2610.5m3，入地層普通酸77.9m3，入地層液氮量165.2m3，最大施工排量8.1 m3/min，施工壓力18.9-44.6MP；該井為大牛地氣田馬五層酸壓分段最多的第一口水平井分段酸壓井。（2）在第3段和第7段施工中，均

22、出現(xiàn)滑套打落不明顯的情況，投入備用球后仍無(wú)明顯變化，經(jīng)請(qǐng)示，對(duì)這兩段進(jìn)行了正常施工。（3）第四段和第五段施工壓裂明顯偏高，第四段滑套打開(kāi)后壓力未立刻恢復(fù)，而是緩慢下落，原因可能在于滑套問(wèn)完全打開(kāi)，在流體持續(xù)沖擊下，逐漸完全打開(kāi)。第五段滑套打開(kāi)現(xiàn)象雖然很明顯，但壓力和第四段一樣，均高于前面三段的正常施工壓力，因此可以判斷壓力偏高是由于地層因素引起的，裂縫起裂不規(guī)律，迂曲摩阻偏大；同時(shí)，由于地層存在不均質(zhì)性，造成這兩段地層應(yīng)力偏高，進(jìn)而造成施工壓力偏高。（4）考慮到前幾段施工壓力不高，在第十段嘗試提升排量，最大排量8.1 m3/min，最高壓力35.2MPa，表明目前混砂車的供酸能力可以達(dá)到8.1

23、 m3/min，驗(yàn)證了設(shè)備的供酸能力。但是，由于目前配制出來(lái)的酸液整體性能不佳，上下分層且粘度不均勻，尤其是是酸壓后期，酸液供應(yīng)跟不上，必須進(jìn)行降排量作業(yè)，因此，為保證施工順利，建議施工排量選取7.0 m3/min左右。2.2.2.3 認(rèn)識(shí)與建議（1）PG1井酸壓后獲得了1.19348×104m3/d的無(wú)阻流量，改造效果不理想，并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期7.7-10.3×104m3/d左右的產(chǎn)能，原因在于PG1井雖然水平段較長(zhǎng)-1500米，酸壓段數(shù)最多-13段，但是，由于PG1井水平段僅有60m全烴顯示，占水平段總長(zhǎng)度的4%，含氣飽和度較低且儲(chǔ)層有效厚度薄，物性較差，這是產(chǎn)能不理想的一

24、大因素；因此，建議在鉆井時(shí)，要更具含氣顯示來(lái)調(diào)整鉆井軌跡，減少對(duì)物性較差的儲(chǔ)層進(jìn)行改造。（2）返排過(guò)程中，為更好了解馬五層情況，求產(chǎn)后，關(guān)井進(jìn)行了壓力恢復(fù)測(cè)試，但由于排液不徹底，返排率只有48.1%，最終由于井筒積水導(dǎo)致油壓為零，氣井對(duì)水比較敏感，因此當(dāng)排量不徹底，尤其是地層持續(xù)產(chǎn)液時(shí)，不建議進(jìn)行關(guān)井作業(yè)，同時(shí)，一旦油壓過(guò)低時(shí)，建議直接開(kāi)井暢放， 避免井被壓死后采取氣舉及抽汲作業(yè)，既浪費(fèi)大量人力物力，也影響了后期產(chǎn)能，該井后期無(wú)產(chǎn)能。（3）該井在求產(chǎn)過(guò)程中，僅第二天在污水罐口及放噴口硫化氫氣體檢測(cè)儀檢測(cè)硫化氫含量0-18ppm，放噴口周圍10米、20米、50米硫化氫含量為0ppm。在后面的求產(chǎn)

25、過(guò)程中，均未檢測(cè)到硫化氫，表明馬五層含有少量硫化氫，但不影響開(kāi)采。（4）該井在求產(chǎn)初期氣產(chǎn)量高達(dá)7.52719×104m3/d，隨后持續(xù)下降，最終僅獲得1.19348×104m3/d的無(wú)阻流量，這與上古界水平井后期產(chǎn)能逐漸增加恰恰相反，原因可能在于酸壓后溝通了地層天然裂縫，但未實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離溝通，當(dāng)這部分氣量排出后，產(chǎn)能逐漸下降，該現(xiàn)象證明了馬五層存在天然裂縫，也從側(cè)面反映了交聯(lián)酸酸壓工藝未能更好實(shí)現(xiàn)地層的深穿透。（5）本次施工中，由于采用的是41/2油管,施工最大壓力44.6MPa；因此，建議今后水平酸壓施工中，采用 41/2油管做壓裂管柱時(shí)，宜選用700型井口。2.3 膠凝

26、酸酸壓工藝2.3.1 膠凝酸作用機(jī)理膠凝酸是一種高分子溶液，屬于親液溶膠，具有很高的粘度。稠化酸是用稠化劑提高酸的粘度，酸的粘度提高，減慢了H+向巖石表面的擴(kuò)散速度，使酸的消耗速率降低，從而降低流體濾失，延緩酸巖反應(yīng)，增加裂縫寬度，提高滲透率。膠凝酸的優(yōu)點(diǎn)：有效的控制濾失，改善流體效率；增加裂縫寬度，從而提高酸穿透距離；能在高的泵速下保持層流，比紊流穿透更深的距離；酸化產(chǎn)生的微粒及不溶性淤泥能很好的懸浮于具有一定粘度的酸溶液中，使它們能更有效的被清除掉。國(guó)外BJ公司研制出了系列膠凝酸，Dowell公司研制出DSGA膠凝劑，Halliburton公司研制出SGA-HT系列膠凝劑。國(guó)內(nèi)中國(guó)石油勘探

27、開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院、四川石油管理局天然氣研究院、井下工作處等單位也進(jìn)行了膠凝酸配方研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，已經(jīng)研究出適用于中、高溫井（60120）壓裂酸化的油井用膠凝酸配方和氣井用膠凝酸配方及一系列配套技術(shù)，并在注入工藝方面成功地采用了前置液+膠凝酸、前置液+膠凝酸+常規(guī)酸等技術(shù)。對(duì)碳酸巖鹽地層進(jìn)行了基質(zhì)酸化和壓裂酸化施工實(shí)踐，經(jīng)長(zhǎng)慶油田、遼河油田、四川油田百余井次現(xiàn)場(chǎng)施工表明，膠凝酸明顯地減緩了酸巖反應(yīng)速度，增大了酸化作用半徑，延伸了裂縫長(zhǎng)度，有效地解除了井筒中水鎖、乳堵以及其他堵塞，溝通油氣通道，提高壓裂酸化改造效果。2.3.2現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用2.3.2.1 PG5井酸壓改造技術(shù)路線根據(jù)PG5井儲(chǔ)層的地質(zhì)特征

28、和研究討論結(jié)果，本次酸壓改造總體把握“高排量、大規(guī)模、緩速、降濾、深穿透”的設(shè)計(jì)思路，采取的技術(shù)措施如下：（1）儲(chǔ)層巖性以灰云巖、灰質(zhì)云巖為主，天然裂縫較為發(fā)育，但從取心情況看，多為充填縫、隱式縫，宜采用前置酸壓+閉合酸壓，結(jié)合水平井多級(jí)分段酸壓的施工特點(diǎn)，應(yīng)采用高粘度緩速酸體系酸壓+閉合酸壓工藝，保證各段的縫長(zhǎng)，同時(shí)保證裂縫導(dǎo)流能力。（2）根據(jù)各酸壓段儲(chǔ)層的差異，有針對(duì)性地選擇酸壓工藝以及酸液體系，在鉆錄儲(chǔ)層無(wú)顯示層段，采用深度酸壓改造思路；在鉆錄儲(chǔ)層顯示較好層段，考慮適度酸壓改造方式。(3)由于水平井各段儲(chǔ)層物性存在一定的差異，優(yōu)化具有一定緩速性能的膠凝酸體系，并采用閉合酸壓工藝改善近井裂

29、縫導(dǎo)流能力。（4）針對(duì)儲(chǔ)層致密，且存在污染的問(wèn)題，采用前置酸預(yù)處理以解除堵塞，增加地層吸液能力，同時(shí)降低儲(chǔ)層破裂壓力。（5）針對(duì)儲(chǔ)層裂縫發(fā)育、酸液濾失量大的問(wèn)題，選用具有良好降濾失性能的酸液體系，同時(shí)泵注N2也能起到一定的降低酸液濾失的效果。（6）針對(duì)酸壓改造用酸量大，且地層壓力較低的問(wèn)題，采用泵注N2的方式增加殘酸的返排能力，同時(shí)盡量縮短關(guān)井時(shí)間，以充分利用酸巖反應(yīng)形成CO2的自身能量。2.3.2.2 施工分析圖2-8 PG5井施工曲線（1）2012年9月18日，對(duì)該井進(jìn)行了試壓，試壓80MPa，5min不刺不漏，試壓合格。施工中，最大施工排量8.1 m3/min，施工過(guò)程整體順利。共用膠凝

30、酸2462.4方，普通酸168方，施工時(shí)間799分鐘，各段壓裂施工曲線見(jiàn)圖2-8（2）本井分八段進(jìn)行酸壓改造，但是僅有第二段和第七段有滑套打開(kāi)顯示，雖然投入備用球，仍無(wú)顯示，同樣的工具馬五層滑套打不開(kāi)的幾率明顯高于上古界水平井，原因可能在于酸對(duì)工具性能有一定的影響。（3）對(duì)滑套打開(kāi)不明顯的幾段進(jìn)行酸壓改造時(shí)，各段壓力變化并不一致，表明滑套已經(jīng)打開(kāi)，不是在對(duì)同一段進(jìn)行酸壓改造，也驗(yàn)證了滑套打落不明顯可能是工具的問(wèn)題。(4)由于酸液性能不佳，出現(xiàn)分層且上下粘度不均勻，造成第一段施工中排量波動(dòng)很大，這主要是酸液粘稠度不均一造成流量計(jì)顯示的波動(dòng)，實(shí)際排量并未發(fā)生變化。2.3.2.2.3認(rèn)識(shí)與建議（1）

31、找出工區(qū)酸壓的最大排量。第一段改造時(shí)，為了試驗(yàn)出酸壓設(shè)計(jì)的最大排量是否合適，以便后期調(diào)整設(shè)計(jì)排量，前期最大排量提升到8.1m3/min，此時(shí)壓力高達(dá)52MPa，而工區(qū)目前常用的700型井口，能耐壓70 MPa，可以滿足目前工區(qū)施工需要；（2）由于目前配置的酸液不夠均勻，在8.1m3/min的排量下，混砂車的供液比較困難，這主要是粘稠度過(guò)大造成的，只有改善現(xiàn)場(chǎng)的配酸質(zhì)量，才能解決該問(wèn)題。從第六段施工可以看出，當(dāng)排量達(dá)到8.1m3/min時(shí)，混砂車基本可以滿足排量要求，但是，一旦供應(yīng)的酸液粘度變大（酸罐液面較低時(shí)，由于配酸液不均勻，上下分層，會(huì)造成的剩余上層酸液粘度過(guò)大），此時(shí)，混砂車便不能保證8

32、 m3/min的施工排量，只能進(jìn)行降排量作業(yè)。而在整個(gè)施工過(guò)程中，排量為7.2 m3/min時(shí)，混砂車供液正常，因此，建議大牛地工區(qū)酸壓的施工排量為7m3/min，最大排量不超過(guò)8 m3/min，以便保證施工的順利和設(shè)計(jì)執(zhí)行的一致性。其次，酸壓過(guò)程中，前期供液能力相對(duì)比較充足，后期由于酸液粘稠度過(guò)大，同時(shí)上液管線過(guò)長(zhǎng)，液面低，液面自壓能力減小，造成最后一段不得不進(jìn)行降排量作業(yè)，以便保證施工正常進(jìn)行。（3）PG5井水平段總長(zhǎng)度為1100m；鉆遇具有全烴顯示的總長(zhǎng)度為261m，占水平段總長(zhǎng)度的23.73%，巖性為灰色白云巖，含氣飽和度較高且有效厚度比較大，地層物性好，壓后獲得了7.3623萬(wàn)方/天

33、的無(wú)阻流量，改造效果比較理想。（4）膠凝酸酸壓工藝在大牛地氣田應(yīng)用了3口井，目前已求產(chǎn)的三口井均獲得了高產(chǎn)，尤其是PG3井，獲得10.777萬(wàn)方/天的無(wú)阻流量，這與膠凝酸酸壓工藝優(yōu)良的酸蝕效果直接相關(guān)。（5）PG5井壓后返排率為64.06%，PG3井壓后返排率為62.19%，兩者產(chǎn)能都比較高，但返排率均不高，從側(cè)面驗(yàn)證碳酸鹽儲(chǔ)層儲(chǔ)層返排率一般不高。四、水平井分段酸壓工藝的認(rèn)識(shí)及建議伴隨著大牛地氣田水平井工業(yè)化進(jìn)程的推動(dòng)，水平井壓裂獲得了良好的改造效果，華北局、分公司也加大了對(duì)下古界馬五層水平井開(kāi)發(fā)研究，目前求產(chǎn)的四口井均獲得了較好的改造效果，優(yōu)化并形成適合大牛地氣田的馬五層水平井完井方案及分段

34、酸壓壓裂改造工藝技術(shù)體系顯得極其重要，本論文通過(guò)對(duì)目前三種酸液體系的對(duì)比，找出更適合大牛地氣田馬五層的酸壓工藝，為今后馬五層的酸壓改造提供借鑒依據(jù)。1、對(duì)于同一種巖性，灰黑色灰?guī)r，共開(kāi)發(fā)了PG1、PG2、PG3三口水平井，分別采用了交聯(lián)酸酸壓工藝、轉(zhuǎn)向酸酸壓工藝和膠凝酸酸壓工藝；從產(chǎn)能上看，膠凝酸酸壓工藝取得了最好的改造效果，獲得了10.777萬(wàn)方/天的無(wú)阻流量，交聯(lián)酸酸壓工藝獲得的產(chǎn)能最低，無(wú)阻流量只有1.19348×104m3/d；從地層物性和測(cè)井解釋上對(duì)比， PG1井水平段全烴顯示段最短，只有60米，測(cè)井解釋較差，PG1井水平段全烴顯示段185米，測(cè)井解釋較好，PG3井水平段全烴顯示段519.5米，測(cè)井解釋最好，因此，在改造效果上，目前三種酸壓工藝均獲得了較好的改造效果，但從經(jīng)濟(jì)成本來(lái)看，膠凝酸酸壓工藝和交聯(lián)酸酸壓工藝成本相當(dāng)，均遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)向酸酸壓工藝，但交聯(lián)酸酸壓工藝由于用了兩種酸，配酸工藝及施工工藝相對(duì)復(fù)雜。三種酸壓工各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，具體使用效果有待在后期應(yīng)用中進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于灰色白云巖，共開(kāi)發(fā)了PG4、PG5兩口井，分別采用膠凝酸酸壓工藝及膠凝酸加砂酸壓工藝