李辰 李曉鋒 陳剛

摘 ? ? ?要：在油氣勘探及開發(fā)技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步過程中，低孔低滲油氣藏逐漸成為能源接替和油氣儲(chǔ)量增長(zhǎng)的關(guān)鍵區(qū)域。而在低孔低滲高溫儲(chǔ)層改造及開發(fā)過程中，受到其凝析氣藏特征影響，加上儲(chǔ)層本來具有多種潛在敏感性，產(chǎn)能釋放難度較大?；诖耍阅车蜏氐蜐B高溫氣田為例，結(jié)合低孔低滲氣田儲(chǔ)層特征，細(xì)化探究完井產(chǎn)能釋放液體系及性能，并分析其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用與效果。

關(guān) ?鍵 ?詞：低孔低滲氣田;抗高溫;完井;產(chǎn)能釋放液

中圖分類號(hào)：TE622.1+1 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? 文章編號(hào)： 1671-0460（2019）12-2848-04

Abstract： In the process of continuous development of oil and gas exploration and development technology， low-porosity and low-permeability oil and gas reservoirs have gradually become the key areas for energy replacement and oil and gas reserves growth. In the process of low-porous low-permeability high-temperature reservoir reconstruction and development， due to the influence of its condensate gas reservoir characteristics and a variety of potential sensitivities of the reservoir， the production capacity is difficult to release. Based on this， taking a low temperature and low permeability high temperature gas field as an example， combined with the characteristics of low hole and low permeability gas field reservoir， completion stimulation fluid system and its performance were investigated， and its application and effect in the field were analyzed.

Key words： Low porosity and low permeability gas field; High temperature resistance; Completion; Stimulation fluid

目前低孔低滲氣田在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)過程中，壓裂和酸化屬于產(chǎn)能釋放的主要措施，但是一些氣田比如海上油氣田等受到安全要求、完井方式以及作業(yè)成本等限制因素影響，對(duì)儲(chǔ)層改造的技術(shù)和措施相對(duì)有限[1-3]。為了有效促進(jìn)低孔低滲高溫氣田的產(chǎn)能釋放，本文對(duì)儲(chǔ)層保護(hù)及酸化等進(jìn)行深入探究，科學(xué)構(gòu)建低孔低滲氣田抗高溫完井產(chǎn)能釋放液體系，以有效解決儲(chǔ)存改造問題，提高儲(chǔ)層保護(hù)效果，并有效釋放氣田產(chǎn)能需求[4，5]。

1 ?低孔低滲氣田儲(chǔ)層特征

某氣田是低孔低滲高溫氣田，具有突出的凝析氣藏特征，氣藏壓力系數(shù)保持在正常范圍之內(nèi)，不過因?yàn)榫钕鄬?duì)比較深，所以其井底的滲透率在0.14至34.88 mD區(qū)間，氣藏孔隙度在8.5%至15.5%區(qū)間，溫度最高可以達(dá)到169.55 ℃，屬于特低～低滲、中～低孔氣藏。當(dāng)?shù)仞ね恋V物的主要成分是綠泥石和蒙/伊混層，伊利石次之，所以在氣田開采期間可能發(fā)生微粒運(yùn)移危險(xiǎn)[6]。同時(shí)，儲(chǔ)層存在弱鹽敏、弱堿敏以及弱酸敏，中等的速敏和水敏，具有較強(qiáng)的水鎖性能。該氣田儲(chǔ)層屬于中等-強(qiáng)類型的非均質(zhì)儲(chǔ)層，所以鉆完井液很容易污染到儲(chǔ)層，對(duì)儲(chǔ)層造成微粒運(yùn)移、敏感性以及配伍性傷害，并且相比一般的油氣層，此類氣層更容易受到損害與污染，并且一旦發(fā)生污染將很難恢復(fù)[7-9]。不過該氣田大部分孔隙度都超過7%，所以在酸化以及擴(kuò)孔釋放產(chǎn)能方面具備一定條件。巖石在受到酸液影響后，其基巖結(jié)構(gòu)會(huì)受到破壞，進(jìn)而促進(jìn)微粒釋放，形成沉淀，改變巖石潤(rùn)濕性[10]。通常情況下，儲(chǔ)層受到的傷害主要表現(xiàn)在酸化之后會(huì)有二次產(chǎn)物沉淀，儲(chǔ)層流體、巖石以及酸液不配伍，另外，還會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)層潤(rùn)濕性發(fā)生變化，產(chǎn)生毛管力，酸化之后疏松微粒以及顆粒在脫落運(yùn)移過程中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，并出現(xiàn)乳化問題等[11-14]。綜合看來，該氣田因?yàn)榫诇囟缺容^高、氣層物性差以及氣藏埋藏深度達(dá)，在實(shí)際開發(fā)過程中需要積極采取有效措施，促進(jìn)產(chǎn)能釋放，加強(qiáng)儲(chǔ)層環(huán)境保護(hù)。

2 ?完井產(chǎn)能釋放液體系探究

由于該氣田具有特殊的儲(chǔ)層傷害特征與油藏地質(zhì)，所以目前該氣田應(yīng)用有十幾套儲(chǔ)層改造液體系。此體系結(jié)合儲(chǔ)層改造+解堵型酸液體系實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能釋放，包含四大核心處理劑，分別是孔道疏通劑、雙效性固體酸破膠劑、降壓助排擠、防水敏和水鎖劑。

2.1 ?酸溶性能

由于雙效性固體酸破膠劑屬于雙效類型的固體酸，而孔道疏通劑屬于復(fù)合形式的有機(jī)酸，兩者都是非氟化物，這兩種物質(zhì)復(fù)配之后，獲得3%復(fù)合有機(jī)酸，在3.5 MPa、150 ℃環(huán)境下，對(duì)天然巖心進(jìn)行2 h的動(dòng)態(tài)污染，對(duì)封堵時(shí)的漏失量加以記錄，并通過3%酸液進(jìn)行4 h的破膠，對(duì)破膠之后的漏失量進(jìn)行測(cè)定。天然巖心在受到三種酸液體系加以破膠過程中，漏失量都會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其中漏失量增大趨勢(shì)最快的是經(jīng)復(fù)合有機(jī)酸破膠之后的巖心，證明其不僅可以對(duì)巖心封堵層存在的聚合物加以降解，還可對(duì)巖心喉道當(dāng)中存在的一些礦物產(chǎn)生溶蝕作用，顯著提升滲透率。

2.2 ?深部酸化性能

對(duì)復(fù)合有機(jī)酸當(dāng)中蘊(yùn)含的氫離子物質(zhì)加以調(diào)整，使該物質(zhì)的量濃度與多氫酸當(dāng)中的濃度相同。分別讓多氫酸和復(fù)合有機(jī)酸對(duì)三段巖心產(chǎn)生污染，最后復(fù)合有機(jī)酸對(duì)應(yīng)滲透率比值依舊達(dá)到了120%，證明其具備深部酸化性能;在污染過程中，多氫酸對(duì)應(yīng)滲透率比值呈現(xiàn)出快速下降趨勢(shì)，證明其不僅對(duì)聚合物具有降解作用，還對(duì)巖心喉道部位的礦物實(shí)現(xiàn)了大量溶蝕，造成孔喉被溶蝕微粒所堵塞，滲透率有所下降。

2.3 ?防水鎖性能

降壓助排擠能夠在和儲(chǔ)層殘余水源進(jìn)行混合之后，獲得低沸點(diǎn)共沸物，不僅可以對(duì)水鎖傷害加以解除，還可促使返排壓力得到顯著下降;防水鎖劑屬于非離子表面活性劑，蘊(yùn)含氟元素，而氟烷基具有獨(dú)特的疏水性能，巖石表面和烯氧基在連接過程中實(shí)現(xiàn)吸附，受到分子所具備的聚集特性，可以促使烯氧基與巖石表面呈現(xiàn)出多點(diǎn)連接狀態(tài)，長(zhǎng)久性的發(fā)揮處理作用[15]。這兩者實(shí)現(xiàn)復(fù)配之后，相比一般的完井液體系，巖心滲透率具有更良好的恢復(fù)效果。

2.4 ?黏土穩(wěn)定性能

由于黏土穩(wěn)定劑具備突出的水敏解除與預(yù)防能力，所以將2%黏土穩(wěn)定劑加入到該氣田相關(guān)水源環(huán)境中，可以全面解除水對(duì)巖心產(chǎn)生的水敏傷害。

2.5 ?高溫緩釋性能

在大量實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)操作之后，可得到完井產(chǎn)能釋放液的配方是：10%的雙效型固體酸破膠劑+8%的孔道疏通劑+水+4%的防水鎖劑+20%～30%的降壓助排劑+5%的高溫緩蝕劑+2.5%的黏土穩(wěn)定劑;降壓增產(chǎn)射孔液的配方是：1%的孔道疏通劑+2%的黏土穩(wěn)定劑+2%的防水鎖劑+5%的高溫緩蝕劑+水+20%的降壓助排劑。

在170 ℃條件下，完井產(chǎn)能釋放液是腐蝕速率≤30 g/（m2·h），定向井射孔液對(duì)應(yīng)溶蝕速率≤0.075 mm/a，均符合水平井和定向井提出的酸化產(chǎn)能釋放當(dāng)中涉及的腐蝕控制要求。同時(shí)，完井產(chǎn)能釋放液滴定氫離子實(shí)際濃度保持在0.265 6 mol·L-1，并且滴定氫離子在60 h、170 ℃環(huán)境下，其濃度保持在0.358 1 mol·L-1。

3 ?完井產(chǎn)能釋放液的性能分析

3.1 ?溶蝕性

先取該氣田儲(chǔ)層巖心，對(duì)酸液濃度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，之后將巖心驅(qū)替之后具體質(zhì)量變化量，當(dāng)作溶蝕量評(píng)價(jià)指標(biāo)[16]。經(jīng)過試驗(yàn)，證明水平井完井產(chǎn)能釋放液能夠?qū)?chǔ)層巖屑產(chǎn)生突出的溶蝕作用，并且溶蝕率基本上保持在7.8%至13.1%之間。巖心在實(shí)現(xiàn)土酸驅(qū)替之后，其溶蝕量顯著增加，并且在巖心產(chǎn)生反應(yīng)之后，會(huì)有部分沉淀生成，增加巖心重量，代表土酸并不適用于該氣田巖性酸化環(huán)節(jié)。

3.2 ?防水鎖及潤(rùn)濕性

使完井產(chǎn)能釋放液和自來水、多氫酸、鉆井液濾液以及完井液多種體系液體進(jìn)行接觸角和表面張力的性能對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)完井產(chǎn)能釋放液基于多氫酸和完井液，可以促使表面張力獲得顯著下降，同時(shí)對(duì)儲(chǔ)層潤(rùn)濕性加以改變。

3.3 ?降壓助排性

以該氣田的主力儲(chǔ)層巖心為基礎(chǔ)，利用完井液、鉆井液和完井產(chǎn)能釋放液分別進(jìn)行助排性能實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見表1。根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析，可以發(fā)現(xiàn)完井產(chǎn)能釋放液能夠有效促使毛管突破壓力下降，并實(shí)現(xiàn)毛管力阻力梯度的顯著疊加，具備突出的降壓助排性。

3.4 ?二次污染性

該氣田的主力儲(chǔ)層巖心在受到酸液二次污染之后，在差異化返排時(shí)間條件下分別測(cè)定滲透率恢復(fù)值。根據(jù)圖1可以發(fā)現(xiàn)，巖心在多氫酸驅(qū)替之后，返排時(shí)間越長(zhǎng)，其滲透率先是呈現(xiàn)出增大趨勢(shì)，后來又快速下降;巖心在經(jīng)過完井產(chǎn)能釋放液驅(qū)替之后，其滲透率恢復(fù)值處于穩(wěn)步增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。因此，完井產(chǎn)能釋放液能夠適度溶蝕儲(chǔ)層礦物，且不會(huì)出現(xiàn)二次傷害現(xiàn)象。

3.5 ?腐蝕性評(píng)價(jià)

在72 h、172 ℃環(huán)境下，降壓增產(chǎn)射孔液腐蝕速率始終保持在0.014 8至0.049 mm/a區(qū)間，均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi);在4 h、170 ℃環(huán)境下，完井產(chǎn)能釋放液對(duì)應(yīng)腐蝕速率保持在6.884 8至28.909 1 g/m2·h區(qū)間內(nèi)，均在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，充分符合水平井及定向井在產(chǎn)能釋放中提出的腐蝕控制要求[17]。

3.6 ?儲(chǔ)層保護(hù)性能評(píng)價(jià)

在室內(nèi)環(huán)境下，對(duì)入井流體和地層水之間實(shí)際配伍性加以評(píng)價(jià)，證明完井產(chǎn)能釋放液和完井液、地層水以及鉆井液濾液之間存在良好的配伍性，可對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)生一定保護(hù)作用[18，19]。在對(duì)該氣田巖心進(jìn)行系列流體污染實(shí)驗(yàn)后，仍舊呈現(xiàn)出優(yōu)良的儲(chǔ)層保護(hù)效果，并且滲透率恢復(fù)值超過了90%。

4 ?現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

某氣田首批井實(shí)現(xiàn)完井過程中，對(duì)完井產(chǎn)能釋放液體系加以利用，其中有四口井應(yīng)用的是完井產(chǎn)能釋放液體系，有三口井應(yīng)用的是降壓增產(chǎn)射孔液體系。該氣田當(dāng)中的X1H井屬于水平井，井深達(dá)到5 450 m，水平段長(zhǎng)度是1 189 m。將打孔管下入到預(yù)期位置，之后將常規(guī)完井液體系替換成完井產(chǎn)能釋放液，按照正循環(huán)形式，將完井產(chǎn)能釋放液替入30 m3，與水平井裸眼段位置平齊，之后將φ88.7 mm的生產(chǎn)管柱下入其中，實(shí)現(xiàn)開井放噴。經(jīng)過一系列測(cè)量，清井產(chǎn)量最高值達(dá)到46.8×104 m3/d，是陪產(chǎn)的1.69倍。

5 ?結(jié)束語

在低孔低滲高溫類型的氣田當(dāng)中，協(xié)同應(yīng)用降壓助排劑、孔道疏松劑、高溫緩蝕劑和雙效型固體酸破膠劑等處理劑，針對(duì)水平井和定向井構(gòu)建新型的完井產(chǎn)能釋放液體系，具備突出的防二次污染與深部酸化性能，還能顯著提高助排性，減小毛管壓力，與其他工作液具有良好的配伍性，在經(jīng)過系列流體污染之后，滲透率恢復(fù)值超過90%，對(duì)儲(chǔ)層具備突出的保護(hù)和改造作用。

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