一种深层碳酸盐岩加重泡沫酸重复酸压的方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，进一步地说，是涉及一种深层碳酸盐岩加重泡沫酸重复酸压的方法。

背景技术

目前，深层碳酸盐岩油气藏发现的比例越越高，这种储层一般采用酸压的方法投产。由于埋深大、储层温度高、地应力高等因素的影响，第一次酸压的酸蚀裂缝长度短及导流能力低，且导流能力递减快。因此，重复酸压势在必行。

目前的重复酸压一般仍采用与第一次酸压相近的注入模式、注入参数及酸液体系，注入模式一般采用非反应性压裂液造缝及黏度高的胶凝酸或地面交联酸两级注入，排量一般6-8m

中国专利CN105602543A公开了一种酸压暂堵剂及其制备方法，属于油田化学技术领域。由质量分数为25～35％的聚酯共聚物增强剂，40～50％的改性淀粉共聚物和20～30％的交联共聚物混合而成。酸压暂堵剂酸溶率达到100％，突破压力梯度达到30.4MPa·m-1，暂堵率超过99.5％，能够有效封堵地层裂缝，满足重复酸压技术的现场施工要求，并没有涉及如何利用加重的清洁泡沫转向酸提高重复酸压的效果。

文献《耐温耐盐深穿透泡沫酸体系的研制及应用》(油田化学2018年)研制了一种配方为20％HCl+1％铁离子稳定剂XC-16+2％缓蚀剂XC-13+1％破乳剂XC-08+0.9％起泡剂FRC-1+0.3％稳泡剂CNC+1.5％无机纳米SiO2颗粒的耐高温、耐盐深穿透泡沫酸体系，考察了该体系的泡沫稳定性、耐温耐盐性能及酸岩反应性能，并没有涉及如何利用加重的清洁泡沫转向酸提高重复酸压的效果。

文献《缝洞型碳酸盐岩储层重复酸压改造技术研究与实践》(油气井测试2017年)通过酸压失利因素分析，开展重复酸压可行性研究，提出加大施工规模延伸老裂缝，暂堵转向酸压造新缝及携砂酸压提高导流能力三种重复改造技术思路。研究实践表明，针对性的暂堵转向工艺可取得较好的效果，携砂酸压相比非携砂工艺有增加导流能力的优势，并没有涉及如何利用加重的清洁泡沫转向酸提高重复酸压的效果。

需要研究提出一种新的深层碳酸盐岩重复酸压新技术，以解决上述局限性。

发明内容

为解决现有技术中出现的问题，本发明提供了一种深层碳酸盐岩加重泡沫酸重复酸压的方法。本发明利用加重的清洁泡沫转向酸体系降低原有裂缝的滤失程度，提高重复酸压时裂缝的延伸长度。同时，利用清洁泡沫转向酸体系具有转向能力的特点，促使裂缝发生转向，进一步扩大重复酸压的改造范围。

本发明的目的之一是提供一种深层碳酸盐岩加重泡沫酸重复酸压的方法。

包括：

采用低黏度胶凝酸与加重的清洁泡沫转向酸交替注入模式，利用黏滞指进效应，在主裂缝及转向裂缝中产生非均匀刻蚀效应，提高酸蚀裂缝的改造体积及导流能力。

所述方法包括以下步骤：

(1)储层参数的评估；

(2)第一次酸压施工效果评估；

(3)加重的清洁泡沫转向酸体系制备；

清洁泡沫转向酸中加入加重材料，制得加重的清洁泡沫转向酸体系；

加重的清洁泡沫转向酸体系的密度与低黏度胶凝酸的密度相当；

所述加重材料可采用本领域常规的加重材料，如：溴盐、氯盐、甲酸盐等；能增加清洁泡沫转向酸的密度即可，本发明中创新性的采用硝酸盐加重。硝酸盐可以将液体的密度加重到1.3g/cm

本发明的一种优选的实施方式中，

所述低黏度胶凝酸的黏度为10-15mPa.s；

本发明的另一种优选的实施方式中，

所述加重的清洁泡沫转向酸体系的黏度在70mPa.s以上；

本发明的进一步优选的实施方式中，

所述加重的清洁泡沫转向酸体系的黏度为70-80mPa.s；

(4)重复酸压的缝长及导流能力增长规律模拟；

(5)加重的清洁泡沫转向酸体系造主裂缝施工；

在本发明的一种优选的实施方式中，

加重的清洁泡沫转向酸体系的液量为100-200m

本发明的另一种优选的实施方式中，

加重的清洁泡沫转向酸体系的排量为井口限压下最高排量。

在造主缝施工过程中：确保压力上升幅度大于3MPa；如果上升幅度不超过3MPa，则增加加重清洁泡沫转向酸体系的用量或提高加重清洁泡沫转向酸体的黏度(如：剪切黏度为100mPa.s或更高)，使施工压力上升幅度超过3MPa。

(6)低黏度胶凝酸黏滞指进施工；

本发明的一种优选的实施方式中，

低黏度胶凝酸的液量为50-90m

在本发明的另一种优选的实施方式中，

排量为井口限压下最高排量。一般排量为6-8m

(7)重复交替注入施工1～2次：每次重复步骤5)～6)；

本发明的一种优选的实施方式中

重复交替施工2次；

(8)过顶替作业；

以当段井筒容积的120-130％过顶替，采用黏度与低黏度胶凝酸黏度相当的滑溜水体系，排量取井口限压下的最高排量。

(9)其它段的酸压施工；重复步骤5)～步骤9)，直到将所有段施工完为止；

(10)关井、返排与生产；

本发明的一种优选的实施方式中，

关井时间优选1-2小时。

本发明的目的之二是提供一种本发明的目的之一所述方法在压裂中的应用。

本发明的技术思路:

1)应用加重的清洁泡沫转向酸体系，在降低滤失的同时，增加泡沫酸的比重，防止井口压力的大幅度上升对注入排量的制约。众所周知，常规的清洁泡沫酸具有低滤失(贾敏效应)和高黏度的优势，还有转向功能(清洁转向酸与碳酸盐岩反应后黏度大幅度增加，后续注入的新酸黏度低，可迫使其进入应力更高的层段或在主裂缝侧翼方向产生新裂缝)，但有个重要的弱点是液柱静压力低，井口施工压力高，进而影响施工排量的提高。而泡沫酸加重后，则可在一定幅度上弥补泡沫酸比重小的缺点。如加重到地面交联酸的比重，则施工排量可基本维持在第一次酸压时的水平，甚至因生产引起的压力亏空导致的地应力降低效应，施工排量还可能较第一次酸压排量还高。

显然地，泡沫质量越高，需要加重的幅度越大，液体技术要求越高。一般的加重材料采用溴盐，本发明创新性的采用了硝酸盐，可以将液体的密度加重到1.3g/cm

2)采用低黏度胶凝酸与上述加重的清洁泡沫转向酸交替注入模式，利用后者的低滤失效应以及低黏度酸液与其黏度差引起的黏滞指进效应，并且采用等密度酸液(低黏度胶凝酸与加重的清洁泡沫转向酸的密度相等或相当)，可以在主裂缝及转向裂缝中都产生非均匀刻蚀效应，从而可大幅度提高酸蚀裂缝的改造体积及导流能力。

本发明具体可采用以下技术方案：

(1)酸压前变化了的储层参数的评估研究：由于重复酸压前储层参数如目前地层压力、地应力及水平应力差与垂向应力差、含油气饱和度、物性、岩石力学参数等都发生了很大的变化，因此，精细评价上述变化了的储层参数至关重要。其中，目前储层压力的评价最为重要，可采用储层弹性产率及累计亏空等数据反演，也可采用重复酸压前试井的方法进行评价确定。

(2)第一次酸压施工效果评估：包括裂缝长度、高度及导流能力的施工参数反演，应用与第一次酸压施工相同的设计软件，如Stimplan,Frac ProPT等，并与第一次酸压设计的缝长、高度及导流能力等数据进行综合对比，找出差异性的原因。然后，结合压后产量动态数据，拟合酸蚀缝长及导流能力。尤其是分不同的生产阶段，分阶段拟合酸蚀缝长及导流能力等数据，分析缝长及导流能力递减的原因及主控因素，由此可用于重复酸压的设计中。

(3)加重的清洁泡沫转向酸体系制备：按思路1)的要求，制备加重的清洁泡沫转向酸体系，并取步骤1)中加密井导眼井岩心及地下流体样品，进行配伍性、酸蚀导流能力、转向时黏度测试。

按等密度要求，调整加重剂浓度，使其比重与低黏度的胶凝酸(黏度可取10-12mPa.s，按黏滞指进的黏度比要求，加重泡沫清洁转向酸的黏度应在70mPa.s以上，优选为70-80mPa.s，上述黏度值都是在施工预定位置处的就地温度条件下，剪切速率170

(4)重复酸压的缝长及导流能力增长规律模拟：应用步骤2)中的软件，模拟不同滤失、黏度、注入模式下缝长及导流能力的变化。尤其要结合步骤3)中液体的各种综合性能，模拟重复酸压不同注入模式及液量、排量下的酸蚀缝长及导流能力，从中找出经济有效的缝长及导流能力对应的注入模式及施工参数，即为最佳的注入模式及施工参数。

(5)加重的清洁泡沫转向酸造主裂缝施工：考虑到该酸液的特殊性能，可以作为前置液造缝。主体参数参照步骤4)确定的结果。一般体积为100-200m

施工中如出现压力转向现象，应注意压力的上升幅度是否达到了裂缝转向的临界压力(即井口压力增加大于3MPa)，如没有达到，即使出现了施工压力的上升，也不是裂缝转向的表现。为了确保裂缝转向后的裂缝走得更远，三次交替注入时，要求每个交替注入阶段都能出现真正的转向效应，如达不到转向压力上升幅度，则增加加重清洁泡沫转向酸的使用量或提高该酸液体系的性能(剪切黏度为100mPa.s或更高)，确保转向时黏度上升幅度足以保证压力的上升幅度超过临界转向压力(即井口压力增加大于3MPa)。如井口压力增加大于3MPa，则进行步骤6)。

(6)低黏度胶凝酸黏滞指进施工：该胶凝酸黏度可取步骤4)确定的10-15mPa.s，一般该段液体体积50-90m

(7)第二次交替注入施工：重复步骤5)～6)。

(8)第三次交替注入施工：重复步骤5)～6)。

(9)过顶替作业:以当段井筒容积的120-130％过顶替，以避免近井筒裂缝尤其是缝口处导流能力因酸岩过度溶蚀引起坍塌效应对导流能力的极度损失。用黏度与低黏度胶凝酸黏度相当的滑溜水体系，排量取井口限压下的最高排量。

(10)其它段的酸压施工，重复步骤5)～步骤9)，直到将所有段施工完为止。

(11)酸压后适当关井1-2小时，以增加酸岩反应时间。然后，按常规流程及参数进行返排与生产。

本发明在酸压前变化了的储层参数评估研究的基础上，制备好清洁泡沫转向酸体系，并通过调整加重剂浓度，提高该酸液体系的施工排量。首先采用加重的清洁泡沫转向酸造主裂缝施工，然后低黏度胶凝酸黏滞指进施工。加重的清洁泡沫转向酸与低黏度胶凝酸组合注入2-3次后，进行过顶替作业，酸压结束后关井1-2小时以增加酸岩反应效果。本发明的方法可以有效的降低原有裂缝的滤失程度，提高重复酸压时裂缝的延伸长度，并促使裂缝发生转向，进一步扩大重复酸压的改造范围。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属本发明的保护范围。

实施例1

某深层碳酸盐岩储层，井深6200米，(本井是直井，只有1段酸压)，通过本发明所提供的方法进行施工。

(1)根据储层评价，该井生产了22个月，地层压力为初期的0.82，水平应力差为原先的0.92。

(2)将初次酸压施工参数进行反演，压后酸蚀缝长为102m，导流能力为45D.cm，根据生产22个月的动态数据进行计算，目前有效缝长仅为56m，导流能力为24D.cm，表明酸蚀裂缝闭合较多。

(3)配置加重的清洁泡沫转向酸，加重材料采用氯化钠、溴化钠、甲酸钠，其在170

(4)通过模拟计算，采用加重的清洁泡沫转向酸最大施工排量为5.5m

(5)在施工初期以5.5m

(6)然后用6.8m

(7)接着用6.8m

(8)最后以12mPa.s的滑溜水顶替70m

(10)停泵90min。

通过本发明实施，该井压后测试产量为68.7t/d，比压前产量提高35.2％。

实施例2

某深层碳酸盐岩储层，井深5750米，分为3段酸压，通过本发明所提供的方法进行施工。

(1)根据储层评价，该井生产了27个月，地层压力为初期的0.78，水平应力差为原先的0.94。

(2)将初次酸压施工参数进行反演，压后酸蚀缝长为126m，导流能力为37.5D.cm，根据生产27个月的动态数据进行计算，目前有效缝长仅为64.2m，导流能力为22.8D.cm，表明酸蚀裂缝经常长期的生产已经逐渐闭合。

(3)配置加重的清洁泡沫转向酸，加重材料采用氯化钠、溴化钠、甲酸钠，其在170

(4)通过模拟计算，采用加重的清洁泡沫转向酸最大施工排量为5.8m

(5)对于第一段裂缝，在施工初期以5.8m

(6)然后用7.2m

(7)接着用7.2m

(8)最后以10mPa.s的滑溜水顶替65m

(9)对于第2段和第3段裂缝，重复步骤5)～步骤9)进行施工。

(10)停泵70min。

通过本发明实施，该井压后测试产量为54.2t/d，比压前产量提高27.6％。

对比例

某深层碳酸盐岩储层，井深6182米，通过大规模注入滑溜水和交联酸的方式进行重复酸压，其中交联酸用量950m3，滑溜水用量1470m3，酸压后测试产量为57.3t/d，仅比压前提高了11.7％，且生产不足2个月后，产量继续下降到42.6t/d。