松南火山岩气藏酸化施工难点分析及技术对策

宋宪实

（吉林师范大学化学学院，吉林四平 136000）

松南火山岩气藏酸化施工难点分析及技术对策

宋宪实

（吉林师范大学化学学院，吉林四平 136000）

松南火山岩气藏因其独有的储层特征，酸化改造存在诸多难点。根据火山岩气藏储层特征及以往施工经验，总结火山岩气藏酸化施工难点，并综述了目前的研究进展，明确了松南火山岩气藏酸化工艺的研究思路，为下步酸化改造提供技术支撑。

火山岩；气藏、酸化；缓速酸；转向酸

松南火山岩气藏构造上位于松辽盆地南部长岭断陷中央隆起达尔罕断凸带腰英台深层构造高部位。2007年底提交天然气探明地质储量433.60×108m3。其主力层系位于下部营城组，岩性主要为气孔流纹岩、熔结凝灰岩，主要特征有厚度大、孔渗均质性差，且均为孔洞、裂隙性储层。目前国内外对火山岩储层裂缝和延伸机理认识不清，储层改造难度较大。且由于松南火山岩气藏特殊的气水关系和完井方式致使改造手段较单一，酸化成为目前行之有效且成本较低的主要增产措施，因此针对酸化工艺技术开展系统研究，是松南火山岩气藏下步开发的基础。

1 储层特征

1.1 岩石组合及岩性特征

松南火山岩为多次喷发形成，火山岩岩石类型繁多。通过岩心观察、薄片等分析资料表明，火山岩岩石类型有火山熔岩和火山碎屑岩两大类，火山熔岩主要包括球粒流纹岩、流纹岩、英安岩；火山碎屑岩主要有流纹质熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩、流纹质火山角砾岩、集块岩等。就岩性而言气孔流纹岩、流纹质凝灰岩物性较好，其他岩性相对较差。

1.2 物性特征

通过岩心物性分析表明：松南火山岩气藏岩心孔隙度0.6%～20.7%，平均6.57%，渗透率（0.002-13.6）×10-3μm2，平均0.43×10-3μm2，属于低孔低渗气藏，且非均质性严重。

1.3 储层敏感性特征

敏感性分析为中等偏强水敏、中等偏弱一弱酸敏、无速敏。酸化改造过程中应注意黏土膨胀所造成的储层伤害。

1.4 温度压力系统

松南火山岩气藏为常温、常低压系统。储层压力系数1.1～1.2，地温梯度3.4℃/100m。储层温度大多在130～140℃。

2 酸化改造难点分析

2.1 储层温度高，改造半径小

松南火山岩气藏温度、压力如表1所示，在高温高压条件下，采用常规土酸体系进行酸化，其酸岩反应速率如表2所示，反应速率过快势必造成改造半径较小，酸化效果变差，有效期无法保证。同时储层温度高加速添加剂老化[1]，影响酸液性能。故松南火山岩酸化首先应考虑采用缓速酸体系进行酸化，并优选耐高温添加剂，以改善酸化施工效果。

表1 松南火山岩气藏温度、压力统计

表2 储层温度下土酸酸岩反应速率测试结果

2.2 施工井段长，均匀布酸困难

松南火山岩气藏水平井施工井段长一般在800～1 000m，完井方式主要以筛管完井和裸眼完井为主，较长的施工井段，加之特殊的完井方式，造成酸化施工过程中极易产生局部突进[2]（如图1所示），无法全井段均匀布酸，严重影响施工效果。均匀布酸示意图见图2。

图1 酸液局部突进示意

图2 均匀布酸示意

2.3 天然裂缝发育，酸液滤失大

对于天然裂缝大量存在的储层，施工过程中天然裂缝加速酸液滤失[3]（如图3所示），大量酸液会沿着缝宽较大、延伸摩阻较小的主天然裂缝走向延伸，使得多数狭窄天然裂缝无法得到有效改造，酸化波及面积降低。

图3 天然裂缝发育储层酸化示意图

3 酸化技术调研

目前国内外针对火山岩气藏酸化尚无成型配套工艺，但针对高温多裂缝储层酸化工艺主要包括以下两个方面，一是分层酸化工艺，其中有连续油管分层和封隔器分层两种，采用封隔器分层酸化施工成本相对较低，而采用连续油管酸化工艺可实现精确布酸。二是采用稠化缓速酸液体系进行酸化，国内应用的稠化缓速酸液体系主要以稠化剂+氟硼酸+土酸为主[4]，其主要原理是酸液注入储层后，稠化剂封堵储层微裂缝，同时氟硼酸通过电离作用不断补充因酸岩反应所消耗的氢离子，实现均匀布酸和降低酸岩反应速率的目的。

4 酸液体系研究进展

4.1 新型稠化缓速酸液体系研究

在国内稠化缓速酸液体系研究的基础上开展科研攻关，采用多氢酸代替氟硼酸，进一步降低酸岩反应速率，评价结果表明，在相同实验条件下，常规土酸和氟硼酸氢离子浓度在反应0.5 h后基本消耗殆尽，而多氢酸的氢离子浓度在1 h后仍较稳定（如图4、图5所示），可有效降低酸岩反应速度（如表3所示），扩大酸化半径。

图4 不同温度下多氢酸与碳酸钙反应-氢离子浓度

图5 常温下氟硼酸/土酸与碳酸钙反应-氢离子浓度

4.2 自转向酸液体系研究

该体系采用黏弹性表面活性剂作为酸化转向剂，鲜酸阶段自转向酸液体系黏度与水接近，酸岩反应进行到一定阶段，体系黏度增大（如图6、图7），酸液前行阻力增加，迫使注酸压力升高，同时后续酸液进入低渗透层，从而使酸液能够作用于更大区域，达到地层均匀布酸的目的。

图6 转向剂（zx-dayz）流变性能测试结果

图7 转向剂（zx-dayz）流变性能测试结果

5 结论

结合前期研究成果可以看出，松南火山岩气藏酸化工艺的研究重点在于稠化酸液体系的进一步优化，目前研究形成的稠化缓速酸液体系和自转向酸液体系，可有效解决松南火山岩气藏酸化施工过程中酸化半径小、局部突进和微裂缝无效滤失等问题，为松南火山岩气藏大规模开发的提供技术支撑。

[1] 曲占庆，齐宁.粘弹性表面活性剂自转向酸液体系研究进展[J].油气地质与采收率，2011，（18）.

[2] 郑云川，赵立强，刘平礼，等.两性表面活性剂酸液体系在基质酸化及酸压中的应用[J].天然气工业，2005，（25）.

[3] 何春明，陈红军，刘岚，等.VES自转向变粘机理研究[J].钻井液与完井液，2010，（27）.

[4] 郭肖，杜志敏.等非均质对水平井产能的影响[J].石油勘探与开发，2004，（31）.

The Analysis on Construction Difficulties of Songnan Volcanic Gas Reservoir's Acidification and Technological Responses

Song Xian-shi

Because of Songnan Volcanic gas reservoir’s unique reservoir features，acidification reconstruction has a lot of difficult points.According to the reservoir features of volcanic gas reservoir and past construction experience，the writer of the article concludes construction difficulties because of the acidification of volcanic gas reservoir，comprehensively discusses current research progress and defines the thinking of study on the Songnan Volcanic gas reservoir’s acidification technology，which provides technical support for acidification reconstruction in the next step.

volcanic rock；gas reservoir；acidification；retarded acid；diverting acid

TE273

A

1003-6490（2017）01-0072-02

2017-01-05

宋宪实（1989—），男，吉林松原人，硕士在读，主要研究方向为有机化学方向。