交联酸加砂酸化压裂技术在复杂岩性油藏的应用

杨晓影

摘要：很多复杂岩性油藏存在着较大的开发难度，需要采用合理的增产措施来提高油井产量。本文对交联酸室内评价实验进行研究，并对采用交联酸加砂酸化压裂技术现场试验情况进行分析。

关键词：压裂技术;交联酸加砂酸化压裂;现场应用

隨着油气勘探业务不断扩展，已经从原来的砂岩和碳酸岩储层向着复杂岩性油藏转变。由于该类油藏断块较多，丰度不高而且物性较差，勘探开采成本增多，需要采用压裂增产措施来提高采收率，从而在地层中建立起更多的人工裂缝，要求裂缝尽可能地延伸，形成多个裂缝分支，从而起到理想的压裂改造效果。需要做好压裂工艺技术的改进，采用酸化压裂形成更多的酸蚀裂缝，和水力压裂建立起具有较高导流能力的支撑裂缝进行结合形成复合裂缝，提高压裂改造的效果。

1交联酸室内评价实验

1.1交联酸性能评估

把酸液稠化剂均匀加到含量为15%的盐酸中，配制成质量分数为0.8%的溶液，经过溶解膨胀后的5小时后，测量该溶液的粘度为45mpa·s，之后分别加入质量分数为0.8%、1.0%及1.2%交联剂，之后投入到90度的水中保持1小时，然后进行持续剪切10分钟，再投入到110度的水体中恒温保持1小时，分别测量不同质量分数溶液具备的剪切黏度，分别为100 mpa·s、150 mpa·s和155mpa·s。从实验情况来看，该交联剂酸液稠化剂具备较好的交联效果，投入量为0.8-1.2%时，由于交联剂数量的变多，耐温性能得到显著提升，还具备较高的黏度和抗剪切性能，该交联酸可以达到酸化压裂施工过程中对携砂性能的需求。

1.2酸液助剂优选

把酸液稠化剂均匀的投入到浓度为15%盐酸液中，混合成质量分数达到0.8的液体，再投入不同种类的助排剂、铁离子稳定剂、缓蚀剂等进行溶解膨胀，等待5小时之后测量溶液具备的黏度为45mpa·s，再对溶液中加入交联剂，投入温度为90度的水中恒温保持1小时，对溶液剪切10分钟之后，分别检测后得知浓度为22mpa·s、150 mpa·s和9 mpa·s。与不投入任何添加剂交联酸性进行比较来看，投入的助排剂、铁离子稳定剂等并没有对酸液交联性能产生影响，缓蚀剂则会对酸液交联性能形成较大的影响，具备的腐蚀能力达到工业应用标准，同时对交联酸黏度不产生太大的影响。

1.3破胶水化试验

对交联之后的酸液中投入一定数量的碳酸钙，从而把溶液PH值下调到2-3，然后投入到85度的水中，检测不同时间段具备的黏度。从实验结果中可以看出，在温度保持1小时后，黏度减小的幅度不大，1小后黏度则快速地降低，4小时之后，黏度从原来的240 mpa·s减小到7 mpa·s。表明酸性物质和岩石反应过程中PH值会不断提高，交联酸在地下储层温度的影响下会破胶，破胶以后溶液具备的黏度会低于10 mpa·s，，由于在酸液条件下不会产生无法溶解于水体的残渣，不会对地下储层造伤害。

2现场试验情况分析

2.1某油井储层物性和试油情况

某油藏为典型的多介质复杂岩性油藏，为背斜多断层地质构造。某油井为完钻比较早的油井之一，井深为4055米，在3185-3228米区段为油层。地下储层主要由于碳酸盐岩、陆源碎屑岩和黏土等物质，储层中的微裂缝及溶蚀孔是重要的储油空间，天然裂缝发育较差，分布不均匀，是一种低产的油层，对该油井采用高能气体压裂之后每天的产量为0.1-0.3吨。

2.2酸化压裂工艺设计

胍胶等压裂液的滤饼及滤液会对地层天然微裂缝形成较大的伤害，采用交联酸来取代原来的水基形压裂液。交联酸可以作为加砂酸化施工的前置液，也可以用作携砂液，可以把酸化压裂和加砂压裂进行很好地结合。为了更好地起到支撑及封堵最早吸收压裂液的地层天然裂缝，减小裂缝具备的摩擦阻力，更好地提长加砂量，在压裂施工前段使用不停泵多段塞技术。随着裂缝长度的不断延伸，可以实现连通的裂缝数量变得更多，有用变排量施工来使裂缝达到以加砂作业所需要宽度。

该种复杂岩性的油藏储层压裂过程中会产生多裂缝，需要在地层改造时生成多裂缝。所以，形成的地层裂缝宽度要比普遍的压裂作业要小很多。为了实现水基压裂采用加砂量和砂比，利用了小颗粒支撑剂。通过实验手段可以看出，闭合应力的变大，颗粒物质的直径在0.35-0.63毫米和0.45-0.9毫米区间具备的导流能力差别不大。如果闭合应力超过60兆帕，两者间的差异变得更小。该油井闭合应力在68兆帕左右，可以采用颗粒直径在0.35-0.63的高强度陶粒，和同类型的颗粒直径区间0.45-0.9毫米陶粒进行比较来看，实验条件下测得的导流能力减小了6%。表明利用小颗粒支撑剂不会对增产效果产生较大影响。室内实验条件下测得陶粒在浓度为15%的盐酸和3%氢氟酸溶液的溶蚀率为7.01%，具备的抗压强度减小不明显，可以表明交联酸携砂不会对支撑剂强度和破碎率产生太大的影响。除此之外，由于交联酸具有较快的破胶能力，粘度会快速下降，压裂施工之后需要采取强制闭合工艺技术，降低支撑剂在地层裂缝下的沉淀量，从而使储层具备更好的导流能力。

3现场试验效果

对该油井采用交联酸加砂酸化压裂施工，注入排量从每分钟3方提升到4.2方，最高的排量为4.8方，对地层打入前置交联酸49方，段塞交联酸35方，携砂交联酸70方，总共加砂量为13方，最高的注入压力为81兆帕，地下储层的破裂压力为991方，表明该油井周围地层裂缝发育不完全。压施作业形成的裂缝宽度达到2.3毫米，长度达到108米，支撑缝高度为35.8米，延伸压力从71兆帕减小到61兆帕，酸液存在着较大的滤失量，表明随着地层裂缝的不断延伸，天然裂缝及溶洞中具备的连通量在变大，油井稳产时期的产量可达到每天6-10吨，达到了理想的增产效果。

参考文献：

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