顺北油气田超深超高压碳酸盐岩酸压工艺技术应用分析

张慎

摘 要：顺北油气田碳酸盐岩储层具有超深、高温和高破裂压力等特点，正常油气井钻完井后，存在比较严重的地层污染，使油气井不能顺利建产。本文主要研究了目前顺北油气田酸压改造技术应用情况，分析了顺北油气田酸压改造的难点，酸压改造现场配套设备、酸压技术思路、酸压液体和工艺技术参数等的应用情况，对比分析了酸压改造后的产量情况，对施工井的施工曲线进行了分析，给后续顺北油气田酸压改造工艺技术的现场应用提供参考借鉴。

关键词：顺北油气田;碳酸盐岩;超深超高压;酸压

1 区域地质概况

顺北油气田主体位于塔里木盆地顺托果勒低隆起，其东南延伸至古城墟隆起的顺南斜坡顺北地区，面积达1.99万km2，储层平均深度超过7500m，最深达8600m，是世界上最深的油气藏之一。2016年至今，顺北油气田储层研究先后经历了顺南攻关期、顺北探索期以及顺北攻关期，2018年中石化研究院提出的断裂核带结构成储机制是目前最主流的断裂控储模式。目前，塔里木盆地顺北地区部署在断裂带上或紧邻断裂带的多口探井和开发井，已发现落实了18条走滑断裂带，资源规模达17×108t油当量，顺北1断裂、顺北5断裂、顺北7断裂3条主干断裂已取得油气突破，在奥陶系都获得了工业油气流。

2 储层的特征

顺北区块奥陶系碳酸盐岩主要储层发育段为一间房组--鹰山组上段，其碳酸盐岩储层具有超深（≥7300.00m）、高温（≥160℃）和高破裂压力（0.019MPa/m）等特点。储层原生储集空间多已破坏殆尽，现今有效储集空间以次生储集空间为主，包括高陡断层相关洞穴、高角度构造缝、扩溶或充填残余缝、溶蚀孔洞、晶间孔隙及微裂缝等多种储渗空间类型，大小形态悬殊，分布不均。其中，与走滑断裂相关的洞穴、构造缝及沿缝溶蚀孔洞是主要的储集空间类型。

3 酸压工艺技术

3.1 酸压改造目的

顺北油气田主要储集空间是缝--洞，也提供了油气的渗流通道，一方面，钻井液固相很容易侵入储层，造成对储足的损害。生要体现为：钻井液固相颗粒进入储层裂缝，堵塞油气通道，降低裂缝的渗流能力，如果油气井投产时不能及时解堵，会导致油气产量下降;钻井液大量的漏失，液相进入到储层中，可能与储层中的流体或矿物发生反应，引起油气流动阻力增大，很对新井完井后不能正常建产，需要酸压改造，解除近井污染，沟通井眼周边缝洞储集体，达到建产的目的。酸压改造的技术思路是前期少量酸液预处理地层，解除近井污染，降低泵注压力;大排量大规模高粘压裂液注入地层造缝，进一步提高下缝高，同时起到降温和降滤失作用，提高后续酸液液体效率;随后大排量注入大规模交联酸，提高酸蚀裂缝作用距离;大排量注入滑溜水+酸液提高裂缝复杂度，激活天然裂缝;注入不交联交联酸闭合酸化，提高裂缝整体导流能力。

3.2 酸压液体

顺北油气田目前主要应用酸压工作液体为滑溜水+压裂液+地面交联酸酸压液体体系，由于顺北区块储层埋藏深、温度高，井底温度一般为160℃以上，因此采用耐高温160℃地面交联酸及压裂液体系。液体配方如下：

滑溜水配方：0.3%胍胶+0.025%pH调节剂+1.0%粘土稳定剂+0.1%杀菌剂。

压裂液配方：0.5%胍胶+1.0%破乳剂+1.0%温度稳定剂+0.1%杀菌剂+0.15%pH调节剂+0.5%增效剂+1.0%粘土稳定剂+0.8%有机钛交联剂。

地面交联酸配方：20%HCl+0.8%稠化剂+3.0%高温缓蚀剂+1.0%破乳剂+1.0%铁离子稳定剂+2.0%交联剂+0.03%破胶剂。

3.3 酸压配套设备及施工管柱

顺北油气田超高压酸压改造全部采用2500型压裂车，140MPa下单车最大排量0.76m3/min，配套140MPa压裂车泵头及高压管汇、高压管线，现场施工车辆一般为22-24台，满足设计12m3/min以上排量要求。

针对顺北超深超高压井的酸压施工，为进一步提高施工排量，降低施工过程中泵注摩阻，施工井一般选用41/2″酸压管柱浅下，一般下深6000m以内，进一步降低泵注管柱摩阻;同时，为了提高泵注过程中的施工限压，酸压施工选用140MPa井口及配套高压管线，进一步提高施工中的泵注排量。31/2″酸压管柱与41/2″酸压管柱摩阻对比如下表：

通过摩阻对比表可以看出，选用41/2″管柱，在10m3/min泵注排量下，压裂液摩阻能减小2.7倍，酸液摩阻能减小2.8倍，能极大的降低管柱摩阻，保证满足高排量泵注的条件。

3.4 酸压施工参数

顺北油气田超深碳酸盐岩储层酸压改造采用大缝高、深穿透改造思路，酸压技术需要解决2个问题：如何大幅度提高有效酸蚀缝长;如何大幅度提高酸蚀裂缝导流能力。没有导流能力的酸蚀长缝和没有酸蚀长缝的导流能力都是没有意义的，因此二者缺一不可。在现有施工条件下，提高有效酸蚀缝长的主要途径是降低酸岩反应速度，增大酸液在井筒及地层中的流速，增大酸液的有效作用距离;而提高酸蚀裂缝导流能力的主要措施是交替注入高黏酸液与低黏酸液，利用黏度差形成的黏滞指进效应，大幅度提升酸液对储层岩石的非均匀刻蚀效果。

目前酸压施工最高排量达到14m3/min，最高施工泵压127.7MPa，施工总液量最高2400方，施工井施工参数对比如下表：

3.5 酸压施工曲线分析

3.5.1 顺北**井酸压施工曲线

从施工曲线看，正挤地面交联酸120m3（不加交联剂），解除近井污染，降低泵注摩阻;正挤压裂液800m3阶段，压裂液冻胶进入地层，泵压不断上涨，冻胶向远端不断推进;正挤地面交联酸610m3，酸液进入地层后，泵压从122.9MPa持续下降至95.4MPa，酸液不断刻蚀地层裂缝，有明显沟通储集体显示;正挤滑溜水460m3阶段，将地面交联酸全部挤入地层远端;正挤地面交联酸170m3（不加交联剂）阶段，酸液进入地层进一步刻蚀近井地带裂缝;正挤滑溜水200m3阶段，采用过顶的方式将酸液全部挤入地层，提高远端地层的裂缝导流能力。

3.5.2 顺北*井施工曲线

从施工曲线看，正挤地面交联酸110m3（不加交联剂）阶段，有一定解除近井污染显示;正挤压裂液600m3阶段，压裂液冻胶進入地层，泵压不断上涨，冻胶向远端不断推进;正挤自生酸400m3，对地层深部裂缝进行刻蚀;大排量正挤地面交联酸400m3，提高酸蚀裂缝作用距离;交替注入滑溜水300m3+地面交联酸190m3，进一步激活近井天然裂缝;正挤滑溜水240m3阶段，采用过顶的方式将酸液全部挤入地层，提高远端地层的裂缝导流能力。该井酸压后测试日产油110m3，日产气7.5万方，实现了顺北三区油气勘探的重大突破。

4 结论

①顺北油气田超深井碳酸盐岩酸压现场施工工艺、相关配套设备、施工各项参数能很好的满足施工设计的要求;

②从已经施工过的井分析，顺北油气田超深井碳酸盐岩酸压改造后都能建产，达到了酸压改造的目的;

③目前已经酸压改造过的油气井，压后产量较高，但同时压力、产量递减较快，如何能保证油气井的稳产，对下一步的酸压工艺提出了更高的要求。

参考文献：

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