低孔低滲氣田抗高溫完井產(chǎn)能釋放液的研究

李辰 李曉鋒 陳剛

摘 ? ? ?要：在油氣勘探及開發(fā)技術不斷發(fā)展與進步過程中，低孔低滲油氣藏逐漸成為能源接替和油氣儲量增長的關鍵區(qū)域。而在低孔低滲高溫儲層改造及開發(fā)過程中，受到其凝析氣藏特征影響，加上儲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，結合低孔低滲氣田儲層特征，細化探究完井產(chǎn)能釋放液體系及性能，并分析其現(xiàn)場應用與效果。

關 ?鍵 ?詞：低孔低滲氣田;抗高溫;完井;產(chǎn)能釋放液

中圖分類號：TE622.1+1 ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? 文章編號： 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，對儲層改造的技術和措施相對有限[1-3]。為了有效促進低孔低滲高溫氣田的產(chǎn)能釋放，本文對儲層保護及酸化等進行深入探究，科學構建低孔低滲氣田抗高溫完井產(chǎn)能釋放液體系，以有效解決儲存改造問題，提高儲層保護效果，并有效釋放氣田產(chǎn)能需求[4，5]。

1 ?低孔低滲氣田儲層特征

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)，不過因為井深相對比較深，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，溫度最高可以達到169.55 ℃，屬于特低～低滲、中～低孔氣藏。當?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)生微粒運移危險[6]。同時，儲層存在弱鹽敏、弱堿敏以及弱酸敏，中等的速敏和水敏，具有較強的水鎖性能。該氣田儲層屬于中等-強類型的非均質(zhì)儲層，所以鉆完井液很容易污染到儲層，對儲層造成微粒運移、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[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，其基巖結構會受到破壞，進而促進微粒釋放，形成沉淀，改變巖石潤濕性[10]。通常情況下，儲層受到的傷害主要表現(xiàn)在酸化之后會有二次產(chǎn)物沉淀，儲層流體、巖石以及酸液不配伍，另外，還會導致儲層潤濕性發(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，該氣田因為井底溫度比較高、氣層物性差以及氣藏埋藏深度達，在實際開發(fā)過程中需要積極采取有效措施，促進產(chǎn)能釋放，加強儲層環(huán)境保護。

2 ?完井產(chǎn)能釋放液體系探究

由于該氣田具有特殊的儲層傷害特征與油藏地質(zhì)，所以目前該氣田應用有十幾套儲層改造液體系。此體系結合儲層改造+解堵型酸液體系實現(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合形式的有機酸，兩者都是非氟化物，這兩種物質(zhì)復配之后，獲得3%復合有機酸，在3.5 MPa、150 ℃環(huán)境下，對天然巖心進行2 h的動態(tài)污染，對封堵時的漏失量加以記錄，并通過3%酸液進行4 h的破膠，對破膠之后的漏失量進行測定。天然巖心在受到三種酸液體系加以破膠過程中，漏失量都會隨著時間的延長呈現(xiàn)增加趨勢，其中漏失量增大趨勢最快的是經(jīng)復合有機酸破膠之后的巖心，證明其不僅可以對巖心封堵層存在的聚合物加以降解，還可對巖心喉道當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

對復合有機酸當中蘊含的氫離子物質(zhì)加以調(diào)整，使該物質(zhì)的量濃度與多氫酸當中的濃度相同。分別讓多氫酸和復合有機酸對三段巖心產(chǎn)生污染，最后復合有機酸對應滲透率比值依舊達到了120%，證明其具備深部酸化性能;在污染過程中，多氫酸對應滲透率比值呈現(xiàn)出快速下降趨勢，證明其不僅對聚合物具有降解作用，還對巖心喉道部位的礦物實現(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層殘余水源進行混合之后，獲得低沸點共沸物，不僅可以對水鎖傷害加以解除，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，蘊含氟元素，而氟烷基具有獨特的疏水性能，巖石表面和烯氧基在連接過程中實現(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)出多點連接狀態(tài)，長久性的發(fā)揮處理作用[15]。這兩者實現(xiàn)復配之后，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防能力，所以將2%黏土穩(wěn)定劑加入到該氣田相關水源環(huán)境中，可以全面解除水對巖心產(chǎn)生的水敏傷害。

2.5 ?高溫緩釋性能

在大量實驗評價操作之后，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），定向井射孔液對應溶蝕速率≤0.075 mm/a，均符合水平井和定向井提出的酸化產(chǎn)能釋放當中涉及的腐蝕控制要求。同時，完井產(chǎn)能釋放液滴定氫離子實際濃度保持在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

先取該氣田儲層巖心，對酸液濃度進行適當調(diào)整，之后將巖心驅替之后具體質(zhì)量變化量，當作溶蝕量評價指標[16]。經(jīng)過試驗，證明水平井完井產(chǎn)能釋放液能夠對儲層巖屑產(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。巖心在實現(xiàn)土酸驅替之后，其溶蝕量顯著增加，并且在巖心產(chǎn)生反應之后，會有部分沉淀生成，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行接觸角和表面張力的性能對比，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，同時對儲層潤濕性加以改變。

3.3 ?降壓助排性

以該氣田的主力儲層巖心為基礎，利用完井液、鉆井液和完井產(chǎn)能釋放液分別進行助排性能實驗，實驗結果可見表1。根據(jù)實驗分析，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

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

3.5 ?腐蝕性評價

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，均在標準范圍內(nèi);在4 h、170 ℃環(huán)境下，完井產(chǎn)能釋放液對應腐蝕速率保持在6.884 8至28.909 1 g/m2·h區(qū)間內(nèi)，均在標準范圍內(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 ?儲層保護性能評價

在室內(nèi)環(huán)境下，對入井流體和地層水之間實際配伍性加以評價，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，可對儲層產(chǎn)生一定保護作用[18，19]。在對該氣田巖心進行系列流體污染實驗后，仍舊呈現(xiàn)出優(yōu)良的儲層保護效果，并且滲透率恢復值超過了90%。

4 ?現(xiàn)場應用

某氣田首批井實現(xiàn)完井過程中，對完井產(chǎn)能釋放液體系加以利用，其中有四口井應用的是完井產(chǎn)能釋放液體系，有三口井應用的是降壓增產(chǎn)射孔液體系。該氣田當中的X1H井屬于水平井，井深達到5 450 m，水平段長度是1 189 m。將打孔管下入到預期位置，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，實現(xiàn)開井放噴。經(jīng)過一系列測量，清井產(chǎn)量最高值達到46.8×104 m3/d，是陪產(chǎn)的1.69倍。

5 ?結束語

在低孔低滲高溫類型的氣田當中，協(xié)同應用降壓助排劑、孔道疏松劑、高溫緩蝕劑和雙效型固體酸破膠劑等處理劑，針對水平井和定向井構建新型的完井產(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，滲透率恢復值超過90%，對儲層具備突出的保護和改造作用。

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