多级注入闭合酸压工艺在牛东1超深井的应用

1、多级注入闭合酸压工艺在牛东1超深井的应用摘要:牛东1井是华北油田2011年在冀中地区部署的一口重点风 险探井，井深6027m是目前中国石油集团在环渤海湾地区已钻探最深 井。该井情况复杂，温度高,井段大,施工压力高，实施储层改造风险大。 针对这些技术难题，采用多级注入闭合酸压工艺，优化压裂液，酸液体 系成功完成对该井储层改造，取得日产气56.25万立方米、油642.91m3 的佳绩。多级注入闭合酸压工艺在牛东1井的成功应用，为此类超深井的碳酸盐岩储层措施改造提供了一定借鉴。关键词:超深井多级注入闭合酸压碳酸盐储层清洁酸多级注入闭合酸化工艺是深度酸压工艺中的一种，该工艺通过减少酸液滤失,减缓酸液反

2、应速度，提高酸液的作用距离，通过闭合酸化 提高酸蚀缝的导流能力。牛东 1超深井地层温度高、压力大，常规酸 化在高温条件下作用距离短无法达到改造目的。为解决上述局限，现场应用多级注入闭合酸化工艺，效果显著。1多级注入闭合酸化工艺原理多级注入:注入非反应前置液，起裂并延伸裂缝，在裂缝壁面形成 滤饼，减小后续液的滤失。然后交替注入主体酸和前置液 ，由于前置液 和酸液之间存在粘度差，酸液在缝内产生指进现象，提高酸液的有效作 用距离。闭合酸化：在低于闭合压力的情况下注入酸液，使大部分酸液呈紊 流穿过闭合的裂缝，迅速溶蚀岩石表面。形成不均匀酸蚀沟槽，提高了 酸蚀裂缝的导流能力。2牛东1井储层评价牛东1井是

3、部署在冀中坳陷霸州凹陷牛东潜山构造岔71断鼻潜山构造上上的一口预探井，酸压井段5641.5m6027m,雾迷山组,全岩 分析表明储层岩性主要以白云岩为主，岩性纯，粘土矿物成分低，酸蚀实验结果表明储层有利于酸液体系反应。应力剖面显示，目的层应力值最低只有50MPa,最高到90MPa左右，平均地应力梯度为 0.019MPa/m地层的应力变化范围较大。纵向改造程度难度大。总体 地质特点:储层为大套白云岩岩性纯，厚度较大，主要以二类、三类裂缝 为主，应力差较大、高温深井储层、具有一定能量，改造难度大。MFE 中途测试时,6mm油嘴一开放喷，折合日产油19.20m3,日产气 11726m3。测试结果为工

4、业油流，表明近井地带裂缝较发育。本井为白 云岩储层，适宜采用酸化增产措施，通过大规模的深度酸压技术，可以 获得高导流酸蚀长缝，从而沟通井筒远端，提高改造体积，扩大裂缝的 储集空间，达到提高产量的目的。3储层改造难点及工艺对策3.1储层深度超6000m,温度在180C，酸液反应速度快，酸蚀距离 短如何提高酸液的作用距离是深度酸化成功的关键所在。多级注入 酸压工艺采用压裂液为前置液，可以冷却地层降低裂缝温度，延长酸液 作用时间。同时优化压裂液配方，采用可在高温环境下保持粘度的速 溶瓜胶压裂液（添加温度稳定剂）为前置液，在裂缝形成滤饼，减少酸液 滤失，延长酸液作用距离。优化缓蚀剂、铁稳剂等添加剂，优

5、化酸液用 量，加大泵注的排量，提高天然裂缝深度改造距离，达到最大体积化改 造的目的。3.2该井为高温天然裂缝储层，远井裂缝发育情况未知为了充分利用天然裂缝，沟通更多的储存空间，结合本井情况采用前置探缝、主缝沟通、支缝支撑，多级注入，闭合酸化”的体积改造技 术。（1）对储层天然裂缝先堵后疏。前置液探缝阶段首先集中一部分 压裂液探缝造缝。当裂缝打开时降低排量，通过用高粘度压裂液输送 小粒径陶粒封堵近井天然裂缝。然后提高施工压力，使裂缝沿主裂缝延伸,形成高速通道，同时段塞加砂，支撑起分支裂缝，提高导流能力。（2） 多级注入，延伸裂缝。交替注入压裂液和酸液，使酸液在压裂液中不断 指进到裂缝前段，溶蚀裂

6、缝壁面，提高酸液作用距离，延伸裂缝长度。（3） 闭合酸化，进一步沟通裂缝。施工最后在低于破裂压力下继续注入酸 液，溶蚀裂缝，提高裂缝的导流能力和连通性。3.3储层中低渗地层难以有效利用，本井施工井段深，如残留污染 难以清理施工主体酸为清洁酸，是一种无聚合物类新型酸液体系。它是在 酸液中加入VES粘弹性表面活性剂制成，最初形成球状胶束，常温环境 下粘度低，当酸液遇或温度升高时，球状胶束转变成蠕虫状胶束，互相 缠绕粘度升高，实现暂堵。施工中随着酸液与白云岩反应进行，pH值升 高,CaCI2含量逐渐增多，酸液逐渐交联，完成对近井裂缝暂堵，同时提 高施工排量，迫使裂缝延伸。提高裂缝距离，充分沟通储层,

7、当反应结束, 在pH值升值4以上，钙离子浓度继续增高共同作用下，蠕虫胶束向球 状胶束自动转化，自动破胶,如和烃类物质接触或被地层水冲洗，破胶 加速。清洁转型酸不存在聚合物，无残渣易破胶，易返排,对地层污染 小。在多级注入的最后阶段加入互溶剂，增强了油的相对渗透率，利于 残酸返排，提高酸化效果。同时阻碍乳化液的形成，减少对地层的伤害。3.4目的层裸眼完井，易坍塌不确定因素多精细模拟施工压力：施工限压80MPa,KQ105/78型井口，采用油管 注入方式。优化管柱结构:88.9mmP110加厚油管+封隔器（卡点4200m5m避开接箍）,优化排量:多级注入阶段最大排量5.5m3/min,闭 合酸排量

8、3m3/min,在施工限压范围内，尽最大努力提咼排量达到咼排 量施工目的。4酸压液体的配制根据该井的储层特性，室内进行了模拟高温酸性环境下压裂液粘 性评价，破胶性能，缓蚀剂性能评价等试验，优选出压裂液，酸液配方如。5现场应用及效果分析5.1酸压施工过程酸压井段：5641.5m6027m施工管柱：D89mm油管一根下带D76mm管鞋4229.62m（圭寸隔器 卡点 4198.21m）。循环试压：87.73MPa前置交联冻胶:258.94m3（段塞加砂2.61m3）多剂注入阶段：第一级酸液100.97m3交联冻胶98.37m3第二级酸液150.00m3交联冻胶179.64m3第三极酸液113.81

9、m3交联冻胶28.01m3第四级酸液100.12m3交联冻胶197.60m3第五级 酸液113.43m3互溶剂14.39m3闭合酸化阶段：闭合酸:40m3顶替液:80m35.2压前压后效果对比通过大规模的深度酸压技术，获得高导流酸蚀长缝，从而沟通井筒 远端储层，提高改造体积，扩大裂缝的储集空间，得到高产工业油气流， 增产效果显著。压前日产油19.2m3压后产油642.91m3,增产33.5倍。 压前日产气1.1726万m3,压后日产气56.25万m3,增产47.97倍。6结语牛东1井施工共用液量1460m3,酸压深度达6027m发现了环 渤海地区目前最深的油气藏，对此类超深井碳酸盐储层措施改造具有 一定参考价值。从施工曲线可以看出：压力达到地层破裂压力(81.49MPa)后，压 力曲线整体呈下降趋势，在多级注入阶段，出现三次排量提升压力下降 的现象。说明随施工逐级进行，裂缝逐步向井筒远端延伸。速溶瓜胶体系压裂液加入耐温剂后，耐温效果增加，可在高温 环境下保持粘度。清洁酸具有稳定性强，作用