顺北油气田超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术

蒋廷学 周珺 贾文峰 周林波

蒋廷学, 周珺, 贾文峰, 周林波. 顺北油气田超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术[J]. 石油钻探技术, 2019, 47(3): 140-147. doi: 10.11911/syztjs.2019058
引用本文: 蒋廷学, 周珺, 贾文峰, 周林波. 顺北油气田超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术[J]. 石油钻探技术, 2019, 47(3): 140-147. doi: 10.11911/syztjs.2019058
JIANG Tingxue, ZHOU Jun, JIA Wenfeng, ZHOU Linbo. Deep Penetration Acid-Fracturing Technology for Ultra-Deep Carbonate Oil & Gas Reservoirs in the Shunbei Oil and Gas Field[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2019, 47(3): 140-147. doi: 10.11911/syztjs.2019058
Citation: JIANG Tingxue, ZHOU Jun, JIA Wenfeng, ZHOU Linbo. Deep Penetration Acid-Fracturing Technology for Ultra-Deep Carbonate Oil & Gas Reservoirs in the Shunbei Oil and Gas Field[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2019, 47(3): 140-147. doi: 10.11911/syztjs.2019058

顺北油气田超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术

doi: 10.11911/syztjs.2019058
基金项目: 

国家科技重大专项“超深井碳酸盐岩储层改造及测试关键技术”(编号:2017ZX05005–005–004)与中国石化科技攻关项目“顺北高温高压碳酸盐岩储层改造技术”(编号:P17004–2)、“顺北1区断溶体油藏储层改造技术研究与应用”(编号:P18022–2)联合资助

详细信息
    作者简介:

    蒋廷学(1969—),男,江苏东海人,1991年毕业于石油大学(华东)采油工程专业,2007年获中国科学院渗流流体力学研究所流体力学专业博士学位,教授级高级工程师,主要从事水力压裂机理、优化设计方法、现场试验及后评估方面的研究工作。系本刊编委。E-mail:jiangtx.sripe@sinopec.com

  • 中图分类号: TE357.2

Deep Penetration Acid-Fracturing Technology for Ultra-Deep Carbonate Oil & Gas Reservoirs in the Shunbei Oil and Gas Field

  • 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,酸压改造时存在酸蚀裂缝短、导流能力递减快等问题,为此,提出了应用深穿透酸压技术对超深碳酸盐岩储层进行改造的技术思路,并进行了技术攻关研究。合成了酸用稠化剂、高温缓蚀剂,研制了抗高温清洁酸,并进行了酸液非均匀刻蚀导流能力试验,分析了在闭合应力为20~90 MPa时仅注入清洁酸、仅注入胶凝酸和先注入清洁酸再注入胶凝酸3种注酸方式下裂缝的导流能力;同时,研究了酸液非均匀驱替流动机理,优化了非均匀刻蚀酸压工艺参数。研究发现,采用“清洁酸+胶凝酸”组合注入模式,不仅酸蚀裂缝导流能力有较大幅度提高,有效缝长也增加近1倍。超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术在顺北油气田进行了5井次现场试验,酸压施工成功率及有效率均达到100%,酸压后平均日产油107.7 m3,平均酸蚀缝长133.20 m,取得了明显的储层改造效果。研究认为,顺北油气田超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术可极大改善超深碳酸盐岩酸压效果,可为国内类似储层的酸压改造提供借鉴。
  • 图  1  酸用稠化剂分子结构

    Figure  1.  Molecular structure of acid thickener

    图  2  3种注酸方式下的裂缝导流能力对比

    Figure  2.  Comparison on the conductivities of fractures under three acid injection modes

    图  3  不同注酸方式下的酸蚀有效缝长对比曲线

    Figure  3.  Comparison curves of the effective length of acid etched fractures under different acid injection modes

    图  4  用不同黏度比液体驱替时裂缝内酸液的分布情况

    Figure  4.  Distribution of acid fluid when displaced with fluids at different viscosity ratios

    图  5  不同黏度比下裂缝中酸液的非均匀程度

    Figure  5.  Non-uniformity of acid fluid in fractures at different viscosity ratios

    图  6  高黏度和低黏度酸液排量比对裂缝中酸液分布的影响

    Figure  6.  Effect of the flowrate ratio of high/low viscosity acid fluids on the distribution of acid in fractures

    图  7  高、低黏度酸液液量比对裂缝中酸液分布情况的影响

    Figure  7.  Effect of the displacement volumes of high/low viscosity acid fluids on the distribution of acid in fractures

    图  8  “压裂液+酸液”与“酸液+酸液”二级注入模式下的缝宽和导流能力

    Figure  8.  Fracture width and conductivity under the secondary injection modes of “acid + fracturing fluid” and “acid + acid”

    图  9  “压裂液+酸液”与“酸液+酸液”二级注入模式下的缝长和缝高

    Figure  9.  Fracture length and height under the secondary injection modes of “acid + fracturing fluid” and “acid + acid”

    图  10  X1井酸压后裂缝扩展情况模拟及G函数分析结果

    Figure  10.  Simulation of fracture propagation after acid fracturing and the results of G function analysis in Well X1

    表  1  顺北油气田超深碳酸盐岩储层深穿透酸压技术试验效果

    Table  1.   Experimental results of deep penetration acid-fracturing technology in ultra-deep carbonate reservoirs of the Shunbei Oil and Gas Field

    井号储层垂深/m储层温度/℃酸蚀缝长/m初期产量/(t·d–1
    X17 824.00162143.7121.6
    X27 647.00157137.8142.7
    X37 766.00166125.989.9
    X47 386.00153125.873.9
    X57 654.00162132.6110.5
    下载: 导出CSV
  • [1] 焦方正. 塔里木盆地顺北特深碳酸盐岩断溶体油气藏发现意义与前景[J]. 石油与天然气地质, 2018, 39(2): 207–216.

    JIAO Fangzheng. Significance and prospect of ultra-deep carbonate fault-karst reservoirs in Shunbei Area, Tarim Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2018, 39(2): 207–216.
    [2] 邓尚, 李慧莉, 张仲培, 等. 塔里木盆地顺北及邻区主干走滑断裂带差异活动特征及其与油气富集的关系[J]. 石油与天然气地质, 2018, 39(5): 878–888.

    DENG Shang, LI Huili, ZHANG Zhongpei, et al. Characteristics of differential activities in major strike-slip fault zones and their control on hydrocarbon enrichment in Shunbei Area and its surroundings, Tarim Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2018, 39(5): 878–888.
    [3] 刘哲. 顺北弱挥发性碳酸盐岩油藏合理开发方式研究[D]. 成都: 成都理工大学, 2018.

    LIU Zhe. The reasonable development mode of weak volatile oil and carbonate reservoir in Shunbei Zone[D]. Chengdu: Chengdu University of Technology, 2018.
    [4] 刘建坤,蒋廷学,周林波,等. 碳酸盐岩储层多级交替酸压技术研究[J]. 石油钻探技术, 2017, 45(1): 104–111.

    LIU Jiankun, JIANG Tingxue, ZHOU Linbo, et al. Multi-stage alternative acid fracturing technique in carbonate reservoirs stimulation[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2017, 45(1): 104–111.
    [5] 王永辉, 李永平, 程兴生, 等. 高温深层碳酸盐岩储层酸化压裂改造技术[J]. 石油学报, 2012, 33(supplement 2): 166–173.

    WANG Yonghui, LI Yongping, CHENG Xingsheng, et al. A new acid fracturing technique for carbonate reservoirs with high-temperature and deep layer[J]. Acta Petrolei Sinica, 2012, 33(supplement 2): 166–173.
    [6] 张义, 赵海洋, 张烨. 超深高温高破裂压力储层酸压关键技术[J]. 石油钻采工艺, 2012, 34(2): 74–76. doi:  10.3969/j.issn.1000-7393.2012.02.020

    ZHANG Yi, ZHAO Haiyang, ZHANG Ye. Key technologies of acid-fracturing for ultra-deep reservoirs with high temperature and high fracture pressure[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2012, 34(2): 74–76. doi:  10.3969/j.issn.1000-7393.2012.02.020
    [7] 王洋,袁清芸,李立. 塔河油田碳酸盐岩储层自生酸深穿透酸压技术[J]. 石油钻探技术, 2016, 44(5): 90–93.

    WANG Yang, YUAN Qingyun, LI Li. Deep penetrating acid fracturing involving self-generated acid in carbonate reservoirs of the Tahe Oilfield[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2016, 44(5): 90–93.
    [8] 何青, 李克智, 徐兵威, 等. 致密碳酸盐岩气藏前置酸加砂酸压工艺研究及应用[J]. 钻采工艺, 2014, 37(5): 71–73. doi:  10.3969/J.ISSN.1006-768X.2014.05.23

    HE Qing, LI Kezhi, XU Bingwei, et al. Research and application of pad acid sand fracturing technology tight carbonate reservoir[J]. Drilling & Production Technology, 2014, 37(5): 71–73. doi:  10.3969/J.ISSN.1006-768X.2014.05.23
    [9] 李小刚, 杨兆中, 陈锐, 等. 前置液酸压缝中酸液指进的物模与分形研究[J]. 西南石油大学学报, 2007, 29(6): 105–108. doi:  10.3863/j.issn.1674-5086.2007.06.025

    LI Xiaogang, YANG Zhaozhong, CHEN Rui, et al. Physical simulation and fractal feactures of acid fingering in acid fracturing treatment[J]. Journal of Southwest Petroleum University, 2007, 29(6): 105–108. doi:  10.3863/j.issn.1674-5086.2007.06.025
    [10] 李小蓉. 白云岩储层多级交替注入酸压设计计算软件研究[J]. 钻采工艺, 2000, 23(4): 53–55, 73.

    LI Xiaorong. Study on acid fracturing design software in alternate injection of dolomite reservoir[J]. Drilling & Production Technology, 2000, 23(4): 53–55, 73.
    [11] 王栋, 徐心茹, 杨敬一, 等. 普光气田多级交替注入闭合酸压技术及其应用[J]. 油气地质与采收率, 2012, 19(6): 108–110. doi:  10.3969/j.issn.1009-9603.2012.06.026

    WANG Dong, XU Xinru, YANG Jingyi, et al. Multistage alternating injection closed acid fracturing technology and its applicationgs in Puguang Gas Field[J]. Petroleum Geology and Recovery Efficiency, 2012, 19(6): 108–110. doi:  10.3969/j.issn.1009-9603.2012.06.026
    [12] 李小刚, 杨兆中, 蒋海, 等. 酸压裂缝内酸液指进的计算机模拟与分形研究[J]. 西安石油大学学报(自然科学版), 2008, 23(5): 65–69. doi:  10.3969/j.issn.1673-064X.2008.05.017

    LI Xiaogang, YANG Zhaozhong, JIANG Hai, et al. Computer simulation and fractal study of the fingering of the acid in an acid fracturing fracture[J]. Journal of Xi’an Shiyou University(Natural Science Edition), 2008, 23(5): 65–69. doi:  10.3969/j.issn.1673-064X.2008.05.017
    [13] 杨兆中, 李小刚, 蒋海, 等. 指进现象模拟研究的回顾与展望[J]. 西南石油大学学报(自然科学版), 2010, 32(1): 85–88. doi:  10.3863/j.issn.1674-5086.2010.01.015

    YANG Zhaozhong, LI Xiaogang, JIANG Hai, et al. Review and prospect of fingering phenomenon simulation[J]. Journal of Southwest Petroleum University(Science & Technology Edition), 2010, 32(1): 85–88. doi:  10.3863/j.issn.1674-5086.2010.01.015
    [14] 蒋廷学, 丁云宏, 李治平, 等. 活性水携砂指进压裂的优化设计方法[J]. 石油钻探技术, 2010, 38(3): 87–91. doi:  10.3969/j.issn.1001-0890.2010.03.020

    JIANG Tingxue, DING Yunhong, LI Zhiping, et al. Optimization and applications of active water fingering fracturing technique[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2010, 38(3): 87–91. doi:  10.3969/j.issn.1001-0890.2010.03.020
    [15] 徐中良, 戴彩丽, 赵明伟, 等. 酸压用交联酸的研究进展[J]. 应用化工, 2017, 46(12): 2424–2427. doi:  10.3969/j.issn.1671-3206.2017.12.034

    XU Zhongliang, DAI Caili, ZHAO Mingwei, et al. Research and application progress of crosslinked gelled acid[J]. Applied Chemical Industry, 2017, 46(12): 2424–2427. doi:  10.3969/j.issn.1671-3206.2017.12.034
    [16] 贾文峰, 任倩倩, 王旭, 等. 高温携砂酸液体系及其性能评价[J]. 钻井液与完井液,, 2017, 34(4): 96–100.

    JIA Wenfeng, REN Qianqian, WANG Xu, et al. A high temperature sand carrying acid and its performance evaluation[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2017, 34(4): 96–100.
  • [1] 谢春来, 胡清富, 张凤臣, 白忠卫, 尹传铭, 司小东.  伊拉克哈法亚油田Mishrif组碳酸盐岩储层防漏堵漏技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020125
    [2] 刘平全, 李磊兵, 施禹岑, 韩龙.  井壁深穿透电控钻孔技术研究与现场试验, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2021055
    [3] 吴百烈, 杨凯, 程宇雄, 刘善勇, 张艳.  南海低渗透储层支撑剂导流能力试验研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2021064
    [4] 杨红歧, 孙连环, 敖竹青, 桑来玉, 杨广国, 高元.  顺北油气田一区超深井三开长封固段固井技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020110
    [5] 李双贵, 于洋, 樊艳芳, 曾德智.  顺北油气田超深井井身结构优化设计, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020002
    [6] 翟科军, 于洋, 刘景涛, 白彬珍.  顺北油气田火成岩侵入体覆盖区超深井优快钻井技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020004
    [7] 方俊伟, 张翼, 李双贵, 于培志, 李银婷.  顺北一区裂缝性碳酸盐岩储层抗高温可酸溶暂堵技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020006
    [8] 王建云, 杨晓波, 王鹏, 范红康.  顺北碳酸盐岩裂缝性气藏安全钻井关键技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020003
    [9] 陈修平, 李双贵, 于洋, 周丹.  顺北油气田碳酸盐岩破碎性地层防塌钻井液技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020005
    [10] 安娜, 罗攀登, 李永寿, 方裕燕, 焦克波.  碳酸盐岩储层深度酸压用固体颗粒酸的研制, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020017
    [11] 李春月, 房好青, 牟建业, 黄燕飞, 胡文庭.  碳酸盐岩储层缝内暂堵转向压裂实验研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020018
    [12] 李新勇, 李春月, 赵兵, 房好青, 黄燕飞, 胡文庭.  顺北油气田主干断裂带深穿透酸化技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2020014
    [13] 黄迎松.  压裂井组非线性渗流模型求解, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2019078
    [14] 林永学, 王伟吉, 金军斌.  顺北油气田鹰1井超深井段钻井液关键技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.2019068
    [15] 王洋, 袁清芸, 赵兵, 方裕燕, 秦飞.  二氧化碳对塔河油田裂缝性储层酸岩反应的影响研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201701014
    [16] 杨英涛, 温庆志, 段晓飞, 王淑婷, 王峰.  通道压裂裂缝导流能力数值模拟研究, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201606018
    [17] 王洋, 袁清芸, 李立.  塔河油田碳酸盐岩储层自生酸深穿透酸压技术, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201605015
    [18] 贾长贵.  页岩气网络压裂支撑剂导流特性评价, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201405007
    [19] 卞晓冰, 蒋廷学, 贾长贵, 李双明, 王雷.  考虑页岩裂缝长期导流能力的压裂水平井产量预测, 石油钻探技术. doi: 10.11911/syztjs.201405006
    [20] 李根生, 夏强, 黄中伟, 田守嶒, 盛茂, 曲洪娜.  深井水力喷射压裂可行性分析及设计计算, 石油钻探技术. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2011.05.013
  • 加载中
图(10) / 表ll (1)
计量
  • 文章访问数:  2505
  • HTML全文浏览量:  960
  • PDF下载量:  56
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-08
  • 网络出版日期:  2019-05-14
  • 刊出日期:  2019-05-01

目录

    /

    返回文章
    返回