碳酸盐岩储层酸压和基质酸化工艺技术

通过油气勘探技术表明，碳酸盐岩层已经占到了所有油气存储量的六层以上，逐渐成为了油气勘探的热点内容。

碳酸盐岩存储层在我国有着广泛的分布，开发潜力巨大，但是因为其自身具有较强的非均匀质、复杂等诸多特点，因此现阶段所掌握的勘探开发技术无法满足对其的开发要求，由此可见，加强对碳酸盐岩层开发的研究具有现实意义。

1 现阶段常用的酸化压裂技术(1)普通酸化压裂 普通压裂酸化就是在酸化压裂过程中所使用的酸为凝胶酸、常规酸等作为施工的原材料，直接开展酸化压裂。

需要注意的是，在酸化压裂过程中，不会应用前置液，同时也不会对特殊的反排技术加以应用。

在对该酸化压裂技术进行应用的过程中，因为施工的原因，将会伤害岩层，并且这种伤害十分严重，因此该方法在具体应用过程中会受到许多因素的限制，主要在高渗储层中应用。

(2)深度酸化压裂 深度酸化压裂技术包括的内容相对来说比较广泛，下面主要针对固体酸化压裂和多级交替注入酸化两种技术进行分析。

①固体酸化技术指的是将固体酸作为酸化压裂的原材料，固体酸便于携带，并且自身所具有的腐蚀性相对程度较低。

在应用固体酸化过程中需要注意，需要依据酸的腐蚀性和浓度依次加入，这样操作的主要目的是为了确保固体酸的颗粒的分布能够保持均匀，从而确保酸化的效果能够达到人们的期望值。

固体酸能够在井筒中表现出不错惰性和弱酸性，从而腐蚀岩层，产生较强的裂缝。

②多级交替注入酸化压裂主要包括酸液和前置液酸化两部分。

利用该技术在具体操作过程中，需要交替灌注两种不同的液体，从而使裂缝的长度和倒流强度都能够得到进一步提升，该方法在具体应用过程中可以使酸化压裂效果得到进一步提高。

2 碳酸盐岩储层改造技术在改造碳酸盐岩储层过程中采用的主要方法是酸化、酸压、砂压裂技术，具体内容如下。

(1)DCA 均匀酸化 酸化技术的原理是利用酸液对裂缝、地层孔隙、岩石胶结物等进行溶蚀和溶解，使裂缝和孔隙的渗透性能够得到恢复以及提升。

通过分析可知，方解石和白云石是组成碳酸盐岩储层的两种主要成分，因此，在具体操作过程中，对这两种成分进行酸化，能够起到改造储层的作用。

1碳酸盐岩基质酸化增产原理一、碳酸盐岩储层低产原因(1)在钻井,完井作业中,钻井液、完井液污染降低了近井地带储层渗透率,污染严重时将堵塞储层的缝洞。

(2)近井地带的缝洞被次生方解石充填,渗透性降低。

(3)地层裂缝发育分布不均,并位恰好位于缝洞不发育的低渗透带。

二、增产原理在钻井、完并过程中,泥浆中的黏土颗粒、岩屑等沉积在并壁周围形成泥饼,或沿缝洞浸人地层而造成堵塞,虽然堵塞范围通常只限于近并地带,但却严重降低了储层的天然渗透能力。

碳酸盐岩储层酸化通常采用盐酸液。

盐酸可直接溶蚀碳酸盐岩和堵塞物或者将堵塞物从岩石表面剥蚀下来。

在低于地层破裂压力的泵注压力条件下,酸液首先进人近井地带高渗透区(大孔隙或缝洞)，依靠酸液的化学溶蚀作用在井筒附近形成溶蚀孔道,从而解除近井地带的堵塞,增大井筒附近地层的渗透能力。

三、酸液有效作用距离在酸液泵注的整个过程中，并筒附近的岩石总是先接触浓度高的新鲜酸液,因而注人地层中酸液的酸岩溶蚀反应大部分消耗在井简附近地层。

由于地层中天然缝洞的大小、结构和岩石矿物成分不均一,酸液总是沿着阻力小的方向推进,就使一些原来比较大的缝洞被溶蚀得更大,容易形成类似蚯蚓状的溶蚀孔道。

由于基质酸化酸液是沿地层孔隙或缝洞均匀注入,酸岩反应的面容比大,反应速度很快,在形成溶蚀孔道的过程中,通过溶蚀孔道壁形成若干小支流漏失酸液,从而限制了溶蚀孔道的延伸。

国外研究结果证明，酸液中不加降滤失剂时,溶蚀孔道的最大长度不超过3mo因此,碳酸盐岩基质酸化只能改善并筒附近的渗透性,即对近井地带有污染堵塞的井基质酸化是有效的;而对未受污染的井,酸液沿原生裂缝溶蚀充填在裂缝中的次生方解石或碳酸盐岩本身,沟通近井地带的裂缝发育带,基质酸化也可获得显著增产效果。

2碳酸盐岩储层酸压增产原理酸压是水力压裂与酸化处理的工艺技术组合,增产原理是依靠压裂泵的水力作用压开地层形成新裂缝或撑开地层中原有裂缝,利用酸液的化学溶蚀作用，沿压开、撑开的裂缝溶蚀碳酸盐岩,形成具有高导流能力的酸蚀裂缝。

常⽤酸化⼯艺常⽤酸化⼯艺酸化⼯艺作为增产措施⾃应⽤于现场以来，为了满⾜不同改造对象和措施作业的要求，酸化⼯艺得到了不断完善和发展，形成了不同的类型酸化⼯艺。

酸化⼯艺按照岩性主要可分为碳酸盐岩和砂岩储层酸化技术。

考虑到⽔平井酸化的特殊性，本部分对⽔平井酸化⼯艺也做了简单介绍。

1. 碳酸盐岩储层酸化⼯艺在碳酸盐岩储层酸化改造中，主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术，习惯上⽤酸化表⽰基质酸化，⽤酸压表⽰压裂酸化。

1) 基质酸化⼯艺基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化，如前所述，其基本特征是在施⼯压⼒⼩于储层岩⽯破裂压⼒的条件下，将酸液注⼊储层。

碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔的形成和微裂缝的扩⼤，其增产机理与蚓孔密切相关。

2) 酸压⼯艺控制酸压效果的主要参数是酸蚀裂缝导流能⼒和酸蚀缝长。

影响酸蚀缝长的最⼤障碍有：⼀是酸蚀缝长因酸液快速反应⽽受到限制，其次是酸压流体的滤失影响酸压效果。

另外，为产⽣适⾜的导流能⼒，酸必须与裂缝⾯反应并溶解⾜够的储层矿物量。

因此，为了获得好的酸压效果，提⾼裂缝导流能⼒和酸蚀缝长从降低酸压过程中酸液滤失、降低酸－岩反应速度、提⾼酸蚀裂缝导流能⼒等⼏个⽅⾯⼊⼿。

酸压过程中酸液的滤失问题通常考虑从滤失添加剂和⼯艺两⽅⾯着⼿；降低酸－岩反应速率也可以缓速剂的使⽤及⼯艺上来进⾏；加⼊缓速剂，使⽤胶凝酸、乳化酸、泡沫酸和有机酸并结合有效的酸化⼯艺可起到较好的缓速效果；提⾼裂缝导流能⼒可从选择酸液类型和酸化⼯艺着⼿，其原则是有效溶蚀和⾮均匀刻蚀。

压裂酸化⼯艺以能否实现滤失控制，延缓酸－岩反应速度形成长的酸蚀裂缝和⾮均匀刻蚀划分为普通酸压和深度酸压及特殊酸压⼯艺。

（1）普通酸压⼯艺普通酸压⼯艺指以常规酸液直接压开储层的酸化⼯艺。

酸液既是压开储层裂缝的流体，⼜是与储层反应的流体，由于酸液滤失控制差，反应速度较快，有效作⽤距离短，只能对近井地带裂缝系统的改造。

⼀般选⽤于储层污染⽐较严重、堵塞范围较⼤，⽽基质酸化⼯艺不能实现解堵⽬标时选⽤该⼯艺。

酸压工艺在碳酸盐岩储层中的应用——以塔河油田奥陶系储层为例**:***学号:*************:***日期:2007年1月碳酸盐岩作为一种特殊类型的储层，岩石成份复杂，岩性变化差异大，岩石结构及成因特征多种多样。

碳酸盐岩油藏储层通常埋藏深、地温高、非均质性强，储集空间主要以溶洞、溶孔和裂隙为主，孔喉配合度低，连通性差。

酸压储层改造主要通过产生的酸蚀裂缝长度及裂缝的导流能力来提高原油产量。

一、碳酸盐岩酸压的影响因素碳酸盐岩储层酸压增产措施，其控制酸压成功的主要因素有两个：一是最终酸压裂缝的有效长度；二是酸压后酸蚀裂缝的导流能力。

有效裂缝长度是受酸液滤失性、酸岩反应速度以及酸在缝中的流速、酸液类型等的影响。

酸蚀裂缝的导流能力受闭合、酸的溶解力、酸岩反应的酸蚀型态、酸对岩石的绝对溶解量等的影响。

因此碳酸盐岩储层酸压改造为提高酸化效果，追求的两个主要目标就是较长的酸蚀裂缝长度和较高的酸蚀裂缝导流能力。

1. 1酸液滤失是影响酸压效果的关键酸压过程中酸液的滤失直接关系到酸液有效作用距离和裂缝最终导流能力。

酸液是一种反应性流体，其滤失完全不同于压裂液的滤失。

在碳酸盐岩地层的酸压过程中，酸液不停地溶蚀裂缝，选择性地形成蚓孔，使得酸液滤失面积越来越大，一旦射孔形成，几乎全部酸液都流进裂缝壁内的大孔内。

蚓孔的产生和天然裂缝的扩大，会进一步加剧酸液滤失。

1. 2酸液类型对滤失的影响不同类型酸液的滤失效果不同。

实验研究表明（图1），乳化酸的降滤失效果最好，其次为胶凝酸，最差的是常规酸。

从试验后的岩心看，常规酸酸蚀严重，胶凝酸、乳化酸变化不大，这应符合酸液的滤失形态，即乳化酸和高粘酸滤失特性属于“点蚀密集型”，而常规酸的滤失特性属于“溶蚀孔洞型”。

图1、不同酸型的滤失量与时间关系1.3碳酸盐岩酸蚀有效作用距离的影响因素影响碳酸盐岩酸蚀有效作用距离的因素主要有:裂缝宽度、注酸排量和温度。

(1)裂缝宽度。

裂缝宽度越宽，酸蚀有效作用距离越长，由此说明在注酸之前注前置液和高粘酸的重要性。

碳酸盐岩油藏中各技术世界油气资源主要来自碳酸盐岩油藏。

碳酸盐储层通常为低孔隙度，而且可能含有裂缝。

碳酸盐岩储集层都是具天然裂缝的地层，具有孔隙度和渗透率不均匀分布的特性。

在碳酸盐岩(尤其是岩石基质中)处于低渗透率和低孔隙度的状态时，储层中流体的流动很可能完全取决于裂缝系统的状况；而岩石基质仅仅起一个油源的作用(类似于敏密砂岩层和天然气流)。

如果是孔隙型碳酸盐岩，裂缝系统可能造成注入流体对储层的不均匀波及，从而使其过早突破进入生产井，结果是采收率下降。

众多的研究者把碳酸盐储层的含油丰度作为研究目标，试图刻画其非均匀性，将不同类型的裂缝性储层分门别类，并确定哪些岩石特性和流体性能对最终采收率有决定性的影响。

1、水平井注水技术：水平井注水技术作为一项新兴的技术，是由Taber在1992年为提高传统注水方式效率而提出的。

Taber指出，在低井口压力下，水平井的注入速度比直井快，因而原油开采速度快：且相对于直井的驱替方式，水平井注水的线驱方式能更有效地提高驱替效率．因此，水平井注水能达到更好的效益。

水平井注水技术作为一种高效的油气田开采技术。

水平井注水技术对低渗透油田的开发效果有可极大的改善作用。

虽然水平井注水较直井注水具有上述的优势。

但它并不是万能的。

水平井注水能增大注入量，降低油井气油比。

降低注入压力．增大了产油量，与配套水平产油井生产效果良好。

精确地质导向技术确保水平钻井的成功，最大限度地确保钻井的成功率。

利用水平井进行注水开采，可极大提高二次采收率，获得较高的经济效益。

同时，水平井注水开发技术是一项系统工程，涉及地质、油藏、钻井、采油工艺等各个领域，需要多学科协同管理，应加强研究适合水平井注水相关后续配套措施，以便达到更好的开发效果。

水平井水驱采油具有的优势是：①和直井相比水平井注水时的压力降不会集中在某一点而是分散在比较长的泄油井段上压力降较小油水界面变形也小井到达油水界面的距离大所以可以推迟井的突破或使含水量增加缓慢②水平井与井之间的泄油均匀性可使前缘均匀推进因此当有多相同时流动时流度比条件越不利水平井的优势就越明显③在低渗透油藏或低渗透层钻水平井可以提高注水能力及产油能力减少油藏注入水的补充时间注水见效早④在开发中后期老区油田时钻加密井是改善直井水驱后波及效率的一项有效措施但是水平井可以通过侧钻、分支钻井等取得比钻加密井更好的效果⑤在薄层油藏中水平井注入速度接近于线性注水速度。

一、酸化处理井层的选择
2.选井选层的基本原则
—储层含油气饱和度高、储层能量较为充足。

—产层受污染的井。

—邻井高产而本井低产的井应优先选择。

—优先选择在钻井过程中油气显示好，而试油效果差的井层。

—产层应具有一定的渗流能力。

—油、气、水边界清楚。

—固井质量和井况好的井。

在考虑具体井的酸化方式和酸化规模时，应对井的动态资料和静态资料进行综合分析，确定储层物性参数，并根据物性参数及油井的历史情况综合分析，准确确定出油气井产量下降或低产(水井欠注)的原因以及该井可改造的程度，为酸化作业提供地质依据。

1.碳酸盐岩储层酸化工艺技术
—在碳酸盐岩储层酸化改造中，主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术，习惯上用:
酸化(Matrix Acidizing)表示基质酸化
酸压(Acid-Fracturing)表示压裂酸化。

1.碳酸盐岩储层酸化工艺技术－基质酸化
—基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化，基本特征是在施工压力小于储层岩石破裂压力的条件下，将酸液注入储层。

—碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔(Wormhole)的形成和微裂缝的扩大，其增产机理与蚓孔密切相关。

1.碳酸盐岩储层酸化工艺技术－酸压技术
−酸压是依靠对裂缝(包括天然裂缝)、不整合的裂缝表面酸蚀以提供导流能力。

−酸压效果取决于裂缝导流能力和酸液有效作用距离。

−研究方向主要集中在三个方面：降低酸压过程中流体或酸液滤失的物质和技术；降低注液过程中酸岩反应速率的物质和技术；提高酸蚀裂缝导流能力的物质和技术。

碳酸盐岩储层水平井酸压技术黄　婷＊，裴柏林，唐莎莎，宋宏志，冯　博（中国石油大学＜北京＞石油工程学院，北京１０２２４９）摘　要：随着油气田开发技术的不断提高，碳酸盐岩储层水平井酸压技术不断地得到重视和推广。

由于碳酸盐岩储层的渗透率相对较低，同时储层非均质性较大，因此开发难度大，采出程度相对较低，技术要求比较高。

水平井具有泄油面积大、单井产量高、穿透大、储量动用程度高等优势，同时结合酸压技术，通过选择合适的储层进行增产措施，能取得较好的增产效果，提高经济效益。

系统叙述了水平井酸压过程中，酸液体系，以及相应的酸压工艺。

关键词：碳酸盐岩储层；水平井；酸液体系；酸压工艺中图分类号：ＴＥ２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４－５７１６（２０１２）０２－００７４－０５ 在油田开发过程中，水平井具有泄油面积大、单井产量高、穿透度大、储量动用程度高、避开障碍物和环境恶劣地带的优势，在石油工业的科研和实践中成为人们关注的焦点。

并在近几年水平井钻井数几乎成指数增长，全世界的水平井井数为５万口左右，主要分布在美国、加拿大、俄罗斯等国家。

在国内水平井钻井技术也日益得到提高，在多个油田得以快速发展，在碳酸盐岩储层也进行了深入的研究。

水平井虽然可以增加井筒与油层的接触面积、提高油气的产量和最终的采收率，但对于碳酸盐储层存在渗透率低、渗流阻力大、连通性差、温度高等情况，导致水平井的单井产量较低，无法满足经济开发的需要，因此要对水平井进行酸压增产措施，提高水平井产能。

酸压增产过程中，通过对碳酸盐岩储层水平井增产影响参数的研究，选择最优化的增产措施，从而达到增产目的。

１　碳酸盐岩储层的酸压效果影响因素碳酸盐岩储层酸压增产措施，其控制酸压成功的主要因素有两个，其一是最终酸压的有效作用距离，其二是酸压后酸蚀裂缝的导流能力。

图１简单地描绘了控制酸压效果的主要因素。

２　酸液体系的研究针对不同油藏特性和地质条件的碳酸盐岩储层，酸压时采用的酸液体系是有所不同的。