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低孔低渗气田抗高温完井产能释放液的研究

范文

李辰李晓锋陈刚

摘 ? ? ?要：在油气勘探及开发技术不断发展与进步过程中，低孔低渗油气藏逐渐成为能源接替和油气储量增长的关键区域。而在低孔低渗高温储层改造及开发过程中，受到其凝析气藏特征影响，加上储层本来具有多种潜在敏感性，产能释放难度较大。基于此，以某低温低渗高温气田为例，结合低孔低渗气田储层特征，细化探究完井产能释放液体系及性能，并分析其现场应用与效果。

关 ?键 ?词：低孔低渗气田;抗高温;完井;产能释放液

中图分类号：TE622.1+1 ? ? ? 文献标识码： A ? ? ? 文章编号： 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

目前低孔低渗气田在实际生产作业过程中，压裂和酸化属于产能释放的主要措施，但是一些气田比如海上油气田等受到安全要求、完井方式以及作业成本等限制因素影响，对储层改造的技术和措施相对有限[1-3]。为了有效促进低孔低渗高温气田的产能释放，本文对储层保护及酸化等进行深入探究，科学构建低孔低渗气田抗高温完井产能释放液体系，以有效解决储存改造问题，提高储层保护效果，并有效释放气田产能需求[4，5]。

1 ?低孔低渗气田储层特征

某气田是低孔低渗高温气田，具有突出的凝析气藏特征，气藏压力系数保持在正常范围之内，不过因为井深相对比较深，所以其井底的渗透率在0.14至34.88 mD区间，气藏孔隙度在8.5%至15.5%区间，温度最高可以达到169.55 ℃，属于特低～低渗、中～低孔气藏。当地黏土矿物的主要成分是绿泥石和蒙/伊混层，伊利石次之，所以在气田开采期间可能发生微粒运移危险[6]。同时，储层存在弱盐敏、弱碱敏以及弱酸敏，中等的速敏和水敏，具有较强的水锁性能。该气田储层属于中等-强类型的非均质储层，所以钻完井液很容易污染到储层，对储层造成微粒运移、敏感性以及配伍性伤害，并且相比一般的油气层，此类气层更容易受到损害与污染，并且一旦发生污染将很难恢复[7-9]。不过该气田大部分孔隙度都超过7%，所以在酸化以及扩孔释放产能方面具备一定条件。岩石在受到酸液影响后，其基岩结构会受到破坏，进而促进微粒释放，形成沉淀，改变岩石润湿性[10]。通常情况下，储层受到的伤害主要表现在酸化之后会有二次产物沉淀，储层流体、岩石以及酸液不配伍，另外，还会导致储层润湿性发生变化，产生毛管力，酸化之后疏松微粒以及颗粒在脱落运移过程中出现堵塞现象，并出现乳化问题等[11-14]。综合看来，该气田因为井底温度比较高、气层物性差以及气藏埋藏深度达，在实际开发过程中需要积极采取有效措施，促进产能释放，加强储层环境保护。

2 ?完井产能释放液体系探究

由于该气田具有特殊的储层伤害特征与油藏地质，所以目前该气田应用有十几套储层改造液体系。此体系结合储层改造+解堵型酸液体系实现产能释放，包含四大核心处理剂，分别是孔道疏通剂、双效性固体酸破胶剂、降压助排挤、防水敏和水锁剂。

2.1 ?酸溶性能

由于双效性固体酸破胶剂属于双效类型的固体酸，而孔道疏通剂属于复合形式的有机酸，两者都是非氟化物，这两种物质复配之后，获得3%复合有机酸，在3.5 MPa、150 ℃环境下，对天然岩心进行2 h的动态污染，对封堵时的漏失量加以记录，并通过3%酸液进行4 h的破胶，对破胶之后的漏失量进行測定。天然岩心在受到三种酸液体系加以破胶过程中，漏失量都会随着时间的延长呈现增加趋势，其中漏失量增大趋势最快的是经复合有机酸破胶之后的岩心，证明其不仅可以对岩心封堵层存在的聚合物加以降解，还可对岩心喉道当中存在的一些矿物产生溶蚀作用，显著提升渗透率。

2.2 ?深部酸化性能

对复合有机酸当中蕴含的氢离子物质加以调整，使该物质的量浓度与多氢酸当中的浓度相同。分别让多氢酸和复合有机酸对三段岩心产生污染，最后复合有机酸对应渗透率比值依旧达到了120%，证明其具备深部酸化性能;在污染过程中，多氢酸对应渗透率比值呈现出快速下降趋势，证明其不仅对聚合物具有降解作用，还对岩心喉道部位的矿物实现了大量溶蚀，造成孔喉被溶蚀微粒所堵塞，渗透率有所下降。

2.3 ?防水锁性能

降压助排挤能够在和储层残余水源进行混合之后，获得低沸点共沸物，不仅可以对水锁伤害加以解除，还可促使返排壓力得到显著下降;防水锁剂属于非离子表面活性剂，蕴含氟元素，而氟烷基具有独特的疏水性能，岩石表面和烯氧基在连接过程中实现吸附，受到分子所具备的聚集特性，可以促使烯氧基与岩石表面呈现出多点连接状态，长久性的发挥处理作用[15]。这两者实现复配之后，相比一般的完井液体系，岩心渗透率具有更良好的恢复效果。

2.4 ?黏土稳定性能

由于黏土稳定剂具备突出的水敏解除与预防能力，所以将2%黏土稳定剂加入到该气田相关水源环境中，可以全面解除水对岩心产生的水敏伤害。

2.5 ?高温缓释性能

在大量实验评价操作之后，可得到完井产能释放液的配方是：10%的双效型固体酸破胶剂+8%的孔道疏通剂+水+4%的防水锁剂+20%～30%的降压助排剂+5%的高温缓蚀剂+2.5%的黏土稳定剂;降压增产射孔液的配方是：1%的孔道疏通剂+2%的黏土稳定剂+2%的防水锁剂+5%的高温缓蚀剂+水+20%的降压助排剂。

在170 ℃条件下，完井产能释放液是腐蚀速率≤30 g/（m2·h），定向井射孔液对应溶蚀速率≤0.075 mm/a，均符合水平井和定向井提出的酸化产能释放当中涉及的腐蚀控制要求。同时，完井产能释放液滴定氢离子实际浓度保持在0.265 6 mol·L-1，并且滴定氢离子在60 h、170 ℃环境下，其浓度保持在0.358 1 mol·L-1。

3 ?完井产能释放液的性能分析

3.1 ?溶蚀性

先取该气田储层岩心，对酸液浓度进行适当调整，之后将岩心驱替之后具体质量变化量，当作溶蚀量评价指标[16]。经过试验，证明水平井完井产能释放液能够对储层岩屑产生突出的溶蚀作用，并且溶蚀率基本上保持在7.8%至13.1%之间。岩心在实现土酸驱替之后，其溶蚀量显著增加，并且在岩心产生反应之后，会有部分沉淀生成，增加岩心重量，代表土酸并不适用于该气田岩性酸化环节。

3.2 ?防水锁及润湿性

使完井产能释放液和自来水、多氢酸、钻井液滤液以及完井液多种体系液体进行接触角和表面张力的性能对比，可以发现完井产能释放液基于多氢酸和完井液，可以促使表面张力获得显著下降，同时对储层润湿性加以改变。

3.3 ?降压助排性

以该气田的主力储层岩心为基础，利用完井液、钻井液和完井产能释放液分别进行助排性能实验，实验结果可见表1。根据实验分析，可以发现完井产能释放液能够有效促使毛管突破压力下降，并实现毛管力阻力梯度的显著叠加，具备突出的降压助排性。

3.4 ?二次污染性

该气田的主力储层岩心在受到酸液二次污染之后，在差异化返排时间条件下分别测定渗透率恢复值。根据图1可以发现，岩心在多氢酸驱替之后，返排时间越长，其渗透率先是呈现出增大趋势，后来又快速下降;岩心在经过完井产能释放液驱替之后，其渗透率恢复值处于稳步增长态势。因此，完井产能释放液能够适度溶蚀储层矿物，且不会出现二次伤害现象。

3.5 ?腐蚀性评价

在72 h、172 ℃环境下，降压增产射孔液腐蚀速率始终保持在0.014 8至0.049 mm/a区间，均在标准范围内;在4 h、170 ℃环境下，完井产能释放液对应腐蚀速率保持在6.884 8至28.909 1 g/m2·h区间内，均在标准范围内，充分符合水平井及定向井在产能释放中提出的腐蚀控制要求[17]。

3.6 ?储层保护性能评价

在室内环境下，对入井流体和地层水之间实际配伍性加以评价，证明完井产能释放液和完井液、地层水以及钻井液滤液之间存在良好的配伍性，可对储层产生一定保护作用[18，19]。在对该气田岩心进行系列流体污染实验后，仍旧呈现出优良的储层保护效果，并且渗透率恢复值超过了90%。

4 ?现场应用

某气田首批井实现完井过程中，对完井产能释放液体系加以利用，其中有四口井应用的是完井产能释放液体系，有三口井应用的是降压增产射孔液体系。该气田当中的X1H井属于水平井，井深达到5 450 m，水平段长度是1 189 m。将打孔管下入到预期位置，之后将常规完井液体系替换成完井产能释放液，按照正循环形式，将完井产能释放液替入30 m3，与水平井裸眼段位置平齐，之后将φ88.7 mm的生产管柱下入其中，实现开井放喷。经过一系列测量，清井产量最高值达到46.8×104 m3/d，是陪产的1.69倍。

5 ?结束语

在低孔低渗高温类型的气田当中，协同应用降压助排剂、孔道疏松剂、高温缓蚀剂和双效型固体酸破胶剂等处理剂，针对水平井和定向井构建新型的完井产能释放液体系，具备突出的防二次污染与深部酸化性能，还能显著提高助排性，减小毛管压力，与其他工作液具有良好的配伍性，在经过系列流体污染之后，渗透率恢复值超过90%，对储层具备突出的保护和改造作用。

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