CN110671085B - 基于复合酸液体系的水平井酸化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，包括以下步骤：S1、完井，下入生产管柱；S2、向生产管柱内下入连续油管至待增产储层位置；S3、向连续油管内注入酸液，向连续油管与生产管柱之间的环空内注入处理液，使酸液与处理液在待增产储层位置混合形成酸化液。本发明的目的在于提供基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，以解决现有技术中非均质性较弱的水平井酸化难度大的问题，实现改善水平井酸化工艺的目的。
Description
技术领域
本发明涉及酸化增产领域，具体涉及基于复合酸液体系的水平井酸化工艺。
背景技术
在酸化施工中，由于酸岩反应的速度很快，而酸的穿透距离又较短，因此只能消除近井地带地层的伤害。因此提高酸的浓度可以适当增加酸液的穿透距离。通常酸化的增产有效期比较短，砂岩经过了酸化处理后，由于其粘土颗粒或其它的微粒的运移容易造成油流通孔道的堵塞，从而造成酸化的初期产量增长很快而后期的产量迅速下降。在碳酸盐岩油藏中，因为酸液与碳酸盐岩反应的太快，使得离井底比较远处的裂缝不容易被酸化，因此对储层进行酸化时需要综合考虑酸液体系。对于非均质性较弱的储层，现有技术中一般使用胶凝酸酸液体系进行酸化，利用胶凝酸摩阻较小的特点，起到提高酸化排量，降低对地面设备性能需求的效果。现有的胶凝酸体系，降滤失效果较好，能够延缓酸岩反应速度，增加活性酸的穿透距离，在国内外都曾有广泛运用；但是胶凝酸配方对地层的伤害问题逐渐被业内所重视：胶凝酸配方中的高分子聚合物对地层的伤害常常使酸化施工效果受到很大影响，直接影响施工效果。特别是在非均质性较弱的储层中，这种伤害具有较强的连续性，所以在宏观上更容易体现出对产量的影响。
对于水平井而言，传统的全井段笼统布酸工艺会使得酸液在水平段分层、堆积在下井壁，非常不利于对储层的整体酸化。现有技术中，对于水平井一般采用机械分层方式进行逐段酸化作业，但是，对于采用衬管/筛管完井以及砾石充填完井的水平井进行酸化时不适合实施封隔器转向布酸，因为目前国内水平井措施所用的封隔器还不配套，另外该工艺对固井质量要求严格，管外窜槽是无法封隔分层的。而传统的连续油管布酸技术在完井期间进行，由于连续油管与完井管柱之间的摩擦，当连续油管受摩阻力的作用而形成二维正弦形状时，便开始发生连续油管的弯曲变形。连续油管的弯曲会提高摩阻力，迫使连续油管形成螺旋状、弹簧状或麻花形状。在这种情况下所产生的摩阻力非常大，以致于连续油管不能够进一步向井下运移(被锁死)。为了避免这种情况，现场一般应用双液压连续油管牵引器进行配套使用，又显著增大了成本、降低了效率。
发明内容
本发明的目的在于提供基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，以解决现有技术中非均质性较弱的水平井酸化难度大的问题，实现改善水平井酸化工艺的目的。
本发明通过下述技术方案实现：
基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，包括以下步骤：
S1、完井，下入生产管柱；
S2、向生产管柱内下入连续油管至待增产储层位置；
S3、向连续油管内注入酸液，向连续油管与生产管柱之间的环空内注入处理液，使酸液与处理液在待增产储层位置混合形成酸化液。
针对现有技术中水平井酸化难度大的问题，本发明提出基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，与传统的连续油管酸化是在完井阶段、在完井管柱内进行不同，本方法在已经取出完井管柱、下入生产管柱后进行，相较于完井管柱内复杂结构而言，本申请在生产管柱内再下入连续油管。相较于完井管柱，生产管柱内壁光滑且没有过多阻隔，因此连续油管在其中的阻挂点要少很多，所以能够实现更加方便的将连续油管下入到位，减少液压牵引器的使用，显著降低现场连接、调试、使用液压牵引器的频率，从而提高注酸作业的效率，降低水平井通过连续油管进行酸化的难度。此外，由于本方法在生产管柱内进行作业，因此本方法不仅在油气井钻完井阶段能够实现，还能够在生产井修井过程中进行，只需取出井内提升装置即可，因此本方法通用性极强、作业窗口极广，在油气田后期调整、老井二次增产过程中能够显著降低工程成本。此外，本申请中连续油管内注入酸液，连续油管与生产管柱之间的环空内注入处理液，在井内，酸液由内至外向外喷出，利用注入的泵压与其在井底所承受的静液柱压力与处理液进行充分混合，再一同进入地层，相较于传统技术中所有组分在地面混合的方式，能够避免提前反应或分层等现象，实现了在井底的即配即用。
进一步的，所述酸液包括胶凝剂、稠化剂、缓蚀剂、助排剂、铁离子稳定剂、盐酸；
所述处理液包括发泡剂、稳泡剂、碳酸钙；
所述酸液与处理液混合形成酸化液，所述酸化液包括以下质量百分比的组分：胶凝剂0.8％～1.2％，稠化剂0.3～0.5％，缓蚀剂4％～6％，助排剂1％～2％，铁离子稳定剂0.5～2％，发泡剂3％～5％，稳泡剂0.2％～0.3％，碳酸钙1％～1.5％，盐酸10％～25％，余量为水。
现有技术中胶凝体系用于非均质性较弱的储层酸化时，容易对地层造成较为明显伤害，本方案中，处理液包括了现有胶凝酸体系中使用的胶凝剂、稠化剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂等组分，此外，本方案的处理液包括发泡剂、稳泡剂、碳酸钙，发泡剂用于在整个酸液体系中进行发泡，稳泡剂用于保持气泡稳定。本方案的实质是胶凝酸与泡沫酸两种酸化体系的复配，其核心在于在井下实配实用。本方案中酸液与处理液在井内混合后，利用碳酸钙与酸液反应，生成二氧化碳，二氧化碳气体与发泡剂产生的泡沫混合，能够通过二氧化碳促进泡沫生成，使得发泡剂产生的泡沫更稳定。本方案中的酸化液在酸化过程中进入储层，在非均质性较强的储层中具有如下优点：(1)泡沫对渗透率有选择性，泡沫对高渗层具有较强的封堵作用，而对低渗层的封堵作用较弱，通过泡沫封堵高渗孔洞，使得带胶凝剂的酸液体系更多的进入低渗的孔缝；而胶凝剂进入低渗孔缝后，由于其滤失较低，因此不会在低渗孔缝内出现水锁现象，能够保证酸液在低渗孔缝内缓慢的反应速度、增加酸液的穿透距离。因此，本申请相较于传统胶凝酸大规模清洗高渗储层、导致酸液涌入高渗储层而难以对低渗储层进行改善的技术而言，显著提升了对储层低渗区域的增产效果。对于油气井而言，其储层高渗区本就不具有太多增产价值，需要增产的是低渗区域，本方案完美的实现了酸化增产的基础思路。(2)泡沫对油水层有选择性，由于油的界面张力低，进入水的泡沫比进入油的泡沫相对稳定，泡沫优先进入油层；本申请中泡沫伴随胶凝酸液进入油层，实现对油层的优先酸化，避免酸液浪费在含水率较高区域，不仅能够提高对整个酸液体系的利用率，还能够减缓见水时间、甚至降低后期产出的含水率。(3)本方案中利用碳酸钙的添加，使得泡沫与二氧化碳充分混合，不稳定的泡沫在前期地面混合过程中受二氧化碳气体侵入、并伴随高速搅拌，会快速破碎，使得剩余下来的泡沫性能、抗压均较为稳定，避免传统泡沫酸体系进入地层后会受上覆岩层压力和围压作用大量破灭的问题。(4)胶凝体系内加入泡沫后，泡沫附着在表面，酸液注入地层后泡沫也会位于靠近岩层的方向，因此其中H+只能通过外相向岩石表面传播，而胶凝体系的酸液其表观粘度本就较大，再加上发泡剂产生的泡沫与二氧化碳产生的气泡后，表观粘度更大，其界面扩散速度能够显著降低，使得本方案的溶蚀反应速率比传统胶凝酸液相酸液体系中的低，起到缓速酸化的目的，从而有利于形成更深的溶蚀通道。(5)传统胶凝酸体系残酸粘度较低，一般在10～15mPa·s之间，能够较为容易的携带反应后地层裂缝中的固相微粒，但是由于其能量有限，返排效果受到显著，这也是导致胶凝酸酸压对地层二次伤害的原因之一。而本方案中，碳酸钙产生的二氧化碳在地面搅拌混合时，必然大量混合在酸液内，注入井内后，在地层高温作用下会逐渐析出，气体膨胀能为残酸返排提供能量，使残酸返排更彻底，因此本申请利用二氧化碳在井下的膨胀能与携带固相微粒的残液相互配合，显著提高返排效果，在防止二次沉淀方面有非常明显的优势。
进一步的，所述处理液的注入泵压高于酸液的注入泵压。酸液向外喷出进入处理液中，由于处理液泵压较高，因此酸液呈挤注状态进入处理液中，瞬间被压力较高的处理液打散分散，有利于两者的充分混合、确保瞬时生成泡沫进入地层。
进一步的，所述连续油管底部设置若干喷嘴，所述酸液从喷嘴中喷出。
进一步的，所述胶凝剂为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺形成的共聚物。
进一步的，所述稠化剂为阴离子型单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺形成的共聚物。
进一步的，所述缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐。
进一步的，所述盐酸的浓度为25％～28％。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，在生产管柱内再下入连续油管，相较于完井管柱，生产管柱内壁光滑且没有过多阻隔，因此连续油管在其中的阻挂点要少很多，所以能够实现更加方便的将连续油管下入到位，减少液压牵引器的使用，显著降低现场连接、调试、使用液压牵引器的频率，从而提高注酸作业的效率，降低水平井通过连续油管进行酸化的难度。
2、本发明基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，不仅在油气井钻完井阶段能够实现，还能够在生产井修井过程中进行，只需取出井内提升装置即可，因此本方法通用性极强、作业窗口极广，在油气田后期调整、老井二次增产过程中能够显著降低工程成本。
3、本发明基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，连续油管内注入酸液，连续油管与生产管柱之间的环空内注入处理液，在井内，酸液由内至外向外喷出，利用注入的泵压与其在井底所承受的静液柱压力与处理液进行充分混合，再一同进入地层，相较于传统技术中所有组分在地面混合的方式，能够避免提前反应或分层等现象，实现了在井底的即配即用。
4、本发明基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，实现了酸化增产的基础思路，相较于传统胶凝酸大规模清洗高渗储层、导致酸液涌入高渗储层而难以对低渗储层进行改善的技术而言，显著提升了对储层低渗区域的增产效果。
5、本发明基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，泡沫伴随胶凝酸液进入油层，实现对油层的优先酸化，避免酸液浪费在含水率较高区域，不仅能够提高对整个酸液体系的利用率，还能够减缓见水时间、甚至降低后期产出的含水率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，包括以下步骤：S1、完井，下入生产管柱；S2、向生产管柱内下入连续油管至待增产储层位置；S3、向连续油管内注入酸液，向连续油管与生产管柱之间的环空内注入处理液，使酸液与处理液在待增产储层位置混合形成酸化液。
其中，所述酸液包括胶凝剂、稠化剂、缓蚀剂、助排剂、铁离子稳定剂、盐酸；所述处理液包括发泡剂、稳泡剂、碳酸钙；所述酸液与处理液混合形成酸化液，所述酸化液包括以下质量百分比的组分：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂4％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。
优选的，所述处理液的注入泵压高于酸液的注入泵压。
优选的，所述连续油管底部设置若干喷嘴，所述酸液从喷嘴中喷出。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于，混合后的酸化液的配比不同：胶凝剂0.8％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂3％，稳泡剂0.2％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于，混合后的酸化液的配比不同：胶凝剂1.2％，稠化剂0.3～0.5％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂5％，稳泡剂0.2％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。
对比例1：
本对比例与实施例1的区别在于，混合后的酸化液的配比不同：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂2％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。
对比例2：
本对比例与实施例1的区别在于，混合后的酸化液的配比不同：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂0.5％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。
对比例3：
本对比例与实施例1的区别在于，混合后的酸化液的配比不同：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂6％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。
对比例4：
本对比例与实施例1的区别在于，混合后的酸化液的配比不同：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂8％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。
对比例5：
本对比例与实施例1的区别在于，混合后的酸化液的配比不同：胶凝剂2％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂8％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。
上述各实施例与对比例中，各组分的材料均相同、制备工艺参数、混合方式均相同。配置完成后通过性能测定和同批次取芯的岩心模拟实验得到如下表所示的结果：
通过以上对比，可以看出，当胶凝剂取值不变时，随着发泡剂的用量降低，酸液体系粘度下降、返排携砂能力变弱、增产效果变弱、溶蚀通道深度变浅(因为残液见液时间增大)；当胶凝剂取值不变时，随着发泡剂的用量增大，酸液体系粘度升高、返排携砂能力提高，但是由于过多泡沫封堵胶凝酸液的路径，会导致增产效果明显变弱、溶蚀通道同样深度变浅。当胶凝剂与发泡剂的用量同比例增大时，整个体系粘度很大、返排携砂能力虽然能够得到增强，但是增产效果完全不理想，其原因就在于胶凝剂对岩心的二次污染，且溶蚀通道同样深度变浅。所以，胶凝剂和发泡剂在本申请酸液体系中的占比，按照本申请所给出的区间是最优方案。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、完井，下入生产管柱；
S2、向生产管柱内下入连续油管至待增产储层位置；
S3、向连续油管内注入酸液，向连续油管与生产管柱之间的环空内注入处理液，使酸液与处理液在待增产储层位置混合形成酸化液；
所述酸液包括胶凝剂、稠化剂、缓蚀剂、助排剂、铁离子稳定剂、盐酸；
所述处理液包括发泡剂、稳泡剂、碳酸钙；
所述酸液与处理液混合形成酸化液，所述酸化液包括以下质量百分比的组分：胶凝剂0.8％～1.2％，稠化剂0.3～0.5％，缓蚀剂4％～6％，助排剂1％～2％，铁离子稳定剂0.5～2％，发泡剂3％～5％，稳泡剂0.2％～0.3％，碳酸钙1％～1.5％，盐酸10％～25％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，其特征在于，所述处理液的注入泵压高于酸液的注入泵压。
3.根据权利要求1所述的基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，其特征在于，所述连续油管底部设置若干喷嘴，所述酸液从喷嘴中喷出。
4.根据权利要求1所述的基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，其特征在于，所述胶凝剂为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺形成的共聚物。
5.根据权利要求1所述的基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，其特征在于，所述稠化剂为阴离子型单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺形成的共聚物。
6.根据权利要求1所述的基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，其特征在于，所述缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐。
7.根据权利要求1所述的基于复合酸液体系的水平井酸化工艺，其特征在于，所述盐酸的浓度为25％～28％。
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