水平井精細(xì)分段深度酸化壓裂技術(shù)研究與應(yīng)用

苗 娟，何旭晟，王 棟，陳泓沅，肖振華

(1.西南石油大學(xué)，四川 南充 637500；2.中國(guó)石油西南油氣田分公司，四川 成都 610000；3.中國(guó)石油天然氣銷售公司上海分公司，上海 201100)

0 引 言

四川盆地高石梯-磨溪地區(qū)是西南油氣田碳酸鹽巖儲(chǔ)層的主要勘探區(qū)域，隨著勘探進(jìn)程的深入，研究區(qū)的深部碳酸鹽巖儲(chǔ)層已成為下步勘探重點(diǎn)。前人研究表明，雖然高石梯-磨溪地區(qū)震旦系燈影組碳酸鹽巖氣藏的儲(chǔ)集類型以裂縫-孔洞型為主[1-3]，但儲(chǔ)層物性整體表現(xiàn)為低孔低滲的特點(diǎn)，臺(tái)內(nèi)與臺(tái)緣縫洞發(fā)育程度和尺度差異較大，導(dǎo)致改造效果參差不齊[4]，迫切需要攻關(guān)與儲(chǔ)層相匹配的改造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)深度改造立體動(dòng)用[5-13]。為此，從儲(chǔ)層特征及改造技術(shù)難點(diǎn)出發(fā)，以酸蝕裂縫導(dǎo)流能力和分層改造效果為目標(biāo)，分析儲(chǔ)層的物性特征、縫洞發(fā)育程度和地應(yīng)力特征，優(yōu)化完善高石梯-磨溪地區(qū)燈影組儲(chǔ)層改造工藝，完善與工藝相匹配的施工配套技術(shù)，以期為高石梯-磨溪地區(qū)燈影組儲(chǔ)層改造取得突破提供技術(shù)支持。

1 儲(chǔ)層地質(zhì)特征及改造難點(diǎn)

高石梯-磨溪地區(qū)燈影組最有利的儲(chǔ)集巖為丘灘復(fù)合體的藻凝塊云巖、藻疊層云巖和藻砂屑云巖。燈影組二段、四段孔隙度為2.01%～3.20%，滲透率為0.001 1～9.300 0 mD。燈影組儲(chǔ)層孔喉結(jié)構(gòu)較差，喉道以片狀和縮頸狀為主，滲透率較低[14]。燈影組埋深為5 000～6 000 m，平均埋深為5 200 m，儲(chǔ)層厚度為20～155 m，平均厚度為83 m，平均地層溫度為153.23 ℃，屬于高溫氣藏?？v向上層數(shù)較多，且層間物性差異大，非均質(zhì)性強(qiáng)，需要對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行分層分段改造。巖石力學(xué)參數(shù)測(cè)試表明，儲(chǔ)層巖石的楊氏模量高(70 000～80 000 MPa)、泊松比高(0.26～0.31)，從體積改造的角度認(rèn)為巖石的可壓裂性較低，為充分壓開(kāi)儲(chǔ)層實(shí)施體積改造帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

由目標(biāo)儲(chǔ)層的砂體展布特征可知，沿著臺(tái)緣帶向臺(tái)內(nèi)，燈影組儲(chǔ)層的厚度逐漸變薄，臺(tái)緣地帶以裂縫溶洞構(gòu)型為主，優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育較好、非均質(zhì)性強(qiáng)[15-21]。儲(chǔ)層孔隙主要有孔隙、裂縫和溶洞3種，孔隙類型包括粒內(nèi)溶孔、粒間溶孔、晶間溶孔和殘余粒間孔。宏觀上，燈影組臺(tái)內(nèi)溶洞發(fā)育程度整體較差，特別是大孔隙發(fā)育程度差；微觀上，臺(tái)內(nèi)裂縫密度以及網(wǎng)狀縫的發(fā)育程度較差。此外，從燈影組四段儲(chǔ)層的巖心重構(gòu)中可以發(fā)現(xiàn)，臺(tái)緣帶縫洞較發(fā)育，臺(tái)內(nèi)帶縫洞欠發(fā)育，縫洞發(fā)育程度和分布不均勻(如天然裂縫形態(tài)復(fù)雜多樣，且裂縫充填程度、充填的成分類型呈現(xiàn)出較強(qiáng)的非均質(zhì)性)，對(duì)當(dāng)前的改造工藝及配套技術(shù)選擇形成了新的挑戰(zhàn)。

通過(guò)對(duì)高石梯-磨溪地區(qū)燈影組儲(chǔ)層的地質(zhì)特征進(jìn)行分析，儲(chǔ)層改造的難點(diǎn)大致總結(jié)如下：①目標(biāo)儲(chǔ)層的脆性指數(shù)較低，形成裂縫網(wǎng)絡(luò)的難度較大，同時(shí)儲(chǔ)層的破裂壓力較高(140～175 MPa)，再加上井筒的管柱摩阻，導(dǎo)致施工泵壓過(guò)高(壓裂泵的最高工作壓力為125 MPa)，裂縫延伸困難，近井地帶導(dǎo)流能力的提高幅度有限；②儲(chǔ)層物性差，孔隙度和滲透率均較低，地層能量供給不足，壓裂后的初始生產(chǎn)階段無(wú)法實(shí)現(xiàn)快速返排殘液，同時(shí)為了降低工作液對(duì)儲(chǔ)層的傷害，對(duì)殘?jiān)考胺蹬判阅艿囊筝^高；③儲(chǔ)層縱向上小層多、非均質(zhì)性強(qiáng)，有效動(dòng)用難度大，水平井井筒損害情況復(fù)雜，橫向上難以實(shí)現(xiàn)酸液均勻分布，需進(jìn)行分段酸化；④儲(chǔ)層溫度較高，酸巖反應(yīng)速率較快，有效作用距離短，需在注入工藝和酸液體系兩方面同時(shí)突破溫度限制，盡可能擴(kuò)大酸液波及范圍。

2 酸化壓裂工藝優(yōu)選

碳酸鹽巖儲(chǔ)層具有強(qiáng)非均質(zhì)性，酸化壓裂工藝的選擇也必須具有針對(duì)性。因此，提出儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)這一概念，通過(guò)其量化評(píng)價(jià)儲(chǔ)層改造后的生產(chǎn)潛力，數(shù)值越高意味著儲(chǔ)層改造后能夠獲得更高產(chǎn)能。通過(guò)該系數(shù)可指導(dǎo)酸化壓裂工藝的優(yōu)選。

2.1 儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)

基于探井獲得的儲(chǔ)層物性數(shù)據(jù)，綜合測(cè)錄井?dāng)?shù)據(jù)、儲(chǔ)層垂厚、井斜角、Ⅰ+Ⅱ類儲(chǔ)層比例等數(shù)據(jù)，首先采用最小二乘法篩選出對(duì)壓裂效果影響程度最大的9個(gè)地質(zhì)參數(shù)，然后對(duì)各地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，最后以地質(zhì)參數(shù)為自變量，氣井測(cè)試日產(chǎn)氣量為因變量，利用Pearson相關(guān)性分析[22]，得到對(duì)應(yīng)參數(shù)的影響權(quán)重，建立適用于研究區(qū)的儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)。

參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化處理：

(1)

儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)：

yRES=0.1137H+0.0926φ-0.0616Sw+0.1398Es+0.1001ΔT-0.0809ρ+0.0809RDIS+0.1019Vloss+0.1020TOG

(2)

式中：yRES為儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)；H為標(biāo)準(zhǔn)化處理的儲(chǔ)層厚度；φ為標(biāo)準(zhǔn)化處理的孔隙度；Sw為標(biāo)準(zhǔn)化處理的含水飽和度；Es為標(biāo)準(zhǔn)化處理的儲(chǔ)能系數(shù)；ΔT為標(biāo)準(zhǔn)化處理的補(bǔ)償聲波；ρ為標(biāo)準(zhǔn)化處理的補(bǔ)償密度；RDIS為標(biāo)準(zhǔn)化處理的深淺電阻率比；Vloss為標(biāo)準(zhǔn)化處理的酸液漏失量；TOG為標(biāo)準(zhǔn)化處理的氣測(cè)全烴值。

另外，在研究區(qū)選取15口井，從兩方面對(duì)儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，一是單井儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)與無(wú)阻流量的關(guān)系，二是單井單段儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)與無(wú)阻流量的關(guān)系。驗(yàn)證結(jié)果表明，儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)與無(wú)阻流量的匹配程度均能達(dá)到75%以上，說(shuō)明儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)在評(píng)價(jià)儲(chǔ)層的改造潛力上較為準(zhǔn)確。

2.2 深度酸化壓裂工藝優(yōu)選

針對(duì)高石梯-磨溪地區(qū)燈四段儲(chǔ)層的物性特征，前期實(shí)施了緩速酸酸化壓裂、常規(guī)深度酸化壓裂和復(fù)雜縫網(wǎng)酸化壓裂3種工藝[23-27]：①緩速酸酸化壓裂，酸液體系主要為膠凝酸和轉(zhuǎn)向酸。主要目的在于溝通縫洞，發(fā)揮氣井的自然產(chǎn)能。適用于縫洞發(fā)育的儲(chǔ)層，該類儲(chǔ)層的錄井顯示級(jí)別較高，往往伴有井漏顯示。②常規(guī)深度酸化壓裂，酸液體系主要為惰性液體、轉(zhuǎn)向酸和膠凝酸。主要目的在于壓裂地層形成人工長(zhǎng)縫，同時(shí)溝通地層中的天然縫洞，提高氣井產(chǎn)能。適用于縫洞發(fā)育的儲(chǔ)層，該類儲(chǔ)層的錄井顯示級(jí)別屬于中等級(jí)別。③復(fù)雜縫網(wǎng)酸化壓裂，酸液體系主要為低黏滑溜水、惰性液體、轉(zhuǎn)向酸和膠凝酸。主要目的在于增加儲(chǔ)層改造體積，在地層中形成復(fù)雜的裂縫網(wǎng)絡(luò)體系，從而提高氣井產(chǎn)能。適用于縫洞欠(不)發(fā)育，縫洞匹配性較差的儲(chǔ)層，該類儲(chǔ)層的錄井顯示往往級(jí)別較低，甚至無(wú)顯示。

3種酸化壓裂工藝在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中均取得了良好的應(yīng)用效果，但由于高石梯-磨溪地區(qū)震旦系燈四段儲(chǔ)層主要發(fā)育裂縫-孔洞型、孔洞型、孔隙型3類儲(chǔ)層，且孔、洞、縫發(fā)育分散，匹配關(guān)系復(fù)雜；單一改造工藝難以實(shí)現(xiàn)不同儲(chǔ)層的有效改造，有必要結(jié)合前期壓裂改造情況，形成針對(duì)性改造工藝。為此，提出了水平井精細(xì)分段深度酸化壓裂工藝，其優(yōu)勢(shì)主要在于通過(guò)鉆大斜度井或者水平井，有效解決儲(chǔ)層跨度大，縱向上多層，且層間物性差異大的難題，在采用裸眼封隔器進(jìn)行分層分段酸化壓裂的同時(shí)，針對(duì)層內(nèi)物性差異較大的特點(diǎn)，可以配套使用陶粒暫堵劑，實(shí)現(xiàn)縫內(nèi)暫堵轉(zhuǎn)向，提高使儲(chǔ)層改造體積。

基于上述酸化壓裂思路，根據(jù)儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)對(duì)儲(chǔ)層分類，利用數(shù)值模擬方法，考慮儲(chǔ)層對(duì)酸蝕縫長(zhǎng)和導(dǎo)流能力的需求，初步優(yōu)選了酸化壓裂工藝(表1)。

表1 酸化壓裂工藝優(yōu)選結(jié)果Table 1 The preferred results of acid fracturing technologies

2.3 水平井儲(chǔ)層精細(xì)分段方法

水平井分層分段酸化壓裂的關(guān)鍵在于對(duì)水平井段進(jìn)行合理的分段[16]。裂縫-孔洞型碳酸鹽巖氣藏儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，裂縫及溶蝕孔洞發(fā)育程度較高，必須盡可能溝通裂縫、孔洞發(fā)育帶及大型溶洞體，以獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的工業(yè)氣流。為此，以儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)為基礎(chǔ)，綜合儲(chǔ)層原地應(yīng)力分布狀況、測(cè)錄井中的油氣顯示、儲(chǔ)層類型分布以及砂體展布狀況、巖石中縫洞體的尺寸及分布范圍、儲(chǔ)層近井地帶污染狀況、酸化壓裂井段長(zhǎng)度等因素，形成了研究區(qū)水平井儲(chǔ)層精細(xì)分段方法。

(1)依據(jù)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層優(yōu)先壓裂、物性相近儲(chǔ)層合層壓裂的原則優(yōu)化分段。優(yōu)先將物性和油氣顯示較好且相對(duì)集中的層段劃分為一個(gè)壓裂層段進(jìn)行壓裂，而將物性和油氣顯示均較差的層段劃分為一個(gè)壓裂層段進(jìn)行大規(guī)模壓裂，2類層段均能得到充分有效改造；另外將儲(chǔ)層物性及儲(chǔ)層改造系數(shù)相近，同時(shí)儲(chǔ)層破裂壓力分布均勻的層段劃分為一個(gè)壓裂層段。

(2)在選擇壓裂段時(shí)，要盡量確保壓裂段內(nèi)的地應(yīng)力分布相對(duì)均勻，同時(shí)利用基于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算得到壓裂段破裂壓力剖面，精確預(yù)測(cè)起裂點(diǎn)，達(dá)到降低施工泵壓，最大化改造儲(chǔ)層的目的。

(3)在設(shè)計(jì)壓裂段間距時(shí)，除了利用數(shù)值模擬方法優(yōu)化壓裂段間距，還需結(jié)合預(yù)測(cè)的生產(chǎn)規(guī)模，在2條主裂縫間保留一定的泄流距離。

3 深度酸化壓裂工藝優(yōu)化

對(duì)于高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層，提高酸液有效作用距離是實(shí)現(xiàn)深度改造的關(guān)鍵。研究表明，酸液在地層中的濾失特性和酸巖之間的反應(yīng)速率對(duì)酸液有效作用距離有著重要的影響。地層閉合應(yīng)力、自支撐裂縫的滑動(dòng)位移量、巖石的酸溶蝕量及酸液穿透單位儲(chǔ)集體所耗時(shí)間對(duì)酸蝕后裂縫導(dǎo)流能力有重要影響[17]。

3.1 主體酸液體系優(yōu)選

酸蝕裂縫導(dǎo)流能力是酸液優(yōu)選的重要考慮指標(biāo)之一。對(duì)3種酸液(高溫膠凝酸、自生酸和高溫有機(jī)轉(zhuǎn)向酸)的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)(圖1)，其中，高溫膠凝酸和高溫有機(jī)轉(zhuǎn)向酸的體積分?jǐn)?shù)均為20.0%，自生酸的體積分?jǐn)?shù)為31.5%。由圖1可知：3種酸液均能對(duì)壓裂裂縫進(jìn)行有效的刻蝕，形成酸蝕裂縫，提高裂縫的導(dǎo)流能力。隨閉合壓力增加，酸蝕裂縫導(dǎo)流能力逐漸下降，當(dāng)閉合壓力小于20.0 MPa時(shí)，酸蝕裂縫導(dǎo)流能力下降較快，其中，高溫有機(jī)轉(zhuǎn)向酸的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力下降幅度最大，接近50%；當(dāng)閉合壓力大于20.0 MPa時(shí)，酸蝕裂縫導(dǎo)流能力下降幅度減緩，此時(shí)高溫有機(jī)轉(zhuǎn)向酸的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力低于高溫膠凝酸，并且兩者之間的差距逐漸增大；當(dāng)閉合壓力達(dá)到50.0 MPa時(shí)，自生酸和高溫有機(jī)轉(zhuǎn)向酸的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力幾乎為0，但高溫膠凝酸仍然保持一定的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力(大于20 D·cm)。

圖1 不同酸液類型對(duì)導(dǎo)流能力的影響Fig.1 The effects of acidizing fluids on conductivity

酸蝕裂縫導(dǎo)流能力保持率表征酸液刻蝕后裂縫壁面在閉合壓力條件下維持流動(dòng)通道的穩(wěn)定性[18]。圖2為3種酸液的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力保持率曲線。由圖2可知：在高閉合應(yīng)力條件下，高溫膠凝酸的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力保持率高于高溫有機(jī)轉(zhuǎn)向酸和自生酸；自生酸不但酸蝕裂縫導(dǎo)流能力值低，而且保持率也低，在高閉合壓力下裂縫很快閉合。綜上所述，應(yīng)將高溫膠凝酸作為工作液體系首選，其他類型酸液根據(jù)儲(chǔ)層類型配合使用[18-21]。

圖2 不同酸液類型的裂縫導(dǎo)流能力保持率曲線Fig.2 The curve of retention rate of fracture conductivity of different acidizing fluids

3.2 施工參數(shù)優(yōu)化

3.2.1 注酸排量

巖石的滑移錯(cuò)開(kāi)作用對(duì)自支撐裂縫的導(dǎo)流能力有重要影響。當(dāng)滑移量保持恒定時(shí)，不同的閉合壓力條件對(duì)自支撐裂縫的導(dǎo)流能力的影響也有所不同，如圖3所示。以滑移量為1.00 mm時(shí)為例，當(dāng)閉合壓力小于3.5 MPa時(shí)，導(dǎo)流能力能夠保持在10～20 D·cm，隨著閉合壓力的增加，導(dǎo)流能力呈現(xiàn)出迅速降低的趨勢(shì)；當(dāng)閉合壓力超過(guò)8.0 MPa時(shí)，導(dǎo)流能力的下降速度減緩，逐漸趨于穩(wěn)定，幾乎可以認(rèn)為裂縫發(fā)生了完全閉合，沒(méi)有導(dǎo)流能力，其原因在于滑移量較小。其他滑移量下的裂縫導(dǎo)流能力的變化規(guī)律基本相同。前人研究表明，滑移量可以在一定程度上視為注酸排量作用的效果[28-29]，而燈影組四段儲(chǔ)層的閉合壓力為30.0～50.0 MPa。因此，針對(duì)低滑移量條件下自支撐裂縫發(fā)生快速閉合的現(xiàn)象，可以認(rèn)為大排量施工能有效提高燈影組儲(chǔ)層的導(dǎo)流能力。

圖3 不同滑移量時(shí)的導(dǎo)流能力曲線Fig.3 The conductivity curve at different slippages

基于此，采用燈四段儲(chǔ)層巖心開(kāi)展高溫膠凝酸(體積為20.0%)穿透儲(chǔ)層巖心實(shí)驗(yàn)，測(cè)量當(dāng)酸液用量相同時(shí)，酸液在不同注酸排量下(10、25、40 mL/min)穿透巖心時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)(圖4、表2，實(shí)驗(yàn)溫度為140 ℃)。由圖4、表2可知：注酸排量為40 mL/min時(shí)，酸液1.33 min即能穿透巖心，穿透巖心只需要1.63 mL酸液量，能形成有效蚓孔。注酸排量為10 mL/min時(shí)，酸液與巖心為接觸性反應(yīng)，需要7.00 min才能穿透巖心，穿透巖心需要9.72 mL酸液量，形成的酸蝕溝槽很深。注酸排量為25 mL/min時(shí)，由于實(shí)驗(yàn)用巖板有2處斷裂，酸液流動(dòng)受到一定影響，溶蝕主要集中在斷裂處。在低排量條件下，酸液與巖心之間呈現(xiàn)接觸性反應(yīng)，酸液穿透巖心的時(shí)間增加，穿透巖心所需要的酸液量也隨之增加。當(dāng)提高排量后，穿透速率從0.006 5 m/min增至0.032 8 m/min，酸液與巖石反應(yīng)后能形成較為有效的蚓孔。值得注意的是，實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明，隨著注酸排量的增加，注入酸液所需要的穿透壓力也隨之增大，即在現(xiàn)場(chǎng)提高施工排量的同時(shí)，對(duì)壓裂設(shè)備也提出了較高的要求，因此，在優(yōu)化注酸排量的同時(shí)需要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行合理選擇。

圖4 不同注酸排量的巖板壁面三維激光掃描形態(tài)Fig.4 The three-dimensional laser scanned morphology of rock slab wall with different injections and displacements of acidizing fluid

表2 不同注酸排量下巖心穿透數(shù)據(jù)Table 2 The core penetration data under different injections and displacements of acidizing fluid

3.2.2 注酸強(qiáng)度

綜合CT掃描+數(shù)字巖心分析和三維多尺度酸蝕蚓孔擴(kuò)展模擬，在常規(guī)擬三維酸化壓裂模型[30-32]的基礎(chǔ)上，考慮天然裂縫和壁面蚓孔的擴(kuò)展、裂縫內(nèi)酸液流動(dòng)、酸巖之間的反應(yīng)規(guī)律，通過(guò)耦合求解，優(yōu)化注酸強(qiáng)度。以厚度為100 m的儲(chǔ)層為例，計(jì)算結(jié)果如圖5所示。由圖5可知：隨著注酸強(qiáng)度的增加，形成的裂縫長(zhǎng)度也隨之增加，當(dāng)達(dá)到一定強(qiáng)度后，裂縫長(zhǎng)度不再增加，趨近于穩(wěn)定值。對(duì)于儲(chǔ)層改造系數(shù)不小于0.8的儲(chǔ)層，當(dāng)注酸強(qiáng)度超過(guò)1.5 m3/m時(shí)，形成裂縫長(zhǎng)度的增加幅度較小，推薦注酸強(qiáng)度為1.0～1.5 m3/m；對(duì)于儲(chǔ)層改造系數(shù)小于0.8的儲(chǔ)層，則需要更高的注酸強(qiáng)度，推薦注酸強(qiáng)度為1.5～2.5 m3/m。

圖5 不同注酸強(qiáng)度條件下獲得的裂縫長(zhǎng)度Fig.5 The fracture lengths obtained under different acidizing fluid injection intensities

4 礦場(chǎng)應(yīng)用效果

自2018年以來(lái)，在高石梯-磨溪地區(qū)燈影組碳酸鹽巖儲(chǔ)層進(jìn)行了水平井精細(xì)分段深度酸化壓裂措施，截至目前，應(yīng)用32口井，平均單井無(wú)阻日產(chǎn)氣量為124.8×104m3/d，平均單位長(zhǎng)度無(wú)阻日產(chǎn)氣量為1 413.7 m3/(d·m)，平均測(cè)試日產(chǎn)氣量為79.8×104m3/d。其中，測(cè)試日產(chǎn)氣量達(dá)到百萬(wàn)立方米的氣井為10口。同區(qū)塊儲(chǔ)層物性相近的鄰井，實(shí)施緩速酸酸化壓裂、常規(guī)深度酸化壓裂、復(fù)雜縫網(wǎng)酸化壓裂后平均單井測(cè)試日產(chǎn)氣量分別為22.0×104、37.6×104、7.5×104m3/d，而實(shí)施水平井精細(xì)分段深度酸化壓裂井(對(duì)比井)平均單井測(cè)試日產(chǎn)氣量為60.0×104m3/d，分別是前三者工藝所獲產(chǎn)量的2.7、1.6、8.0倍。

GS110井完鉆井深為6 586.24 m(垂深為5 338.13 m)，水平段長(zhǎng)度為1 055 m，裸眼完井，采用封隔器分段+高溫膠凝酸/高溫轉(zhuǎn)向酸深度酸化壓裂工藝，依據(jù)水平井精細(xì)分段方法將施工層位劃分為8個(gè)壓裂斷，結(jié)合各段的儲(chǔ)層物性，計(jì)算了相應(yīng)的儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)，基于此，對(duì)酸液用量、注酸強(qiáng)度和注酸排量進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體施工參數(shù)及效果見(jiàn)表3。該井酸化壓裂后初期日產(chǎn)氣量為115.0×104m3/d，目前日產(chǎn)氣量為46.0×104m3/d，截至目前已累計(jì)產(chǎn)氣3.25×108m3，與鄰井相比，累計(jì)產(chǎn)氣量提高了83%。從施工泵壓和產(chǎn)氣剖面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，8個(gè)壓裂段均得到壓裂改造，且動(dòng)用較為均勻。微地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，單翼壓裂縫長(zhǎng)為21.3～38.4 m，達(dá)到了設(shè)計(jì)裂縫長(zhǎng)度。措施應(yīng)用效果顯示，水平井精細(xì)分段深度酸化壓裂措施可有效提高高石梯-磨溪地區(qū)燈影組碳酸鹽巖儲(chǔ)層生產(chǎn)效果。

表3 GS110井燈四段高溫膠凝酸/高溫轉(zhuǎn)向酸分層分段酸化施工參數(shù)匯總Table 3 The summary of the construction parameters of layered and segmented stimulation with temperature-tolerance solidoid gelling acid/temperature-tolerance diverting acid in Well GS110 in Member 4,Dengying Formation

5 結(jié) 論

(1)結(jié)合高石梯-磨溪構(gòu)造燈影組儲(chǔ)層地質(zhì)特征，采用最小二乘法篩選出對(duì)壓裂效果影響程度最大的9個(gè)地質(zhì)參數(shù)，并建立了適用于研究區(qū)的儲(chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)?；趦?chǔ)層改造評(píng)價(jià)系數(shù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模型計(jì)算結(jié)果，優(yōu)選了壓裂酸化工藝和注酸強(qiáng)度。

(2)隨閉合壓力增加，高溫膠凝酸酸蝕裂縫導(dǎo)流能力下降速率慢于高溫有機(jī)轉(zhuǎn)向酸和自生酸，且酸蝕裂縫導(dǎo)流能力保持率高于后兩者，高溫膠凝酸可作為酸液首選，后兩者則根據(jù)儲(chǔ)層性質(zhì)可和主體酸液配合使用。

(3)注酸排量越大，酸液穿透速率越快，穿透距離越遠(yuǎn)，酸化壓裂改造范圍越大；酸蝕裂縫產(chǎn)生高滑移量，裂縫的自支撐效果越好，有利于長(zhǎng)時(shí)間保持裂縫的導(dǎo)流能力。