塔里木盆地柯坪斷隆帶柯探1井酸化解堵工藝及應(yīng)用效果

周 孟，白海鵬，陳 勇

（北京京能油氣資源開發(fā)有限公司，北京 100020）

引言

酸化壓裂技術(shù)為油氣井的常用增產(chǎn)方法，針對碳酸鹽巖儲(chǔ)層特性，常采用酸化壓裂的方法來解決增產(chǎn)的問題。常規(guī)的酸壓方法為通過油管或套管通道向地層陸續(xù)擠入壓井液、壓裂液的施工流程，該方法針對高破裂壓力地層、井口設(shè)備壓力級(jí)別低等井的施工存在一定的局限性，導(dǎo)致常規(guī)的酸壓施工無法正常進(jìn)行[1-2]。

1 連續(xù)油管定點(diǎn)替酸工藝

1.1 井口施工壓力高的常規(guī)解決方法

1.1.1 更換井口采油樹

酸壓施工時(shí)，采油樹承受著井口的施工壓力，當(dāng)施工壓力高時(shí)，可通過更換更高壓力級(jí)別采油樹的方式來解決。但更換高壓力級(jí)別的采油樹需要更高的成本，且在酸壓后的油氣井正常生產(chǎn)過程中，油壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于采油樹的額定工作壓力，實(shí)際應(yīng)用將無形增加各項(xiàng)成本。

1.1.2 運(yùn)用井口保護(hù)器

油氣井壓裂井口保護(hù)器是一種安裝在采油樹主通徑內(nèi)，向下延伸過油管懸掛器至油管內(nèi)的井口承壓設(shè)備。其作用是在油氣井酸化、壓裂過程中保護(hù)井口裝置不受酸壓液體沖刷、腐蝕，以及不讓井口裝置承受施工壓力，從而對井口裝置進(jìn)行保護(hù)。

使用井口保護(hù)器對井口裝置的通徑有一定的要求，由于井口保護(hù)器的密封件為皮碗密封，在井口通徑不標(biāo)準(zhǔn)的情況下會(huì)導(dǎo)致皮碗無法通過，從而無法使用。該方法的實(shí)際應(yīng)用有一定的局限性。

1.2 連續(xù)油管定點(diǎn)替酸工藝

連續(xù)油管酸壓技術(shù)是運(yùn)用連續(xù)油管設(shè)備將酸壓施工液通過連續(xù)油管注入酸壓層位的一種新型酸壓工藝。該工藝主要特點(diǎn)有：施工效率高，設(shè)備安裝迅速，能夠較快進(jìn)行作業(yè)；精確控制施工液注入的位置，精確定位等。

但連續(xù)油管進(jìn)行酸壓施工在施工排量上往往較低，而常規(guī)酸壓施工時(shí)通過提高排量可達(dá)到提高縫高和縫長的效果。

通過綜合連續(xù)油管定點(diǎn)替酸及常規(guī)酸壓施工的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，首先運(yùn)用連續(xù)油管酸壓工藝精確定位的特點(diǎn)，將酸液循環(huán)替至射孔層位，使酸液能夠直接作用于地層，與地層反應(yīng)，用酸液破壞近井地帶地層的堵塞、污染以及溶巖，從而溝通地層孔隙、裂縫，以達(dá)到降低破裂壓力的效果。在破裂壓力降低后，起出井內(nèi)連續(xù)油管，再進(jìn)行常規(guī)的酸壓施工，以達(dá)到高排量施工的效果。用以解決地層破裂壓力高，施工時(shí)井口壓力高的施工難點(diǎn)。

2 柯探1 井基本情況介紹

柯探1 井在新疆維吾爾族自治區(qū)阿克蘇境內(nèi)，為部署在塔里木盆地西北緣柯坪斷隆帶薩拉姆布拉克構(gòu)造下寒武系頂面構(gòu)造高點(diǎn)上的一口預(yù)探井。

2.1 基本情況

2.1.1 測試井段及井身結(jié)構(gòu)

該井第3 層測試井段為3 686 m～3 698 m，井身結(jié)構(gòu)如第151 頁圖1 所示。

圖1 井身結(jié)構(gòu)

2.1.2 測試井段地層鉆進(jìn)時(shí)情況簡述

該層測試井段鉆進(jìn)時(shí)鉆時(shí)較慢，均在30 min/m～60 min/m（第151 頁圖2）。鉆進(jìn)時(shí)使用鉆井液密度為2.0 g/cm3。該測試井段所在開次的鉆進(jìn)井段3 726 m～3 742 m 連續(xù)發(fā)生井漏，累計(jì)漏失密度1.88 g/cm3～2.01 g/cm3的鉆井液627 m3，進(jìn)行堵漏作業(yè)11 次，使用堵漏材料均為酸溶性材料。

2.1.3 測試井段地層巖性及測井簡述

測試井段：3 686.00 m～3698.00 m，試油層位：∈1 w，厚度12.00 m。巖性為深灰色灰質(zhì)泥晶白云巖、深灰色含泥質(zhì)泥晶白云巖，巖性較硬，測井顯示井眼未鉆遇較好裂縫。

在深橫波成像圖（圖2）上，可見反射波能量，說明近井地帶有發(fā)射體，可能為裂縫發(fā)育帶。說明該段橫向上儲(chǔ)層品質(zhì)發(fā)育具有一定的連續(xù)性。如果采用壓裂等手段，預(yù)測效果會(huì)較好。

圖2 測井成像圖

2.1.4 測試-酸壓情況簡述

酸壓施工：泵入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%氯化鉀溶液2.30 m3，酸液10 m3，泵壓升至45 MPa，且基本無下降趨勢，泄壓至4.7 MPa；再次用清水分別補(bǔ)壓50 MPa 一次、55 MPa 2 次、60 MPa 4 次，壓降均較慢，平均在10 MPa/10 min 左右，后泄油壓至0 MPa，累計(jì)泵入井內(nèi)4.3 m3溶液。鑒于該井采油樹壓力級(jí)別為70 MPa，上提更高施工壓力的施工風(fēng)險(xiǎn)較高，無法繼續(xù)酸壓施工，酸壓失敗。井下壓力計(jì)顯示井口施加壓力已作用至井底，地層破裂壓力較高。

2.1.5 酸壓失敗原因分析

綜合分析失敗原因由以下兩個(gè)方面導(dǎo)致：

一是地層方面的原因。該地層巖性主要以白云巖為主，性硬，且井周基本無裂縫發(fā)育，導(dǎo)致了地層破裂壓力極高。而實(shí)際酸壓施工時(shí)最高當(dāng)量密度已達(dá)2.65，無法壓開地層。

二是地層污染的原因。該開次鉆進(jìn)時(shí)鉆井液密度高，且漏失嚴(yán)重，多次進(jìn)行了堵漏作業(yè)。雖然漏失及堵漏作業(yè)均不在該測試井段，但離測試井段僅僅20 m～30 m 的距離。因此，這些原因可能導(dǎo)致了地層的污染、地層堵塞嚴(yán)重。另外，該趟測試的解釋數(shù)據(jù)中的表皮系數(shù)高達(dá)64.87，也能夠說明地層污染的問題。

2.2 改進(jìn)酸壓方案的選擇

2.2.1 運(yùn)用井口保護(hù)器的方案

該井的油管懸掛器為多功能懸掛器，能夠安裝井口背壓閥，安裝背壓閥部分的通徑為74.7 mm，而井口全通徑為78 mm。進(jìn)行井口保護(hù)器與井口的匹配測試，實(shí)際證明無法通過，該方案無法實(shí)施。

2.2.2 運(yùn)用連續(xù)油管輔助的方案

通過分析，施工步驟初步擬定為：

1）起出井內(nèi)測試管柱，下入全通徑完井管柱。

2）采用1.75”連續(xù)油管，下至3 720 m（射孔井段為3 686 m～3 698 m），用泵車替酸至射孔井段上下30 m，起連續(xù)油管，浸泡、酸液反應(yīng)。替液前嚴(yán)格計(jì)算好酸液及頂替液量，確保酸液在封隔器以下30 m（封隔器長時(shí)間泡酸，失封可能性大）。

3）試擠施工，查驗(yàn)效果。若試擠壓力仍較高，則再次用連續(xù)油管替酸浸泡；若試擠壓力明顯降低，則進(jìn)行后續(xù)施工。

4）組織壓裂車組到位，起出連續(xù)油管后，壓裂車組進(jìn)行酸壓作業(yè)。

3 實(shí)際施工應(yīng)用

3.1 連續(xù)油管注酸、試擠施工

3.1.1 第一次泡酸試擠

下放連續(xù)油管至3 720 m，用氯化鈣溶液替出油管內(nèi)壓井液。

用連續(xù)油管替入酸液2 m3，氯化鈣溶液4 m3。

起連續(xù)油管至井深3 220 m，浸泡、反應(yīng)1 h，用氯化鈣溶液試擠，排量100 L/min～110 L/min，泵壓0MPa～60 MPa，進(jìn)液量5 m3，停泵5 min 壓力降到34.7 MPa，停泵15 min 降到28.5 MPa，共擠入地層酸液2 m3，氯化鈣溶液3 m3。

3.1.2 第二次泡酸試擠

下放連續(xù)油管至井深3 720 m，替入酸液7 m3，環(huán)空保護(hù)液4 m3。

起連續(xù)油管至井深3 220 m，浸泡、反應(yīng)1 h，用環(huán)空保護(hù)液試擠，排量130 L/min升至450 L/min，泵壓0 MPa 升至60 MPa 后又降至38.3 MPa，進(jìn)液量11 m3，停泵壓力38.3 MPa降至18 MPa，共擠入地層酸液7 m3，氯化鈣溶液4 m3。

通過第一次少酸量試擠，提高至第2 次多酸量試擠，試擠效果明顯，施工壓力明顯降低，施工排量顯著提高。連續(xù)油管試擠成功，起連續(xù)油管至井口。

3.2 常規(guī)酸壓施工

試擠成功后進(jìn)行常規(guī)酸壓施工，施工酸液配方為20%HCl+1%HF+1%HAC。排量0.6 m3/min～3.0 m3/min，泵壓4.6 MPa～57.2 MPa，套壓9.40 MPa～19.80 MPa，注入井筒總液量160.00 m3。停泵20 min 測壓降，油壓18.5 MPa～2.6 MPa，套壓9.4 MPa～9.9 MPa。酸壓成功。

4 酸化工藝效果

4.1 連續(xù)油管注酸、試擠效果

施工壓力由第一階段常規(guī)酸壓施工時(shí)的最高泵壓60 MPa 無法擠開地層，到第二階段第一次采用定點(diǎn)泡酸后在泵壓60 MPa 的情況下能夠持續(xù)注液入地層，第二次采用定點(diǎn)泡酸后在持續(xù)提高泵入排量的情況下，泵壓持續(xù)下降。成功地解決了地層孔隙污染堵塞嚴(yán)重、地層破裂壓力高的問題，應(yīng)用效果較好。

4.2 常規(guī)酸壓效果

在運(yùn)用連續(xù)油管溝通近井地帶孔隙、儲(chǔ)層后，再運(yùn)用常規(guī)酸壓手段，大排量進(jìn)行施工，施工效果明顯。酸壓施工最高泵壓57.20 MPa，最大排量3.00 m3/min。由酸壓曲線可知，正擠酸液期間，泵壓曲線呈明顯下降趨勢，反應(yīng)酸化效果較好，有效的溝通了有利儲(chǔ)層；停泵20 min 測壓降，油壓18.5 MPa降至2.6 MPa，套壓9.4 MPa升至9.9 MPa。在后續(xù)的放噴求產(chǎn)過程中，日產(chǎn)氣量由酸壓施工前的低產(chǎn)氣上升到酸壓施工后的百萬方高產(chǎn)，酸壓效果得到了很好的驗(yàn)證。

5 結(jié)論

1）由于該井為區(qū)塊內(nèi)第一口探井，該井的高破裂壓力原因一是由于地層鉆井期間污染嚴(yán)重導(dǎo)致的，二是由于在白云巖儲(chǔ)層鉆進(jìn)時(shí)未鉆遇明顯裂縫、縫洞發(fā)育的地層，還需后續(xù)繼續(xù)鉆井研究。

2）在溶蝕率高的儲(chǔ)層，使用連續(xù)油管定點(diǎn)替酸、泡酸的施工工藝，能夠有效對儲(chǔ)層進(jìn)行一定的溝通，解決了常規(guī)酸壓施工需要高泵壓將管柱內(nèi)原有的壓井液擠入地層的問題。