钟 森，任 山，黄禹忠，丁 咚

（中石化西南油气分公司，四川 德阳 618000）

引 言

元坝气田海相长兴组为碳酸盐岩岩性圈闭气藏，埋藏深度为 6200～7200m，地层压力为67～71MPa，地层温度为148～159℃，H2S含量平均为5.53%，为超深、高温、高压、高含硫酸性气田[1]。气田采用衬管完井的水平井、大斜度井开发，由于完井管柱仅下至造斜点附近，无法实施分段改造，酸液主要进入 A靶点附近的高渗层，水平段中后部及低渗层难以得到有效改造。本次研究采用暂堵酸化工艺，通过暂堵液的物理堵塞效应，降低高渗层的吸液能力，推动酸液向 B靶点流动，配合多级暂堵，可以提高整个水平段生产剖面的改造效果[2]。

目前，国内外所使用的酸化暂堵剂主要有固体颗粒状暂堵剂、有机冻胶类暂堵剂［3］以及纤维类暂堵剂［4］等，其中以固体颗粒状暂堵剂为主。普光气田海相储层埋深5500m左右，暂堵剂为树脂覆膜包裹碳酸钙颗粒，暂堵效果较好，但存在溶解不彻底引起堵塞裂缝、埋产层的问题[5]。本文研制了一种有机纤维暂堵剂，采用聚合物压裂液作携带介质，高黏混合暂堵液起到化学和物理双重暂堵作用，配合多级暂堵和排量优化设计，可实现水平段的分流酸化，达到水平井均匀改造的目的。

1 纤维暂堵剂实验评价

1.1 岩心暂堵实验

纤维暂堵技术是为了解决天然裂缝或渗透率差异大的储层酸化转向问题，主要应用在常规暂堵剂性能无法满足要求的高温高压地层中。从国外肯基亚克油田、国内川东石炭系气藏应用情况来看，气藏埋藏深度均在5000m左右，温度大于120℃[6-8]。

本文研发的人造有机纤维暂堵剂纤维长度为 3～4mm（图 1），利于与输送介质均匀混合；纤维密度为1.3g/cm3，直径为35μ m，在水中1～5s内自动均匀分散开，且与水和压裂液配伍性好。为便于纤维输送，输送介质采用 0.45%胍胶压裂液，纤维添加比例为 1.5%～2.0%，混合后成为高黏白色絮凝状（图2），表观黏度大于500mPa·s。

图1 暂堵用有机短纤维实物图

图2 纤维与高黏压裂液混合后的暂堵液

室内进行暂堵效果评价实验，岩心通过暂堵液暂堵后，渗透率降低至原来的 1/1500，驱替压力也大大增加，说明暂堵效果较好；采用20%盐酸解堵，岩心渗透率恢复至50%左右（表1）。

表1 暂堵液的暂堵效果岩心实验

1.2 降解性能评价

暂堵剂的使用目的是达到短时间的暂堵，因此要求暂堵后能在短时间内溶解，保证酸化后裂缝的畅通。本文研制的有机纤维在酸性、高温环境下能完全降解，实现酸化后的零残留。纤维在清水、酸液中的溶解实验表明，70、90℃清水中2h的溶解率近50%（酸化过程中井底温度实测值为70～90℃），20%盐酸中2h内溶解率高于90%（表2）。

表2 不同温度下纤维在清水、酸液中的溶解率实验

元坝长兴组气藏温度达到 150℃，酸化后降解更快，降解率更高，高温条件下纤维溶解得较彻底，仅剩少量的固体残留物；固体残留物粒径测定表明，粒径 1～3μ m占绝大多数，而酸化刻蚀的裂缝宽度在毫米级，因此不存在地层和裂缝的二次伤害问题。

2 暂堵酸化工艺设计

2.1 水平段净化措施

元坝长兴组气藏水平井在钻井过程中泥浆普遍漏失，且酸化前水平段压井泥浆无法循环出来，因此，酸化前采取液氮诱喷，尽量净化井筒。通过注入液氮减小井筒液柱密度，同时多次开关井活动地层，诱使泥浆返出。从现场实施情况看，返出的泥浆量为 29～63m3（表3），大于水平段井筒容积，说明井筒净化效果明显，同时也减小了酸化后泥浆返出堵塞井筒的风险。

表3 部分井钻井漏失及诱喷情况统计

2.2 暂堵酸化工艺设计

2.2.1 暂堵级数设计

元坝长兴组气藏含气礁体分散，水平段钻遇的各类储层交替分布，采用多级暂堵酸化工艺时，胶凝酸与暂堵液多级交替注入，逐段暂堵高渗储层段，形成段间转向，推动酸液向 B靶点流动，从而实现整个水平段均匀改造。暂堵级数是关键参数，根据水平段储层分布特点及衬管段的位置来确定。YB101-1H井 Ⅰ、Ⅱ类物性较好的储层分布在 A、B靶点附近，2段衬管段较长，设计2级暂堵。首先采用胶凝酸对A靶点附近的储层进行酸化，注入暂堵液暂堵，推动胶凝酸液进入 B靶点附近储层，再注入暂堵液暂堵，最后注胶凝酸，使酸液均匀分布于水平段。YB205-1井物性较好的储层主要分布在A靶点及中间位置，投产衬管段为3段，设计3级暂堵，逐级推动酸液向B靶点流动，保证整个井筒充满酸液。

2.2.2 注入排量设计

为达到暂堵转向，采用“初期小排量、暂堵定排量、后期大排量”的原则。初期以1～2m3/min小排量注入，防止压破地层，造成酸液仅流入某一小段，尽量推动酸液深入水平段后部。暂堵阶段排量为 1m3/min，既便于暂堵剂的均匀加入，又可防止原裂缝继续延伸，造成暂堵失效。暂堵结束后，大幅度提高排量至 5m3/min以上，实现碳酸盐岩深度酸压，尽量延长裂缝的长度和宽度。闭合酸阶段，降低排量至 2～3m3/min，加深缝口位置溶蚀，提高缝口处导流能力[9-10]。阶段排量设计实例见表4。

表4 多级暂堵酸化泵注排量设计实例

2.3 暂堵剂泵注工艺

酸化过程中，暂堵纤维要求大量、快速均匀地加入，为此研发了专用纤维泵进行加注，实现精确计量和快速加注。纤维泵通过机械混合系统，将成块状的纤维自动打散，通过鼓风机送入混合筒内与清水混合，形成较均匀的混合液后注入混砂车的搅拌罐内，与压裂液混合，充分搅拌均匀后，经压裂车注入井筒。该系统能满足最大30kg/min加入速度。

3 现场应用情况

截至2013年8月，共实施多级暂堵酸化8口井，施工成功率为100%。统计结果表明，部分井暂堵后地面压力上升1.0～11.0MPa，12级暂堵中的9级压力上升较显著，暂堵有效率为75%（表5）。YB204-1H井Ⅰ类储层比例大，储层吸酸强度大，暂堵效果不明显，其余井储层性质相对较差，施工曲线显示压力快速上升，起到了暂堵转向作用。实施该工艺后，气井产量与酸化前自然产能相比，增产倍比为2.2～5.0，增产有效率为100%。

表5 部分井投产井酸化施工参数统计

4 结 论

（1）常规暂堵剂满足不了元坝气藏超深水平井的暂堵要求，室内实验表明，新型有机纤维暂堵剂暂堵效果好，在高温酸性环境中溶解率高，达到暂堵和零残留的目标。

（2）暂堵酸化参数设计是工艺的关键，酸化前利用液氮诱喷净化井筒，根据水平段储层分布及衬管段确定暂堵级数为2～4级，暂堵液与胶凝酸以“初期低排量、暂堵定排量、后期大排量”的方式交替注入，可取得较好的施工效果。

（3）现场实施效果表明，纤维暂堵有效率为75%，增产倍比为2.2～5.0，说明该工艺在深层碳酸盐岩地层有较好的适应性。

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