CN103953324B - 多元转向酸可调缝高酸化压裂方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多元转向酸可调缝高酸化压裂方法，首先制备多元酸、转向酸、普通酸，然后同时向油气井目的层注入控缝剂和普通酸；然后注入多元酸；然后注入液氮；然后同时注入多元酸和液氮；然后再注入液氮；然后同时注入液氮和转向酸；然后再同时注入多元酸和液氮；之后注入普通酸；最后将注入井口的所有液体排到排液池中。本发明的方法利用多元酸造长缝、转向酸沟通微裂缝、液氮补充地层能量，通过段塞式将多元酸、转向酸、液氮注入地层，提高裂缝长度、微裂缝的沟通能力及快速排液。
Description
技术领域
本发明属于油气开采技术领域，涉及一种多元转向酸可调缝高酸化压裂方法。
背景技术
在碳酸盐岩酸化压裂中，影响酸压改造效果的关键因素是：酸蚀裂缝的有效长度和酸压后酸蚀裂缝的导流能力，而酸蚀裂缝的有效长度是低渗透碳酸盐岩储集层酸压改造的关键。如何有效获得较长的酸蚀裂缝一直是酸压技术需要解决的难题。尤其是对于深井碳酸盐岩储层，酸蚀裂缝的有效延伸更加困难，其技术难点主要有：①储层温度较高，基质中碳酸盐纯度高，酸岩反应速度较快，酸液的深穿透能力有限；②微裂缝和小溶洞的发育造成酸液滤失严重，要实现酸液的深穿透必须有效降低酸液的滤失；③储层埋藏深，注酸管柱长，施工中管线摩阻大，造成井口泵压高，排量难以提高，井底施工压力难以达到地层的破裂压力，由于储层巨厚，缝高很难控制；④深井酸压液柱压力高，残酸返排困难，容易对储层造成二次污染；⑤为实现酸液的深穿透，在“大酸量，大排量，高泵压”的原则下，缝高很难控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种多元转向酸可调缝高酸化压裂方法，解决了现有技术中存在造缝短的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种多元转向酸可调缝高酸化压裂方法，包括以下步骤：
步骤1：制备多元酸
按照质量百分比，称取以下原料：盐酸：65％-80％，甲酸：8％-12％，酸化缓蚀剂：1％-2％，稠化剂：0.4％-0.8％，铁离子稳定剂：1％-2％，助排剂：0.2％-0.4％，清水：2.8％-24.4％，以上各组分的质量百分比之和为100％，按以上比例将原料加入至第一酸罐中，再通过泵车进行混合，得到多元酸；
步骤2：制备转向酸
按照质量百分比，称取以下原料：盐酸：60％-75％，转向剂：0.3％-0.6％，甲酸：6％-10％，酸化缓蚀剂：1％-2％，铁离子稳定剂：1％-2％，助排剂：0.2％-0.4％，清水：10％-31.5％，以上各组分的质量百分比之和为100％，按以上比例将原料加入至第二酸罐中，再通过泵车进行混合，得到转向酸；
步骤3：制备普通酸
按照质量百分比，称取以下原料：盐酸：55％-70％，酸化缓蚀剂：1％-2％，铁离子稳定剂：1％-2％，助排剂：0.2％-0.4％，清水：25.6％-42.8％，以上各组分的质量百分比之和为100％，按以上比例将原料加入至第三酸罐中，再通过泵车进行混合，得到普通酸；
步骤4：实施酸化压裂：
首先同时向油气井目的层注入20方-50方的控缝剂和10方-30方步骤3中制成的普通酸；接着注入100方-200方步骤1中制成的多元酸；接着注入5方-10方的液氮；接着同时注入100方-200方步骤1中制成的多元酸和10方-20方的液氮；接着再注入5方-10方的液氮；接着同时注入8方-15方的液氮和80方-150方步骤2中制成的转向酸；接着再同时注入100方-200方步骤1中制成的多元酸和10方-20方的液氮；接着注入15方-35方步骤3中制成的普通酸；经过1-8个小时后，将注入井口的所有液体排到排液池中，即完成酸化压裂。
本发明的特点还在于，
步骤4中，在最后排液时，利用5方-15方液氮和3-10根泡排棒在还射孔段进行彻底返排。
步骤1-3中所述盐酸为质量浓度为31％的工业盐酸。
步骤1、2中所述甲酸为质量浓度不低于85％的甲酸。
本发明的有益效果是：本发明方法能增加最终酸压裂缝的有效长度；提高沟通微裂缝的能力；提高并长时间保持酸压后酸蚀裂缝的导流能力。从而提高油气井的产能，达到提高油气采收率的目的。
附图说明
图1是多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中实施酸化压裂的过程。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法，包括以下步骤：
步骤1：制备多元酸
按照质量百分比，称取以下原料：盐酸：65％-80％，甲酸：8％-12％，酸化缓蚀剂：1％-2％，稠化剂：0.4％-0.8％，铁离子稳定剂：1％-2％，助排剂：0.2％-0.4％，清水：2.8％-24.4％，以上各组分的质量百分比之和为100％，按以上比例将原料加入至第一酸罐中，再通过泵车进行混合，得到多元酸；
步骤2：制备转向酸
按照质量百分比，称取以下原料：盐酸：60％-75％，转向剂：0.3％-0.6％，甲酸：6％-10％，酸化缓蚀剂：1％-2％，铁离子稳定剂：1％-2％，助排剂：0.2％-0.4％，清水：10％-31.5％，以上各组分的质量百分比之和为100％，按以上比例将原料加入至第二酸罐中，再通过泵车进行混合，得到转向酸；
步骤3：制备普通酸
按照质量百分比，称取以下原料：盐酸：55％-70％，酸化缓蚀剂：1％-2％，铁离子稳定剂：1％-2％，助排剂：0.2％-0.4％，清水：25.6％-42.8％，以上各组分的质量百分比之和为100％，按以上比例将原料加入至第三酸罐中，再通过泵车进行混合，得到普通酸；
步骤4：实施酸化压裂，如图1所示：
首先同时向油气井目的层注入20方-50方的控缝剂和10方-30方步骤3中制成的普通酸；接着注入100方-200方步骤1中制成的多元酸；接着注入5方-10方的液氮；接着同时注入100方-200方步骤1中制成的多元酸和10方-20方的液氮；接着再注入5方-10方的液氮；接着同时注入8方-15方的液氮和80方-150方步骤2中制成的转向酸；接着再同时注入100方-200方步骤1中制成的多元酸和10方-20方的液氮；接着注入15方-35方步骤3中制成的普通酸；经过1-8个小时后，将注入井口的所有液体排到排液池中，即完成酸化压裂。
步骤4中，在最后排液时，利用5方-15方液氮和3-10根泡排棒在还射孔段进行彻底返排。
步骤1-3中所述盐酸为质量浓度为31％的工业盐酸。
步骤1、2中所述甲酸为质量浓度不低于85％的甲酸。
其中，酸化缓蚀剂为由成都健翔蜀冠科技有限公司提供的CHS-5酸化高温缓蚀剂；
稠化剂为由北京佛瑞克技术发展有限公司提供的FRK-V180高温胶凝剂；
铁离子稳定剂为由成都健翔蜀冠科技有限公司提供的TWJ酸化铁离子稳定剂；
助排剂为由成都健翔蜀冠科技有限公司提供的SZJ-3酸化压裂助排剂；
转向剂为由成都健翔蜀冠科技有限公司提供的CZD-2重复压裂控缝转向剂；
控缝剂为由北京佛瑞克技术发展有限公司提供的FRK-KFJ压裂酸化用控缝剂。
本发明方法原理：
利用普通酸液加入控缝剂进行预造缝，这样获取预定的缝高；
多元酸由盐酸、甲酸、酸化缓蚀剂、稠化剂、铁离子稳定剂、助排剂及清水组成，其中盐酸和甲酸是和碳酸盐岩反应的主体，酸化缓蚀剂具有缓蚀协同作用，稠化剂能有效降低酸岩反应速度，铁离子稳定剂降低酸液活性、防止铁凝胶沉淀，助排剂帮助酸化压裂后的工作残液从地层返排；
氮气，用来补充地层能量，利于返排；
转向酸由盐酸、转向剂、甲酸、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、清水组成，其中转向剂表面活性剂分子与盐酸、甲酸、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、清水混合后，形成的混合酸液，随着酸液与地层的反应，酸液的浓度降低，粘度会显著增大，从而产生有效的分流导向和降低酸液滤失的作用，提高了酸液的穿透深度和处理范围，有效沟通了微裂缝，大大提高了酸压效果；
液氮和泡排棒，在压后返排中利用液氮泡排棒进行返排，使得残酸能最短的时间排出。
下面通过实验分析各个因素对本发明方法的影响：
(1)温度对黏度的影响
由于多元转向酸依靠提高黏度来达到转向的目的，因此酸液的黏度高低是一个重要的指标。如表1所示，随机抽取了两个多元转向酸试样，在不同温度下测得的黏度，可以看出多元转向酸在100℃以上仍然有较高的黏度。
表1多元转向酸在不同温度下的黏度
(2)转向作用
如表2所示，常规酸、稠化酸、多元转向酸的注入量与注入压力的关系。可以看出，常规酸和稠化酸的注入压力没有随注入量的增加而提高，但多元转向酸的注入压力却随注入量的增加而不断提高，说明注酸过程中，多元转向酸表现出了明显的变黏增压转向作用，从而更加有效地改造非均质储层。
表2不同酸的注入量与注入压力的关系
如表3所示，利用酸液岩心实验装置对多元转向酸的转向效果进行了试验。试验时向3个不同渗透率的岩心同时注酸进行处理，以了解不同渗透率岩心的处理效果。
从初始渗透率和酸后渗透率可看出，用普通酸和稠化酸处理后，初始渗透率最高的岩心酸后渗透率有100多倍的提高，而初始渗透率低的岩心酸后渗透率提高了不到1倍；用多元转向酸处理后，不同初始渗透率的岩心酸后渗透率都得到了较大的提高。从酸蚀蚯蚓洞长度看，用普通酸和稠化酸处理后，初始渗透率高的岩心的蚯蚓洞长度是初始渗率差的岩心的3～15倍，而用多元转向酸处理后，不管初始渗透率的高低，蚯蚓洞的长度都是一样的。从试验结果可以看出，多元转向酸大大降低了非均质储层对处理效果的影响，而且极大地延伸了低渗透率储层的处理深度。
表3多元转向酸与稠化酸和普通酸的转向效果对比
(3)破胶试验
如表4所示，多元转向酸破胶试验，分别将多元转向酸与含水5％、10％、20％、50％的原油混合后进行试验。可以看出，多元转向酸的胶束遇油后被破坏，黏度降低，达到破胶的目的。混合150min后多元转向酸的黏度都下降了很多，表明多元转向酸可以破胶，以便于压后返排。
表4多元转向酸破胶试验
(4)缓蚀试验
如表5所示，多元转向酸缓蚀试验，可以看出，盐酸的反应速度很快，10min内就降为6％。而多元转向酸的反应速度大大降低了，40min左右才降为10％，而降到6％浓度时分别为70min和90min。说明多元转向酸具有很好的缓蚀作用。
表5多元转向酸缓蚀试验
综合上述试验结果，多元转向酸具有以下优点：
(1)多元转向酸具有独特就地自转向性能，可以实现长井段均匀改造和形成长的高导流的有效裂缝。
(2)多元转向酸具有很好的缓蚀效果，酸作用的距离更长，能形成更长的导流裂缝。
(3)残酸形成的胶束遇油可以破坏，使多元转向酸达到破胶的目的，利于压后返排。遇水后还能保持一定的结构，只有大量的水对其稀释才能使其结构破坏失去其黏度，在对储层进行改造同时兼具控水功能。
(4)不使用任何金属离子作为交联剂，可以在高含硫的油气井中使用。
实施例一
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的多元酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸70％，质量浓度为85％的甲酸10％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1.5％，FRK-V180高温胶凝剂0.6％，TWJ酸化铁离子稳定剂1.5％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.3％，清水16.1％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第一酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的转向酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸70％，CZD-2重复压裂控缝转向剂0.4％，质量浓度为85％的甲酸8％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1.5％，TWJ酸化铁离子稳定剂1.5％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.3％，清水18.3％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第二酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的普通酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸60％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1.5％，TWJ酸化铁离子稳定剂1.5％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.3％，清水36.7％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第三酸罐中，再通过泵车进行混合；
实施酸化压裂：
将30方的控缝剂和20方配置好的普通酸同时注入油气井目的层，然后注入180方配置好的多元酸，再注入8方的液氮，然后再同时注入180方配置好的多元酸和15方的液氮，再注入8方的液氮，然后再同时注入10方的液氮和100方配置好的转向酸，再同时注入180方配置好的多元酸和15方的液氮，再注入20方配置好的普通酸，1小时后，将注入井口的所有的液体排到排液池中，如果排液弱时，利用10方液氮和8根泡排棒在还射孔段进行彻底返排。
实施例二
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的多元酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸65％，质量浓度为85％的甲酸8％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1％，FRK-V180高温胶凝剂0.4％，TWJ酸化铁离子稳定剂1％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.2％，清水24.4％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第一酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的转向酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸75％，CZD-2重复压裂控缝转向剂0.6％，质量浓度为85％的甲酸10％，CHS-5酸化高温缓蚀剂2％，TWJ酸化铁离子稳定剂2％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.4％，清水10％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第二酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的普通酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸55％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1％，TWJ酸化铁离子稳定剂1％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.2％，清水42.8％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第三酸罐中，再通过泵车进行混合；
实施酸化压裂：
将40方的控缝剂和25方配置好的普通酸同时注入油气井目的层，然后注入150方配置好的多元酸，再注入7方的液氮，然后再同时注入150方配置好的多元酸和15方的液氮，再注入7方的液氮，然后再同时注入12方的液氮和120方配置好的转向酸，再同时注入150方配置好的多元酸和18方的液氮，再注入25方配置好的普通酸，3小时后，将注入井口的所有的液体排到排液池中，如果排液弱时，利用12方液氮和6根泡排棒在还射孔段进行彻底返排。
实施例三
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的多元酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸80％，质量浓度为85％的甲酸12％，CHS-5酸化高温缓蚀剂2％，FRK-V180高温胶凝剂0.8％，TWJ酸化铁离子稳定剂2％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.4％，清水2.8％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第一酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的转向酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸60％，CZD-2重复压裂控缝转向剂0.3％，质量浓度为85％的甲酸6％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1％，TWJ酸化铁离子稳定剂1％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.2％，清水31.5％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第二酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的普通酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸70％，CHS-5酸化高温缓蚀剂2％，TWJ酸化铁离子稳定剂2％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.4％，清水25.6％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第三酸罐中，再通过泵车进行混合；
实施酸化压裂：
将20方的控缝剂和10方配置好的普通酸同时注入油气井目的层，然后注入200方配置好的多元酸，再注入10方的液氮，然后再同时注入200方配置好的多元酸和20方的液氮，再注入10方的液氮，然后再同时注入15方的液氮和150方配置好的转向酸，再同时注入200方配置好的多元酸和20方的液氮，再注入15方配置好的普通酸，5小时后，将注入井口的所有的液体排到排液池中，如果排液弱时，利用15方液氮和3根泡排棒在还射孔段进行彻底返排。
实施例四
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的多元酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸67％，质量浓度为85％的甲酸9％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1.3％，FRK-V180高温胶凝剂0.5％，TWJ酸化铁离子稳定剂1.3％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.25％，清水20.65％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第一酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的转向酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸65％，CZD-2重复压裂控缝转向剂0.35％，质量浓度为85％的甲酸7％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1.25％，TWJ酸化铁离子稳定剂1.25％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.25％，清水24.9％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第二酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的普通酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸57％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1.25％，TWJ酸化铁离子稳定剂1.25％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.25％，清水40.25％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第三酸罐中，再通过泵车进行混合；
实施酸化压裂：
将50方的控缝剂和30方配置好的普通酸同时注入油气井目的层，然后注入100方配置好的多元酸，再注入5方的液氮，然后再同时注入100方配置好的多元酸和10方的液氮，再注入5方的液氮，然后再同时注入8方的液氮和80方配置好的转向酸，再同时注入100方配置好的多元酸和10方的液氮，再注入35方配置好的普通酸，7小时后，将注入井口的所有的液体排到排液池中，如果排液弱时，利用5方液氮和10根泡排棒在还射孔段进行彻底返排。
实施例五
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的多元酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸72％，质量浓度为85％的甲酸11％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1.8％，FRK-V180高温胶凝剂0.7％，TWJ酸化铁离子稳定剂1.8％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.35％，清水12.35％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第一酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的转向酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸72％，CZD-2重复压裂控缝转向剂0.5％，质量浓度为85％的甲酸9％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1.75％，TWJ酸化铁离子稳定剂1.75％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.35％，清水14.65％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第二酸罐中，再通过泵车进行混合；
本发明的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法中的普通酸，按质量百分比称取以下原料：质量浓度为31％的工业盐酸65％，CHS-5酸化高温缓蚀剂1.75％，TWJ酸化铁离子稳定剂1.75％，SZJ-3酸化压裂助排剂0.35％，清水31.15％，以上组分的含量总和为100％，将上述称取的原料加入至第三酸罐中，再通过泵车进行混合；
实施酸化压裂：
将25方的控缝剂和25方配置好的普通酸同时注入油气井目的层，然后注入120方配置好的多元酸，再注入9方的液氮，然后再同时注入120方配置好的多元酸和18方的液氮，再注入6方的液氮，然后再同时注入14方的液氮和140方配置好的转向酸，再同时注入120方配置好的多元酸和12方的液氮，再注入15方配置好的普通酸，8小时后，将注入井口的所有的液体排到排液池中，如果排液弱时，利用12方液氮和6根泡排棒在还射孔段进行彻底返排。
Claims (4)
1.多元转向酸可调缝高酸化压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备多元酸
按照质量百分比，称取以下原料：盐酸：65％-80％，甲酸：8％-12％，酸化缓蚀剂：1％-2％，稠化剂：0.4％-0.8％，铁离子稳定剂：1％-2％，助排剂：0.2％-0.4％，清水：2.8％-24.4％，以上各组分的质量百分比之和为100％，按以上比例将原料加入至第一酸罐中，再通过泵车进行混合，得到多元酸；
步骤2：制备转向酸
按照质量百分比，称取以下原料：盐酸：60％-75％，转向剂：0.3％-0.6％，甲酸：6％-10％，酸化缓蚀剂：1％-2％，铁离子稳定剂：1％-2％，助排剂：0.2％-0.4％，清水：10％-31.5％，以上各组分的质量百分比之和为100％，按以上比例将原料加入至第二酸罐中，再通过泵车进行混合，得到转向酸；
步骤3：制备普通酸
按照质量百分比，称取以下原料：盐酸：55％-70％，酸化缓蚀剂：1％-2％，铁离子稳定剂：1％-2％，助排剂：0.2％-0.4％，清水：25.6％-42.8％，以上各组分的质量百分比之和为100％，按以上比例将原料加入至第三酸罐中，再通过泵车进行混合，得到普通酸；
步骤4：实施酸化压裂：
首先同时向油气井目的层注入20方-50方的控缝剂和10方-30方步骤3中制成的普通酸；接着注入100方-200方步骤1中制成的多元酸；接着注入5方-10方的液氮；接着同时注入100方-200方步骤1中制成的多元酸和10方-20方的液氮；接着再注入5方-10方的液氮；接着同时注入8方-15方的液氮和80方-150方步骤2中制成的转向酸；接着再同时注入100方-200方步骤1中制成的多元酸和10方-20方的液氮；接着注入15方-35方步骤3中制成的普通酸；经过1-8个小时后，将注入井口的所有液体排到排液池中，即完成酸化压裂。
2.根据权利要求1所述的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法，其特征在于：所述步骤4中，在最后排液时，利用5方-15方液氮和3-10根泡排棒在射孔段进行彻底返排。
3.根据权利要求1所述的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法，其特征在于：所述步骤1-3中所述盐酸为质量浓度为31％的工业盐酸。
4.根据权利要求1所述的多元转向酸可调缝高酸化压裂方法，其特征在于：所述步骤1、2中所述甲酸为质量浓度不低于85％的甲酸。
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