CN114458281B - 一种岩石扩容深部酸化实施方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种岩石扩容深部酸化实施方法，按照下述步骤进行：实施前准备、执行岩石扩容实施前期准备、岩石扩容酸化联作步骤和对剩余岩石区域执行岩石扩容剩余的扩展扩容区步骤。将岩石扩容技术与酸化技术有效结合，利用岩石扩容技术的前期步骤，进一步降低酸化注入难度，以水力震荡的方式注入酸液，达到岩石扩容造缝和酸化溶缝的双重效果，可有效降低岩石扩容的注入压力，并扩大酸化处理半径。
Description
技术领域
本发明涉及油水井酸化压裂增产增注工艺技术领域，更具体地说涉及一种岩石扩容深部酸化实施方法。
背景技术
岩石扩容技术也被称为微压裂技术，最早应用在加拿大阿尔伯塔地区油砂的开发中(详见“YUAN Y,YANG B,XU B,et al.Fracturing in the oil sand reservoirs[C].Canadian Unconventional Resources Conference,2011,CSUG/SPE 149308”)。国内于2012年开始在新疆风城SAGD油砂中研究并应用该项技术，为了缩短预热周期，尝试在预热阶段注蒸汽前通过注入高压热液向水平井对间储层施加小型微压裂致使油砂预先扩容。微压裂扩容机理主要有剪切扩容和张性扩容2种。剪切扩容又称“剪胀”，指油砂受剪切作用下砂粒发生翻滚和翻转，导致其体积增大的现象。张性扩容是指在注压过程中，油砂孔隙压力增大致使其体积膨胀；当孔隙压力超过其抗拉强度时，砂粒间发生拉张分离形成微裂缝。(详见“XU B.Consideration of geomechanics for in-situ bitumen recovery inXinjiang,China[R].SPE 165414,2013”和“高彦芳，陈勉，林伯韬等.稠油油藏SAGD微压裂阶段储层压缩系数研究——以新疆风城陆相储层重1区齐古组为例.石油科学通报[J]，2017，2(2)：240-250”)，它能使增加油水井的储层孔隙度，提高渗透率，在新疆油田、华北油田、渤中油田、南海东部油田等相继应用，增产增注效果明显。是国内外一项较新的低成本储层改造技术。
目前国内已形成发明专利CN 111219176 B“一种注水井扩容储层改造方法”，对岩石扩容的常规方法进行了阐述。
酸化是靠酸液的化学溶蚀作用以及向地层挤酸时的水力作用来提高地层渗透性能的工艺措施。酸液通过发挥其化学溶蚀作用，扩大与之接触岩石的孔、缝、洞，改善地层渗透率。它是油田增产增注的一项常规工艺措施技术。
将岩石扩容和酸化两项技术联作，充分利用岩石扩容的物理造缝和酸化的化学溶缝，是油田技术人员容易想到的增产复合思路，但目前国内外暂无相关的实施方法，而采用简单的联作，如先实施岩石扩容，再实施酸化，或先实施酸化，再实施岩石扩容，通常会产生如下问题：①施工设备多：岩石扩容会使用高压注入泵、水罐、高低压管线、球阀、单流阀、三通、压力传感器和数据采集系统等设备，酸化会使用酸化泵、酸化罐、三通、十通、酸化高低压管线等设备，势必造成部分设备的重复，而简单的组合或删减，又可能产生造成注入泵、水罐、高低压管线的腐蚀。②工序复杂：岩石扩容分为地应力测试、地应力预处理、水力震荡、拓展扩容区四个步骤，每个步骤又涉及较多环节，再加上后续酸化，需要人员不断切换阀门、连接管线，施工较为繁琐，且周期很长。③注入液量大产生的作业时间长和油井恢复产油周期长的问题：扩容液量通常在成百上千方注水量，再加上酸液，整体液量较大，作业时间在12～48小时，同时在油井作业时，注入大液量易造成油井恢复产油周期长，不利于生产。
综上所述，目前国内暂无一种岩石扩容深部酸化实施方法，可将岩石扩容技术与酸化技术有效结合，避免了两种技术直接联作易导致的施工设备多、工序复杂、注入液量大产生的作业时间长和油井恢复产油周期长等弊端。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，目前国内暂无一种岩石扩容深部酸化实施方法，可将岩石扩容技术与酸化技术有效结合，提供了一种岩石扩容深部酸化实施方法，该方法可将岩石扩容技术与酸化技术有效结合，利用岩石扩容技术的前期步骤，进一步降低酸化注入难度，以水力震荡的方式注入酸液，达到岩石扩容造缝和酸化溶缝的双重效果，可有效降低岩石扩容的注入压力，并扩大酸化处理半径，也避免了两种技术直接联作易导致的施工设备多、工序复杂、注入液量大产生的作业时间长和油井恢复产油周期长等弊端。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种岩石扩容深部酸化实施方法，按照下述步骤进行：
步骤1，实施前准备：将岩石扩容深部酸化实施装置的各个部件进行连接，连接完成后，对酸化泵进行试压测试，试压合格后，导通扩容流程，采用酸化罐中的注入水对地层进行试注作业；
步骤2，执行岩石扩容实施前期准备，包括地应力测试、地应力预处理；
步骤3，岩石扩容酸化联作步骤：关井进行扩容区反演，在关井时，在第一酸化罐和第二酸化罐中全部装满酸液，再采用酸液对地层进行注入，按照0.5m3/min为一个注入等级，每5-10分钟，逐级提高排量，直至设计的最大注入速度，再以岩石扩容水力震荡的方式注入，当注入完其中1个酸化罐中的酸液后，及时在上述酸化罐中装满注入水，再按照特定注入方式，继续以岩石扩容水力震荡的方式注入，直至设计的所有酸液和注入水注入完成；
步骤4，对剩余岩石区域执行岩石扩容剩余的扩展扩容区步骤；
其中，岩石扩容深部酸化实施装置，包括酸化罐、酸化泵、单流阀、十通阀和数据采集系统，所述酸化罐的加压口通过酸化低压管线与所述酸化泵相连通，所述十通阀设置在所述酸化低压管线上，所述酸化泵通过酸化高压管线与注入管线相连通，在所述酸化高压管线上设置所述单流阀，在所述酸化泵的进口端的所述酸化低压管线上设置有低压蝶阀，在所述酸化泵的出口端的所述酸化高压管线上设置有高压旋塞阀，所述酸化罐的常压口通过总常压管线与注入管线相连通，在所述总常压管线上设置有球阀，所述注入管线与井口相连通，压力传感器分别设置在所述常压管线和所述注入管线上，所述数据采集系统用于采集压力传感器采集到的压力数据。
所述酸化泵的数量为2个，所述酸化罐的数量为2个，所述酸化罐包括第一酸化罐和第二酸化罐，所述第一酸化罐的常压口通过第一常压管线与所述总常压管线相连，所述第二酸化罐的常压口通过第二常压管线与所述总常压管线相连，在所述第一常压管线、所述第二常压管线和所述总常压管线相连处安装三通阀。
在步骤3中，扩容使用的酸液根据实施井储层条件，若为碳酸盐岩储层，能够选择含有盐酸或者乙酸的酸液体系，上述酸液体系在储层温度条件下，2小时静态溶蚀率不低于95％，动态驱替渗透率增加倍数不小于5倍；若为火成岩、沉积岩、页岩类储层，能够选择单段塞的活性酸或者螯合酸或者智能酸的酸液体系，也能够选择前/后置液含有盐酸或者乙酸，并主体酸含有氟硼酸或者多氢酸或者改性硅酸的酸液体系，前/后置液和主体酸分别装入第一酸化罐和第二酸化罐中，上述酸液体系在储层温度条件下，2小时静态溶蚀率不低于20％，动态驱替渗透率增加倍数不小于0.5倍。
在步骤1和步骤3中，所述第一酸化罐和所述第二酸化罐的酸化半径均不小于2m，若其中1个酸化罐的酸液体系注入结束，及时切换至另一个酸化罐再继续注入酸液体系。
在步骤3中，最大注入速度为2-3m3/min。
在步骤3中，所述特定注入方式，是指按照注入完第1罐和第2罐所有酸液后，再注入水的方式，或者注入完第1罐酸液体系后，再注入一定比例的第2罐酸液体系后，再注入同样比例的第1罐更换后的注入水，再注入一定比例的第2罐酸液……，以此类推，采用酸液和注入水交替注入的方式。
本发明的有益效果为：该方法首次提出了一种岩石扩容和酸化联作方法：并非简单将两种技术进行拼凑结合，进一步发挥两种技术优势，避免了易存在的联作问题，提升了效率和效果；优化联作施工设备、工序和注入量：采用高压酸化泵、酸化罐、酸化高低压管线集成了高压注入泵、水罐、高低压管线、酸化泵、酸化罐、酸化高低压管线等设备功能，减少施工设备，此外利用酸化后的酸化罐再装水的方式，避免了酸化易腐蚀设备问题；将酸化工序融入到水力震荡步骤中，直接使用酸液作为扩容注入液，既节省了工序，又减少了注入量，节省了作业时间；有效提高了联作技术效果：利用岩石扩容技术的前期步骤，进一步降低酸化注入难度，以水力震荡的方式注入酸液，达到岩石扩容造缝和酸化溶缝的双重效果，可有效降低岩石扩容的注入压力，并扩大酸化处理半径；此外，采用适用于不同储层条件的酸液体系，并结合酸液静态溶蚀和动态驱替实验，有效确保酸液的化学溶缝效果；可选择采用酸液和注入水按顺序注入或交替注入方式，根据不同储层情况和施工传感器监测情况，可实时调节实施工艺，使联作工艺具有可变性，从而确保一定实施效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中：1为酸化泵；2为第一酸化罐；3为第二酸化罐；4为球阀；5为单流阀；6为压力传感器；7为数据采集系统；8为三通阀；9为十通阀；10为酸化高低压管线；11为高压旋塞阀；12为低压蝶阀；13为井口。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
实施例一
一种岩石扩容深部酸化实施装置，包括酸化罐、酸化泵1、单流阀5、十通阀9和数据采集系统7，酸化罐的加压口通过酸化低压管线与酸化泵1相连通，十通阀9设置在酸化低压管线上，酸化泵1通过酸化高压管线与注入管线相连通，在酸化高压管线上设置单流阀5，在酸化泵1的进口端的酸化低压管线上设置有低压蝶阀12，在酸化泵1的出口端的酸化高压管线上设置有高压旋塞阀11，酸化罐的常压口通过总常压管线与注入管线相连通，在总常压管线上设置有球阀4，注入管线与井口13相连通，压力传感器6分别设置在常压管线和注入管线上，数据采集系统7用于采集压力传感器6采集到的压力数据。
酸化泵1的数量为2个，酸化罐的数量为2个，酸化罐包括第一酸化罐2和第二酸化罐3，第一酸化罐2的常压口通过第一常压管线与总常压管线相连，第二酸化罐3的常压口通过第二常压管线与总常压管线相连，在第一常压管线、第二常压管线和总常压管线相连处安装三通阀8。
实施例二
一种岩石扩容深部酸化实施方法，按照下述步骤进行：
步骤1，实施前准备：将岩石扩容深部酸化实施装置的各个部件进行连接，连接完成后，对酸化泵进行试压测试，试压合格后，导通扩容流程，采用酸化罐中的注入水对地层进行试注作业；
步骤2，执行岩石扩容实施前期准备，包括地应力测试、地应力预处理；
步骤3，岩石扩容酸化联作步骤：关井进行扩容区反演，在关井时，在第一酸化罐和第二酸化罐中全部装满酸液，再采用酸液对地层进行注入，按照0.5m3/min为一个注入等级，每5-10分钟，逐级提高排量，直至设计的最大注入速度，再以岩石扩容水力震荡的方式注入，当注入完其中1个酸化罐2中的酸液后，及时在上述酸化罐中装满注入水，再按照特定注入方式，继续以岩石扩容水力震荡的方式注入，直至设计的所有酸液和注入水注入完成；
步骤4，对剩余岩石区域执行岩石扩容剩余的扩展扩容区步骤。
在步骤3中，扩容使用的酸液根据实施井储层条件，若为碳酸盐岩储层，能够选择含有盐酸或者乙酸的酸液体系，上述酸液体系在储层温度条件下，2小时静态溶蚀率不低于95％，动态驱替渗透率增加倍数不小于5倍；若为火成岩、沉积岩、页岩类储层，能够选择单段塞的活性酸或者螯合酸或者智能酸的酸液体系，也能够选择前/后置液含有盐酸或者乙酸，并主体酸含有氟硼酸或者多氢酸或者改性硅酸的酸液体系，前/后置液和主体酸分别装入第一酸化罐和第二酸化罐中，上述酸液体系在储层温度条件下，2小时静态溶蚀率不低于20％，动态驱替渗透率增加倍数不小于0.5倍。
在步骤1和步骤3中，所述第一酸化罐和所述第二酸化罐的酸化半径均不小于2m，若其中1个酸化罐的酸液体系注入结束，及时切换至另一个酸化罐再继续注入酸液体系。
在步骤3中，最大注入速度为2-3m3/min。
在步骤3中，所述特定注入方式，是指按照注入完第1罐2和第2罐3所有酸液后，再注入水的方式，或者注入完第1罐2酸液体系后，再注入一定比例的第2罐3酸液体系后，再注入同样比例的第1罐2更换后的注入水，再注入一定比例的第2罐3酸液……，以此类推，采用酸液和注入水交替注入的方式。
该方法可将岩石扩容技术与酸化技术有效结合，利用岩石扩容技术的前期步骤，进一步降低酸化注入难度，以水力震荡的方式注入酸液，达到岩石扩容造缝和酸化溶缝的双重效果，可有效降低岩石扩容的注入压力，并扩大酸化处理半径，也避免了两种技术直接联作易导致的施工设备多、工序复杂、注入液量大产生的作业时间长和油井恢复产油周期长等弊端。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种岩石扩容深部酸化实施方法，其特征在于：按照下述步骤进行：
步骤1，实施前准备：将岩石扩容深部酸化实施装置的各个部件进行连接，连接完成后，对酸化泵进行试压测试，试压合格后，导通扩容流程，采用酸化罐中的注入水对地层进行试注作业；
步骤2，执行岩石扩容实施前期准备，包括地应力测试、地应力预处理；
步骤3，岩石扩容酸化联作步骤：关井进行扩容区反演，在关井时，在第一酸化罐和第二酸化罐中全部装满酸液，再采用酸液对地层进行注入，按照0.5m3/min 为一个注入等级，每5-10分钟，逐级提高排量，直至设计的最大注入速度，再以岩石扩容水力震荡的方式注入，当注入完其中1个酸化罐中的酸液后，及时在上述酸化罐中装满注入水，再按照特定注入方式，继续以岩石扩容水力震荡的方式注入，直至设计的所有酸液和注入水注入完成；
其中，在步骤3中，所述特定注入方式，是指按照注入完第一罐和第二罐所有酸液后，再注入水的方式，或者注入完第一罐酸液体系后，再注入一定比例的第二罐酸液体系后，再注入同样比例的第一罐更换后的注入水，再注入一定比例的第二罐酸液……，以此类推，采用酸液和注入水交替注入的方式；
步骤4，对剩余岩石区域执行岩石扩容剩余的扩展扩容区步骤；
其中，岩石扩容深部酸化实施装置，包括酸化罐、酸化泵、单流阀、十通阀和数据采集系统，所述酸化罐的加压口通过酸化低压管线与所述酸化泵相连通，所述十通阀设置在所述酸化低压管线上，所述酸化泵通过酸化高压管线与注入管线相连通，在所述酸化高压管线上设置所述单流阀，在所述酸化泵的进口端的所述酸化低压管线上设置有低压蝶阀，在所述酸化泵的出口端的所述酸化高压管线上设置有高压旋塞阀，所述酸化罐的常压口通过总常压管线与注入管线相连通，在所述总常压管线上设置有球阀，所述注入管线与井口相连通，压力传感器分别设置在所述常压管线和所述注入管线上，所述数据采集系统用于采集压力传感器采集到的压力数据。
2.根据权利要求1所述的一种岩石扩容深部酸化实施方法，其特征在于：所述酸化泵的数量为2个，所述酸化罐的数量为2个，所述酸化罐包括第一酸化罐和第二酸化罐，所述第一酸化罐的常压口通过第一常压管线与所述总常压管线相连，所述第二酸化罐的常压口通过第二常压管线与所述总常压管线相连，在所述第一常压管线、所述第二常压管线和所述总常压管线相连处安装三通阀。
3.根据权利要求2所述的一种岩石扩容深部酸化实施方法，其特征在于：在步骤3中，扩容使用的酸液根据实施井储层条件，若为碳酸盐岩储层，选择含有盐酸或者乙酸的酸液体系，上述酸液体系在储层温度条件下，2小时静态溶蚀率不低于95%，动态驱替渗透率增加倍数不小于5倍；若为火成岩、沉积岩、页岩类储层，选择单段塞的活性酸或者螯合酸或者智能酸的酸液体系，或者选择前/后置液含有盐酸或者乙酸，并主体酸含有氟硼酸或者多氢酸或者改性硅酸的酸液体系，前/后置液和主体酸分别装入第一酸化罐和第二酸化罐中，上述酸液体系在储层温度条件下，2小时静态溶蚀率不低于20%，动态驱替渗透率增加倍数不小于0.5 倍。
4.根据权利要求2所述的一种岩石扩容深部酸化实施方法，其特征在于：在步骤1和步骤3中，所述第一酸化罐和所述第二酸化罐的酸化半径均不小于2m，若其中1个酸化罐的酸液体系注入结束，及时切换至另一个酸化罐再继续注入酸液体系。
5.根据权利要求2所述的一种岩石扩容深部酸化实施方法，其特征在于：在步骤3中，最大注入速度为2-3m3/min。
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