本發(fā)明屬于油氣藏增產(chǎn)改造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高碳酸鹽巖油氣井產(chǎn)能的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法，用于新井增產(chǎn)改造和老井重復(fù)改造。

技術(shù)背景

在全球己探明的油氣儲(chǔ)量中，60％為海相碳酸鹽巖儲(chǔ)層。碳酸鹽巖儲(chǔ)層己成為油氣勘探開發(fā)的重要領(lǐng)域。我國(guó)的碳酸鹽巖油氣藏分布也非常廣泛，勘探開發(fā)潛力巨大。

由于碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)條件復(fù)雜、非均質(zhì)強(qiáng)，開發(fā)碳酸鹽巖儲(chǔ)層就具有一定的難度。通常情況下，碳酸鹽巖儲(chǔ)層都需要進(jìn)行儲(chǔ)層改造才能達(dá)到認(rèn)識(shí)儲(chǔ)層和增儲(chǔ)上產(chǎn)的目的，因此儲(chǔ)層酸化壓裂改造就成為碳酸鹽巖高效開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。目前，針對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的改造技術(shù)主要有基質(zhì)酸化、酸壓和水力加砂壓裂技術(shù)，以及基于不同目的而衍生的增產(chǎn)方法，如前置液酸壓技術(shù)、多級(jí)注入酸壓技術(shù)和多級(jí)注入+閉合酸化技術(shù)等。由于酸液作用距離有限，基質(zhì)酸化只能對(duì)近井地帶儲(chǔ)層進(jìn)行改造。尤其是在深層高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層中，由于儲(chǔ)層溫度高，酸巖反應(yīng)速度快，即便是以前置液酸壓、多級(jí)交替注入酸壓、緩速酸類酸壓等為代表的碳酸鹽巖深度酸壓工藝所形成的酸蝕縫長(zhǎng)度也遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于酸壓過程中的動(dòng)態(tài)縫，遠(yuǎn)端裂縫很難得到有效刻蝕，形成足夠的導(dǎo)流能力。水力壓裂能夠形成長(zhǎng)的人工裂縫，并且由于支撐劑的存在使裂縫的導(dǎo)流能力得以維持。但與酸液相比，由于壓裂液不與碳酸鹽巖發(fā)生反應(yīng)，所以其溝通天然裂縫的能力較差，特別是當(dāng)最大水平主應(yīng)力方向(人工壓裂主裂縫方向)與天然裂縫走向一致時(shí)尤為明顯。同時(shí)，碳酸鹽巖儲(chǔ)層縫洞發(fā)育、濾失嚴(yán)重、儲(chǔ)層楊氏模量偏高、裂縫寬度較窄、砂堵率高，這些問題制約了水力加砂壓裂技術(shù)在碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造中的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造工藝的不足，本發(fā)明的目的是提出一種提高碳酸鹽巖油氣井產(chǎn)能的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法。基于此方法能在碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造過程中形成高導(dǎo)流、深穿透的人工裂縫，從而實(shí)現(xiàn)碳酸鹽巖的深度改造，使碳酸鹽巖油氣藏得到更為高效地開發(fā)。

技術(shù)優(yōu)越性

深層、高溫碳酸鹽巖油氣藏儲(chǔ)層改造的關(guān)鍵在于通過降濾、緩速的工藝形成具有高導(dǎo)流能力的人工裂縫。儲(chǔ)層高溫會(huì)導(dǎo)致酸壓改造酸巖反應(yīng)速度快，酸液有效作用距離短，形成的酸蝕裂縫穿透能力極其有限，酸壓溝通天然縫洞的能力弱；深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層的高閉合壓力會(huì)導(dǎo)致酸壓形成的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力弱。針對(duì)普通酸壓在深層、高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造中存在的固有缺陷，本發(fā)明提出采用“前置液降濾緩速、先填砂、后酸蝕”的技術(shù)思路，形成具有深穿透、高導(dǎo)流特征的填砂-酸蝕復(fù)合裂縫。在施工參數(shù)上采用大排量、小砂比進(jìn)行施工，施工材料上選擇小粒徑支撐劑，進(jìn)一步降低了碳酸鹽巖加砂過程中存在的砂堵風(fēng)險(xiǎn)，明顯提高了此類油氣藏的改造效果。

技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種提高碳酸鹽巖油氣井產(chǎn)能的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法，其包括使用前置液壓開地層、延伸人工裂縫，為支撐劑進(jìn)入地層而建立必要的空間，同時(shí)降低地層溫度以保持壓裂粘度，進(jìn)而保持壓裂液的懸砂性能；隨后注入攜砂液將支撐劑輸送到人工裂縫遠(yuǎn)井地帶；而后注入酸液，用以刻蝕人工裂縫近井地帶，進(jìn)而形成遠(yuǎn)井地帶支撐劑顆粒支撐與近井地帶酸液刻蝕的高導(dǎo)流復(fù)合人工裂縫，從而實(shí)現(xiàn)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的深度改造步驟。

上述的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法包括如下步驟：

(1)以1.0～2.0立方米/分鐘的排量向地層注入40～100立方米前置液；

(2)以3.5～5.0立方米/分鐘的排量向地層注入70～250立方米攜砂液；

(3)以2.0～4.5立方米/分鐘的排量向地層注入80～170立方米主體酸；

(4)在對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行復(fù)合改造后，以2.0～3.0立方米/每分鐘的排量向地層注入一定體積的頂替液。

上述的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，所述的前置液為弱酸條件下交聯(lián)的壓裂液，該前置液在弱酸條件下可保持交聯(lián)，維持一定的粘度，充分發(fā)揮前置液壓裂造縫；降低裂縫表面溫度；降低濾失的作用。

上述的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，所述的攜砂液為弱酸條件下交聯(lián)的、混有支撐劑的壓裂液；該攜砂液在弱酸條件下可保持交聯(lián)，確保一定的懸砂性。

上述的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，所述主體酸酸液包括膠凝酸、地面交聯(lián)酸、溫控變粘酸、乳化酸、泡沫酸和轉(zhuǎn)向酸的一種或幾種的組合。

上述的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，所述的支撐劑為石英砂、陶粒、樹脂覆膜砂、覆膜陶粒的一種或幾種的組合。

上述的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，所述的支撐劑為水力加砂壓裂的常用支撐劑?？紤]到深層碳酸鹽巖儲(chǔ)層閉合壓力高，形成的人工裂縫寬度小，為保證支撐劑的遠(yuǎn)井地帶輸送，支撐劑顆粒粒徑需控制在一定范圍內(nèi)；考慮到攜砂液之后的酸液段塞影響，所述支撐劑的酸溶解度需滿足要求。所述的支撐劑性能指標(biāo)：粒徑40～70目，酸溶解度小于10％。

前置液的用量及排量根據(jù)天然裂縫發(fā)育情況和施工規(guī)模確定，優(yōu)選以1.0～2.0立方米/分鐘的排量向地層注入40～100立方米前置液；攜砂液的用量和排量根據(jù)施工規(guī)模和儲(chǔ)層特征確定，優(yōu)選以3.5～5.0立方米/分鐘的排量向地層注入70～250立方米攜砂液；主體酸用量及排量根據(jù)施工規(guī)模、刻蝕程度和改造要求確定，優(yōu)選以2.0～4.5立方米/分鐘的排量向地層注入80～170立方米主體酸；頂替液用量根據(jù)地面管線及井下管柱體積確定，在對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行復(fù)合改造后，優(yōu)選以2.0～3.0立方米/每分鐘的排量向地層注入頂替液。

上述水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，步驟(1)注入前置液是為了壓裂造縫，為支撐劑進(jìn)入裂縫建造必要的空間；降低裂縫表面溫度，減緩酸巖反應(yīng)速率，增加酸液有效作用距離；降低裂縫壁面的濾失，降低砂堵幾率，降低漏失風(fēng)險(xiǎn)。

上述水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，步驟(2)低排量注入前置液是為了降低壓裂泵車的沖擊，避免排量過高導(dǎo)致的縫高延伸失控。

上述水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，步驟(2)注入攜砂液是為了將小粒徑的支撐劑輸送到人工裂縫遠(yuǎn)井地帶。

上述水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，步驟(3)注入主體酸是為了非均勻刻蝕近井地帶人工裂縫壁面，形成有效的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力。

上述水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法中，步驟(4)注入頂替液是將地面管線及井下管線中滯留的主體酸頂替進(jìn)入人工裂縫。

本發(fā)明針對(duì)深層、高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造的需要，提出一種提高碳酸鹽巖油氣井產(chǎn)能的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法。該方法充分發(fā)揮水力加砂壓裂與酸壓工藝各自的優(yōu)勢(shì)，采用前置液造縫、降低人工裂縫壁面溫度、降低液體濾失；隨后向人工裂縫中注入混有小粒徑支撐劑的攜砂液，支撐比酸液有效作用距離更遠(yuǎn)的人工裂縫遠(yuǎn)井地帶，提高改造距離；之后注入主體酸對(duì)人工裂縫近井地帶進(jìn)行非均勻刻蝕，形成有效的酸蝕裂縫，同時(shí)，主體酸與裂縫壁面巖石反應(yīng)，易于溝通側(cè)向天然裂縫，達(dá)到增加改造體積的目的，進(jìn)而形成遠(yuǎn)井地帶支撐劑支撐，近井地帶酸液刻蝕的高導(dǎo)流、深穿透復(fù)合裂縫，實(shí)現(xiàn)碳酸鹽巖儲(chǔ)層的有效改造。

本發(fā)明的核心是充分發(fā)揮水力加砂壓裂改造距離長(zhǎng)，酸壓非均勻刻蝕、側(cè)向溝通能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。一方面，水力加砂壓裂使用的壓裂液與地層不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，液體濾失低、造縫效率高，可在儲(chǔ)層中形成深穿透的人工裂縫；攜砂液將小粒徑的支撐劑輸送到酸液難以刻蝕的人工裂縫遠(yuǎn)井地帶，利用支撐劑對(duì)人工裂縫壁面的支撐作用，形成遠(yuǎn)井地帶的支撐裂縫導(dǎo)流能力。另一方面，在高溫深井碳酸鹽巖儲(chǔ)層中，主體酸與巖石的反應(yīng)速度快，酸液有效作用距離短，酸液穿透能力有限，但酸液非均勻刻蝕人工裂縫壁面形成的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力高，尤其是在蚓孔出現(xiàn)的情況下，酸液的側(cè)向溝通能力尤為明顯。兩方面的綜合影響，使得碳酸鹽巖水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造技術(shù)能形成深穿透、高導(dǎo)流的復(fù)合裂縫，顯著改善人工裂縫的滲流能力，增大改造體積，提高碳酸鹽巖儲(chǔ)層的改造效果。

本發(fā)明的水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法主要用于深層、高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層的改造，適用井型涵蓋直井、斜井、水平井、分支井等，適用完井方式為裸眼完井、套管射孔完井等。

本發(fā)明的突出效果為：本發(fā)明技術(shù)方案能夠在碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造過程中形成高導(dǎo)流、深穿透的復(fù)合裂縫，溝通更多的儲(chǔ)集體，增大改造體積，使深層、高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層得到有效地改造，是碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造的一種新技術(shù)手段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明碳酸鹽巖水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法裸眼直井壓裂管柱示意圖。

圖2是本發(fā)明碳酸鹽巖水力加砂壓裂與酸壓復(fù)合改造方法形成的人工裂縫俯視示意圖。

具體實(shí)施步驟

為了更加清楚的理解本發(fā)明的技術(shù)特征和目的，現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行一下詳細(xì)說明。碳酸鹽巖復(fù)合改造方法包括如下步驟：

(1)根據(jù)儲(chǔ)層特征情況(如層厚、天然裂縫發(fā)育程度、污染程度和孔滲特征等)和施工規(guī)模確定以1.0～2.0立方米/分鐘的排量向地層注入40～100立方米前置液，進(jìn)行壓裂造縫，降低人工裂縫壁面溫度，降低濾失。

(2)以3.5～5.0立方米/分鐘的排量向地層注入70～250立方米攜砂液，將小粒徑的支撐劑輸送到人工裂縫遠(yuǎn)井地帶。

(3)以2.0～4.5立方米/分鐘的排量向地層注入80～170立方米主體酸，清除人工裂縫中的污染物、側(cè)向溝通天然裂縫、非均勻刻蝕近井地帶人工裂縫壁面，形成有效的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力。

(4)在對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行復(fù)合改造后，以2.0～3.0立方米/每分鐘的排量向地層注入一定體積的頂替液，將地面管線和井下管線中的主體酸推入地層深部，進(jìn)一步刻蝕人工裂縫，同時(shí)避免管線積酸對(duì)設(shè)備造成的腐蝕；停泵反應(yīng)30～60分鐘后放噴求產(chǎn)。

上述前置液、攜砂液均為在弱酸條件下交聯(lián)而成的，可保證攜砂液在后續(xù)主體酸段塞驅(qū)替過程中的懸砂性。為確保良好的攜砂性，攜砂液中的支撐劑濃度要求控制在5％～15％之間。

上述支撐劑為石英砂、陶粒、樹脂覆膜砂、覆膜陶粒的一種或幾種的組合；支撐劑性能指標(biāo)：粒徑40～70目，酸溶解度小于10％。