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超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓技術(shù)

包郵 超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓技術(shù)

出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2022-01-01
開本： 其他 頁數(shù)： 264
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超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓技術(shù) 版權(quán)信息

超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓技術(shù) 內(nèi)容簡介

本書詳細(xì)闡述了在超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造過程中的儲(chǔ)層地質(zhì)特征、復(fù)雜構(gòu)造帶應(yīng)力場特征、酸壓裂縫擴(kuò)展規(guī)律、高溫壓裂酸化工作液體系、深穿透酸壓工藝技術(shù)及應(yīng)用案例。對(duì)國內(nèi)外超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層的酸壓改造技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了回顧。在復(fù)雜斷裂帶地應(yīng)力場模擬研究的基礎(chǔ)上，開展了酸蝕裂縫擴(kuò)展機(jī)理、超深層酸蝕裂縫導(dǎo)流能力作用機(jī)制和深穿透裂縫形成機(jī)制等方面的研究，提出了多項(xiàng)原創(chuàng)性新技術(shù)，如縱向深穿透酸壓、屏蔽保護(hù)自支撐酸壓等技術(shù)，對(duì)超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。

超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓技術(shù) 目錄

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 超深碳酸鹽巖復(fù)雜應(yīng)力場特征 1
1.2 超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓裂縫擴(kuò)展規(guī)律 2
1.3 提高有效酸蝕縫長的主要措施 3
1.4 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層提高酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的主要措施 4
1.5 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層平面上的靶向酸壓技術(shù) 6
1.6 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層垂向上的控向酸壓技術(shù) 7
1.7 超高溫酸液體系 8
1.8 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓技術(shù)未來發(fā)展展望 9
參考文獻(xiàn) 13
第2章 國內(nèi)外超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓技術(shù)發(fā)展概況 15
2.1 國內(nèi)外超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層評(píng)價(jià)技術(shù) 15
2.1.1 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層物性評(píng)價(jià) 15
2.1.2 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層天然裂縫發(fā)育情況評(píng)價(jià) 17
2.1.3 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層巖石力學(xué)特性評(píng)價(jià) 19
2.2 國內(nèi)外超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)及開發(fā)特征概況 22
2.2.1 塔河奧陶系縫洞型碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)及開發(fā)特征 22
2.2.2 冀中拗陷北部奧陶系超高溫超深潛山碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)及開發(fā)特征 24
2.2.3 塔里木盆地順北特深碳酸鹽巖斷溶體油氣藏地質(zhì)及開發(fā)特征 24
2.3 國內(nèi)外超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層用高溫壓裂酸化工作液概況 25
2.3.1 地面交聯(lián)酸體系 26
2.3.2 自生酸體系 26
2.3.3 抗高溫清潔酸體系 27
2.3.4 其他新型碳酸鹽巖壓裂酸化工作液 28
2.4 國內(nèi)外超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓工藝概況 30
2.4.1 深穿透酸壓技術(shù)思路 30
2.4.2 國內(nèi)超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓工藝 30
2.4.3 國外超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓工藝 37
2.5 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 38
參考文獻(xiàn) 39
第3章 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層復(fù)雜應(yīng)力特性 41
3.1 復(fù)雜應(yīng)力場及裂縫擴(kuò)展研究概況 41
3.2 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層地質(zhì)力學(xué)基本特征 43
3.2.1 順北油氣田儲(chǔ)層特征 43
3.2.2 順北斷裂分布特征 45
3.2.3 天然裂縫特征 47
3.2.4 單井地應(yīng)力與巖石力學(xué)參數(shù)分析 51
3.2.5 酸浸泡后巖石力學(xué)強(qiáng)度實(shí)驗(yàn) 54
3.3 超深碳酸鹽巖斷溶體背景下的復(fù)雜應(yīng)力場 57
3.3.1 考慮斷裂帶特征的地應(yīng)力場建模 57
3.3.2 斷裂帶對(duì)區(qū)域地應(yīng)力場的影響 61
3.4 超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸蝕裂縫起裂與擴(kuò)展特征 76
3.4.1 不同類型斷層對(duì)應(yīng)力場影響規(guī)律 76
3.4.2 天然裂縫與壓裂裂縫相互作用機(jī)理 83
3.4.3 人工裂縫擴(kuò)展有限元模擬 84
3.4.4 SHB 5-1X井壓裂模擬研究 86
3.4.5 SHB 5-3井壓裂模擬研究 92
3.4.6 SHB 5-4H井壓裂模擬研究 99
3.4.7 小結(jié) 105
參考文獻(xiàn) 106
第4章 超深高應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸蝕裂縫導(dǎo)流能力作用機(jī)制 108
4.1 中深碳酸鹽巖儲(chǔ)層導(dǎo)流能力作用機(jī)制及主控因素 108
4.2 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層導(dǎo)流能力作用機(jī)制及主控因素 113
4.2.1 儲(chǔ)層地質(zhì)因素對(duì)酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的影響 114
4.2.2 酸壓工藝參數(shù)的影響 116
4.3 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸蝕裂縫長期導(dǎo)流能力特性分析 118
4.3.1 酸液類型對(duì)導(dǎo)流能力的影響 118
4.3.2 酸液用量對(duì)導(dǎo)流能力的影響 120
4.3.3 長期導(dǎo)流能力測試 121
4.4 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層提高酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的工藝措施 123
4.4.1 常規(guī)點(diǎn)支撐酸壓模式下的工藝措施 123
4.4.2 面支撐酸壓模式下的工藝措施 132
參考文獻(xiàn) 141
第5章 超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透裂縫形成機(jī)制 142
5.1 中深碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓技術(shù) 142
5.1.1 深穿透酸壓前置液優(yōu)化 142
5.1.2 深穿透酸壓主體酸優(yōu)化 155
5.1.3 深穿透酸壓過頂替研究 160
5.1.4 深穿透酸壓交替注入優(yōu)化 162
5.2 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透影響機(jī)制及主控因素 163
5.2.1 降濾失機(jī)制及主控因素 163
5.2.2 控縫高機(jī)制及主控因素 167
5.2.3 延緩酸巖反應(yīng)速度機(jī)制及主控因素 170
5.2.4 增加酸壓規(guī)模的機(jī)制及主控因素 173
5.3 酸蝕裂縫參數(shù)等對(duì)產(chǎn)量的影響 173
5.3.1 裂縫長度 174
5.3.2 壓裂段數(shù) 175
5.3.3 裂縫導(dǎo)流能力 176
5.3.4 裂縫復(fù)雜程度 178
5.4 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透工藝措施 182
5.4.1 前置液酸壓技術(shù) 183
5.4.2 壓裂液與酸液多級(jí)交替注入閉合裂縫酸化技術(shù) 183
5.4.3 三段式組合的新技術(shù)模式 184
5.4.4 提高深穿透能力的其他配套技術(shù) 187
參考文獻(xiàn) 189
第6章 超高溫壓裂酸化工作液研發(fā) 190
6.1 超高溫壓裂液的研發(fā)及性能評(píng)價(jià) 190
6.1.1 高溫壓裂液研究 190
6.1.2 高溫壓裂液性能評(píng)價(jià) 196
6.2 超高溫酸液的研發(fā)及性能評(píng)價(jià) 199
6.2.1 高溫交聯(lián)酸研發(fā) 199
6.2.2 高溫膠凝酸和交聯(lián)酸配方研究 204
6.2.3 高溫膠凝酸和交聯(lián)酸綜合性能評(píng)價(jià) 207
6.2.4 高溫酸液機(jī)理研究 215
6.3 現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)例 217
參考文獻(xiàn) 218
第7章 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓實(shí)例分析 220
7.1 國外超深碳酸鹽巖酸壓實(shí)例 220
7.1.1 交替注入前置液酸壓中單相緩速酸在哈薩克斯坦的應(yīng)用實(shí)例 220
7.1.2 多級(jí)交替注入酸壓在沙特阿拉伯的應(yīng)用實(shí)例 223
7.2 國內(nèi)超深碳酸鹽巖深穿透酸壓實(shí)例 227
7.2.1 SHB X1井非均刻蝕深穿透酸壓 227
7.2.2 SHB X2井自支撐酸壓 235
7.3 國內(nèi)外超深碳酸鹽巖深穿透酸壓技術(shù)應(yīng)用小結(jié) 246
參考文獻(xiàn) 247
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超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓技術(shù) 節(jié)選

第1章 緒論 　　目前，對(duì)于類似塔里木盆地順北油氣田垂深超過7300m的超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層而言，酸壓技術(shù)應(yīng)是其經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)的主體技術(shù)[1-3]。但由于埋深的大幅度增加，給酸壓技術(shù)帶來了如下挑戰(zhàn)：①井筒沿程摩阻增加，注入排量降低，造縫與裂縫延伸能力降低，這對(duì)許多超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層既要有水平方向的深穿透又要有垂直方向的縫高極度延伸的目標(biāo)而言，是極端致命的；②儲(chǔ)層溫度高，酸巖反應(yīng)速度快，有效酸蝕縫長降低；③裂縫閉合應(yīng)力增加，造縫寬度變小，導(dǎo)致面容比增加及酸巖反應(yīng)速度加快，進(jìn)一步降低了有效的酸蝕縫長；④裂縫閉合應(yīng)力增加，酸蝕裂縫導(dǎo)流能力相應(yīng)降低且遞減更快，更有甚者，如某個(gè)有效酸蝕縫長范圍內(nèi)的導(dǎo)流能力大幅度降低甚至降為零，則該段縫長及其前端的所有酸蝕縫長都相當(dāng)于降為零，因此其幾乎沒有對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)；⑤對(duì)酸液的耐溫能力要求高，常規(guī)酸液難以滿足儲(chǔ)層溫度下的黏度要求；⑥對(duì)酸壓工藝模式及注入?yún)?shù)要求高，常規(guī)酸壓工藝難以滿足對(duì)酸蝕縫長及導(dǎo)流能力的高要求。如常規(guī)的多級(jí)交替注入及變黏度酸液非均勻刻蝕等技術(shù)，在超深碳酸鹽巖的超高閉合應(yīng)力作用下，酸蝕裂縫面大多呈現(xiàn)出點(diǎn)接觸模式，會(huì)很快出現(xiàn)坍塌效應(yīng)，從而導(dǎo)致裂縫導(dǎo)流能力的快速下降甚至完全喪失。從保證酸蝕裂縫連續(xù)的導(dǎo)流能力角度而言，任何一處裂縫的導(dǎo)流能力保護(hù)都很重要，且越靠近井筒的裂縫導(dǎo)流能力保護(hù)越重要。 　　上述挑戰(zhàn)如果再考慮順北這種超深復(fù)雜應(yīng)力條件，尤其是同時(shí)存在大的斷裂帶及溶洞等復(fù)雜介質(zhì)時(shí)，人工裂縫的延伸情況及導(dǎo)流特性也更復(fù)雜且更不可控。 　　1.1 超深碳酸鹽巖復(fù)雜應(yīng)力場特征 　　*先，現(xiàn)今地應(yīng)力場主要受區(qū)域構(gòu)造尤其是大的斷裂帶控制；其次，局部應(yīng)力場又主要受附近的小斷層、溶洞及天然裂縫等控制。而且，斷層的性質(zhì)不同，對(duì)地應(yīng)力場的影響也不同。如正斷層附近屬于應(yīng)力松弛區(qū)，而逆斷層附近則屬于應(yīng)力擠壓區(qū)。距離斷層不同距離處的應(yīng)力大小也發(fā)生變化；溶洞的影響也與斷層類似，在溶洞附近有應(yīng)力集中區(qū)，應(yīng)力相對(duì)較大，隨溶洞的距離增加，地應(yīng)力會(huì)相應(yīng)降低。 　　目前的研究結(jié)果初步證實(shí)，溶洞對(duì)局部應(yīng)力的作用范圍約等于溶洞本身的直徑，超出該范圍后，地應(yīng)力已基本恢復(fù)到原始的地應(yīng)力狀態(tài)，地應(yīng)力對(duì)天然裂縫的影響情況有些類似。主壓裂裂縫與天然裂縫有三種溝通模式：一是直接穿過天然裂縫(主裂縫與天然裂縫角度較大，且兩向水平應(yīng)力差較大)；二是沿天然裂縫延伸(主裂縫與天然裂縫角度較小，且兩向水平應(yīng)力差較小)；三是主裂縫與天然裂縫不相交(此時(shí)天然裂縫尺寸較小，且主裂縫延伸方向的地應(yīng)力場發(fā)生了應(yīng)力轉(zhuǎn)向效應(yīng))。上述主裂縫與天然裂縫的三種狀態(tài)的前提條件是主裂縫具有一定高的凈壓力，足以保證主裂縫持續(xù)不斷地突破端部的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子。且一旦主裂縫溝通天然裂縫后，因天然裂縫本身的濾失及壓裂液或酸液的分流效應(yīng)，主裂縫的凈壓力會(huì)相應(yīng)降低，導(dǎo)致主裂縫的繼續(xù)延伸能力降低。綜上所述，地應(yīng)力場中每個(gè)點(diǎn)的大小及方位都極其復(fù)雜多變，對(duì)主裂縫的延伸規(guī)律也影響極大。 　　1.2 超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓裂縫擴(kuò)展規(guī)律 　　酸壓裂縫擴(kuò)展規(guī)律與水力裂縫擴(kuò)展規(guī)律不同，酸壓過程中，不但有水力造縫作用，而且有酸巖化學(xué)反應(yīng)，且二者是同時(shí)進(jìn)行的。酸巖化學(xué)反應(yīng)會(huì)降低巖石的強(qiáng)度，也會(huì)降低彈性模量等力學(xué)參數(shù)，因此，酸壓裂縫比水力壓裂裂縫更易發(fā)生裂縫轉(zhuǎn)向及形成復(fù)雜裂縫，酸蝕裂縫延伸程度也相應(yīng)增加[4，5]。尤其是裂縫的動(dòng)態(tài)縫寬等因彈性模量的降低及酸鹽反應(yīng)的巖石消耗等因素也會(huì)相應(yīng)增加，進(jìn)而導(dǎo)致酸壓過程中的面容比降低，酸巖反應(yīng)速度也因此相應(yīng)降低，可以進(jìn)一步促進(jìn)有效酸蝕縫長的增加。 　　在酸液與天然裂縫溶蝕及溝通過程中，會(huì)增加壓裂液或酸液的濾失，但這種濾失是相對(duì)有利的，可以促進(jìn)轉(zhuǎn)向裂縫的形成，這對(duì)形成復(fù)雜酸蝕裂縫形態(tài)具有重大意義。所謂復(fù)雜裂縫應(yīng)是多個(gè)轉(zhuǎn)向裂縫形成后與主裂縫一起形成的縫網(wǎng)體。尤其當(dāng)?shù)宛ざ人嵋哼M(jìn)入上述復(fù)雜裂縫時(shí)，可以在很大程度上提高復(fù)雜裂縫的導(dǎo)流能力，尤其是主裂縫側(cè)翼方向的支裂縫及微裂縫系統(tǒng)，低黏酸液指進(jìn)及非均勻刻蝕，對(duì)提高有效的酸蝕裂縫改造體積極為有利，否則，即使努力形成了復(fù)雜裂縫，如果沒有相應(yīng)的導(dǎo)流能力，對(duì)提高*終的酸蝕裂縫改造體積也是毫無裨益的。 　　當(dāng)垂深超過7300m，有的井甚至接近9000m后，裂縫閉合應(yīng)力可能超過150MPa，加上井口施工限壓的制約，注入排量會(huì)受到嚴(yán)格的限制(一般小于5～6m3/min)，導(dǎo)致主裂縫的凈壓力可能仍不太高(一般小于10MPa)，如果再沿途溝通不同濾失系數(shù)的天然裂縫甚至相對(duì)較大的縫洞體后，則主裂縫的凈壓力會(huì)進(jìn)一步降低，甚至降為零，此時(shí)，主裂縫就基本停止延伸。此外，即使形成了轉(zhuǎn)向裂縫及微裂縫，但由于其條數(shù)遠(yuǎn)多于一條，每條轉(zhuǎn)向裂縫及微裂縫能競爭到的排量極其有限，加之上述轉(zhuǎn)向裂縫及微裂縫的方向與主裂縫的方向不一致(垂直主裂縫方向的閉合應(yīng)力*小)，其承受的閉合應(yīng)力一般都會(huì)不同程度地大于水平*小主應(yīng)力。換言之，上述多個(gè)轉(zhuǎn)向裂縫及微裂縫系統(tǒng)的延伸能力極其有限，可能在極短的時(shí)間內(nèi)就停止了延伸。 　　因此，這對(duì)那些寄希望于低黏度酸液及小粒徑支撐劑盡快且盡量多地進(jìn)入支裂縫及微裂縫系統(tǒng)的酸壓設(shè)計(jì)人員而言，在主裂縫延伸過程中，盡早注入低黏度酸液及小粒徑支撐劑是至關(guān)重要的，否則，即使形成了轉(zhuǎn)向裂縫及微裂縫系統(tǒng)，由于沒有有效的導(dǎo)流能力，在酸壓后生產(chǎn)過程中，裂縫也會(huì)隨著井底流動(dòng)壓力的逐漸降低而快速閉合，轉(zhuǎn)向裂縫及微裂縫系統(tǒng)的改造體積也相應(yīng)降為零，*終的結(jié)果是只有主裂縫有導(dǎo)流能力(且主裂縫的有效酸蝕縫長度一般小于60m，導(dǎo)流能力低且遞減快)，因此，酸壓后產(chǎn)量低且低減快的局面就難以得到根本性扭轉(zhuǎn)。 　　值得指出的是，主裂縫延伸過程中并非凈壓力越大越好，因?yàn)橐坏﹥魤毫^早超過兩向水平應(yīng)力差，主裂縫可能在早期就發(fā)生一次或多次轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，導(dǎo)致主裂縫的*終縫長可能大幅度縮短，難以達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期的效果。理想的情況應(yīng)是在酸壓施工的早期，有意識(shí)地通過排量及黏度等參數(shù)的組合控制，保持相對(duì)較低的凈壓力，一旦主裂縫長度達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)預(yù)期值，再提高排量和/或黏度等，以大幅度提高主裂縫的凈壓力，確保在主裂縫全縫長范圍內(nèi)的支裂縫及微裂縫的大量形成。在主裂縫穿過天然裂縫的過程中，為避免天然裂縫濾失對(duì)主裂縫排量的競爭效應(yīng)，應(yīng)在酸壓施工的早期加入可溶性暫堵劑，在天然裂縫的縫口處進(jìn)行先期封堵，等主裂縫長度達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期值后，則應(yīng)設(shè)計(jì)再將先期的天然裂縫暫堵劑徹底溶解，確保各天然裂縫溝通和持續(xù)延伸，進(jìn)一步提高復(fù)雜裂縫系統(tǒng)的改造體積。 　　1.3 提高有效酸蝕縫長的主要措施 　　制約有效酸蝕縫長的主要因素可分為不可控的地質(zhì)因素和可控的工程因素。地質(zhì)因素主要有：①巖礦特征。碳酸鹽礦物含量越高(泥質(zhì)含量低)，酸巖反應(yīng)速度越快，則有效的酸蝕縫長越小。②儲(chǔ)層溫度。溫度越高，酸壓反應(yīng)速度越快，有效酸蝕縫長越小。③儲(chǔ)集空間的類型。孔隙基質(zhì)型的碳酸鹽巖儲(chǔ)層，綜合濾失系數(shù)相對(duì)較低。天然裂縫及溶洞尺寸越大，壓裂液或酸液的濾失越大，則有效的酸蝕縫長就越小。④儲(chǔ)層孔隙壓力。孔隙壓力越小，酸壓過程中的壓降濾失越大，則有效酸蝕縫長越小。⑤巖石力學(xué)及地應(yīng)力參數(shù)。彈性模量及地應(yīng)力越小，酸壓造縫的動(dòng)態(tài)縫寬越大，在同等施工規(guī)模前提下的有效酸蝕縫長也越小。⑥巖石及地下流體綜合壓縮系數(shù)。儲(chǔ)層巖石及流體的綜合壓縮系數(shù)越大，酸壓過程中的濾失量越大，導(dǎo)致有效的酸蝕縫長降低。⑦縫高的延伸特性。顯然地，縫高越大則縫長越短。有效酸蝕縫長肯定會(huì)因此受到相應(yīng)的影響。 　　工程因素主要有[6-8]：①工藝注入模式。所謂工藝注入模式主要指不同液性流體的先后注入順序及相應(yīng)的黏度、體積、排量的匹配關(guān)系，以及注入的級(jí)數(shù)等。尤其是注入順序的影響極大，如果是高黏度的壓裂液先注入，則因?yàn)V失低造縫效率高，同時(shí)在一定程度上還同時(shí)具有降溫效應(yīng)，后續(xù)注入酸液時(shí)因裂縫內(nèi)溫度已有所降低，可延緩酸巖反應(yīng)速度及相應(yīng)提高有效酸蝕縫長。注入級(jí)數(shù)也同樣受到很大影響，如果是單級(jí)注入模式，由于高黏度的壓裂液一次性注入時(shí)間較長，壓裂液造縫區(qū)域的中部到縫端位置溫度較高，后續(xù)一次性注入酸液時(shí)的酸巖反應(yīng)速度仍然相對(duì)較快，導(dǎo)致有效的酸蝕縫長縮小。而如果將上述高黏度壓裂液及酸液分多次循環(huán)交替注入，由于每級(jí)循環(huán)注入的壓裂液時(shí)間較短，該級(jí)后續(xù)酸液進(jìn)入后的溫度將有所降低，且酸液大部分在高黏度的壓裂液中指進(jìn)，也會(huì)在很大程度上降低酸液的濾失量，因此可通過降低酸巖反應(yīng)速度及酸液濾失等機(jī)制增加有效的酸蝕縫長。②注入排量。當(dāng)其他工藝參數(shù)不變時(shí)，注入排量越高，酸液的氫離子還未完全釋放就迅速被運(yùn)移到儲(chǔ)層深部位置，導(dǎo)致有效酸蝕縫長度增加。③注入液量。總的說來，注入的液量越大，有效酸蝕縫長越長，尤其是當(dāng)注入的酸液量大時(shí)更是如此，但酸液規(guī)模并非越大越好，原因在于其可能導(dǎo)致近井筒裂縫的過度溶蝕及孔隙結(jié)構(gòu)的坍塌效應(yīng)，造成縫口處的包餃子效應(yīng)，嚴(yán)重降低有效酸蝕縫長度。④酸液的類型及黏度。一般而言，工作液的黏度越大，濾失越低，有效酸蝕縫長度越長。但黏度也不能太高，尤其是交聯(lián)前的基液黏度如果太高，一定會(huì)影響泵注壓力(地面低壓管匯的吸入阻力大，還容易抽空)。此外，酸液的類型也很關(guān)鍵，如地下自生酸開始時(shí)不具有酸液特性，而到儲(chǔ)層一定位置后才開始就地形成具有酸巖刻蝕效應(yīng)的酸液體系，也可以大幅度提高有效酸蝕縫長度。 　　綜上所述，由于地質(zhì)因素不可控，只能通過選井選層來優(yōu)選*佳的井層條件；而工程因素是可控的，可通過室內(nèi)物理模擬及相應(yīng)的數(shù)值模擬軟件(常用的成熟商業(yè)模擬軟件有StimPlan、FracproPT等)綜合優(yōu)化確定。 　　1.4 超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層提高酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的主要措施 　　即使在酸壓過程中采用了非反應(yīng)性的壓裂液，由于沒有支撐劑的有效支撐(超深碳酸鹽巖儲(chǔ)層加砂壓裂是異常困難的)，僅靠壓裂液很難形成裂縫導(dǎo)流能力，即使形成了自支撐裂縫，在超深碳酸鹽巖超高閉合應(yīng)力作用下也會(huì)快速喪失導(dǎo)流能力。因此，如何依靠酸液作用形成長期有效的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力就顯得尤為重要[9-11]。 　　影響酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的因素也可分為不可控的地質(zhì)因素和可控的工程因素。地質(zhì)因素主要有： 　　(1)巖性及泥質(zhì)含量。碳酸鹽巖又分為石灰?guī)r及白云巖兩大類型，其中酸與石灰?guī)r的反應(yīng)具有非均勻刻蝕的特點(diǎn)，在同等條件下獲得的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力相對(duì)較強(qiáng)。而白云巖與酸的反應(yīng)一般呈現(xiàn)出均勻刻蝕效應(yīng)居多，因此裂縫閉合后提供的導(dǎo)流能力相對(duì)較弱(白云巖儲(chǔ)層酸壓后一般要輔助加砂壓裂才能維持較理想的裂縫導(dǎo)流能力，但超深白云巖儲(chǔ)層加砂壓裂的難度更大，因此即使能成功加砂，砂液比或支撐劑的粒徑都相對(duì)較小，對(duì)提高*終的裂縫導(dǎo)流能力作用有限)。此外，泥質(zhì)含量對(duì)酸巖反應(yīng)速度影響相對(duì)較大，泥質(zhì)含量越大，酸巖刻蝕反應(yīng)效果越差，形成的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力也相對(duì)較低。 　　(2)裂縫閉合應(yīng)力。所謂閉合應(yīng)力與水平*小主應(yīng)力有一定的關(guān)聯(lián)性。當(dāng)裂縫寬度為零時(shí)的閉合應(yīng)力就是水平*小主應(yīng)力。顯而易見，裂縫閉合應(yīng)力越大，則酸蝕裂縫的導(dǎo)流能力越小。另外，就長期裂縫導(dǎo)流能力而言，也是閉合應(yīng)力越大，酸蝕裂縫的長期導(dǎo)流能力越小(閉合應(yīng)力越高，長期導(dǎo)流與短期導(dǎo)流的比值越小)。 　　(3)儲(chǔ)層溫度。與影響有效酸蝕縫長的機(jī)理類似，儲(chǔ)層溫度越高，酸巖反應(yīng)速度越快，可以在一定程度上增加裂縫導(dǎo)流能力。但如果酸巖過度反應(yīng)則非但不能增加導(dǎo)流能力，反而會(huì)因孔隙結(jié)構(gòu)坍塌效應(yīng)造成裂縫導(dǎo)流能力的大幅降低。 　　(4)天然裂縫的濾失特征。這里沒有提溶洞，因?yàn)槿芏大w積一般很大(幾萬立方米甚至接近10×104m3)，酸液溝通后基本停止延伸(溶洞一般不會(huì)完全充滿，酸壓施工注入的液體對(duì)溶洞的體積而言非常少)。而天然裂縫的濾失雖然可以降低有效酸蝕縫長，但對(duì)提高裂縫導(dǎo)流能力卻是至關(guān)重要的：一是可能通過黏滯指進(jìn)效應(yīng)產(chǎn)生的對(duì)天然裂縫面的非均勻刻蝕；二是酸液加重后在天然裂縫的縱向上的沒有完全溶蝕，只產(chǎn)生了局部刻蝕效應(yīng)，這些都會(huì)對(duì)提高主裂縫側(cè)翼方向支裂縫的導(dǎo)流能力起到積極的促進(jìn)作用。此外，正是由于主裂縫側(cè)翼方向的天然裂縫的充分延伸及有效導(dǎo)流能力的形成，有利于促進(jìn)復(fù)雜裂縫系統(tǒng)的*大限度地

超深復(fù)雜應(yīng)力碳酸鹽巖儲(chǔ)層深穿透酸壓技術(shù) 作者簡介

蔣廷學(xué)，博士，教授級(jí)高工：2007年中國科學(xué)院流體力學(xué)專業(yè)博士畢業(yè)。1991年8月～2009年12月，就職于中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院；2010年1月至今，工作于中國石油化工集團(tuán)公司石油工程技術(shù)研究院，所長。中國石化集團(tuán)公司不錯(cuò)專家，享受國務(wù)院政府特殊津貼。《石油鉆探技術(shù)》及《油氣井測試》編委，采油采氣行業(yè)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)委員。 曾經(jīng)承擔(dān)“十二五”國家科技重大專項(xiàng)“海相碳酸鹽巖儲(chǔ)層改造”專題1項(xiàng)，目前承擔(dān)“十三五”國家科技重大專項(xiàng)“彭水地區(qū)高效鉆井及壓裂工程工藝優(yōu)化技術(shù)”課題1項(xiàng)、頁巖油氣國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目子課題l項(xiàng)。共發(fā)表儲(chǔ)層改造相關(guān)國內(nèi)外論文2lO篇，著有作者或獨(dú)著專著3部，獲得省部級(jí)以上科技成果獎(jiǎng)勵(lì)17項(xiàng)，授權(quán)52件。

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