一种爆燃压裂酸化联作方法

摘要

本发明公开了一种爆燃压裂酸化联作方法，该方法包括爆燃压裂酸化联作工艺参数优化、爆燃压裂前作业准备及井筒灌满液体、爆燃压裂前测试地层吸收量、下入爆燃压裂作业管柱至预定作业深度、管柱加压起爆、压井作业、起爆燃压裂作业管柱、爆燃压裂结束后测试地层吸收量、下入酸化作业管柱、泵注酸液段塞、起酸化作业管柱、下入电泵生产管柱及电泵排液及井口加碱中和、下不带Y堵的电泵生产Y管柱、泵注酸液段塞、投Y堵、电泵排液及井口加碱中和等步骤。其优点是：可进一步增强爆燃压裂以及酸化效果，增强酸液注入能力，扩大酸化半径，并进一步防止裂缝闭合，增强物理效果；可增强爆燃压裂的效果，灵活选择后序酸化步骤，可在保证作业效果的同时节省作业步骤。

权利要求

1.一种爆燃压裂酸化联作方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：(1)爆燃压裂酸化联作工艺参数优化：所述的工艺参数优化包括爆燃压裂火药用量设计、爆燃压裂作业管柱设计、酸液段塞设计、酸液处理半径设计、酸化施工压力和排量设计、酸化作业管柱设计；

(2)爆燃压裂前作业准备，井筒灌满液体：所述的爆燃压裂前作业准备包括准备足够的作业场地、配备消防器材、起原井生产管柱、通井、刮削、洗井、井口试压、准备作业设备及配件工作，所述的液体为水或KCl水溶液；

(3)爆燃压裂前测试地层吸收量：

所述的测试地层吸收量为在油井限压条件下，测试爆燃压裂前液体泵注速度；

(4)下入爆燃压裂作业管柱至预定作业深度：所述的预定作业深度为爆燃压裂作业井段；

(5)管柱加压起爆：

所述的加压起爆为通过液体打压，进行爆燃压裂起爆作业；

(6)压井作业；

(7)起爆燃压裂作业管柱；

(8)爆燃压裂结束后测试地层吸收量：所述的地层吸收量为在油井限压条件下爆燃压裂后液体泵注速度；

在第(8)步骤中：

如果根据爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间超过3小时，则执行步骤：(9)下入酸化作业管柱；

(10)泵注酸液段塞；

(11)压井作业；

(12)起酸化作业管柱；

(13)下入电泵生产管柱，电泵排液，井口加碱中和：所述的电泵生产管柱包括电泵生产Y管柱、电泵生产直管柱；

在第(8)步骤中：

如果根据爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间在3小时以内，则执行步骤：(9)下不带Y堵的电泵生产Y管柱；

(10)泵注酸液段塞；

(11)投Y堵：

所述的Y堵为封堵油管作业通道的工具，投入在堵塞器座中；

(12)电泵排液，井口加碱中和。

2.根据权利要求1所述的爆燃压裂酸化联作方法，其特征在于：步骤(1)中所述的爆燃压裂火药用量设计采用的火药用量为：在地层中产生的峰值压力P峰＝(1.1～2.0)×P破，且P峰-P破＜P套抗，其中：P破为地层破裂压力，P套抗为套管抗内压值。

3.根据权利要求1所述的爆燃压裂酸化联作方法，其特征在于：步骤(1)中所述的酸液段塞设计包括且不限于前置液、主体酸、后置液和顶替液。

4.根据权利要求3所述的爆燃压裂酸化联作方法，其特征在于：所述前置液和后置液的组成为5-15％HCl，1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，余量为水。

5.根据权利要求3所述的爆燃压裂酸化联作方法，其特征在于：所述的主体酸有三种组成方式：(1)5-15％HCl，5-10％HBF4，10-30％H2SiF6,1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，6-8％沉淀抑制剂，余量为水；

(2)10-30％HCl，1-15％稠化剂，1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，余量为水；

(3)10-30％HCl，2-10％转向剂，1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，余量为水。

6.根据权利要求1所述的爆燃压裂酸化联作方法，其特征在于：步骤(8)中所述的“爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间超过3小时”或“爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间在3小时以内”，是指不考虑泵注酸化后排量增加的情况下，用酸化总液量除以测试爆燃压裂后液体泵注速度所得的时间超过3小时或在3小时以内。

说明书

一种爆燃压裂酸化联作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及油气田地层酸化压裂改造技术领域，更具体的说，本发明涉及该技术领域的一种爆燃压裂酸化联作方法。

背景技术

[0002] 爆燃压裂又称为高能气体压裂，是利用火药或者推进剂燃烧产生高温高压气体对地层进行压裂的一项技术手段，酸化技术也是油田增产措施中常用的一项技术手段。

[0003] 目前，国内油田将爆燃压裂和酸化进行组合联作，即以物理和化学的复合方法进行增产。物理即爆燃压裂，它能使地层形成辐射状多裂缝油流通道，增强酸液注入能力，扩大酸化半径；化学即酸化，能解除近井堵塞，沟通渗透通道，进一步防止裂缝闭合，增强物理效果。例如南海东部陆丰油田、河南南阳采油一厂、长庆油田采油一厂、辽河油田沈阳采油厂、四川石油管理局川西南矿和川南矿都曾进行爆燃压裂酸化联合作业，取得了公认的比单一酸化效果要好得多的地质效果。

[0004] 公开号为CN1182166A的发明专利公开了《一种高效气体压裂方法》，该方法采用固体酸燃料酸化器，将爆燃压裂和酸化相结合，主要释放为HCl，适合于碳酸盐储层或完井污染严重时作业。公开号为CN200975241Y的实用新型专利公布了《一种气体推进成缝装置》，简单概述了该装置具有射孔、酸化、气体压裂相结合作用功能，由于该技术的实施采用同一套管柱进行，故不具备电泵生产管柱酸化后快速返排作用。公开号为CN101113669A的发明专利公布了《一种提高低渗储层产能的压裂方法》，该方法主要用于提高低渗储层产能，可通过高能气体压裂和酸性压裂液、转向剂、酸液等有效结合，增强常规压裂效果，不具有适应性和灵活性。

[0005] 综上所述，直至目前，国内尚缺少一种适合于电泵生产管柱、砂岩和碳酸盐岩储层以及能根据爆燃压裂情况选择后序酸化作业的爆燃压裂联作方法。

发明内容

[0006] 本发明的目的就是克服现有技术的不足，并为此提供一种爆燃压裂酸化联作方法，从而扩大爆燃压裂酸化联作技术的适用范围。

[0007] 本发明的技术方案是：

[0008] 一种爆燃压裂酸化联作方法，包括以下步骤：

[0009] (1)爆燃压裂酸化联作工艺参数优化：

[0010] 所述的工艺参数优化包括爆燃压裂火药用量设计、爆燃压裂作业管柱设计、酸液段塞设计、酸液处理半径设计、酸化施工压力和排量设计、酸化作业管柱设计；

[0011] (2)爆燃压裂前作业准备，井筒灌满液体：

[0012] 所述的爆燃压裂前作业准备包括准备足够的作业场地、配备消防器材、起原井生产管柱、通井、刮削、洗井、井口试压、准备作业设备及配件工作，所述的液体为水或KCl水溶液；

[0013] (3)爆燃压裂前测试地层吸收量；

[0014] 所述的测试地层吸收量为在油井限压条件下，测试爆燃压裂前液体泵注速度；

[0015] (4)下入爆燃压裂作业管柱至预定作业深度：

[0016] 所述的预定作业深度为爆燃压裂作业井段；

[0017] (5)管柱加压起爆：

[0018] 所述的加压起爆为通过液体打压，进行爆燃压裂起爆作业；

[0019] (6)压井作业；

[0020] (7)起爆燃压裂作业管柱；

[0021] (8)爆燃压裂结束后测试地层吸收量：

[0022] 所述的地层吸收量为在油井限压条件下爆燃压裂后液体泵注速度；

[0023] 在第(8)步骤中：

[0024] 如果根据爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间超过3小时，则执行步骤：

[0025] (9)下入酸化作业管柱；

[0026] (10)泵注酸液段塞：

[0027] 所述的酸液段塞包括且不限于前置液、主体酸、后置液和顶替液；

[0028] (11)压井作业；

[0029] (12)起酸化作业管柱；

[0030] (13)下入电泵生产管柱，电泵排液，井口加碱中和：

[0031] 所述的电泵生产管柱包括电泵生产Y管柱、电泵生产直管柱；

[0032] 在第(8)步骤中：

[0033] 如果根据爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间在3小时以内，则执行步骤：

[0034] (9)下不带Y堵的电泵生产Y管柱；

[0035] (10)泵注酸液段塞；

[0036] (11)投Y堵：

[0037] 所述的Y堵为封堵油管作业通道的工具，投入在堵塞器座中；

[0038] (12)电泵排液，井口加碱中和。

[0039] 在以上方法中中：

[0040] 所述的爆燃压裂火药用量设计采用的火药用量为：在地层中产生的峰值压力P峰＝(1.1～2.0)×P破，且P峰-P破＜P套抗，其中：P破为地层破裂压力，P套抗为套管抗内压值。

[0041] 所述的酸液段塞设计包括且不限于前置液、主体酸、后置液和顶替液；

[0042] 所述前置液和后置液的组成为5-15％HCl，1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，余量为水；

[0043] 所述顶替液的组成为1-2％防膨剂，余量为水。

[0044] 所述的主体酸有三种组成方式：

[0045] 1、5-15％HCl，5-10％HBF4，10-30％H2SiF6,1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，6-8％沉淀抑制剂，余量为水；

[0046] 2、10-30％HCl，1-15％稠化剂，1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，余量为水；

[0047] 3、10-30％HCl，2-10％转向剂，1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，余量为水；

[0048] 第1种组成方式的主体酸用于砂岩储层；

[0049] 第2种和地3种组成方式的主体酸用于碳酸盐岩储层。

[0050] 所述的“爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间超过3小时以上或在3小时以内”，是指不考虑泵注酸化后排量增加的情况下，用酸化总液量除以测试爆燃压裂后液体泵注速度所得的时间超过3小时或在3小时以内。

[0051] 本发明克服了现有技术的诸多不足，其有益效果是：

[0052] (1)适用于电泵生产管柱作业(电泵生产管柱为人工举升采油的一项重要组成部分)，尤其适用于海上油田作业；

[0053] (2)适应于砂岩和碳酸盐岩储层作业，同时适合于有机堵塞解堵；

[0054] (3)可进一步增强爆燃压裂以及酸化效果，其中的爆燃压裂能使地层形成辐射状多裂缝油流通道，增强酸液注入能力，扩大酸化半径；其中的酸化能解除近井堵塞，沟通渗透通道，进一步防止裂缝闭合，增强物理效果；

[0055] (4)酸化施工压力可进一步提升至接近封隔器限压，有利于酸化弥补爆燃压裂作业效果；如果爆燃压裂后地层吸收量增加理想，采用电泵生产Y管柱进行酸化作业，可节省一次压井作业和起下酸化管柱作业程序，减低一次压井作业对地层伤害，同时酸化可解除前一次压井作业对地层伤害，另外酸化还可实现快速返排；

[0056] (5)可增强爆燃压裂的效果，通过酸液进一步溶蚀裂缝并解除近井地带污染堵塞，不仅适合于电泵生产管柱作业，而且适应于砂岩和碳酸盐岩储层作业，灵活选择后序酸化步骤，可在保证作业效果的同时节省作业步骤。

附图说明

[0057] 图1是本发明的工作流程示意图。

[0058] 图2是LF13-1油田26H井爆燃压裂管柱示意图。

[0059] 图3是LF13-1油田26H井酸化管柱示意图。

[0060] 图4是LF13-1油田6井电泵生产Y管柱示意图。

[0061] 图5是LF13-1油田6井电泵生产直管柱示意图。

[0062] 图6是陆丰13-1油田26H井爆燃压裂后酸化施工曲线图。

[0063] 图7是陆丰13-1油田6井爆燃压裂后酸化施工曲线图。

具体实施方式

[0064] 为使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本发明的技术方案及其技术效果作出详细说明。

[0065] 本发明的一种爆燃压裂酸化联作方法，包括以下步骤：

[0066] (1)爆燃压裂酸化联作工艺参数优化：

[0067] 所述的工艺参数优化包括爆燃压裂火药用量设计、爆燃压裂作业管柱设计、酸液段塞设计、酸液处理半径设计、酸化施工压力和排量设计、酸化作业管柱设计；

[0068] (2)爆燃压裂前作业准备，井筒灌满液体：

[0069] 所述的爆燃压裂前作业准备包括准备足够的作业场地、配备消防器材、起原井生产管柱、通井、刮削、洗井、井口试压、准备作业设备及配件工作，所述的液体为水或KCl水溶液；

[0070] (3)爆燃压裂前测试地层吸收量；

[0071] 所述的测试地层吸收量为在油井限压条件下，测试爆燃压裂前液体泵注速度。

[0072] (4)下入爆燃压裂作业管柱至预定作业深度：

[0073] 所述的预定作业深度为爆燃压裂作业井段；

[0074] (5)管柱加压起爆：

[0075] 所述的加压起爆为通过液体打压，进行爆燃压裂起爆作业；

[0076] (6)压井作业；

[0077] (7)起爆燃压裂作业管柱；

[0078] (8)爆燃压裂结束后测试地层吸收量：

[0079] 所述的地层吸收量为在油井限压条件下爆燃压裂后液体泵注速度；

[0080] 在第(8)步骤中：

[0081] 如果根据爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间超过3小时，则执行步骤：

[0082] (9)下入酸化作业管柱；

[0083] (10)泵注酸液段塞：

[0084] 所述的酸液段塞包括且不限于前置液、主体酸、后置液和顶替液；

[0085] (11)压井作业；

[0086] (12)起酸化作业管柱；

[0087] (13)下入电泵生产管柱，电泵排液，井口加碱中和：

[0088] 所述的电泵生产管柱包括图4所示的电泵生产Y管柱和图5所示的电泵生产直管柱。

[0089] 在第(8)步骤中：

[0090] 如果根据爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间在3小时以内，则执行步骤：

[0091] (9)下不带Y堵的电泵生产Y管柱；

[0092] (10)泵注酸液段塞；

[0093] (11)投Y堵：

[0094] 所述的Y堵为封堵油管作业通道的工具，投入在堵塞器座中；

[0095] (12)电泵排液，井口加碱中和。

[0096] 在前述的步骤(1)中：

[0097] 所述的爆燃压裂作业管柱设计为钻杆或加厚油管、减震器、起爆器、压裂枪等工具的组合。

[0098] 所述的爆燃压裂火药用量设计采用的火药用量为：在地层中产生的峰值压力P峰＝(1.1～2.0)×P破，且P峰-P破＜P套抗，其中：P破为地层破裂压力，P套抗为套管抗内压值。

[0099] 所述的酸液段塞设计包括且不限于前置液、主体酸、后置液和顶替液；

[0100] 所述前置液和后置液的组成为5-15％HCl，1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，余量为水；

[0101] 所述顶替液的组成为1-2％防膨剂，余量为水。

[0102] 所述的主体酸有三种组成方式：

[0103] 1、5-15％HCl，5-10％HBF4，10-30％H2SiF6,1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，6-8％沉淀抑制剂，余量为水；

[0104] 2、10-30％HCl，1-15％稠化剂，1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，余量为水；

[0105] 3、10-30％HCl，2-10％转向剂，1-2％缓蚀剂，1-2％防膨剂，1-2％铁离子稳定剂，余量为水；

[0106] 第1种组成方式的主体酸用于砂岩储层；

[0107] 第2种和第3种组成方式的主体酸用于碳酸盐岩储层。

[0108] 所述的酸液处理半径设计为0.5-2m；

[0109] 所述的酸化施工压力P≤η×P破+Pf-Ph，其中：η为安全系数，为0.8-0.9，P破为地层破裂压力，Pf为摩阻，Ph为液柱压力；

[0110] 所述的施工排量0.1-1.5m3/min，在限制施工压力情况下，排量尽量向上提升；

[0111] 所述的酸化作业管柱设计为钻杆或加厚油管、封隔器、滑套等工具的组合。

[0112] 在前述的步骤(10)中：

[0113] 所述的酸液段塞包括且不限于前置液、主体酸、后置液和顶替液，是指根据地层有机堵塞情况，在前置液前面增加有机清洗液。

[0114] 所述的有机清洗液为二甲苯、柴油、0.05-0.2％FC4430氟碳表面活性剂或50-70％聚氧乙烯脂肪胺复合烃；

[0115] 前述步骤(8)中所述的“爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间超过3小时”或“爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间在3小时以内”，是指不考虑泵注酸化后排量增加的情况下，用酸化总液量除以测试爆燃压裂后液体泵注速度所得的时间超过3小时或在3小时以内。

[0116] 前述步骤(13)中的电泵生产Y管柱、电泵生产直管柱为两种油井生产管柱，电泵生产Y管柱的油管中如果不带Y堵，可保持油管畅通，实施酸化作业，如果投入Y堵，则封堵油管作业通道，进行电泵返排残酸及生产。

[0117] 实施例1：

[0118] LF13-1油田26H井的爆燃压裂酸化联作应用了图2所示的爆燃压裂管柱和图3是所示的酸化管柱。

[0119] 步骤(1)中所述的爆燃压裂火药用量为40kg，经模拟40kg产生的峰值压力为60MPa，该井地层破裂压力为45.5MPa，峰值压力为1.3倍地层破裂压力，该井套管抗内压为
47.3MPa，满足P峰-P破＜P套抗；酸化段塞如表1所示。

[0120] 表1 LF13-1油田26H井酸液段塞用量表

[0121]

[0122] 酸液处理半径设计为1.3m；酸化施工压力P≤16MPa；施工排量0.1-1.5m3/min，在限制施工压力情况下，排量尽量向上提升；酸化作业管柱设计见图5。

[0123] 步骤(10)中所述的酸液段塞包括前置液、主体酸、后置液和顶替液，它们分别为：

[0124] 前置液和后置液组成为5-15％HCl，1-2％HSJ缓蚀剂，1-2％FP-02防膨剂，1-2％TL-01铁离子稳定剂，余量为水；

[0125] 主体酸组成为5-15％HCl，5-10％HBF4，10-30％H2SiF6,1-2％HJS缓蚀剂，1-2％FP-02防膨剂，1-2％TL-01铁离子稳定剂，6-8％FCY-06沉淀抑制剂，余量为水；

[0126] 顶替液组成为1-2％FP-02防膨剂，余量为水。

[0127] 步骤(8)中“爆燃压裂结束后测试地层吸收量，预计酸化总液量泵注时间超过3小时”或“爆燃压裂结束后测试地层吸收量，预计酸化总液量泵注时间在3小时以内”——26H井爆燃压裂前地层吸收量为0.69bpm@2300psi；爆燃压裂后地层吸收量为1.3bpm@2300psi；酸化总液量为29m3，即182.4bbl，那么预计酸化总液量泵注时间为182.4÷1.3÷60≈2.3小时，故采用下入电泵生产Y管柱酸化模式。

[0128] 该实施例爆燃压裂和酸化联合作业效果如图6所示，爆燃压裂前地层吸收量为0.69bpm@2300psi；爆燃压裂后地层吸收量为1.3bpm@2300psi；酸化后地层吸收量为
2.0bpm@2300psi，地层吸收量达之前2.9倍，效果显著。

[0129] 该井作业前产液量为65bpd，作业后产液量达到752bpd，为之前的11.6倍，累计增油0.16万方，联作实施效果显著。

[0130] 实施例2：

[0131] LF13-1油田6井的爆燃压裂酸化联作应用了图4所述Y管柱和图5所述的直管柱。

[0132] 步骤(1)中所述的爆燃压裂火药用量为20kg，经模拟20kg产生的峰值压力为50.2MPa，该井地层破裂压力为44.6MPa，峰值压力为1.1倍地层破裂压力，该井套管抗内压为56.2MPa，满足P峰-P破＜P套抗；酸化段塞如表2所示。

[0133] 表2 LF13-1油田6井酸液段塞用量表

[0134]

[0135] 酸液处理半径设计为2.0m；酸化施工压力P≤15.86MPa；施工排量0.1-1.5m3/min，在限制施工压力情况下，排量尽量向上提升。

[0136] 步骤(10)中所述的酸液段塞包括前置液、主体酸、后置液和顶替液，它们分别为：

[0137] 前置液和后置液组成为5-15％HCl，1-2％HSJ缓蚀剂，1-2％FP-02防膨剂，1-2％TL-01铁离子稳定剂，余量为水；

[0138] 主体酸组成为5-15％HCl，5-10％HBF4，10-30％H2SiF6,1-2％HJS缓蚀剂，1-2％FP-02防膨剂，1-2％TL-01铁离子稳定剂，6-8％FCY-06沉淀抑制剂，余量为水；

[0139] 顶替液组成为1-2％FP-02防膨剂，余量为水。

[0140] 所述的药剂由天津市天诚化工有限公司提供。

[0141] 步骤(8)中“爆燃压裂结束后测试地层吸收量，预计酸化总液量泵注时间超过3小时”或“爆燃压裂后地层吸收量计算，预计酸化总液量泵注时间在3小时以内”——6井爆燃压裂前地层吸收量为0.5bpm@1500psi；爆燃压裂后地层吸收量为1.72bpm@1500psi，酸化总3
液量为60m ，即377.34bbl，那么预计酸化总液量泵注时间为377.34÷1.72÷60≈3.7小时，因此采用下入酸化管柱酸化模式。

[0142] 该实施例爆燃压裂和酸化联合作业效果如图7所示，爆燃压裂前地层吸收量为0.5bpm@1500psi；爆燃压裂后地层吸收量为1.72bpm@2300psi；酸化后地层吸收量为
5.83bpm@2300psi，地层吸收量达之前11.7倍，效果显著。

[0143] 以单井计算，联合作业前产液量为779bpd，联合作业后产液量达到1858bpd，为之前的2.4倍，从2015年5月至2016年1月累计增油1.55万方，联作方法实施效果显著。

[0144] 以上结合附图和实施例对本发明的技术方案进行了示意性描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式。本领域的普通技术人员应该理解，在实际应用中，本发明中各个步骤的具体实施方式有可能发生某些改变，而其他人员在其启示下也可能设想出相似的技术方案。特别需要指出的是，只要不脱离本发明的设计宗旨，所有显而易见的改变，均包含在本发明的保护范围之内。