據(jù)中國石化新聞網(wǎng)報道：“特大型超深高含硫氣田安全高效開發(fā)技術(shù)及工業(yè)化應(yīng)用”項目獲國家科技進(jìn)步特等獎。該項目五項創(chuàng)新技術(shù)中三項達(dá)到國際領(lǐng)先水平，兩項達(dá)到國際先進(jìn)水平。高含硫非均質(zhì)氣層酸壓增產(chǎn)技術(shù)就是其中的一項。
普光氣田主力產(chǎn)層為飛仙關(guān)組，埋深4500米～6000米，地層溫度120攝氏度～140攝氏度，產(chǎn)層厚度從幾十米到上千米不等，儲層巖性、非均質(zhì)性較常規(guī)氣藏更為復(fù)雜，同時天然氣中硫化氫平均含量達(dá)到15.16%，這一切給酸壓改造帶來極大困難。
“要高效開發(fā)就要增產(chǎn)。”采油工程技術(shù)研究院低滲油藏研究所副所長王棟說。
酸壓改造是普光氣田提高單井產(chǎn)能和氣田開發(fā)效益的主要手段，其目的是在氣藏中形成一條盡可能長的高導(dǎo)流裂縫，使地下的氣源源不斷流向地面。
這類儲層改造，在國內(nèi)外沒有可以借鑒的經(jīng)驗。
高含硫非均質(zhì)氣層酸壓改造，如何突破？
多級注入工藝：造縫長、導(dǎo)流能力強
21世紀(jì)是低碳世紀(jì)，天然氣作為清潔能源的地位日益突出。中國石化作為能源生產(chǎn)企業(yè)，不能眼睜睜地看著數(shù)千億立方米的天然氣資源“沉睡”地下。把儲量變成現(xiàn)實的產(chǎn)量，是“川氣”出川的關(guān)鍵。
“酸壓的目的就是在底層形成更遠(yuǎn)、更高導(dǎo)流能力的裂縫，增加供氣面積。”王棟說。
多級注入酸壓工藝是先采用前置液造縫，再交替注入酸液和前置液段塞。該技術(shù)可將非反應(yīng)性高黏液體與各種不同特性的酸液結(jié)合，形成不同類型、不同規(guī)模的多級注入酸壓工藝，能有效地降低酸液濾失。該技術(shù)還能有效降低井筒及地層溫度，降低酸巖反應(yīng)速度，形成更長的裂縫。
“多級注入工藝可持續(xù)擴(kuò)展裂縫，收到增產(chǎn)效果。”王棟說。大灣405-3井累計注入地層酸壓液體550立方米，以12毫米氣嘴放噴求產(chǎn)，日產(chǎn)氣54萬立方米。毛502-1井經(jīng)過大型酸壓后，日產(chǎn)氣由酸壓前的53.6萬立方米升至目前的82萬立方米。
在大灣區(qū)塊試氣投產(chǎn)的過程中，面對比普光主體區(qū)塊更為復(fù)雜的地質(zhì)特征，科研人員借鑒普光氣田大型酸壓改造的技術(shù)經(jīng)驗，加大攻關(guān)力度，完善集成了分級滑套逐層上返分段酸壓改造工藝，有效地增強了儲層改造的針對性和可靠性。大灣404-2H井酸壓試氣投產(chǎn)成功，創(chuàng)高含硫套管水平井國內(nèi)投產(chǎn)井段*長（1215.5米）紀(jì)錄。
截至目前，普光氣田現(xiàn)場實施大規(guī)模多級注入酸壓改造23井次，工藝成功率*，措施有效率*，酸壓后增產(chǎn)天然氣4億立方米。
膠凝酸：控制雜質(zhì)，撐開裂縫通道
油田科研人員結(jié)合普光氣田儲層地質(zhì)特征，提出“多級注入+暫堵分流”這一酸化工藝及相關(guān)配套技術(shù)，實現(xiàn)了對高含硫非均質(zhì)儲層的有效改造。
“酸壓用的酸液含有亞鐵離子，它們在運輸、配送中，可能接觸鐵質(zhì)。鹽酸與鐵質(zhì)品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，會產(chǎn)生氯化鐵。氯化鐵注入地層，與礦物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生雜質(zhì)，會降低裂縫導(dǎo)流能力。”王棟介紹。
酸壓是在高于地層巖石破裂壓力下，將酸液擠入地層。酸液將對地層巖石壁面進(jìn)行不均勻刻蝕，形成油氣通道。酸蝕裂縫導(dǎo)流能力的強弱，取決于酸液對裂縫壁面的不均勻刻蝕程度。如果鹽酸發(fā)生反應(yīng)，將極大地影響長裂縫的形成，使增產(chǎn)效果大打折扣。
王棟和同事夜以繼日地針對酸壓液體性能進(jìn)行攻關(guān)。
他們研制出一種抑制Fes沉淀的酸壓液體——膠凝酸。膠凝酸具有良好的緩速、降濾失、造縫與減阻性能，并能減輕對地層的二次傷害，增強了酸的穿透能力和酸蝕裂縫導(dǎo)流能力，為裂縫導(dǎo)流開通了綠色通道。
抑制Fes沉淀的酸壓液體系、新型暫堵劑和多級注入暫堵分流的高含硫非均質(zhì)氣層酸壓工藝，在普光氣田全面應(yīng)用，平均單井日產(chǎn)量由30萬立方米增至80萬立方米。
科研人員并沒有停止腳步，又針對暫堵劑進(jìn)行攻關(guān)。
“我們新研制出一種自動降解暫堵劑，沒有雜質(zhì)，能在施工不同階段多次添加，跟鹽酸發(fā)生反應(yīng)。”說起新研制的暫堵劑，王棟興奮不已。
2012年12月，普201-2井應(yīng)用新研制的暫堵劑進(jìn)行酸壓施工后，日產(chǎn)氣增加18萬立方米。
暫堵分流，提升儲量動用程度
普光氣田屬超深高含硫氣田，開發(fā)投資巨大，單井建井費用是常規(guī)氣井的6.8倍。要實現(xiàn)氣藏整體高效開發(fā)，必須走少井高產(chǎn)之路。
為進(jìn)一步增強大型酸壓改造技術(shù)的應(yīng)用效果，普光氣田的科研人員選取不同井層巖芯開展室內(nèi)評價性試驗研究，在儲層精細(xì)分析和反復(fù)論證的基礎(chǔ)上，優(yōu)選出耐溫高、降阻性能好的膠凝酸作為普光氣田大型酸壓改造的酸液體系。
酸液體系是研究出來了，但如何讓它在生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)揮*大作用，這一難題擺在科研人員面前。
王棟介紹，如果酸壓目的層裂縫較發(fā)育，酸壓的工作液會產(chǎn)生大量無效濾失，對增加裂縫長度不利，儲層改造效果將大打折扣。因此，控制酸壓工作液濾失十分重要。
針對普光氣田儲層長井段特征和酸壓施工工藝需要，科研人員研制出一種可用于碳酸鹽儲層酸壓暫堵的溫控酸溶暫堵劑。這種暫堵劑遵循流體向阻力*小方向流動的原則，沿井筒進(jìn)入高滲層和地層裂縫中，形成濾餅橋堵，使后續(xù)工作液難以向裂縫和高滲透帶流動，以實現(xiàn)對濾失的有效控制，從而延長了裂縫。
溫控酸壓暫堵劑在120攝氏度的殘酸中熔溶率超過99%，暫堵后易于酸液解堵，不會傷害氣層。同時，產(chǎn)生橋堵的暫堵劑在施工完成后與酸液一同返排地面，不會污染地層。
集團(tuán)公司專家組認(rèn)為，高含硫非均質(zhì)氣層酸壓增產(chǎn)技術(shù)為普光氣田長井段非均質(zhì)儲層的高效開發(fā)提供了支撐，為國內(nèi)外同類氣藏的開發(fā)提供了理論基礎(chǔ)和現(xiàn)場示范標(biāo)準(zhǔn)，項目整體技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
