本發(fā)明涉及油氣田地層酸化壓裂改造技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，本發(fā)明涉及該技術(shù)領(lǐng)域的一種爆燃壓裂酸化聯(lián)作方法。

背景技術(shù)：

爆燃壓裂又稱為高能氣體壓裂，是利用火藥或者推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體對地層進(jìn)行壓裂的一項(xiàng)技術(shù)手段，酸化技術(shù)也是油田增產(chǎn)措施中常用的一項(xiàng)技術(shù)手段。

目前，國內(nèi)油田將爆燃壓裂和酸化進(jìn)行組合聯(lián)作，即以物理和化學(xué)的復(fù)合方法進(jìn)行增產(chǎn)。物理即爆燃壓裂，它能使地層形成輻射狀多裂縫油流通道，增強(qiáng)酸液注入能力，擴(kuò)大酸化半徑；化學(xué)即酸化，能解除近井堵塞，溝通滲透通道，進(jìn)一步防止裂縫閉合，增強(qiáng)物理效果。例如南海東部陸豐油田、河南南陽采油一廠、長慶油田采油一廠、遼河油田沈陽采油廠、四川石油管理局川西南礦和川南礦都曾進(jìn)行爆燃壓裂酸化聯(lián)合作業(yè)，取得了公認(rèn)的比單一酸化效果要好得多的地質(zhì)效果。

公開號為CN1182166A的發(fā)明專利公開了《一種高效氣體壓裂方法》，該方法采用固體酸燃料酸化器，將爆燃壓裂和酸化相結(jié)合，主要釋放為HCl，適合于碳酸鹽儲(chǔ)層或完井污染嚴(yán)重時(shí)作業(yè)。公開號為CN200975241Y的實(shí)用新型專利公布了《一種氣體推進(jìn)成縫裝置》，簡單概述了該裝置具有射孔、酸化、氣體壓裂相結(jié)合作用功能，由于該技術(shù)的實(shí)施采用同一套管柱進(jìn)行，故不具備電泵生產(chǎn)管柱酸化后快速返排作用。公開號為CN101113669A的發(fā)明專利公布了《一種提高低滲儲(chǔ)層產(chǎn)能的壓裂方法》，該方法主要用于提高低滲儲(chǔ)層產(chǎn)能，可通過高能氣體壓裂和酸性壓裂液、轉(zhuǎn)向劑、酸液等有效結(jié)合，增強(qiáng)常規(guī)壓裂效果，不具有適應(yīng)性和靈活性。

綜上所述，直至目前，國內(nèi)尚缺少一種適合于電泵生產(chǎn)管柱、砂巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層以及能根據(jù)爆燃壓裂情況選擇后序酸化作業(yè)的爆燃壓裂聯(lián)作方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，并為此提供一種爆燃壓裂酸化聯(lián)作方法，從而擴(kuò)大爆燃壓裂酸化聯(lián)作技術(shù)的適用范圍。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種爆燃壓裂酸化聯(lián)作方法，包括以下步驟：

(1)爆燃壓裂酸化聯(lián)作工藝參數(shù)優(yōu)化：

所述的工藝參數(shù)優(yōu)化包括爆燃壓裂火藥用量設(shè)計(jì)、爆燃壓裂作業(yè)管柱設(shè)計(jì)、酸液段塞設(shè)計(jì)、酸液處理半徑設(shè)計(jì)、酸化施工壓力和排量設(shè)計(jì)、酸化作業(yè)管柱設(shè)計(jì)；

(2)爆燃壓裂前作業(yè)準(zhǔn)備，井筒灌滿液體：

所述的爆燃壓裂前作業(yè)準(zhǔn)備包括準(zhǔn)備足夠的作業(yè)場地、配備消防器材、起原井生產(chǎn)管柱、通井、刮削、洗井、井口試壓、準(zhǔn)備作業(yè)設(shè)備及配件工作，所述的液體為水或KCl水溶液；

(3)爆燃壓裂前測試地層吸收量；

所述的測試地層吸收量為在油井限壓條件下，測試爆燃壓裂前液體泵注速度。

(4)下入爆燃壓裂作業(yè)管柱至預(yù)定作業(yè)深度：

所述的預(yù)定作業(yè)深度為爆燃壓裂作業(yè)井段；

(5)管柱加壓起爆：

所述的加壓起爆為通過液體打壓，進(jìn)行爆燃壓裂起爆作業(yè)；

(6)壓井作業(yè)；

(7)起爆燃壓裂作業(yè)管柱；

(8)爆燃壓裂結(jié)束后測試地層吸收量：

所述的地層吸收量為在油井限壓條件下爆燃壓裂后液體泵注速度；

在第(8)步驟中：

如果根據(jù)爆燃壓裂后地層吸收量計(jì)算，預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間超過3小時(shí)，則執(zhí)行步驟：

(9)下入酸化作業(yè)管柱；

(10)泵注酸液段塞：

所述的酸液段塞包括且不限于前置液、主體酸、后置液和頂替液；

(11)壓井作業(yè)；

(12)起酸化作業(yè)管柱；

(13)下入電泵生產(chǎn)管柱，電泵排液，井口加堿中和：

所述的電泵生產(chǎn)管柱包括電泵生產(chǎn)Y管柱、電泵生產(chǎn)直管柱。

如果根據(jù)爆燃壓裂后地層吸收量計(jì)算，預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間在3小時(shí)以內(nèi)，則執(zhí)行步驟：

(9)下不帶Y堵的電泵生產(chǎn)Y管柱；

(10)泵注酸液段塞；

(11)投Y堵：

所述的Y堵為封堵油管作業(yè)通道的工具，投入在堵塞器座中；

(12)電泵排液，井口加堿中和。

在以上方法中中：

所述的爆燃壓裂火藥用量設(shè)計(jì)采用的火藥用量為：在地層中產(chǎn)生的峰值壓力P峰＝(1.1-2.0)×P破，且P峰-P破＜P套抗，其中：P破為地層破裂壓力，P套抗為套管抗內(nèi)壓值。

所述的酸液段塞設(shè)計(jì)包括且不限于前置液、主體酸、后置液和頂替液；

所述前置液和后置液的組成為5-15％HCl，1-2％緩蝕劑，1-2％防膨劑，1-2％鐵離子穩(wěn)定劑，余量為水；

所述頂替液的組成為1-2％防膨劑，余量為水。

所述的主體酸有三種組成方式：

1、5-15％HCl，5-10％HBF₄，10-30％H₂SiF₆,1-2％緩蝕劑，1-2％防膨劑，1-2％鐵離子穩(wěn)定劑，6-8％沉淀抑制劑，余量為水；

2、10-30％HCl，1-15％稠化劑，1-2％緩蝕劑，1-2％防膨劑，1-2％鐵離子穩(wěn)定劑，余量為水；

3、10-30％HCl，2-10％轉(zhuǎn)向劑，1-2％緩蝕劑，1-2％防膨劑，1-2％鐵離子穩(wěn)定劑，余量為水；

第1種組成方式的主體酸用于砂巖儲(chǔ)層；

第2種和地3種組成方式的主體酸用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層。

所述的“爆燃壓裂后地層吸收量計(jì)算，預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間超過3小時(shí)以上或在3小時(shí)以內(nèi)”，是指不考慮泵注酸化后排量增加的情況下，用酸化總液量除以測試爆燃壓裂后液體泵注速度所得的時(shí)間超過3小時(shí)或在3小時(shí)以內(nèi)。

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的諸多不足，其有益效果是：

(1)適用于電泵生產(chǎn)管柱作業(yè)(電泵生產(chǎn)管柱為人工舉升采油的一項(xiàng)重要組成部分)，尤其適用于海上油田作業(yè)；

(2)適應(yīng)于砂巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層作業(yè)，同時(shí)適合于有機(jī)堵塞解堵；

(3)可進(jìn)一步增強(qiáng)爆燃壓裂以及酸化效果，其中的爆燃壓裂能使地層形成輻射狀多裂縫油流通道，增強(qiáng)酸液注入能力，擴(kuò)大酸化半徑；其中的酸化能解除近井堵塞，溝通滲透通道，進(jìn)一步防止裂縫閉合，增強(qiáng)物理效果；

(4)酸化施工壓力可進(jìn)一步提升至接近封隔器限壓，有利于酸化彌補(bǔ)爆燃壓裂作業(yè)效果；如果爆燃壓裂后地層吸收量增加理想，采用電泵生產(chǎn)Y管柱進(jìn)行酸化作業(yè)，可節(jié)省一次壓井作業(yè)和起下酸化管柱作業(yè)程序，減低一次壓井作業(yè)對地層傷害，同時(shí)酸化可解除前一次壓井作業(yè)對地層傷害，另外酸化還可實(shí)現(xiàn)快速返排；

(5)可增強(qiáng)爆燃壓裂的效果，通過酸液進(jìn)一步溶蝕裂縫并解除近井地帶污染堵塞，不僅適合于電泵生產(chǎn)管柱作業(yè)，而且適應(yīng)于砂巖和碳酸鹽巖儲(chǔ)層作業(yè)，靈活選擇后序酸化步驟，可在保證作業(yè)效果的同時(shí)節(jié)省作業(yè)步驟。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工作流程示意圖。

圖2是LF13-1油田26H井爆燃壓裂管柱示意圖。

圖3是LF13-1油田26H井酸化管柱示意圖。

圖4是LF13-1油田6井電泵生產(chǎn)Y管柱示意圖。

圖5是LF13-1油田6井電泵生產(chǎn)直管柱示意圖。

圖6是陸豐13-1油田26H井爆燃壓裂后酸化施工曲線圖。

圖7是陸豐13-1油田6井爆燃壓裂后酸化施工曲線圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明更容易被清楚理解，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案及其技術(shù)效果作出詳細(xì)說明。

本發(fā)明的一種爆燃壓裂酸化聯(lián)作方法，包括以下步驟：

(1)爆燃壓裂酸化聯(lián)作工藝參數(shù)優(yōu)化：

所述的工藝參數(shù)優(yōu)化包括爆燃壓裂火藥用量設(shè)計(jì)、爆燃壓裂作業(yè)管柱設(shè)計(jì)、酸液段塞設(shè)計(jì)、酸液處理半徑設(shè)計(jì)、酸化施工壓力和排量設(shè)計(jì)、酸化作業(yè)管柱設(shè)計(jì)；

(2)爆燃壓裂前作業(yè)準(zhǔn)備，井筒灌滿液體：

所述的爆燃壓裂前作業(yè)準(zhǔn)備包括準(zhǔn)備足夠的作業(yè)場地、配備消防器材、起原井生產(chǎn)管柱、通井、刮削、洗井、井口試壓、準(zhǔn)備作業(yè)設(shè)備及配件工作，所述的液體為水或KCl水溶液；

(3)爆燃壓裂前測試地層吸收量；

所述的測試地層吸收量為在油井限壓條件下，測試爆燃壓裂前液體泵注速度。

(4)下入爆燃壓裂作業(yè)管柱至預(yù)定作業(yè)深度：

所述的預(yù)定作業(yè)深度為爆燃壓裂作業(yè)井段；

(5)管柱加壓起爆：

所述的加壓起爆為通過液體打壓，進(jìn)行爆燃壓裂起爆作業(yè)；

(6)壓井作業(yè)；

(7)起爆燃壓裂作業(yè)管柱；

(8)爆燃壓裂結(jié)束后測試地層吸收量：

所述的地層吸收量為在油井限壓條件下爆燃壓裂后液體泵注速度；

在第(8)步驟中：

如果根據(jù)爆燃壓裂后地層吸收量計(jì)算，預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間超過3小時(shí)，則執(zhí)行步驟：

(9)下入酸化作業(yè)管柱；

(10)泵注酸液段塞：

所述的酸液段塞包括且不限于前置液、主體酸、后置液和頂替液；

(11)壓井作業(yè)；

(12)起酸化作業(yè)管柱；

(13)下入電泵生產(chǎn)管柱，電泵排液，井口加堿中和：

所述的電泵生產(chǎn)管柱包括圖4所示的電泵生產(chǎn)Y管柱和圖5所示的電泵生產(chǎn)直管柱。

如果根據(jù)爆燃壓裂后地層吸收量計(jì)算，預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間在3小時(shí)以內(nèi)，則執(zhí)行步驟：

(9)下不帶Y堵的電泵生產(chǎn)Y管柱；

(10)泵注酸液段塞；

(11)投Y堵：

所述的Y堵為封堵油管作業(yè)通道的工具，投入在堵塞器座中；

(12)電泵排液，井口加堿中和。

在前述的步驟(1)中：

所述的爆燃壓裂作業(yè)管柱設(shè)計(jì)為鉆桿或加厚油管、減震器、起爆器、壓裂槍等工具的組合。

所述的爆燃壓裂火藥用量設(shè)計(jì)采用的火藥用量為：在地層中產(chǎn)生的峰值壓力P峰＝(1.1-2.0)×P破，且P峰-P破＜P套抗，其中：P破為地層破裂壓力，P套抗為套管抗內(nèi)壓值。

所述的酸液段塞設(shè)計(jì)包括且不限于前置液、主體酸、后置液和頂替液；

所述前置液和后置液的組成為5-15％HCl，1-2％緩蝕劑，1-2％防膨劑，1-2％鐵離子穩(wěn)定劑，余量為水；

所述頂替液的組成為1-2％防膨劑，余量為水。

所述的主體酸有三種組成方式：

1、5-15％HCl，5-10％HBF₄，10-30％H₂SiF₆,1-2％緩蝕劑，1-2％防膨劑，1-2％鐵離子穩(wěn)定劑，6-8％沉淀抑制劑，余量為水；

2、10-30％HCl，1-15％稠化劑，1-2％緩蝕劑，1-2％防膨劑，1-2％鐵離子穩(wěn)定劑，余量為水；

3、10-30％HCl，2-10％轉(zhuǎn)向劑，1-2％緩蝕劑，1-2％防膨劑，1-2％鐵離子穩(wěn)定劑，余量為水；

第1種組成方式的主體酸用于砂巖儲(chǔ)層；

第2種和地3種組成方式的主體酸用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層。

所述的酸液處理半徑設(shè)計(jì)為0.5-2m；

所述的酸化施工壓力P≤η×P_破+P_f-P_h，其中：η為安全系數(shù)，為0.8-0.9，P_破為地層破裂壓力，P_f為摩阻，P_h為液柱壓力；

所述的施工排量0.1-1.5m³/min，在限制施工壓力情況下，排量盡量向上提升；

所述的酸化作業(yè)管柱設(shè)計(jì)為鉆桿或加厚油管、封隔器、滑套等工具的組合。

在前述的步驟(10)中：

所述的酸液段塞包括且不限于前置液、主體酸、后置液和頂替液，是指根據(jù)地層有機(jī)堵塞情況，在前置液前面增加有機(jī)清洗液。

所述的有機(jī)清洗液為二甲苯、柴油、0.05-0.2％FC4430氟碳表面活性劑或50-70％聚氧乙烯脂肪胺復(fù)合烴；

前述步驟(8)中所述的“爆燃壓裂后地層吸收量計(jì)算，預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間超過3小時(shí)以上或在3小時(shí)以內(nèi)”，是指不考慮泵注酸化后排量增加的情況下，用酸化總液量除以測試爆燃壓裂后液體泵注速度所得的時(shí)間超過3小時(shí)或在3小時(shí)以內(nèi)。

前述步驟(13)中的電泵生產(chǎn)Y管柱、電泵生產(chǎn)直管柱為兩種油井生產(chǎn)管柱，電泵生產(chǎn)Y管柱的油管中如果不帶Y堵，可保持油管暢通，實(shí)施酸化作業(yè)，如果投入Y堵，則封堵油管作業(yè)通道，進(jìn)行電泵返排殘酸及生產(chǎn)。

實(shí)施例1：

LF13-1油田26H井的爆燃壓裂酸化聯(lián)作應(yīng)用了圖2所示的爆燃壓裂管柱和圖3是所示的酸化管柱。

步驟(1)中所述的爆燃壓裂火藥用量為40kg，經(jīng)模擬40kg產(chǎn)生的峰值壓力為60MPa，該井地層破裂壓力為45.5MPa，峰值壓力為1.3倍地層破裂壓力，該井套管抗內(nèi)壓為47.3MPa，滿足P_峰-P_破＜P_套抗；酸化段塞如表1所示。

表1LF13-1油田26H井酸液段塞用量表

酸液處理半徑設(shè)計(jì)為1.3m；酸化施工壓力P≤16MPa；施工排量0.1-1.5m³/min，在限制施工壓力情況下，排量盡量向上提升；酸化作業(yè)管柱設(shè)計(jì)見圖5。

步驟(10)中所述的酸液段塞包括前置液、主體酸、后置液和頂替液，它們分別為：

前置液和后置液組成為5-15％HCl，1-2％HSJ緩蝕劑，1-2％FP-02防膨劑，1-2％TL-01鐵離子穩(wěn)定劑，余量為水；

主體酸組成為5-15％HCl，5-10％HBF₄，10-30％H₂SiF₆,1-2％HJS緩蝕劑，1-2％FP-02防膨劑，1-2％TL-01鐵離子穩(wěn)定劑，6-8％FCY-06沉淀抑制劑，余量為水；

頂替液組成為1-2％FP-02防膨劑，余量為水。

所述的藥劑由天津市天誠化工有限公司提供。

步驟(8)中“爆燃壓裂結(jié)束后測試地層吸收量，預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間超過3小時(shí)以上或在3小時(shí)以內(nèi)”——26H井爆燃壓裂前地層吸收量為0.69bpm@2300psi；爆燃壓裂后地層吸收量為1.3bpm@2300psi；酸化總液量為29m³，即182.4bbl，那么預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間為182.4÷1.3÷60≈2.3小時(shí)，故采用下入電泵生產(chǎn)Y管柱酸化模式。

該實(shí)施例爆燃壓裂和酸化聯(lián)合作業(yè)效果如圖6所示，爆燃壓裂前地層吸收量為0.69bpm@2300psi；爆燃壓裂后地層吸收量為1.3bpm@2300psi；酸化后地層吸收量為2.0bpm@2300psi，地層吸收量達(dá)之前2.9倍，效果顯著。

該井作業(yè)前產(chǎn)液量為65bpd，作業(yè)后產(chǎn)液量達(dá)到752bpd，為之前的11.6倍，累計(jì)增油0.16萬方，聯(lián)作實(shí)施效果顯著。

實(shí)施例2：

LF13-1油田6井的爆燃壓裂酸化聯(lián)作應(yīng)用了圖4所述Y管柱和圖5所述的直管柱。

步驟(1)中所述的爆燃壓裂火藥用量為20kg，經(jīng)模擬20kg產(chǎn)生的峰值壓力為50.2MPa，該井地層破裂壓力為44.6MPa，峰值壓力為1.1倍地層破裂壓力，該井套管抗內(nèi)壓為56.2MPa，滿足P_峰-P_破＜P_套抗；酸化段塞如表2所示。

表2LF13-1油田6井酸液段塞用量表

酸液處理半徑設(shè)計(jì)為2.0m；酸化施工壓力P≤15.86MPa；施工排量0.1-1.5m³/min，在限制施工壓力情況下，排量盡量向上提升。

步驟(10)中所述的酸液段塞包括前置液、主體酸、后置液和頂替液，它們分別為：

前置液和后置液組成為5-15％HCl，1-2％HSJ緩蝕劑，1-2％FP-02防膨劑，1-2％TL-01鐵離子穩(wěn)定劑，余量為水；

主體酸組成為5-15％HCl，5-10％HBF₄，10-30％H₂SiF₆,1-2％HJS緩蝕劑，1-2％FP-02防膨劑，1-2％TL-01鐵離子穩(wěn)定劑，6-8％FCY-06沉淀抑制劑，余量為水；

頂替液組成為1-2％FP-02防膨劑，余量為水。

所述的藥劑由天津市天誠化工有限公司提供。

步驟(8)中“爆燃壓裂結(jié)束后測試地層吸收量，預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間超過3小時(shí)以上或在3小時(shí)以內(nèi)”——6井爆燃壓裂前地層吸收量為0.5bpm@1500psi；爆燃壓裂后地層吸收量為1.72bpm@1500psi，酸化總液量為60m³，即377.34bbl，那么預(yù)計(jì)酸化總液量泵注時(shí)間為377.34÷1.72÷60≈3.7小時(shí)，因此采用下入酸化管柱酸化模式。

該實(shí)施例爆燃壓裂和酸化聯(lián)合作業(yè)效果如圖7所示，爆燃壓裂前地層吸收量為0.5bpm@1500psi；爆燃壓裂后地層吸收量為1.72bpm@2300psi；酸化后地層吸收量為5.83bpm@2300psi，地層吸收量達(dá)之前11.7倍，效果顯著。

以單井計(jì)算，聯(lián)合作業(yè)前產(chǎn)液量為779bpd，聯(lián)合作業(yè)后產(chǎn)液量達(dá)到1858bpd，為之前的2.4倍，從2015年5月至2016年1月累計(jì)增油1.55萬方，聯(lián)作方法實(shí)施效果顯著。

以上結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了示意性描述，但本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明中各個(gè)步驟的具體實(shí)施方式有可能發(fā)生某些改變，而其他人員在其啟示下也可能設(shè)想出相似的技術(shù)方案。特別需要指出的是，只要不脫離本發(fā)明的設(shè)計(jì)宗旨，所有顯而易見的改變，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。