新型灰岩酸化液体技术评价

COSL/S&T –P02-2010 科研项目管理程序新型灰岩酸化技术评价

中海油田服务股份有限公司

中海油服油田化学事业部

2011.11.29

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一、项目来源及目的意义

随着钻井技术的发展和易开采石油天然气资源的日趋枯竭，人们正在把勘探开发石油天然气资源的目光转向难动用油气藏。我国近年来也在加大对复杂油气藏的勘探开发力度。然而由于这些探区的地质条件复杂，地层的不确定性因素很多使得开发工程难度大，施工工艺十分复杂。例如与传统灰岩油气藏勘探开发相比，近年来遇到的高温高压，低压低渗、三明治式储层结构，重油或油气水混层等特点同时存在的灰岩油气藏，给开发生产带来了极大的困难。这些难动用油气藏的开发多数都需要特殊的增产改造措施如新型灰岩酸化液体技术已达到预期效益。

另外近年来中海油服在拓展海外市场的过程中也不可避免地遇到了相同或类似的问题，然而许多增产改造措施依然停留在传统油气藏增产改造的技术水平。例如在印尼WAKAMUK、KAJI SEMOGA区块复杂灰岩酸化改造中就需要在酸化技术方面有所突破。因此，本项目将针对复杂灰岩油气藏开发生产中所存在的实际问题, 在灰岩酸化液体技术以及配套工艺方面进行开发和评价，形成一套完整的适合这类油气藏开发的新型灰岩酸化液体技术。通过此项目切实提高此类油气藏的增产改造效果，也将中海油服在灰岩酸化核心技术和产品服务提高到一个新的水平。

二、国内外现状及发展趋势

化石能源尤其是石油和天然气一直以来是人类社会赖以生存的主要能源形式。然而随着人类对能源需求的急剧增长尤其是近些年来许多发展中国家如中国，印度的崛起大大加剧了能源供求关系的矛盾。这也是近年来石油天然气价格快速增长的主要原因之一。石油天然气价格的上升相应地也使许多中海油田服务股份有限公司第~ 1 ~页

以前没有商业开采价值的油气藏开发成为可能，再加上近年来石油天然气勘探开发技术的进步，人们正在把勘探开发石油天然气资源的目光转向难动用油气藏。简单讲难动用油气藏就是由于油气藏自身特点导致常规开发技术难以实现商业化生产的油气藏。这些特点包括致密油气藏（低渗透率），低压低产（油藏能量不足），重油或油砂（流体粘度高，流动阻力大），复杂地层（高温高压，夹断层，复杂岩石组成），深海（勘探开发难度大成本高）。

近年来我国也在加大对复杂油气藏的勘探开发力度, 然而由于这些探区的地质条件复杂，地层的不确定性因素很多使得开发工程难度大，施工工艺复杂，成本大幅上升，因此这些难动用油气藏的开发多数都需要特殊的增产改造措施如新型酸化压裂技术才能达到预期效益。这些适合难动用油气藏特点的新型酸化压裂技术不外乎分为三类：（1）新型酸化或压裂工艺，例如近年来逐步开发推广的水平井或垂直井分层或多段酸化或压裂改造（2）液体产品和技术，例如表面活性剂基粘弹性自转向酸（3）适合新型工艺的施工工具，如滑套式多层压裂管或膨胀式封隔器。

近年来中海油服在拓展海外市场的过程中也不可避免地遇到了相同或类似的问题，然而许多增产改造措施依然停留在传统油气藏增产改造的技术水平。例如在印尼WAKAMUK、KAJI SEMOGA区块复杂灰岩酸化改造中采用简单盐酸酸洗改造很难达到预期的经济技术效益。表1列出这些灰岩油气藏的主要性能。本项目将针对复杂灰岩油气藏开发生产中所存在的实际问题, 在灰岩酸化液体技术以及配套工艺方面进行开发和评价，形成一套完整的适合这类油气藏开发的新型灰岩酸化液体技术，切实提高此类油气藏的增产改造效果，也将中海油服在灰岩酸化核心技术和产品服务提高到一个新的水中海油田服务股份有限公司第~ 2 ~页

平。

表1 中海油印尼灰岩酸化改造现状

回顾灰岩酸化历史，尽管1895年就开始第一次酸化改造处理，但由于受缓蚀技术的限制，真正灰岩酸化改造到1932年才兴盛起来。之后经历了不同阶段发展出适合不同油气藏条件的灰岩酸化液体技术。这些技术可以分两大类：（1）基础酸液例如盐酸，有机酸，非酸，乳化酸，固体酸等（2）转向技术如机械分隔器，树脂球，油溶或水溶性颗粒，泡沫，胶凝酸及自转向酸。同砂岩相比，灰岩地层通常会呈现更高的非均质特点，因此灰岩酸化或中海油田服务股份有限公司第~ 3 ~页

酸压时使用的转向技术显得更为重要。由于机械转向方法增加了施工复杂性而且许多井况不适用，化学转向技术通常是灰岩酸化或酸压时所使用的转向技术。表2是各种灰岩酸化化学转向技术的性能比较。

自从2001年斯伦贝谢使用清洁稠化自转向酸以来，在全世界范围内已经实施大约3500口井次的酸化或酸压改造，实践证明它是到目前为止灰岩酸化或酸压改造效果最好的新型液体技术。国内从大约2005年开始这方面研究开发工作并取得一定成效，但由于酸化或酸压改造本身的复杂性，目前仍然处于实验或现场测试阶段，还没有形成成熟的核心配套技术。当然这项技术仍然有些问题还需要解决：（1）价格昂贵（2）返排或破胶不好控制（3）与一些助剂或油藏配伍性能不好。

表2 灰岩酸化转向技术性能比较

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三、项目主要评价研究内容、技术路线、关键技术指标和实验设备 (一)主要内容

基于以上针对复杂灰岩油气藏酸化改造技术的回顾, 本项目将主要进行以下几方面的评价研究工作:

1. 主体酸液体系的选择与评价。主要实验设备（列于本建议书表5中）包

括转盘反应器，岩心流动仪，微扫描仪，以及ICP 或原子吸收光谱。实验内容主要通过以下三方面对主体酸进行针对性性能评价，确定适合印尼复杂灰岩地层的主体酸液体系，实验项目包括

（1）井底或油藏条件下岩心在主体酸液中的溶解度，从而确定主体酸液体系对灰岩样品的酸溶能力（热力学特征），为现场酸液使用总量确定依据。 （2）井底或油藏条件下岩心在主体酸液体系中的反应动力学，从而确定无量纲准数，为岩心流动实验提供实验和理论基础。

（3）在上述实验基础上进行岩心流动实验，测定酸式孔洞形成的密度和长度(如下图1所示)，同时对实验流速与现场排量关联，为现场排量确定提供参考。

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