碳酸盐岩酸化实验评价技术与应用_李杰，韩慧芬，桑宇，杨建著_9787518323067

　　《碳酸盐岩酸化实验评价技术与应用》集成梳理了碳酸盐岩酸化实验评价类型、实验设备、实验评价参数、实验测试及数据处理方法，介绍了碳酸盐岩储层改造转向酸化材料评价技术、酸蚀裂缝形态特征数字化模拟技术、高黏酸液酸岩反应动力学参数测试等特色技术，并介绍了碳酸盐岩酸化实验评价结果在井眼轨迹优化、井壁稳定性分析、酸液体系和转向酸化材料优选、施T排量和施工规模优化、酸化工艺措施选择等方面的应用。
　　《碳酸盐岩酸化实验评价技术与应用》可供从事实验评价科研人员以及相关院校师生参考使用。

碳酸盐岩油气藏在全球分布广泛，储量巨大。世界上油气储量的60%、产量的50%来自碳酸盐岩油气藏。该类油气藏大多数埋藏较深，非均质性强，孔隙、裂缝系统复杂，一般具有低孔、低渗的特点。
　　中国碳酸盐岩油气藏也有着广泛的分布，已在四川、渤海湾、塔里木、鄂尔多斯、珠江口、北部湾、百色、柴达木、酒西、苏北等盆地获得发现，包括海相和湖相碳酸盐岩油气藏。四川磨溪嘉陵江和雷口坡、川东石炭系、磨溪一高石梯龙王庙组和灯影组等气藏获得发现。2013年7月提交磨溪区块龙王庙组713km2基本探明储量4065.76x108m3。2013年申报安岳气田高石梯区块灯四上亚段气藏天然气控制地质储量2042.9x108m3，磨溪区块预测地质储量2380.64x108m3.合计天然气控制预测地质储量4423.54x108m3。
　　目前，越来越多的油气资源在深层碳酸盐岩类储层中被勘探发现，该类油气藏的特点是储层埋藏深、地层温度高、产层厚度大、储层非均质性严重，基质中碳酸盐岩纯度高、自然投产率较低，通常需要对储层进行改造以获得工业油气流。面对深层碳酸盐岩油气藏的特殊性，酸压改造技术通常面临储层较深、温度较高、酸岩反应速度对温度敏感，缝洞发育造成酸液滤失严重限制了酸液的有效作用距离和穿透深度等一系列难题。鉴于当前复杂碳酸盐岩储层的特殊性，一方面压裂、酸化等工艺措施在勘探开发中发挥了重要作用，促进了酸压工艺技术的发展：另一方面，也对高温深井复杂碳酸盐岩储层酸压工艺技术提出了新的要求。对此有必要针对复杂碳酸盐岩储层情况，设计一套完整的酸压效果分析评价思路和方法，对碳酸盐岩储层进行酸岩反应、酸液滤失以及酸蚀裂缝导流能力机理研究，为酸压增产施工工艺提供理论基础，同时为压裂酸化材料优选提供依据。
　　对于碳酸盐岩储层，酸化是解除地层伤害、增加产能的常用手段。碳酸盐岩酸化中，由于碳酸盐岩一般较纯，酸液能完全溶解流经孔道，形成孔洞；孔道经酸溶蚀而变大的过程是不稳定增长过程，依据最小渗流阻力原则，酸液选择性流经大孔道，大孔道经酸液溶蚀后变得更大，渗流阻力越来越小，得到的酸液越来越多，经过孔道间的竞争，只有少数大孔道得到酸液，其他小孔道几乎没有酸液流过。流经酸液较多的大孔道经过酸液溶蚀，最终形成肉眼可见的蚓孔，蚓孔穿越污染带，去除污染，达到增产的目的。由于蚓孔具有无限导流能力，蚓孔穿越带相当于渗流能力无限大，直接扩大了井筒半径，因此，碳酸盐岩酸化中，往往能得到负表皮，酸化效果较好，增产倍数较高。
　　碳酸盐岩储层改造评价是增产改造工艺类型、施工参数及液体体系选择的依据。各大油田及高校经过多年的连续攻关，形成了碳酸盐岩实验评价技术，主要有酸溶蚀、酸蚀岩板导流能力、酸岩反应动力学、残酸伤害、酸化效果、酸液滤失、酸蚀裂缝表面形态特征定量描述以及近几年兴起的暂堵酸化材料评价等方面的实验。目前中国石油西南油气田分公司工程技术研究院、中国石油勘探开发研究院廊坊分院等实验室具备在高温（最高200CC）、高压（最高200MPa）、酸性介质条件下开展压裂酸化机理、工艺模拟及优化、人井材料评价等方面的实验评价能力。
　　在实验评价过程中，需要对实验数据和评价方法进行归纳汇总，便于实验操作人员及委托评价人员对实验方法和过程有清晰的认识和了解。首先，规范实验方法。目前，实际实验过程中，每一项实验数据及实验现象的记录、基本数据的输入、实验结果的获得等多方面都存在一定的问题，阻碍了评价实验及科研工作的开展。其次，通过设备改造，扩大碳酸盐岩实验评价的范围。酸蚀裂缝导流能力、酸岩反应、滤失等几大类别实验的开展在压裂酸化研究中起着非常重要的作用：酸岩反应动力学参数是酸压有效作用距离计算的关键参数，酸岩反应动力学规律不同，其酸液有效作用距离的计算也不同；酸蚀裂缝导流能力是衡量酸压成功与否的关键因素之一，影响酸蚀裂缝导流能力的主要因素有酸岩反应动力学参数、储层特性、储层硬度和裂缝闭合应力，通过酸蚀裂缝导流能力测试可以优选施工参数、改造工艺及液体体系；储层发育有一定的天然裂缝，施工过程中需要控制滤失。对于酸压改造，酸液滤失的同时与岩石发生反应，不断扩大滤失通道，一旦沟通天然微裂缝和形成酸蚀孔道，将大大提高酸液的滤失量，影响酸液作用距离。通过滤失的测定，不但可以了解储层滤失特征，还可以为工艺优选提供依据，以达到改造的目的。以上这些实验结果不但可以为酸化设计提供依据，还对改造工艺类型、施工参数的优选等都有很好的指导意义。
　　根据已有的碳酸盐岩酸化压裂实验评价能力，集成梳理实验评价类型及设备、实验评价参数、实验方法及实验评价参数数据处理方法等，从而形成一套适用于碳酸盐岩酸化评价的实验技术，作为压裂酸化工作者的实验技术手册。
　　同时，在编写过程中，依托了磨溪一高石梯龙王庙组碳酸盐岩油气藏储层改造实验评价。该储层岩性为白云岩，Ⅰ Ⅱ类储层发育，在纵横向剖面上具有一定的非均质性。I类、Ⅱ类、Ⅲ类储层在纵向上和横向上均不同程度发育，存在层段间吸酸能力的差异。同时，储层缝洞比较发育，钻井液容易漏失进入地层堵塞裂缝，降低油气藏产能。龙王庙组储层改造面临的主要问题是要解决不同完井方式下长水平井段均匀吸酸、缝洞发育储层近井地带解堵和低渗透储层造长缝问题。通过储层物性、岩性、岩石力学、酸液性能、暂堵酸化材料性能、酸蚀裂缝形态以及工艺模拟等实验，对龙王庙组储层井眼轨迹优化、井壁稳定性分析、酸液体系和转向酸化材料优选、施工排量和施工规模优化、酸化工艺措施选择等提供了实验技术支撑，提高施工参数设计的针对性和经济性，现场应用取得了较好的效果，提高了油气藏的勘探开发质量和效益。
　　本书由中国石油西南油气田分公司工程技术研究院组织编写。本书分为七章，前言由韩慧芬、桑宇编写，第一章由彭欢、王良、唐思洪、高新平编写，第二章由韩慧芬编写，第三章由韩慧芬、曾然编写，第四章由唐思洪、闵建、杨建、彭钧亮、韩慧芬、袁舒航、李翠楠编写，第五章由韩慧芬、潘琼、王良、黄成惠、高新平、冯艳编写，第六章由韩慧芬、彭欢、苏军编写，第七章由韩慧芬、王业众、叶颉枭编写。全书由李杰、韩慧芬、桑宇统稿。
　　感谢刘同斌专家在本书的编写过程中做出技术指导，本书集成了中国石油西南油气田分公司工程技术研究院油气井增产技术实验室多年来的研究成果，大量的科研人员为书稿做了大量的工作，同时成都理工大学伊向艺教授等为实验数据提供了技术指导，值此书出版之际，一并感谢。
　　限于笔者水平有限，本书难以全面反映碳酸盐岩实验评价技术，也难免有差错与不足，敬请读者提出宝贵意见。

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