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我国南方海相碳酸岩油气勘探领域广阔,勘探开发对象也十分复杂,属世界级难题。目前已经在四川地区取得了天然气的重大突破,湘中地区天然气资源量丰富,气藏埋深浅、属储层致密的含泥质灰岩地层。中石化中南分公司近两年在该区部署了两口探井,储层均属于低温、低压、低渗致密含泥质灰岩层,常规测试均未能获得自然产能。
酸化压裂工艺技术逐渐成为这类低渗致密碳酸岩层油气藏勘探、开发和增储稳产的关键技术之一。但低渗透非均质灰岩储层具有储层渗透率低、天然微裂缝比较发育、储层纵向上非均质性较强、缝洞系统是油气储集和渗流的主要介质等特点。在高排量的酸压施工过程中,过量酸液溶蚀较大的孔隙或天然裂缝而形成形态复杂的酸蚀蚓孔,常常出现酸液过度滤失,严重制约了酸蚀主裂缝的延伸,引起酸蚀作用距离不够、酸压改造作用范围有限,直接导致了油气藏增产效果不佳甚至施工失败。
本论文在采用长岩心酸岩反应与滤失综合实验基础上,建立了不同地质条件下的酸液滤失物理模型,对酸液滤失进行了室内实验,以研究酸压过程中酸蚀蚓孔发育机理和酸液滤失机理:并初步建立了考虑酸蚀吲孔的酸液滤失计算模型,并在此基础上通过酸液添加单剂的室内评价,优选了诸如助排剂、粘土稳定剂、防膨剂等酸液添加剂,通过溶蚀实验,形成了一套适合该区灰岩储层酸压改造的能有效低地降低酸岩反应速率,增大酸液在地层中的穿透深度的变粘酸、降阻酸液体系;通过裂缝导流能力实验,充分说明酸蚀裂缝的长度则主要受酸岩反应速度、酸液的滤失强度及裂缝中酸液的流速等因素的影响,形成了一套适合湘中浅层灰岩地层的酸压工艺,为该区通过酸压改造来增加单井产能提供了较好的技术支撑,取得了较为明显的增产效果。