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碳酸盐岩油气藏是一类极为重要的低渗透储集层,在世界油气阳分布中占有重要地位。目前世界上已在近40个国家和地区的57个沉积盆地中,发现并开发了碳酸盐岩油气田,其油气储量分别占世界油气总储量的48%和28%,油、气产量分别约占世界油、气总产量的60%和30%。但由于其天然裂缝、溶孔及大型溶洞发育,纵向和横向上非均质性强,使得碳酸盐岩油藏中60%以上的石油未能得到开采。因此,碳酸盐岩油气藏的高效开发对石油上业具有重大价值。
随着国内外碳酸盐岩油气藏勘探开发的跨越发展,对该类油气藏储层改造的配套工程技术提出了更高的要求。特别是针对具体油臧条件,紧密结合储层特点,在酸压裂方案设计、工作液优选和配套施工工艺方面,仍有许多关键技术尚未较好地解决。如何实现不同类型碳酸盐岩的有效深穿透,达到发现油气、认识储层和稳定并提高油气井单井产量的目的,已成为储层改造技术的发展目标。
本论文主要针对滨里海盆地三个主力油阳复杂碳酸盐岩油减存在的笼统酸压和加砂压裂没有从根本上动用物性差的储层;改造过程中明显的多裂缝特征造成工作液滤失大,有效酸蚀缝长受限;酸压裂残液返排困难,难以形成高导流能力的酸蚀裂缝:底水储层没有有效的岩性隔层,难以有效控制缝高;以及储层射孔井段大,跨度大,产吸液不均匀问题;在酸压裂液体系、酸压裂工艺模拟及酸压裂配套工艺方面进行了系统研究,形成了机械分层、投球分压和化学转向等专项技术。研究成果现场应用后,有效降低了储层损害,提高了油井产能,已经成为三个主力油田实现油田稳定开发的主体工程技术。
论文主要研究内容和创新点包括:1)根据三个主力油阳复杂碳酸盐岩油减储层特征和开发现状,提出储层改造的技术难点和需求,找出了酸压改造的潜力和方向;2)研究了稠化酸、降阻酸、闭合酸、乳化酸和清洁转向酸添加剂及配方体系的性能,满足了储层改造和施工工艺要求:3)通过酸蚀裂缝导流能力、酸压溶蚀孔、酸岩反应动力学及支撑剂性能等实验研究酸岩反应机理,有效指导酸压设计;4)研究了机械分层、投球分压、组合分压和化学转向等分层酸压裂工艺,纵向上动用较差或未动用的储层得到有效动用,满足了油田经济有效开发。
本论文形成的复杂碳酸盐岩油气臧酸压裂液体系和配套工艺技术,在一定程度上解决了制约碳酸盐岩油气藏开发的若干项关键技术问题,对国内外类似碳酸盐岩油藏开发具有推广和借鉴意义。