【正文】 體井的巖石閉合壓力的大小，經(jīng)過試驗確定。e)性能穩(wěn)定。一種理想壓裂液的性能，應(yīng)具備如下幾點：a)濾失量低。⑵壓裂液和支撐劑①壓裂液：壓裂液是進(jìn)行水力壓裂時的工作介質(zhì)。壓裂增產(chǎn)倍數(shù)與裂縫的形式(水平裂縫或垂直裂縫)、穿入深度、地層滲透率、裂縫滲透率、地層有效厚度、供給半徑和裂縫張開寬度等因素有關(guān)。而直線流的流動截面基本不變，流速只受壓力降低時的體積膨脹影響。由于裂縫的存在,可能出現(xiàn)以下兩種情況使氣井獲得大幅度增產(chǎn)。③施工程序：與鹽酸處理相同。因此為解除地層深處的粘土堵塞，現(xiàn)在已采用自生氫氟酸的酸化方法。⑵ 土酸處理的酸液組成①典型酸液組成：早期多用3％～5％氫氟酸和12％～15％鹽酸及添加劑配制成土酸。所以用氫氟酸解除泥漿粘土顆粒堵塞是很有效的。、土酸處理土酸即鹽酸與氫氟酸按一定比例配制成的混合酸液。一般反應(yīng)時間控制在l小時以內(nèi)。若原井內(nèi)油管能滿足酸化要求，可不起下油管。對于砂巖地層，則與設(shè)計酸化半徑、鉆頭半徑、油層有效厚度和有效孔隙度有關(guān)。⑤助排劑 用作幫助殘酸排出地層的一種附加劑，常用的助排劑有二氧化碳和氮?dú)?。隨著酸反應(yīng)的進(jìn)行，酸的濃度降低，三價鐵離子(Fe3+)會以氫氧化鐵形式開始沉淀，且沉淀隨pH值的繼續(xù)升高而增加。③表面活性劑 ：酸液的表面張力較高，進(jìn)入氣層后，容易積存在地層孔隙和喉道中難于排出，使天然氣流動困難。常用的緩蝕劑有烷基磺酸鈉(As)、聚氧乙烯烷基醇醚(R－102)，醋酸和二氧化碳等?！籼砑觿核嵋褐屑尤胩砑觿┖螅梢云鸬綔p緩酸液反應(yīng)速度和防腐作用，便于殘酸返排和防止三價鐵離子沉淀。⑵酸液的組成和用量◆酸液組成：不同濃度的鹽酸+各種添加劑。、鹽酸處理鹽酸處理主要用于碳酸鹽巖地層和膠結(jié)物以碳酸鹽為主的砂巖地層。只有這樣，氣井生產(chǎn)才會協(xié)調(diào)，各種生產(chǎn)參數(shù)才會保持相對穩(wěn)定，否則氣井就會出問題，表現(xiàn)為某些參數(shù)的突變。采氣生產(chǎn)參數(shù)主要有地層壓力、井底流動壓力、油壓、套壓、輸壓、流量計靜壓、差壓、油氣比、水氣比、日產(chǎn)氣量、油量、水量、以及出砂量等。氣液氣液圖31 氣液混合物在油管中流動形態(tài)氣泡狀段柱狀環(huán)霧狀霧狀在垂直管流中，氣體的膨脹能一方面是攜帶、頂推液體上升的動力，而另一方面又由于氣液之間產(chǎn)生的滑脫現(xiàn)象而增加了滑脫損失。油、氣、水混合物在從井底流向井口的垂直上升過程中壓力不斷下降，流體的流動形態(tài)隨之發(fā)生變化。天然氣流量常用104m3/d、地層水常用m3/d；凝析油、原油常用t/d、m3/d表示。(1)地層溫度：氣層中部的溫度稱為地層溫度。(5)井口壓力：井口壓力分為油壓和套壓。 (1)原始地層壓力：氣藏未開采前的氣層壓力稱為原始地層壓力。特點：過油管張開式射孔器，采用大藥量、深穿透射孔彈，穿透性能與有槍身射孔彈具有同等的威力，使用安全可靠。然后使電纜經(jīng)過地滑輪和吊滑輪，再穿過防噴盒和防噴管與磁性定位器、加重桿和射孔器連接。3)、電纜輸送式過油管射孔工藝⑴有槍身過油管射孔◆地面所需特殊設(shè)備該射孔現(xiàn)場施工方法主要應(yīng)用于壓力較高，自噴能力較強(qiáng)的氣井。為減少射孔液對儲層的傷害，必須采用優(yōu)質(zhì)射孔液。工業(yè)化并且在打開氣層大量使用的射孔方式有3種：電纜輸送式套管射孔、油管傳輸射孔、電纜輸送式過油管射孔。井底沉砂多的井，可以先用正循環(huán)，后用反循環(huán)方式洗井。洗井是為了沖掉并攜帶出套管壁上的泥餅和井底的沉砂等雜質(zhì)，避免射孔后堵塞孔眼，污染油氣層。新井射孔前，為了保證射孔槍順利下到目的層，先用通井規(guī)通井和探井底。圖25第二階段井身結(jié)構(gòu)（3） （2）評價井、試采井及開發(fā)井圖26 靖邊氣田井身結(jié)構(gòu)圖 圖27 上古氣層開發(fā)井井身結(jié)構(gòu)示意圖2）水平井井身結(jié)構(gòu)根據(jù)長慶氣田區(qū)域特點和現(xiàn)場鉆井實際情況，分三種井身結(jié)構(gòu)：（篩管） 造斜點（進(jìn)入石千峰80米）Ⅰ型：子洲氣田上古氣層、靖邊氣田中部和南部下古氣層水平井井身結(jié)構(gòu)，見圖28；346mm550m273mm550m2690m側(cè)鉆點：2690m3170m領(lǐng)眼4117m 4112m懸掛器圖29靖邊氣田北部水平井井身結(jié)構(gòu)圖28子洲氣田、靖邊氣田中部和南部水平井井身結(jié)構(gòu)Ⅱ型：靖邊氣田北部下古氣層水平井井身結(jié)構(gòu)，見圖29；Ⅲ型：蘇里格氣田上古氣層水平井井身結(jié)構(gòu)，見圖210。井身結(jié)構(gòu)見圖24。（2）盆地東部中深井：表層套管＋技術(shù)套管＋尾管井身結(jié)構(gòu)見圖23。 (1)區(qū)域探井及超探井：表層套管＋技術(shù)套管＋生產(chǎn)套管＋尾管。1）長慶氣井井身結(jié)構(gòu)演變過程：（三個階段）第一階段：1986年以前，以找油為主，兼顧石盒子組底砂巖氣層。井身結(jié)構(gòu)通常用井身結(jié)構(gòu)圖表示，它是氣井地下部分結(jié)構(gòu)的示意圖。尾管完井具有射孔完井的優(yōu)點，又節(jié)省了大量套管。3）射孔完井：鉆完氣層后下氣層套管固井，然后用射孔槍在氣層射孔，射孔彈穿過套管和水泥環(huán)射入氣層，形成若干條人工通道，讓氣進(jìn)入井筒。采氣工程1 氣井的完井和試氣1）裸眼完井：鉆到氣層頂部后停鉆，下油層套管固井，再用小鉆頭鉆開油氣層，這樣氣層完全是裸露的。長慶氣田目前采用的是射孔完井方法。尾管頂部還裝有回接接頭，必要時，還可回接套管一直到井口。 經(jīng)論證，+。套管程序:（150～200m）+。井身結(jié)構(gòu)見圖22。 優(yōu)點：相對前一種井身結(jié)構(gòu)，簡化了套管程序，鉆速快，建井周期短。第三階段：盆地中部地區(qū)，以找氣為主。后期根據(jù)鉆井成功經(jīng)驗，還可進(jìn)一步優(yōu)化。通井規(guī)是一個空心圓柱體，外徑比套管最小內(nèi)徑小6～8毫米。1）清水洗井：用清水以大排量在井內(nèi)循環(huán)至少兩周以上，%。為了保證射孔中不發(fā)生井噴，射孔前要壓井，壓井液在洗井合格后替入井內(nèi)。1)、電纜輸送式套管射孔工藝電纜輸送式套管射孔工藝，是采用射孔完井以來最早采用的一種射孔方法。2)、油管傳輸射孔工藝油管傳輸射孔解決了電纜傳輸射孔方法所存在的大部分問題。針對防噴問題需要在地面完善配套防噴裝置。聯(lián)好后全部放入防噴管內(nèi)，用由壬把防噴管固定在防落器上。由于無槍身射孔器在老井和注水井中，能不起油管進(jìn)行射孔和補(bǔ)孔作業(yè)，避免了起下油管過程中儲層帶來二次傷害。(2)目前地層壓力：氣層投入開發(fā)之后，在某一時間關(guān)井，待壓力恢復(fù)平穩(wěn)后，所求得的井底壓力稱為該時期的目前地層壓力。通常根據(jù)油、套壓來分析氣井的生產(chǎn)情況。 (2)井口溫度關(guān)井井口溫度：氣井關(guān)井后在井口測得的天然氣溫度。為了比較氣井和氣井之間或氣井在不同階段生產(chǎn)能力的大小，常用絕對無阻流量和無阻流量的概念。1）純氣井：不產(chǎn)油或產(chǎn)油很少的氣井，井筒中呈單相氣流。氣井舉升油、氣、水出井口的能量來源是井底流壓，能量消耗主要是氣液柱的重力、流動的磨擦阻力、井口回壓(油壓)及滑脫損失。天然氣從氣層到計量站一般要經(jīng)過氣層滲流、井筒垂直管流、井口針閥的節(jié)流和地面管流四個過程。根據(jù)經(jīng)驗氣井生產(chǎn)時各種壓力間的關(guān)系為：地層壓力＞井底流壓＞套壓＞油壓＞計量前分離器壓力＞流量計靜壓＞輸氣壓力。⑴鹽酸處理原理碳酸鹽巖地層主要為石灰?guī)r和白云巖。目前氣田常用的兩種濃度的酸液組成為：低濃度酸液濃度15％～20％鹽酸+％甲醛(重量百分?jǐn)?shù))+2％醋酸(重量百分?jǐn)?shù))+2％～4％烷基磺酸鈉(重量百分?jǐn)?shù))+清水。①緩蝕劑：酸液和石灰?guī)r反應(yīng)很快(例如初始濃度為15％的酸液與石灰?guī)r反應(yīng)，不到1分鐘濃度就降為1％)，使得在井底附近酸液濃度已經(jīng)很低，擠入地層內(nèi)就不起作用了。 ②防腐劑：鹽酸和氫氟酸對油套管和施工設(shè)備有強(qiáng)裂的腐蝕作用，使管子和設(shè)備壽命降低，甚至造成事故。表面活性劑的作用是降低酸液的表面張力，以利于反應(yīng)完后酸液的排出。這種沉淀物會堵塞地層孔隙和喉道，使?jié)B透率降低。施工中把助排劑混入酸液一起注入地層，排殘液時，由于井底壓力降低和助排劑在地層溫度下氣化，可攜帶殘酸排出。⑷施工程序①洗井：目的是把積沉在井底的雜質(zhì)清洗干凈，防止雜質(zhì)隨酸液擠入地層。③低壓替酸：下完油管、裝好井口和施工管線并試壓合格后，用壓裂車把酸液從油管替入，直到充滿氣層部位為止。⑥排液求產(chǎn)：打開油管閘門，控制一定回壓排出反應(yīng)后的殘酸。土酸處理常用于碳酸鹽含量少，泥質(zhì)含量高的砂巖氣層。然而氣層巖石是復(fù)雜的，在酸化生成可溶性物質(zhì)的同時，也可能與某些礦物質(zhì)發(fā)生沉淀反應(yīng)，沉淀產(chǎn)物主要有鈉鹽、鉀鹽和鈣鹽等。這種酸鹽不能有效地防止鈉鹽和鉀鹽的沉淀，故采用下面典型配方： 液體 組成 用量(m3/m地層) 預(yù)沖洗液 15％鹽酸 ～ 土酸 3％氫氟酸+12％鹽酸 ～4 后沖洗液 15％鹽酸+互溶劑 ～預(yù)沖洗液的作用是清除近井地帶的碳酸鈣，并使土酸與地層鹽水隔開；土酸的作用是溶解粘土、石英等礦物；后沖洗液的作用是排除氫氟酸的反應(yīng)產(chǎn)物，防止硅沉淀造成堵塞損害。該方法是向地層注入化學(xué)劑，讓化學(xué)劑在地層中互相反應(yīng)生成氫氟酸。 壓裂是在高于巖石破裂壓力下，將壓裂液和支撐劑擠入地層被壓開的裂縫中，形成具有良好導(dǎo)流能力的裂縫，達(dá)到增加氣井產(chǎn)量的目的。① 壓裂形成的裂縫使天然氣在地層內(nèi)的流動由徑向流變成直線流。所以對同一口氣井來說，壓裂后在相同產(chǎn)量下井底剩余壓力要比壓裂前高。為了提高增產(chǎn)倍數(shù)，主要是增加裂縫的長度和裂縫的導(dǎo)流能力。地面高壓泵向井內(nèi)壓入的全部液體，稱為壓裂液。b)攜砂能力強(qiáng)。f)對氣層損害小。要求支撐劑在巖石閉合壓力下不破碎，如果支撐劑被壓碎，裂縫將部分閉合，降低導(dǎo)流能力。③注攜砂液 當(dāng)井底壓力超過地層破裂壓力時，地層被壓開，這時泵壓突然下降，排量上升。⑥排液求產(chǎn)。⑵、技術(shù)特點 低粘酸壓裂酸化技術(shù)是用于較深傷害下的一項綜合技術(shù)措施、總體上有以下幾個技術(shù)特點：①排量較大、施工壓力高；②通過降阻劑、緩速劑、變濃度酸減少酸液流動阻力，延緩酸巖反應(yīng)速度，增大酸液處理范圍；③通過投球?qū)崿F(xiàn)多層段改造；④采用深穿透射孔彈加密射孔；⑤注酸過程中伴注氮?dú)?；⑥建立了?yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量監(jiān)督體系，監(jiān)督液體配制及施工全過程，保證了施工質(zhì)量。④排量泵注強(qiáng)度優(yōu)選值為110～240L／min／m。 ④、作業(yè)后快速排液求產(chǎn)⑹、施工效果分析 對于陜甘寧盆地中部氣田低壓低滲的碳酸鹽巖儲層，在鉆井和完井過程中的傷害較嚴(yán)重，即使是物性較好的氣井(高滲氣井)，在完井射孔后自然產(chǎn)量也很低，但高滲氣井一旦解除污染，可獲得較高產(chǎn)量，因此采用低粘酸壓裂酸化工藝施工后效果很好。⑵、施工參數(shù)的優(yōu)化 稠化酸比普通鹽酸摩阻低，有利于提高施工排量。S為宜。但是，后兩種工藝又各具特點，因此對于具體的氣井而言，應(yīng)根據(jù)具體的儲層地質(zhì)特征及經(jīng)濟(jì)評價來確定。⑴、工藝機(jī)理、流程及適用條件①多級注入酸壓工藝機(jī)理，用以降低酸液濾失，同時降低了酸液的面容比，使酸巖反應(yīng)速度降低，在酸液延伸至一定距離局部濾膜受到破壞后，再通過后一級的高粘液填充酸蝕溶洞，抑制溶洞的擴(kuò)大，增加酸蝕作用距離；，在縫內(nèi)酸液中產(chǎn)生粘性指進(jìn)，在裂縫壁面形成分布均勻的刻蝕溝槽，提高酸壓后酸蝕裂縫的導(dǎo)流能力，進(jìn)而提高增產(chǎn)效果；，延緩酸巖反應(yīng)速度，可有效地增大酸蝕作用距離。④適用條件根據(jù)各種敏感參數(shù)和工藝技術(shù)類型對酸壓效果影響進(jìn)行了模擬分析，對于Ⅲ類儲層，即低滲儲層(～1103um2)，縫長1ef對增產(chǎn)效果起主導(dǎo)作用，選用多級注入酸壓－閉合酸化工藝能大幅度降低濾失、增大裂縫長度，提高裂縫的導(dǎo)流能力、是改造中部氣田Ⅲ類儲層的最佳工藝。，前2分鐘加入10L15%的Na2CO3溶液，后2分鐘加入5L15％的Na2CO3溶液，第5分鐘加入2L15％Na2CO3溶液，使前置液PH保持在9～11，以減少降解。占作業(yè)井?dāng)?shù)80％以上的井下工具是改進(jìn)后的川774型水力壓縮式封隔器。 該工具的主要特點是：①壓座封承托式結(jié)構(gòu)，封隔環(huán)空可靠。③停泵時測壓降及裂縫閉合過程中，封隔器不因壓降收縮，造成油套壓平衡，液體竄流，壓降資料失真。這些裝置的配套，為深度酸化作業(yè)創(chuàng)造了良好條件。⑴、降阻酸酸化工藝用降阻酸酸化和用普通酸酸化適用的儲層基本一樣，都是適用于物性較好的Ⅰ類儲層（即Δt≥167μs/m，Sg≥80％，φ≥8％），主要原理是利用普通酸（即鹽酸）與巖石反應(yīng)速度快，濾失量大，酸蝕有效距離短的特點，有效解除鉆井完井過程中完井液對近井地帶儲層造成堵塞，但是由于普通酸在施工過程中摩阻大，導(dǎo)致井口注入壓力較高，因此在普通酸酸液中加入一定量的降阻劑和活性劑，以降低施工壓力，同時由于降阻酸具有一定的粘度，延緩了酸液與巖石的反應(yīng)速度，使酸液溶蝕長度增加，從而起到增產(chǎn)的作用。表7 稠化酸配方及各物質(zhì)作用化學(xué)名稱HCLHJF94CA檸檬酸CF5AYFP1CJ12作用溶蝕緩蝕鐵粒子穩(wěn)定助排起泡降阻比例20％～％%％％％⑶、變粘酸和降阻酸組合酸化工藝圖1變粘酸粘度隨pH值變化過程示意圖在實際的酸化過程中，由于酸液會選擇性地溶蝕巖石而形成酸蝕溶洞，進(jìn)而導(dǎo)致酸液過量濾失，從而降低了酸液的有效作用距離。但是隨著靖邊氣田近幾年的發(fā)展，氣田內(nèi)儲層較好的區(qū)塊基本已經(jīng)全部開發(fā)，而氣田后期的穩(wěn)產(chǎn)開發(fā)只能依靠儲層較差的區(qū)塊。 利用機(jī)械封隔器不動管柱分層改造工藝，即對于發(fā)育多套產(chǎn)氣層系的產(chǎn)建新井，結(jié)合地質(zhì)解釋對各產(chǎn)氣層進(jìn)行射孔，然后根據(jù)各氣層段的埋深和厚度下入合理的分層改造工具，最后對各儲層分別進(jìn)行施工，這樣不但簡化了儲層改造的施工程序，縮短了試氣周期，而且降低了壓井液對儲層傷害，增加了單井產(chǎn)氣量。⑵、井筒堵塞的危害當(dāng)氣井井筒堵塞后，會對氣井的生產(chǎn)、測試分析及維護(hù)造