钻井酸化技术在重庆地热增产中的应用

钻井酸化技术在重庆地热增产中的应用

牟现军1周神波1韩晗2杨建军2

1.重庆市地勘局205质队重庆渝北401147；2.重庆市地勘局南江水文地质工程地质队重庆渝北401147

摘要：重庆市南川区金佛山西坡地热钻井由于钻井出水量小，业主使用较为困难，为增加钻井出水量，提高资源的使用价值，后经钻井酸化作业，地热钻井的出水量较酸化前增加约4倍，达到了2000m3/d，出水温度提高约7℃，达到55~56℃，增产和增温效果十分明显。为钻井酸化技术在重庆地区碳酸盐岩裂隙型地热水钻井增产的应用提供丰富的经验。

关键词：钻井酸化；地热；地热钻井；油气开发

在油气开发工作中，钻井酸化技术是保持油田高产、稳产的措施之一，是对油气层的一种增产技术，其基本原理是通过高压将酸液强行注入地层，在处理层段将裂隙酸蚀成沟槽，扩大裂隙的导流能力和延伸长度，增加了油井的有效井径，减少油流入井底的阻力，从而达到提高油井产量的目的。根据上述原理，钻井酸化技术完全可有效的应用于以碳酸盐岩为目的层的地热勘查工作中，作为一种有效的增产技术手段。根据目前重庆地区对地热资源分布的情况研究，区内地热资源主要赋存地层有三叠系下统嘉陵江组、二叠系中统茅口组和寒武系中上统地层，其地层岩性以碳酸盐岩为主，具备较好开展钻井酸化的基础条件。下面结合金佛山西坡地热井的应用实例介绍钻井酸化技术在地热勘查中的应用。

一、地热井的基本特征

1、钻井基本情况

南川区金佛山西坡地热井位于南川区城南街道办事处文化村，2008年5月8日至2008年8月13日由重庆开源地质勘探有限公司施工，井深2350m，目标地层为寒武系上统毛田组、耿家店组及中统平井组，完井后水温36℃，自流水量80m3/d左右。该井井身结构参数见下表1

表1钻井结构参数表

2、地层及岩性

地热井开孔层位奥陶系湄潭组，终孔层位为寒武系平井组（未揭穿），揭露地层厚度及岩性见表2。

表2钻井揭露地层及岩性特征

3、抽水试验情况

2009年1月7日，进行了简易试验，钻井出水量300m3/d左右，水温达44℃。2011年采用空气压缩机进行了气举洗井，总洗井时间48h，水清砂静后进行了抽水试验，井口水温48℃，出水量400.89m3/d

4、储层条件

地热井的储层地层为寒武系上统，地下水类型为碳酸盐岩岩溶裂隙水。根据钻探水文观测资料显示，在井段960.00～964.00m（寒武系上统毛田组）有自流现象出现；1846.25～1846.45m（寒武系上统耿家店组）、2076.00～2076.60m（寒武系上统耿家店组）有钻井液漏失和钻速加快的情况出现，但无明显的热水显示。根据含水层情况分析，本井的主要含水层在960~964m。物探测井解释，在井深895.7~900米，温度从30.9℃升至31.9℃，温度异常幅度相对较大，为该井的主力产水层；另外，在960.6~965.8m、974.1~979.5m及1007.0~1008.8m，温度曲线同样存在一定程度高温异常，但异常幅度相对较小，属该井的次要产水层。

二、钻井酸化技术的应用

（一）钻井酸化施工方案

1、注酸深度的选择：根据钻探水文观测记录以及物探测井的资料反映，钻井的出水段基本集中在900~1000m段，其主要热储层为寒武系上统毛田组，所以钻杆排酸出口深度选择在1000m。

2、注酸管路的选择：使用127mm油管

3、盐酸选择：普通工业盐酸55吨，浓度为18%，酸液配方为：18%HCl＋2.0%缓蚀剂+1%铁离子稳定剂+1.5%助排剂+1%粘土稳定剂。

4、施工泵压、排量：根据水层实际情况，按照2台高压注酸压裂车，泵压5.0～15.0MPa，排量可达到1.0～1.5m3/min。

（二）酸化施工步骤

①将酸化管柱下至井深1000m，钻具内容积约4m3。②根据设计量准备55m3浓度18％盐酸。③注酸前循环试运转设备，确保设备的正常运行并按设计要求准备盐酸。④调试好后，注入2m3前置液后开始注酸，注酸4m3后，关井继续挤入地面全部盐酸。⑤注酸结束后，关闭罐车注酸闸阀，打开泥浆泵闸阀，用泥浆泵替浆挤酸，按设计量顶替20m3循环液，停泵（施工过程中，注意立管压力表的读数，在安全压力条件下施工）。⑥挤酸作业结束后停泵，40分钟候酸反应，40分后打开放喷管线进行放喷。⑦打开防喷器，开始循环泥浆替浆、排残酸（若在循环过程中，出现井喷情况，关闭防喷器、打开闸门进行循环直至放喷结束）。⑧待循环排除井内残酸和杂质后，再循环1-2个周期，并测定PH值变化情况，直至正常。⑨在放喷和循环过程中，在泥浆罐（污水池）内预先放置一定量的生石灰，待放喷和排酸至泥浆罐内进行酸碱中和；同时，在循环沟槽内均匀撒放生石灰中和。⑩进行PH值测试。注酸前进行PH值测试，注酸后在放喷和循环排酸时勤观测PH值，边测定边加入适量的生石灰中和，直至PH值和注酸前相同。

（三）施工效果

通过钻井酸化后抽水试验的结果显示，钻井动水位稳定在95m左右时，出水量达2000m3/d，水温55~56℃；与酸化前的成果（钻井稳定动水位188m时，出水量为400.89m3/d，水温49℃）对比显示，效果非常的显著，水量增加约4倍，出水温度增加6~7℃。表明钻井酸化作业连通了深部的热水径流通道。

三、经验总结

通过对金佛山西坡地热钻井采用钻井酸化的工艺处理，有效的提高了钻井的产水量和出水温度，增加了资源的使用价值。实践证明钻井酸化工艺不仅是一种油气层的增产技术，而且对重庆地区碳酸盐裂隙型地热钻井的增产也是有效的，值得在重庆地区的地热勘探工作中推广应用，尤其是针对勘查效果未达预期的地热钻井，可有效的提高出水量和出水温度，达到资源的有效利用。

参考文献

[1]马忠平.酸化压裂工艺在地热井中的应用

[2]马忠平等.探矿工程（岩土钻掘工程）

[3]周神波、曾敏.重庆市南川区金佛山西坡地热钻井水泵无法下放原因分析及处理方案.重庆市地勘局南江水文地质工程地质队

[4]周神波、陈俊松.重庆市南川区金佛山西坡地热钻井处理工程施工报告.重庆市地勘局南江水文地质工程地质队、重庆市渝勘钻探有限公司.