一种气井解堵过程中酸液用量的确定方法
技术领域
本发明涉及一种气井解堵过程中酸液用量的确定方法，属于油气田开发技术领域。
背景技术
在油气开采过程中，当地层压力或者生产压力发生变化时，在地下储层、射孔孔眼、井筒、井下泵、地面油气集输设备管线内会形成结垢，从而造成油管柱、生产管线及设备的堵塞，而油管柱的堵塞将直接导致产能低或者无法生产。
目前，通常使用酸化的化学方法来除垢。酸化又称为基质酸化或孔隙酸化，它是在低于储层岩石破裂压力下，将酸液注入地层的孔隙或者裂缝中，通过酸液和地层岩石矿物的反应，溶解岩石矿物或堵塞物质，实现除垢的工艺措施。
但是，酸液的用量是通过操作人员的经验确定，在酸液用量过少时，导致除垢效果不佳；在酸液用量过多时，不仅导致除垢成本加大，残余的酸液也会对储层造成一定程度的影响。
发明内容
本发明提供一种气井解堵过程中酸液用量的确定方法，该方法能够对气井解堵所需酸液的用量进行精确计算，不仅能够有效实现气井的解堵，还能够合理控制解堵成本，避免由于酸液过多造成的成本过高以及对储层环境的伤害。
本发明提供一种气井解堵过程中酸液用量的确定方法，包括：
获取气井内的储层体积；
获取油管柱的容积；
获取所述油管柱的容积的修正参数；
根据所述储层体积、油管柱的容积以及所述修正参数，确定气井解堵过程中的酸液用量。
如上所述的气井解堵过程中酸液用量的确定方法，其中，所述根据所述储层体积、油管柱的容积以及所述修正参数，确定气井解堵过程中的酸液用量，包括：根据式1确定气井解堵过程中的酸液用量，
V＝α×V1+V2 式1
其中，V为气井解堵过程中的酸液用量，m3；α为修正参数；V1为油管柱的容积，m3；V2为储层体积，m3。
如上所述的气井解堵过程中酸液用量的确定方法，其中，所述获取所述储层体积，包括：
获取所述气井的生产层段的裂缝集中发育区的平面展布面积；
获取所述气井的生产层段的裂缝发育段的累计厚度；
获取所述气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度；
根据所述平面展布面积、累计厚度以及加权裂缝孔隙度，获取所述储层体积。
如上所述的气井解堵过程中酸液用量的确定方法，其中，所述根据所述平面展布面积、累计厚度以及加权裂缝孔隙度，获取所述储层体积，包括：根据式2获取所述储层体积，
V2＝S×H×φ 式2
其中，V2为储层的体积，m3；S为平面展布面积，m2；H为累计厚度，m；φ为加权裂缝孔隙度。
如上所述的气井解堵过程中酸液用量的确定方法，其中，所述获取所述气井的生产层段的裂缝集中发育区的平面展布面积，包括：
获取所述气井的快速压降区的压降半径；
根据所述压降半径，获取所述气井的生产层段的裂缝集中发育区的平面展布面积。
如上所述的气井解堵过程中酸液用量的确定方法，其中，所述获取所述气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度，包括：
获取所述气井的生产层段的裂缝发育段的多个裂缝孔隙度，并对多个裂缝孔隙度进行加权平均处理，得到所述气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度。
如上所述的气井解堵过程中酸液用量的确定方法，其中，所述获取所述气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度，包括：
根据与所述气井的生产层段邻近的第一生产层段的岩心参数或与所述气井邻近的第一气井的岩心参数，获取所述气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度。
如上所述的气井解堵过程中酸液用量的确定方法，其中，所述获取所述油管柱的容积的修正参数，包括：
根据所述油管柱的长度和所述气井的结垢点深度，获取所述油管柱的容积的修正参数。
如上所述的气井解堵过程中酸液用量的确定方法，其中，所述根据所述油管柱的长度和所述气井的结垢点深度，获取所述油管柱的容积的修正参数，包括：根据式3获取所述油管柱的容积的修正参数，
其中，α为修正参数；l1为油管柱的长度，m；l2为结垢点深度，m。
如上所述的气井解堵过程中酸液用量的确定方法，其中，所述酸液按照质量百分数包括：盐酸5％～20％，甲醇7％～15％，螯合剂0.5％～3％，缓蚀剂1.5％～8％，铁离子稳定剂1％～5％，助排剂0.5％～5％，破乳剂0.1％～3％。
本发明提供一种气井解堵过程中酸液用量的确定方法，通过获取气井内的储层体积、油管柱的容积以及油管柱的容积的修正参数，根据储层体积、油管柱的容积以及修正参数，确定气井解堵过程中的酸液用量。该方法以气井的实际参数作为参考，能够针对性的确定出待解堵气井所需的酸液用量，既能够实现气井的高效解堵，也有利于解堵成本的控制，更是避免了酸液滥用所造成的储层伤害，而且该方法便于执行，计算步骤少，因此能够在实际操作过程中快速确定所需酸液的用量，适于在油气田开发作业中广泛应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明气井解堵过程中酸液用量的确定方法实施例的流程图；
图2为本发明本气井解堵过程中酸液用量的确定方法实施例S101的一种实现方式的流程图；
图3为本发明本气井解堵过程中酸液用量的确定方法实施例S201的一种实现方式的流程图；
图4为本发明本气井解堵过程中酸液用量的确定方法实施例S203的一种实现方式的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在油气开采过程中，当地层压力或者生产压力发生变化时，可能在地下储层、射孔孔眼、井筒、井下泵、地面油气集输设备管线内形成结垢，举例来讲，气井在开发生产过程中，随着地层压力的下降或者生产压差的增大，物性较差、含水饱和度相对较高的储层段地层水开始伴随气体流动，这些地层水中往往含有碳酸氢根离子和大量的成垢离子，成垢离子如钙离子、钡离子、铁离子等等，在气体和地层水从储层到油管柱，再从油管柱到井口的过程中，有多处发生节流降压，如油管柱的射孔位置、油管鞋、封隔器等处均存在缩颈，造成在该处节流降压的发生，节流降压后，地层水中的碳酸氢根离子由于压力降低而分解成为碳酸根离子，进一步与钙等成垢离子结合成垢并堆积在节流降压的位置，降压越大，结垢越重。
结垢产生后往往造成油管柱、生产管线及设备的堵塞，而油管柱的堵塞将直接导致产能低或者无法生产。目前，通常使用酸化的化学方法来除垢。酸化又称为基质酸化或孔隙酸化，它是在低于储层岩石破裂压力下，将酸液注入地层孔隙或者裂缝中，通过酸液和地层岩石矿物的反应，溶解岩石矿物或堵塞物质，实现除垢的工艺措施。
图1为本发明气井解堵过程中酸液用量的确定方法实施例的流程图，如图1所示，本发明提供一种气井解堵过程中酸液用量的确定方法，包括：
S101：获取气井内的储层体积；
其中，气井是指待解堵的气井。
本实施例不限制获取气井内储层体积的方法，例如可以通过气井生产层段的裂缝发育的相关参数获取储层体积。
S102：获取油管柱的容积；
其中，油管柱是指气井内的油管柱。由于油管柱中也存在结垢现象，因此将油管柱的容积作为评价酸液用量的参数，从而进一步精确酸液的用量。
具体可以通过式4计算油管柱的容积。
V1＝π×R2×l1 式4
其中，V1为油管柱的容积，m3；R为油管柱的内部半径，m；l1为油管柱的长度，m。
在实际应用中，油管柱的内径和油管柱的长度均可以通过卷尺进行测量获取，也可以通过油管柱的规格资料获取，本申请实施例不作具体限定。
由于结垢存在于气井内，酸液通过和气井内的结垢反应以将结垢清除，但是，油管柱本身存在一定的厚度，为了使得酸液用量更为精确，本实施例在确定油管柱的容积的过程中，采用油管柱的内径作为计算油管柱容积的半径参数。
S103：获取油管柱的容积的修正参数；
为了进一步精确酸液的用量，本实施例还需要通过获得油管柱的容积的修正参数以进一步对油管柱的容积进行修正，以获取实际与酸液用量相关的油管柱的修正容积。
示例性地，可以通过通井资料获得油管柱容积的修正参数。
本实施例不限制上述S101-S103的执行顺序，即，可以以任意顺序获取储层体积、油管柱的容积以及修正参数。
S104：根据储层体积、油管柱的容积以及修正参数，确定气井解堵过程中的酸液用量。
本实施例在确定酸液用量的过程中，将气井内储层的体积以及油管柱的修正容积作为主要参数，从而能够有针对性的确定气井(包括油管柱)解堵所需的实际酸量。本实施例的方法能够为操作人员提供有效的酸液用量的确定方法，避免了根据经验确定酸液用量而造成的酸液不足或酸液过量的现象，既不会发生由于酸液不足而导致解堵不彻底，也避免了由于酸液过多造成成本过高，更能免除残余酸液对储层的伤害。
具体地，S104可以通过式1实现。
V＝α×V1+V2 式1
式1中，V为气井解堵过程中的酸液用量，m3；α为修正参数；V1为油管柱的容积，m3；V2为储层体积，m3。
也就是说，储层体积与油管柱修正容积之和即为酸液所需量，其中，(α×V1)即为油管柱修正容积。
在具体实施过程中，可以通过通井资料获取油管柱的容积的修正参数。
具体地，上述通井资料包括但不限于油管柱的长度和气井的结垢点深度，油管柱的长度l1的获取方式在上述中已经说明，此处不再赘述；结垢点深度是从地面到井下结垢点之间的距离，其获取方式可以是通过对气井进行成像测井，并获得成像测井资料，根据成像测井资料来获取结垢点深度。其中，成像测井是根据钻孔中地球物理场的观测，对井壁和井周围物体进行物理参数成像的方法。成像测井资料包括但不限于：油管柱的长度、结垢点深度、地层的倾角、倾向、构造特征、裂缝的几何形态、裂缝的发育程度等等。
这里，修正参数可以根据以下公式确定：
其中，α为修正参数，l1为油管柱的长度，l2为结垢点深度。
图2为本发明本气井解堵过程中酸液用量的确定方法实施例S101的一种实现方式的流程图。
如图2所示，获取气井内的储层体积包括：
S201：获取气井的生产层段的裂缝集中发育区的平面展布面积；
其中，根据裂缝平面预测结果和单井裂缝发育段的判断，可以确定裂缝发育段的平面展布范围，这一范围即为裂缝集中发育区。
S202：获取气井的生产层段的裂缝发育段的累计厚度；
实际操作中，综合各类动静态资料确定单条裂缝纵向延伸长度，如：该缝纵向延伸一般为3m，则纵向上间隔在3m以内的裂缝跨度段为裂缝发育段。如某一段发育4条裂缝，从上到下编号分别为1、2、3、4号缝，其中，1和2及2和3之间的裂缝间隔均在3m以内，3与4号缝间隔为5m，则1-3号缝之间的储层段为裂缝发育段，而4号缝为单独的裂缝发育段(或与其他裂缝重新组合)。
其中，气井的生产层段的裂缝发育段是指生产层段的所有裂缝发育段。生产层段的裂缝发育段的累计厚度是指：气井的生产层段中的所有裂缝发育段的厚度之和。
具体操作过程中，可以根据成像测井资料来确定生产层段不同裂缝发育段的累计厚度。
S203：获取气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度；
S204：根据平面展布面积、累计厚度以及加权裂缝孔隙度，获取储层体积。
本实施例将储层中裂缝发育区作为计算储层体积的基础，充分考虑了裂缝周围的实际环境，通过获取裂缝集中发育区的平面展布面积、所有裂缝发育段的累计厚度以及所有裂缝发育段的加权裂缝孔隙度，从而能够有效确定储层的体积。
本实施例不限制上述S201-S203的执行顺序，即，可以以任意顺序获取平面展布面积、累计厚度以及加权裂缝孔隙度。
具体地，S204可以通过式2实现。
V2＝S×H×φ 式2
式2中，V2为储层的体积，m3；S为平面展布面积，m2；H为累计厚度，m；φ为加权裂缝孔隙度。
图3为本发明本气井解堵过程中酸液用量的确定方法实施例S201的一种实现方式的流程图。
如图3所示，获取气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度包括：
S301：获取气井的快速压降区的压降半径；
根据气井试井资料，主要是其中的压力恢复试井解释结果，对压力恢复试井资料进行双对数诊断分析，得到双对数诊断图，根据该图的导数曲线可判断快速压降区半径，具体方法：对于裂缝性储层气井，导数曲线首先反应的是裂缝系统的流动特征，曲线具有水平或下降趋势，紧随其后，导数曲线开始有上翘特征，反应外围储层物性变差、裂缝发育程度也变差；从水平、下降到上翘存在一个拐点，根据该拐点位置，利用已有试井动态方法得出探测半径，该半径即为本发明所述的快速压降区的压降半径。
S302：根据压降半径，获取气井的生产层段的裂缝集中发育区的平面展布面积。
能够理解的是，S302根据压降半径获取平面展布面积是根据圆的面积公式进行计算。
在实际操作中，根据快速压降区的压降半径获得的面积是快速压降区的压降面积，本实施例将快速压降区的压降面积作为气井的生产层段的裂缝集中发育区的平面展布面积。
除了上述的获取气井的生产层段的裂缝集中发育区的平面展布面积的方式外，还可以通过曲率法、应力法以及地震法等获取气井的生产层段的裂缝集中发育区的平面展布面积。
具体来讲，曲率法是基于裂缝的生成机理而形成的用于刻画裂缝分布情况的方法，该方法根据生产层段的顶面构造图计算平面图上每点的最大曲率值，并根据气井的裂缝发育情况建立曲率和裂缝发育情况之间的关系，进一步可以根据该关系对整个平面的裂缝发育情况进行预测，从而获得裂缝孔隙度，然后通过裂缝孔隙度确定渗透率，最终通过渗透率确定裂缝集中发育区，在确定裂缝集中发育区后计算其面积即可得到平面展布面积；
应力法是基于裂缝的生成机理建立生产层段的裂缝集中发育区的模型的方法，该方法根据生产层段的顶面构造图计算平面图上每点的应力值，并根据气井的裂缝发育情况建立应力值和裂缝发育情况之间的关系，进一步可以根据该关系对整个平面的裂缝发育情况进行预测，从而获得裂缝孔隙度，然后通过裂缝孔隙度确定渗透率，最终通过渗透率确定裂缝集中发育区，在确定裂缝集中发育区后计算其面积即可得到平面展布面积；需要说明的是，上述中的应力值可以是最大主应力，也可以是最小主应力，但不限于这两个应力；
地震法是通过地震波形等信息，建立空间每点与测井识别裂缝的关系，进一步可以建立整个空间的裂缝发育情况，进一步可以获得裂缝孔隙度、渗透率和平面裂缝发育优势区。
图4为本发明本气井解堵过程中酸液用量的确定方法实施例S203的一种实现方式的流程图。
如图4所示，获取气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度包括：
S401：获取气井的生产层段的裂缝发育段的多个裂缝孔隙度；
其中，多个是指大于等于2。
具体地，气井的生产层段的裂缝发育段的多个裂缝孔隙度是指气井的生产层段的所有裂缝发育段的所有裂缝孔隙度。
在实际操作过程中，可以通过成像测井资料获取多个裂缝孔隙度。
S402：对多个裂缝孔隙度进行加权平均处理，得到气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度。
加权平均处理是统计领域常见的数据方法，此处不再赘述。
S203除了上述实施方式之外，还可以根据与气井的生产层段邻近的第一生产层段的岩心参数或与气井邻近的第一气井的岩心参数，获取气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度。
在一种实施方式中，可以根据与气井的生产层段邻近的第一生产层段的岩心参数确定第一加权裂缝孔隙度，并将该第一加权裂缝孔隙度作为气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度。
其中，岩心是使用环状岩心钻头或者其他工具，从气井内取出的圆柱状岩石样品，岩心参数则是对岩石样品所分析后获得的信息，而岩心参数可以包括：岩石样品的孔隙度、岩石样品的裂缝孔隙度。
假设岩石样品的长度为10米，其中，岩石样品的孔隙度为0.2％的长度为6米、岩石样品的裂缝孔隙度为0.1％的长度为4米，则加权裂缝孔隙度为：
在另一种实施方式中，根据与气井邻近的第一气井的岩心参数确定第一加权裂缝孔隙度，并将该第一加权裂缝孔隙度作为气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度。
具体地，该方式中的岩心参数和上一方式中的岩心参数相同，此处不再赘述。
该方式与上一方式的不同之处是：上一方式选用的是和气井的生产层段邻近的第一生产层段的岩心参数，而该方式选用的是和气井邻近的第一气井的岩心参数，这两种方式所获取的加权裂缝孔隙度和气井的生产层段的裂缝发育段的加权裂缝孔隙度最为接近，从而使得最终所确定的用于气井的酸液用量误差小。
上述两种实施方式中，邻近是指一定范围内的相邻，只要有可类比性，就可以借用。如本井无法找到可类比的邻近取芯段，或可借用邻近井的岩心参数。这个邻近可以是500m、也可以是2000n，一个气藏范围、一个井区，均在本发明所述的范围内。
在实际实施的过程中，优选用图4所示的方式来确定气井的生产层段的裂缝发育段加权裂缝孔隙度，在无法根据图4所示的方式确定加权裂缝孔隙度时，可以通过另外两种方式来确定气井的生产层段裂缝发育段加权裂缝孔隙度。
此外，本发明还对酸的组成进行了限定。
在具体应用过程中，酸液的组成根据气井所处的环境和气井内实际情况的不同而不同，本发明的用于气井解堵的酸液可以包括以下中的一种或多种：盐酸、甲醇、螯合剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂及破乳剂。
其中，盐酸是氯化氢的水溶液，其具有较高的腐蚀性，能够用来腐蚀堵塞物质；
甲醇具有防止油管柱内含有水的化合物形成的特性，能够用来避免油管柱堵塞，同时可以解除待结垢气井的储层水锁，增强流体流动性；
螯合剂是金属原子或离子与含有两个或两个以上配位原子的配位体作用，所生成的具有环状结构的络合物，能有效阻止钙、镁等金属离子发生化学反应形成沉淀物，并能逐步去除结垢；
缓蚀剂具有抑制金属锈蚀生成的功能，能够减少沉淀物的进一步产生；
铁离子稳定剂是由铁络合剂和铁还原剂等组成，由于在酸液和垢堵物反应的过程中，酸液活性会逐渐降低，pH值升高，出现Fe(OH)3形式沉淀，铁离子稳定剂使酸液在乏酸pH值下可达到稳定铁的目的；
助排剂是一种能帮助酸化、压裂等作业过程中的工作残液从地层返排的化学品；
破乳剂是一种能破坏乳状液的表面活性剂，具体来讲，破乳剂用于降低储层的粘度，使油井不堵。
根据气井所处的环境和气井内实际情况的不同，各成分的重量比也不同，比如，在一种实施方式中，该气井解堵的酸液按照质量百分数包括：盐酸5％～20％，甲醇7％～15％，螯合剂0.5％～3％，缓蚀剂1.5％～8％，铁离子稳定剂1％～5％，助排剂0.5％～5％，破乳剂0.1％～3％。当酸液的上述组成之和不到100％时，可以根据各自需要添加其他非必要物，例如水。
由上述内容可知，本发明提供的气井解堵的酸液用量的确定方法是：首先，根据油管柱的内径R和油管柱的长度l1通过式4确定油管柱的容积V1；然后，根据通井资料中的油管柱的长度l1和结垢点深度l2通过式3确定修正参数α；其次，根据生产层段裂缝发育段的裂缝集中发育区的平面展布面积S、生产层段所有裂缝发育段的累计厚度H以及生产层段所有裂缝发育段的加权裂缝孔隙度φ通过式2确定储层的体积V2；最后，根据上述中获取的油管柱的容积V1、修正参数α以及储层的体积V2通过式1确定用于气井解堵的酸液用量。
本发明的实施具有以下优势：
1、在确定油管柱的容积的过程中去除了油管柱的管壁的体积，使得所确定的酸液用量更为准确；
2、通过修正参数对油管柱的容积进一步修正，去除了油管柱结垢点下端的体积，使得所确定的酸液用量更为准确；
3、在确定储层的体积时，充分考虑了裂缝周围的实际环境，如生产层段裂缝发育段的裂缝集中发育区的平面展布面积、生产层段所有裂缝发育段的累计厚度以及生产层段所有裂缝发育段的加权裂缝孔隙度，使得所确定的酸液用量更为准确。
因此，本发明的酸液用量确定以气井的实际参数作为参考，能够针对性的确定出待解堵气井所需的酸液用量，既能够实现气井的高效解堵，也有利于解堵成本的控制，更是避免了酸液滥用所造成的储层伤害，而且该方法便于执行，计算步骤少，因此能够在实际操作过程中快速确定所需酸液的用量，适于在油气田开发作业中广泛应用。
以下，举例说明用于气井解堵的酸液用量的确定方法。
某裂缝性高压气田生产井(下称：该井)，该井生产井段为井下6100～6250米，投产初期井口压力60MPa、日产气量25方。由于油管柱结垢，该井投产后井口生产油压逐步降低，一段时间后，井口油压降至与流程回压一致，导致无法正常生产。在通井后发现，在通井至井下4200米遇阻，且井下取样证实井下4200米处结垢，且其主要成分为碳酸盐岩成分，可知结垢点深度l2＝4200米。
其中：通过卷尺测量获知油管柱的长度l1＝6200米，内径为R＝62毫米；通过前述中平面展布面积的方式一(图4所示)获取到平面展布面积S＝360平方米，累计厚度H＝8米，加权裂缝孔隙度φ＝0.12％，可见，根据式1-式4可知：
V1＝π×R2×l1＝3.14×0.0622×6200＝74.834992
V2＝S×H×φ＝360×8×0.12％＝3.456
根据本法发明计算结果，酸化解堵酸液用量为27.59632方，并且按照该酸液用量将酸液注入竞后，解堵效果良好，产量提高；同时，酸液的酸化使得油管柱内垢堵点的垢堵物被清除，实现了稳定生产。
其中，酸液按照质量百分数包括以下组成：盐酸15％，甲醇12％，螯合剂2％，缓蚀剂6％，铁离子稳定剂3％，助排剂3％，破乳剂1％,水58％。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
