本发明涉及一种增产方法，尤其涉及一种石油领域的增产方法。
背景技术：
目前的增产方法主要包括基质酸化、酸压及水力加砂压裂三种。一般而言，基质酸化主要用于砂岩和碳酸盐岩(砂岩或碳酸盐岩一般是渗透率高、污染高的那种)，酸压主要用于碳酸盐岩(渗透率低或需要酸蚀长缝沟通不同的储集体)，而水力压裂主要用于砂岩，以及其他的非常规油气藏，如页岩气、页岩油、煤层气及干热岩等。
但是，目前的增产技术存在以下诸多问题：
(1)技术种类单一。目前的增产技术还是以单一的水利压裂或者酸压为主，现场有时将基质酸化用于水力压裂技术之前应用，其目的仅仅是酸泡井筒污染堵塞物，进而降低储层岩石的破裂压力。此外，基质酸化有时也用于酸压技术，但仅限于多级注入酸压--闭合酸化技术，并且现场操作时，仅靠简单地降低些排量和酸液的黏度，大多数情况下没有真正实现闭合酸化。目前还未见系统、高效的三级复合增产技术提出。
(2)压裂液和酸液的种类及性质单一。现场进行压裂或酸压时，全过程仅按一种温度、一种配方进行液体的优化，没有考虑随压裂或酸压的进行，裂缝内的温度场是逐渐降低这一事实，从而容易对储层造成额外的伤害，同时也较大程度地增加了压裂或酸压的成本。
(3)压裂或酸压施工参数单一。如大多数情况下采用恒定不变的排量进行施工，没有考虑地层的储隔层应力状态及裂缝高度的上下延伸情况等。
因此，本领域亟需一种新的增产技术，以最大限度地实现“降本增效”的目标。在目前低油价背景下，降本增效的意义更为重大。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种全新的三级复合增产方法的技术思路，充分利用了酸压、水力加砂压裂和基质酸化三者的技术优势，实现了特别良好的增产效果。
本发明的一个目的在于，提供一种三级复合石油增产方法，包括如下步骤：
1)选取岩心样本进行酸溶蚀率实验、酸蚀裂缝导流能力实验和铺置支撑剂的裂缝导流能力实验，通过酸溶蚀率实验测得酸溶蚀率，通过酸蚀裂缝导流能力实验和铺置支撑剂的裂缝导流能力实验分别测得导流能力参数，并基于测得的导流能力参数来预测产量，
若酸溶蚀率超过20％，并且预测的产量达到预定值，则选择进行酸压、水力加砂压裂和基质酸化三级复合增产方法；
2)按照先酸压、再水力加砂压裂，最后基质酸化的顺序分别进行酸压、水力加砂压裂和基质酸化石油增产。
在本发明的一个优选的实施方式中，本发明依据裂缝导流能力实验结果来选择复合增产技术类型。本发明提出对酸溶蚀率及对应的酸蚀裂缝导流能力进行平行实验，并对酸蚀裂缝导流的实验样本再进行支撑剂铺置的导流能力对比实验，由实验结果进行产量预测，在满足预期产量的前提下，选择单一压裂、二级或三级复合压裂技术类型。具体的，若酸溶蚀率超过20％，并且预测的产量达到预定值，则选择进行酸压、水力加砂压裂和基质酸化三级复合增产方法。
在本发明中，确定了复合增产方法中酸压、水力加砂压裂和基质酸化这三个步骤的前后顺序。本发明确定了该顺序为酸压在前，水力加砂压裂在中间，酸化在后的三级复合增产方法。本发明的发明人出乎意料地发现，采用该顺序能够取得特别良好的效果。原因在于：
通过酸压产生具有一定主缝长的裂缝系统，再由水利加砂压裂提高裂缝复杂性，最后采用酸化进一步溶蚀裂缝、溶解压裂液残渣，可以最大限度提高裂缝导流能力。
酸压在前的作用原理为：不管是砂岩(砂岩酸岩溶蚀率超过20％作为前提)还是碳酸盐岩油气藏，酸压的作用之一是可产生具有一定主缝长的裂缝系统；作用之二是酸压的同时也溶蚀一定量的岩石成分，从而增加裂缝的宽度，便于后期的水力加砂压裂提高施工砂液比；作用之三是，通过合理设计不同黏度的酸液进行酸压作业，可以沟通微裂缝系统，尤其是当微裂缝还被碳酸盐岩充填的情况下 更是如此，这些微裂缝系统，只要后续的水力加砂压裂施工参数设计合理，就可为复杂裂缝的形成提供条件。
基于上述原因，本发明采用先酸压、再水力加砂压裂，最后基质酸化的顺序可以实现特别良好的效果。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所选取的岩心样本的数量为在每一个层位超过3块、优选超过5块、最优选超过10块。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的酸溶蚀率实验按照如下方法进行：将所述岩心样本粉碎成岩屑、干燥岩屑并称重；配制酸液；将酸液与岩屑混合反应30-300min、优选120min，过滤酸液中的残余的岩屑，烘干并称重，根据反应前后岩屑的重量的比值，计算酸溶蚀率。在本发明中，酸溶蚀率是指岩屑在酸中溶解的比率。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的酸蚀裂缝导流能力实验按照如下方法进行：将多块岩心样本放入裂缝导流仪的测试室，并注入酸液来模拟酸在裂缝中的酸化流动，然后对岩心样本施压来模拟裂缝闭合压力，并注入测试液，测量入口和出口的压差参数，通过达西公式计算酸蚀裂缝的导流能力参数。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的酸蚀裂缝导流能力实验按照如下方法进行：选用api标准的酸蚀裂缝导流仪，将两块岩心样本放入测试室，并注入酸液模拟酸在裂缝中的酸化流动，然后对岩心施压模拟裂缝闭合压力，并注入测试液，测量入口和出口的压差等参数，通过达西公式计算酸蚀裂缝的导流能力参数。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的铺置支撑剂的裂缝导流能力实验按照如下方法进行：在多块、优选两块岩心样本中间预先铺置支撑剂，将加持支撑剂的岩心样本放入裂缝导流仪的测试室，并施加一定的压力，注入测试液，测量压差参数，通过达西公式计算铺置支撑剂的裂缝的导流能力参数。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的铺置支撑剂的裂缝导流能力实验按照如下方法进行：选用api标准的裂缝导流仪，在两块岩心样本中间预先铺置一定量的支撑剂(岩心可以选用标准岩心，也可以选用经过酸刻蚀过的岩心)，将加持支撑剂的岩心放入测试室，并施加一定的压力，注入测试液，测量压差等参数，通过达西公式计算铺置支撑剂的裂缝的导流能力参数。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的预测产量通过eclipse软件进行。优选的，将实验测得的导流能力，连同油藏岩石参数、流体参数、裂缝参数等，输入eclipse进行编程模拟，预测压后的油气产量。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤1)中所述的酸溶蚀率实验、酸蚀裂缝导流能力实验和铺置支撑剂的裂缝导流能力实验中的至少一种实验在室内进行，优选酸溶蚀率实验、酸蚀裂缝导流能力实验和铺置支撑剂的裂缝导流能力实验全部都在室内进行。
在本发明的一个优选的实施方式中，首先进行酸溶蚀率的室内实验。在本发明的一个优选的实施方式中，岩心要有代表性，且一个层位的岩心数量应超过10块。按本领域的经验，只要酸溶蚀率超过20％就可进行酸压施工作业。本发明更进一步，对酸溶蚀率及对应的酸蚀裂缝导流能力进行平行实验，并对酸蚀裂缝导流的实验样本再进行不同支撑剂铺置浓度及铺置方式的对比实验，由实验结果进行酸蚀后的产量预测。若产量满足要求，则选择酸压与压裂二级复合方法。
同样地，对于酸压和酸化的二级复合方法，也采用室内岩心实验的方法。先采用高黏度酸岩刻蚀测试导流能力，再用低黏度酸液进行再次刻蚀岩心。对于酸的排量及液量的确定，按现场情况进行相似性处理得到。
同样地，对于水力加砂压裂和酸化的二级复合方法以及对于酸压、水力加砂压裂、酸化的三级复合方法，也按上述同样的方法进行，在此不再赘述。
本发明的发明人经过大量实验之后发现，只要由上述实验结果判断出酸压及水力加砂压裂的二级复合方法具有可行性，则酸压、水力加砂压裂、基质酸化三级复合方法也具有可行性。经本发明的发明人分析，原因在于：后续的酸化作业除了进一步溶蚀裂缝外，还可对压裂液破胶不好的残渣等进行溶解，降低滤饼等的含量，可进一步提高裂缝的导流能力。此外，低黏度酸液可以对缝壁岩石进行充分刻蚀，增加缝壁岩石的孔隙度，尤其对于具有缝壁压实效应的砂岩油气藏而言，更具有重要的增产作用。
增产措施后产量预测方法，采用常规的成熟商业模拟软件eclipse进行，在此不赘。
在本发明的一个优选的实施方式中，在步骤2)之前还包括如下步骤：
a)评价储层特性；
b)基于步骤a)得到的储层特性数据，分别对酸压、水力加砂压裂和基质酸 化进行优化。
基于裂缝温度场的模拟结果，优化各种液体类型、配方及施工参数，实现最佳的有效储层改造体积以及最佳的增产效果和增产周期。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤a)中所述的储层特性包括储层的岩性、水敏特性、酸敏特性、盐敏特性、碱敏特性、速敏特性、应力敏特性、和纵向地应力剖面中的一种或多种，优选包括储层的岩性、水敏特性、酸敏特性、盐敏特性、碱敏特性、速敏特性、应力敏特性和纵向地应力剖面。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤a)中所述评价优选包括对储层及上下隔层进行宏观与微观、动态与静态、以及近井与远井三个方面的系统评价。
在本发明的一个优选的实施方式中，步骤a)中所述评价包括储层的岩性与六敏特性(水敏、酸敏、盐敏、碱敏、速敏、应力敏)及纵向地应力剖面等参数。主要方法是利用地质评价资料，包括录井与测井资料、岩心资料及各种中途测试(dst)等，对储层进行宏观与微观、动态与静态、近井与远井等三个方面的全方位的储层及上下隔层的评估。
在本发明的一个优选的实施方式中，在步骤a)中所述评价中要注意动、静态参数的转化，如测井数据一般要进行转化，主要与岩心测试数据和现场小型测试压裂数据等进行相互校核。
在本发明的一个优选的实施方式中，远井参数的评估主要利用压裂、酸化、酸压的施工参数及压力降落等资料，对储层的各种信息如渗透率、地应力及水平应力差、综合滤失系数、岩石力学参数及天然裂缝等建立相应的模型，由此进行远井参数评估。
在本发明的一个优选的实施方式中，在步骤b)中所述)优化可以采用常规方法，分别进行酸压、水利加砂压裂和基质酸化的施工设计。优选的，其中水利加砂压裂设计要充分配合前期酸压的结果。
首先是酸压的设计。在本发明的一个优选的实施方式中，用成熟的商业模拟软件如stimplan，及步骤a)的评价结果(主要是纵向地应力剖面等)，模拟不同排量、黏度及酸液规模下的裂缝几何尺寸及导流能力。尤其需要注意的是，要在此模拟的基础上，固定总液量，在只变化排量及黏度的条件下，观察上述裂缝参数的变化情况，一般可采取变排量及变黏度的组合。为简便起见，排量可变化3级，黏度可变化2级。变排量的目的是控制缝高，变黏度的目的是利用粘滞 指进效应，和低黏度的滤失大且刻蚀效果好的优势，尽量产生复杂的裂缝系统。
其次是水力加砂压裂的设计。在本发明的一个优选的实施方式中，要配合前期酸压的结果，初期采用低黏度压裂液，目的是利用其容易进入窄缝的特点，尽可能多地进入酸压时形成的小尺度裂缝系统并使之继续延伸，以尽可能高地提高裂缝的复杂性程度；为配合低黏度压裂液进入小尺度裂缝的需要，应采用小排量注入，大排量将造成压裂液进入小尺度裂缝的比例不同程度的降低；随着施工的进行，排量和黏度可逐渐增大，施工砂液比及支撑剂的粒径等也可逐渐增加。总的施工模式为：(低黏度液体扩充酸蚀微裂缝系统)(低黏度低排量小粒径低砂液比)(中黏度中排量中粒径中砂液比)(高黏度高排量大粒径高砂液比)。至于每一段的规模比例分配，主要基于裂缝模拟结果合理匹配。为简便起见，可初步按1/61/31/31/6进行。
最后是基质酸化的设计。在本发明的一个优选的实施方式中，先计算井底裂缝闭合压力，然后反推井口裂缝闭合压力(停泵情况下采用井底闭合压力与垂直井筒的静液柱压力之差即可)，待水力压裂停泵后的压力低于上述计算的井口闭合压力后，即可进行基质酸化施工；排量的选择应以井口闭合压力为临界值，保证注入低黏度酸液过程中裂缝不再张开，以防止支撑剂的重新沉降，从而影响远井裂缝的支撑效率和导流能力；闭合酸化酸液黏度的选择，应与压裂液黏度相比至少低6倍以上，以确保粘滞指进效应和酸液能快速推向裂缝端部；液量的选择应保持为前期酸压压裂的裂缝体积的2倍以上，以确保有足够的酸液溶解压裂液未破胶的残渣，以及酸液对缝壁的溶蚀效应。
在本发明的一个优选的实施方式中，在步骤2)之后还进行压后评价，并根据压后评价结果对步骤1)和/或步骤2)进行进一步优化。在本领域，压后评价是一个笼统的概念，包括施工过程中的裂缝监测、压力温度测量、软件模拟等一系列的、系统的工作。其方法多种多样，核心目的是根据施工参数(压力等参数)，用软件绘制实际的裂缝形态，并与压前的设计进行对比，一方面可以预测压后的产量，另一方面可以分析施工过程中的存在的问题和不足，用于优化今后的施工设计。具体可参见《油藏增产措施》，[美]米卡尔j.埃克诺米德斯著，石油工业出版社，2002年。
在本发明的一个优选的实施方式中，在步骤2)之后还进行压后评价，并根据压后评价结果对步骤1)、步骤2)、步骤a)和步骤b)中的一个或多个步骤 进行进一步优化。
在本发明的一个优选的实施方式中，本发明的方法还包括措施后返排设计。在本发明的一个优选的实施方式中，以室内酸岩反应数据为依据，等闭合酸液变为残酸的时间为压后返排的关井时间。过了此时间后立即返排。返排速度仍从井底的闭合压力反推到井口的闭合压力，当井口压力高于井口闭合压力时，可适度小油嘴控制放喷，当井口压力低于井口闭合压力后，可适度放大油嘴进行放喷。井口压力降低为0后，可考虑抽吸等人工举升措施。
在本发明的一个优选的实施方式中，按正常流程进行求产，并与邻井的常规技术进行对比分析。由压后评估结果，重复步骤1)-2)(优选还包括步骤a)-b)和/或压后评价步骤)，持续改进此三级复合增产技术，以不断完善该技术(例如达到令人满意的产量)。在本发明的一个优选的实施方式中，完善后编写制定技术规范及标准。
在本发明中，除非另有说明，术语“酸化”是术语“基质酸化”的简称。
本发明的有益效果在于：本发明的三级复合增产方法，大大提高了有效裂缝改造体积，实现最佳增产效果和增产周期，更好地实现“降本增效”的目标。
具体实施方式
下面结合非限制性的具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不局限于下述实施例。
实施例1
以中国某油田的碳酸盐岩储层为例，对本发明进一步详细说明，该油田a井需要进行压裂完井：
步骤1，对a井目的层的储层关键参数进行精细评价。通过录井、测井资料、岩心资料以及各种中途测试资料等，评估储层岩性、六敏特性、纵向地应力剖面等参数，用于施工方案的设计；
步骤2，选取a井目的层的岩心样本，进行酸溶蚀率实验，经1小时的充分酸蚀反应后，测得溶蚀率为75％，采用加工的岩心板进行酸蚀裂缝导流能力实验，在地层压力下测得导流能力为28d·cm，采用eclipse进行产能预测，结果达不到预期产量，进而对酸蚀裂缝导流实验的样本再进行铺置支撑剂的裂缝导流能力 实验，在地层压力下测得导流能力为51d·cm，预测产能满足预期产量，
由于测得的酸溶蚀率超过20％，并且预测的产量达到预定值，因此选择进行酸压、水力加砂压裂和基质酸化三级复合增产方法；
步骤3，在步骤2实验结果的基础上，确定对a井按照先酸压、再水力加砂压裂，最后基质酸化的顺序分别进行酸压、水力加砂压裂和基质酸化的三级增产措施，其中，酸压用于造主裂缝，并通过溶蚀作用增加裂缝宽度，沟通微裂缝系统；水力加砂压裂用于支撑压开的裂缝，保持压后裂缝的开启，提高裂缝导流能力；基质酸化在最后一步进行，起到溶蚀裂缝、溶解压裂液残渣、降低滤饼等作用，进一步提高裂缝的导流能力，提高增产效果；
步骤4，按照酸压、水力加砂压裂和基质酸化的顺序进行施工设计。在酸压设计中，采用stimplan以及步骤1的评价参数进行施工设计，确定了施工排量、酸粘度以及液量等施工参数；在酸压模拟结果的基础上，进行水力加砂压裂的施工设计，本实施例采用fracpropt软件进行模拟，确定了排量、加砂量、砂浓度等施工参数；最后以井口闭合压力为临界值，确定基质酸化的排量，以压裂液粘度的1/6确定酸液粘度，酸液用量为stimplan和fracpropt模拟的裂缝体积的50％～80％。
步骤5，按照步骤4的施工设计，顺利完成了a井的现场压裂施工，现场共注入胶凝酸300m3用于酸压，低粘压裂液130m3，高粘压裂液200m3，加入支撑剂35m3，酸化用无机hcl盐酸27m3；
步骤6，以步骤2中，酸岩充分反应时间为准，压后关井1小时后，进行返排，正常生产后，日产油117.5吨，产量较同区块其他井提高50％以上，增产效果明显。
步骤7，根据施工和生产参数，对a井进行压后评估分析，结果表明实际的造缝效果理想，支撑剂铺置效率较高，预计稳产时间较长。
实施例2
以中国某油田的碳酸盐岩储层为例，对本发明进一步详细说明，该油田b井需要进行压裂完井：
步骤1，对b井目的层的储层关键参数进行精细评价。通过录井、测井资料、岩心资料以及各种中途测试资料等，评估储层岩性、六敏特性、纵向地应力剖面 等参数，用于施工方案的设计；
步骤2，选取b井目的层的岩心样本，进行酸溶蚀率实验，经1小时的充分酸蚀反应后，测得溶蚀率为89％，采用加工的岩心板进行酸蚀裂缝导流能力实验，测得地层压力下导流能力为31d·cm，采用eclipse进行产能预测，结果达不到预期产量，进而对酸蚀裂缝导流实验的样本再进行铺置支撑剂的裂缝导流能力实验，在地层压力下测得导流能力为60d·cm，预测产能满足预期产量，
由于测得的酸溶蚀率超过20％，并且预测的产量达到预定值，因此选择进行酸压、水力加砂压裂和基质酸化三级复合增产方法；
步骤3，在步骤2实验结果的基础上，确定对b井按照先酸压、再水力加砂压裂，最后基质酸化的顺序分别进行酸压、水力加砂压裂和基质酸化的三级增产措施，其中，酸压用于造主裂缝，并通过溶蚀作用增加裂缝宽度，沟通微裂缝系统；水力加砂压裂用于支撑压开的裂缝，保持压后裂缝的开启，提高裂缝导流能力；基质酸化在最后一步进行，起到溶蚀裂缝、溶解压裂液残渣、降低滤饼等作用，进一步提高裂缝的导流能力，提高增产效果；
步骤4，按照酸压、水力加砂压裂和基质酸化的顺序进行施工设计。在酸压设计中，采用stimplan以及步骤1的评价参数进行施工设计，确定了施工排量、酸粘度以及液量等施工参数；在酸压模拟结果的基础上，进行水力加砂压裂的施工设计，本实施例采用fracpropt软件进行模拟，确定了排量、加砂量、砂浓度等施工参数；最后以井口闭合压力为临界值，确定基质酸化的排量，以压裂液粘度的1/6确定酸液粘度，酸液用量为stimplan和fracpropt模拟的裂缝体积的50％～80％。
步骤5，按照步骤4的施工设计，顺利完成了b井的现场压裂施工，现场共注入胶凝酸400m3用于酸压，低粘压裂液150m3，高粘压裂液280m3，加入支撑剂40m3，酸化用无机hcl盐酸30m3；
步骤6，以步骤2中，酸岩充分反应时间为准，压后关井1小时后，进行返排，正常生产后，日产油139.7吨，产量较同区块其他井提高60％以上，增产效果明显。
步骤7，根据施工和生产参数，对b井进行压后评估分析，结果表明实际的造缝效果理想，支撑剂铺置效率较高，预计稳产时间较长。
对比例1
其他步骤与实施例2相同，不同之处仅在于，步骤2)中三级复合增产方法中的三个步骤的顺序不同，即按照先基质酸化、再酸压，最后水力加砂压裂的顺序分别进行增产施工。该井压后日产油89.1吨，与邻井相比，增产效果提高20％，效果远低于实施例中提高60％以上的增产效果。
对比例2
与实施例1同一区块，同一产层的老井m，2011年进行了单一的酸压施工(酸压所用的条件或参数与实施例1中酸压的条件或参数相同或相当)，压后日产油56.2吨，增产效果远低于实施例1的三级复合增产实施效果。
对比例3
与实施例2同一区块，同一产层的老井n，2013年进行了酸压和水力加砂压裂的二级复合增产施工(酸压和水力加砂压裂所用的条件或参数与实施例2中酸压和水力加砂压裂的条件或参数相同或相当)，压后日产油87.3吨，增产效果远低于实施例2的三级复合增产实施效果。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。