《油水井增產(chǎn)技術(shù)》PPT課件.ppt

油水井增產(chǎn)技術(shù) 儲層增產(chǎn)技術(shù)概述酸化技術(shù)壓裂技術(shù) 均質(zhì)無限大油藏 平面徑向流 模型 等壓線 流線 油水井增產(chǎn)技術(shù)是疏通或擴展近井油 水 滲流通道 較大幅度提高油井產(chǎn)液 水井注水 能力的技術(shù) 利用技術(shù)手段讓孔隙更通暢或在近井開辟新的通道 形成液體滲流的 高速公路 不同儲層條件下的滲流模型 解堵疏通 造縫 適當?shù)脑霎a(chǎn)措施使油井產(chǎn)量明顯增加 油藏增產(chǎn)措施 水力壓裂技術(shù)酸化技術(shù)高能氣體壓裂技術(shù)井下超聲波增產(chǎn)技術(shù)油水井水力振蕩增產(chǎn)技術(shù)井下低頻電脈沖增產(chǎn)技術(shù)稠油油藏電磁波微波處理技術(shù)化學的油井增產(chǎn)技術(shù) 儲層滲流能力表征 Hawkin公式 表皮系數(shù)是傷害程度的數(shù)學表征 可以采用Hawkins公式定量表示為 S K Ks 1 ln rs rw 如果井被傷害 KsK S將會是負值 增產(chǎn)半徑越大 S就會越小 油藏增產(chǎn)措施概述 1 0 2 3 4 5 10 1 Skin 水力壓裂 碳酸鹽巖酸壓 基質(zhì)酸化 壓裂填砂 高速水充填 高能氣體壓裂 礫石充填 80 ofFlowCapacity 1 2ofFlowCapacity 產(chǎn)能比 儲層增產(chǎn)技術(shù)概述酸化技術(shù)壓裂技術(shù) 酸化 解除儲層污染壓裂 改造儲層 酸化技術(shù) 概述酸化增產(chǎn)原理酸化工藝分類酸液作用機理酸液體系及添加劑冀東油田酸化技術(shù) 酸化解堵是油氣井增產(chǎn) 水井增注的主要手段之一 用酸液可以解除油水井井底附近的污染 清除孔隙或裂縫中的堵塞物質(zhì) 或者溝通 擴大地層原有孔隙或裂縫 提高地層滲透率 從而實現(xiàn)增產(chǎn)增注 酸化解堵概念 酸化處理歷史 1 1895年 赫曼 佛拉施 HermanFrasch 發(fā)明 2 早期的除垢處理 吉普石油公司 鹽酸作為除垢劑 3 1932年 酸化新時代 普爾石油公司與道化學公司的磋商 HCl正式用于油氣井處理 酸化形成正常應(yīng)用的技術(shù) 酸化作業(yè)公司的形成 5 1933年 Wilson與印第安那標準石油公司申請HF處理砂巖工藝專利 6 1940年 Dowell公司土酸的首次工業(yè)性應(yīng)用 7 至今 全面工業(yè)化應(yīng)用 酸化在油氣田開采中地位認識油氣藏發(fā)現(xiàn)油氣藏恢復油氣井產(chǎn)能提高油氣井產(chǎn)能 一口井無產(chǎn)能或產(chǎn)能低 1 地層滲透率低 2 地層受傷害 3 地層壓力低 4 井筒或油管堵塞 5 地層流體粘度高 6 井底回壓過高 7 機械采油方法不當 8 其它原因 砂巖酸化解堵改善近井地帶的條件 為什么要進行酸化 模擬模型 評估傷害井產(chǎn)能下降程度 評估傷害井酸化增產(chǎn)幅度 評估無傷害井酸化增產(chǎn)幅度 儲層損害對油井產(chǎn)能的影響 評估滲透率損害相對程度和損害深度 采油指數(shù)計算 損害程度和損害半徑對產(chǎn)能的影響 不同損害半徑下條件下?lián)p害帶滲透率變化對油氣井產(chǎn)能影響 1 在損害帶半徑一定的條件下 損害程度 kd K0降低 增加 產(chǎn)能大幅度下降 損害帶半徑為0 5m條件下 損害帶平均滲透率降低了初始滲透率的10 時 油井產(chǎn)能則降低到自然產(chǎn)能的37 3 降低到初始滲透率的50 時產(chǎn)能則降低到84 26 不同損害半徑下條件下?lián)p害帶滲透率變化對油氣井產(chǎn)能變化的影響 2 損害半徑超過一定值后 其對產(chǎn)能的影響減弱 3 一般在損害帶半徑超過1 0m后 產(chǎn)能下降已較緩慢 為酸化半徑的設(shè)計提供了依據(jù) 損害程度和損害半徑對產(chǎn)能的影響 損害井酸化解堵效果分析 對于受損害井 酸化增產(chǎn)倍比較大隨酸化半徑增加 油井產(chǎn)能逐漸增加損害程度不同 產(chǎn)能增加幅度不同 損害程度越嚴重 產(chǎn)能恢復幅度越大當酸化半徑超過約1 0m左右時 酸化半徑繼續(xù)增加 酸化增產(chǎn)幅度趨緩 如在Kd K0為0 3條件下 酸化半徑在由0 8m增加至1 2m 增產(chǎn)倍比則由1 58增加至1 70 僅增加0 12 酸化半徑對產(chǎn)能影響 酸化半徑的設(shè)計應(yīng)考慮能夠有效解除堵塞為目的 追求過大酸化半徑 酸化增產(chǎn)倍比不會有顯著增加 考慮到其損害半徑較大 適宜的酸化半徑為 m 損害井酸化解堵效果分析 未損害井酸化解堵效果分析 未損害井酸化半徑對產(chǎn)能影響 不同酸化半徑條件下滲透率改善程度對增產(chǎn)倍比影響 對于無損害儲層酸化增產(chǎn)幅度始終時有限的 極限增產(chǎn)率 40 在儲層未受損害的情況下 隨著酸化半徑增大 極限增產(chǎn)率增大對于陸地油田通常酸化半徑小于0 7m 其極限增產(chǎn)率小于30 對于高孔高滲儲層酸化 酸液建議選擇溶解力相對較弱 但作用半徑相對較大的酸液體系和酸化工藝為首選的酸化技術(shù) 未損害井酸化解堵效果分析 酸化增產(chǎn)原理 傷害井和未受傷害井酸化潛在產(chǎn)能改善程度 酸化增產(chǎn)原理 鉆井固井射孔生產(chǎn)修井增產(chǎn) 微粒運移粘土膨脹乳化物垢有機沉積物細菌外來微粒堵塞水鎖潤濕反轉(zhuǎn)酸反應(yīng)及酸反應(yīng)產(chǎn)物其它 巖心侵泡前巖心侵泡后清水對巖心侵泡前后環(huán)境掃描電鏡測試結(jié)果 孔隙內(nèi)充滿了大量的粘土礦物 而將巖心用清水30 浸泡2 0小時后就發(fā)現(xiàn)該巖心孔隙內(nèi)的粘土礦物發(fā)生了分散和運移 這就是巖心潛在傷害的微觀表現(xiàn) 因此 必須嚴格控制和優(yōu)選外來流體 防止分散 運移 酸化增產(chǎn)原理 酸液進入孔隙或裂隙與巖石發(fā)生反應(yīng) 溶蝕孔壁或縫壁 增大孔隙體積 擴大裂縫寬度 改善流體滲流條件 酸液溶蝕孔道或裂縫中的堵塞物 或破壞堵塞物的結(jié)構(gòu)使之解體 然后隨殘酸液一起排出地層 起到疏通流道的作用 恢復地層原始滲透能力 酸化增產(chǎn)原理 儲層傷害原因及傷害程度分析 計算結(jié)果表明 污染地層 在污染半徑一定時 污染程度由輕到重 在酸化解除污染后 所獲得的增產(chǎn)倍比值也在逐漸增大 這說明基質(zhì)酸化對存在污染的井是極有效的 無污染地層 進行基質(zhì)酸化處理 效果甚微 地層沒有受到污染堵塞 一般不進行基質(zhì)酸化處理 酸化工藝基本分類 工藝分類 酸洗基質(zhì)酸化酸壓 一般針對碳酸鹽巖儲層 酸洗 酸洗 清除井筒中的酸溶性結(jié)垢物 或疏通射孔孔眼的工藝 兩種方式 將酸液注入預定井段 讓其靜置反應(yīng) 在無外力攪拌的情況下溶蝕結(jié)垢物或射孔孔眼中的堵塞物 酸液通過正反循環(huán) 使酸液沿井筒 射孔孔眼或地層壁面流動反應(yīng) 借助沖刷作用溶蝕結(jié)垢物或堵塞物 特點 酸液局限于井筒和孔眼附近 一般不進入地層或很少進入 地面不用加壓或加壓很小 不能改善地層滲流條件 基質(zhì)酸化 巖體酸化 常規(guī)酸化 原理 不壓破地層的情況下將酸液注入地層孔隙 晶間 孔穴或裂縫 的工藝 利用酸液溶解砂巖孔隙及喉道中膠結(jié)物和堵塞物 改善儲層滲流條件 提高油氣產(chǎn)能 目的 解堵 特點 不壓破地層 酸化壓裂 酸化 地層 方式 油管注液套管注液環(huán)空注液 壓開裂縫張開裂縫酸刻蝕裂縫高導流能力裂縫 酸化壓裂 酸壓 原理 酸或酸的前置液以高于儲層所能承受的排量從套管或油管中注入 使之在井筒中迅速建立壓力 直至超過地層的壓縮應(yīng)力及巖石的抗張強度 從而壓破地層 形成裂縫 連續(xù)注酸使裂縫延伸 酸刻蝕裂縫形成酸蝕裂縫 該裂縫具有比原地層更高的導流能力 因此能提高油氣井產(chǎn)能 目的 增產(chǎn) 解堵是必然結(jié)果 特點 大排量 高泵壓 壓破地層 解堵疏通 造縫 基質(zhì)酸化 酸壓 酸化工藝的特點及適用情況對照表 砂巖儲層的酸化通常不進行酸壓的原因 砂巖儲層的膠結(jié)疏松 酸壓可能由于大量溶蝕 致使巖石松散 引起油井過早出砂 酸壓可能壓破地層邊界以及水 氣層邊界 造成地層能量虧空和過早見水 見氣 由于酸沿縫壁均勻溶蝕巖石 不能形成溝槽 酸壓后裂縫大部閉合 形成的裂縫導流能力低 且由于用土酸酸壓可能產(chǎn)生大量沉淀物堵塞流道 酸化現(xiàn)場 海上酸壓 第一節(jié)酸化作用機理第二節(jié)酸液及添加劑第三節(jié)酸液的選擇第四節(jié)常用酸液體系第五節(jié)酸液體系性能評價 一 砂巖酸化作用機理 砂巖地層由砂粒和粒間膠結(jié)物組成 砂粒主要成分是石英 長石 膠結(jié)物主要成分是粘土 碳酸鹽礦物 砂巖酸化一般采用鹽酸與氫氟酸的混合酸 土酸 或其它能夠生成氫氟酸的酸液 鹽酸先同碳酸鹽礦物 鐵質(zhì)反應(yīng) 溶解碳酸鹽和鐵質(zhì) 然后氫氟酸再與石英 粘土礦物反應(yīng) 提高地層滲透率 原理 酸或酸的前置液以高于儲層所能承受的排量從套管或油管中注入 使之在井筒中迅速建立壓力 直至超過地層的壓縮應(yīng)力及巖石的抗張強度 從而壓破地層 形成裂縫 連續(xù)注酸使裂縫延伸 酸刻蝕裂縫形成酸蝕裂縫 該裂縫具有比原地層更高的導流能力 因此能提高油氣井產(chǎn)能 目的 增產(chǎn) 解堵是必然結(jié)果 特點 大排量 高泵壓 壓破地層 酸液溶解能力 溶解能力 單位體積酸液與巖石中某種礦物完全反應(yīng)所能溶解的體積 稱為該種酸液對該礦物的溶解能力X 溶解能力系數(shù) 即單位質(zhì)量純酸反應(yīng)完畢后所能溶解的礦物質(zhì)量 不同濃度酸液的溶解能力系數(shù)等于酸液的質(zhì)量百分濃度與 100之積 常用酸對碳酸鹽的溶解能力 m3 m3 土酸對砂巖礦物的溶解能力 m3 m3 酸巖反應(yīng)速度及其影響因素 酸巖反應(yīng)是在固液兩相 酸液與巖石 間的界面上進行的復相反應(yīng) 表面反應(yīng)控制H 傳質(zhì)控制 1 溫度的影響無論是由表面反應(yīng)控制的還是由傳質(zhì)控制的酸巖反應(yīng) 溫度升高都會導致系統(tǒng)反應(yīng)速度加快 2 壓力的影響低壓下 壓力對酸巖反應(yīng)速度影響很大 隨著壓力升高 這影響將減弱 當壓力升高到5 0 6 0MPa后 壓力的影響很小 3 巖石類型的影響如低溫下酸液與石灰?guī)r要比白云巖反應(yīng)速度快 4 面容比的影響面容比越大 酸巖反應(yīng)越快 常規(guī)酸化酸液有效作用距離只有幾十厘米 酸壓時活性酸深入地層的距離可達到幾十米 5 酸液類型與酸液濃度的影響不同類型酸液的離解度相差很大 酸巖復相反應(yīng)速度與溶液內(nèi)部H 濃度呈正比 強酸反應(yīng)速度更快 6 流速的影響酸巖反應(yīng)速度隨酸液流速增大而加快 處于紊流狀態(tài)時更為明顯 反應(yīng)速度增加的倍比小于酸液流速增加的倍比 酸液來不及完全反應(yīng)就已流入地層深處 提高注酸排量可以增加活性酸深入地層的距離 7 同離子效應(yīng)的影響溶液中生成物濃度增加抑制酸液正反應(yīng) 減緩生成物擴散 增大H 傳質(zhì)阻力 同離子效應(yīng)減小酸巖反應(yīng)速度 六 酸液有效作用距離 酸液在滲流孔道或裂縫中流動 與壁面巖石發(fā)生化學反應(yīng) 當酸液濃度降低到某一數(shù)值 通常為鮮酸濃度的10 時 稱為殘酸 鮮酸變?yōu)闅埶嶂八鬟^的距離 稱為酸液有效作用距離 酸巖反應(yīng)速度的快慢 決定了酸液有效作用距離的大小 反應(yīng)速度越快 有效作用距離越短 一 常用酸液類型二 常用酸液添加劑 常用酸液類型 1 鹽酸2 氫氟酸3 土酸4 自生土酸 5 有機酸6 磷酸7 氟硼酸8 多組分酸 1 鹽酸 鹽酸的工業(yè)標準 用工業(yè)鹽酸配制酸液的計算公式 式中QS 工業(yè)鹽酸用量 kg V 酸液用量 m3 酸液相對密度 CS 酸液中鹽酸濃度 質(zhì)量分數(shù) Ci 工業(yè)鹽酸質(zhì)量濃度 一般為31 鹽酸質(zhì)量百分濃度 相對密度 1 2 100 2 土酸土酸為氫氟酸和鹽酸的混合物 一般組成為 3 6 HF 10 15 HCL氫氟酸與砂巖反應(yīng)溶解泥質(zhì)和二氧化硅 鹽酸與碳酸巖反應(yīng) 先把大部分碳酸巖溶解掉 防止CaF2等生成沉淀物 從而充分利用土酸對粘土 石英和長石等的溶蝕作用 若地層中碳酸鹽膠結(jié)物較多 可適當提高鹽酸濃度 3 有機酸 甲酸和乙酸 甲酸 HCOOH 和乙酸 CH3COOH 為弱離子型 慢反應(yīng)的有機酸 主要用于高溫油井 高于120 或者希望延長反應(yīng)時間的井 礦場應(yīng)用的醋酸溶液常稀釋到15 或更低 4 磷酸磷酸電離度底 緩速效果明顯 適用于鈣質(zhì)含量高的砂巖或石灰?guī)r儲集層 5 氟硼酸當氟硼酸注入地層后發(fā)生水解反應(yīng) 生成氫氟酸 從而達到酸化目的 氟硼酸在水中的水解是分步進行的 第一步水解最慢 決定了整個水解過程 HBF4 H2O HBF3OH HFHBF3OH H2O HBF2 OH 2 HFHBF2 OH 2 H2O HBF OH 3 HFHBF OH 3 H2O H2BOB OH 3 HF氟硼酸主要用于砂巖地層深部酸化 具體特點如下 1 水解反應(yīng)速度主要受HBF4濃度 溶液酸度和溫度控制 2 可以防止粘土及其他顆粒運移 降低陽離子交換容量 減小粘土水敏性 3 氟硼酸對地層巖石傷害極小 4 氟硼酸可作為前置液或后置液與土酸聯(lián)合使用 6 多組分酸 1 鹽酸 有機酸利用鹽酸溶蝕能力強的特點獲得較高的酸蝕裂縫導流能力 又利用有機酸的低腐蝕性 主要用于高溫地層酸處理 由于酸巖反應(yīng)速度主要取決于H 濃度 只有鹽酸耗盡后有機酸才電離而溶蝕巖石 混合酸的反應(yīng)時間近似為兩種酸的反應(yīng)時間之和 2 有機土酸有機土酸 一般為9 的甲酸 取代12 的鹽酸 與3 氫氟酸混合而成 特別適用于高溫井 93 150 降低管線腐蝕速度和減小形成殘渣的趨勢 溶蝕能力弱 成本高 酸液添加劑 酸液作為一種通過井筒注入地層并能改善儲集層滲透能力的工作液體 必須根據(jù)儲集層條件和工藝要求加入各種化學添加劑 以完善和提高酸液體系性能 保證施工效果 1 緩蝕劑2 表面活性劑3 鐵離子穩(wěn)定劑4 粘土穩(wěn)定劑 5 暫堵劑6 降阻劑7 互溶劑 1 緩蝕劑主要用于減小酸液對金屬管件的腐蝕 降低對地層的污染 通過影響腐蝕電池中陽極和陰極的反應(yīng)而起到緩蝕 兩種基本緩蝕劑為無機緩蝕劑和有機緩蝕劑 另還有緩蝕增效劑 無機緩蝕劑包括 鋅 鎳 銅 砷等金屬的鹽類 有機緩蝕劑由能吸附在金屬表面的極性有機質(zhì)組成 例如吸附膜型 甲醛 吡啶 中間相 型 辛炔醇 等 增效劑為碘化鉀 碘化亞銅等 2 表面活性劑降低表面和界面張力 防止生成乳狀液 使地層水濕和加速返排等 所用的種類 破乳劑 防乳化劑粉砂懸浮劑抗渣劑 3 鐵離子穩(wěn)定劑防止鐵及其他金屬鹽形成絡(luò)合離子而沉淀 常用鐵離子穩(wěn)定劑性能參數(shù) 4 粘土穩(wěn)定劑 用于防止酸化后粘土的膨脹和運移 常用的無機的主要有氯化銨 有機的為聚季胺 PQA 和聚胺 PA 5 暫堵劑 轉(zhuǎn)向劑 不溶于酸但溶夫于水或烴中的化學物質(zhì) 可用于砂巖壁面產(chǎn)生低滲透率餅或注入粘性高分子段塞而降低高滲透層的注入能力 水溶性的 用于注水井 常用細粒級苯甲酸 油溶性的 用于油井 常用樹脂混合物 6 降阻劑降低工作液在井筒流動的沿程摩阻 降低施工壓力 常用在小直徑注入管柱 如低濃度的聚丙烯酰胺 7 互溶劑在油水中是混溶的 能保持地層水濕 如EGMBE 常用酸液主要特點和適用條件 砂巖酸化使用的酸液準則 一 碳酸鹽巖酸化常用酸液體系二 砂巖酸化常用酸液體系 一 碳酸鹽巖酸化常用酸液體系碳酸鹽巖中多使用鹽酸體系作為工作液 根據(jù)儲集層條件 礦物成分以及流體性質(zhì)不同 對酸液配方及其物理化學性質(zhì)有不同的要求 出現(xiàn)了不同的鹽酸體系 1 常規(guī)鹽酸體系2 稠化酸體系3 交聯(lián)酸體系4 乳化酸體系5 泡沫酸體系 1 常規(guī)鹽酸體系常規(guī)鹽酸與碳酸鹽巖反應(yīng)速度快 作用時間和作用距離很短 僅能解除近井地帶傷害 適用條件 碳酸鹽巖類油氣層的表皮解堵酸化和新井投產(chǎn)前的解堵 2 稠化酸體系在常規(guī)酸液中加入一定數(shù)量的增稠劑 可使酸液粘度提高到10 40mPa s 稱為稠化酸 適用條件 碳酸鹽巖地層酸壓裂施工或天然裂縫發(fā)育地層的深穿透處理 主要特點 反應(yīng)速度慢 作用距離遠具有良好的降濾失性能具有一定的粘度 可造縫和攜砂摩阻系數(shù)小 極大降低施工泵壓 3 交聯(lián)酸體系在常規(guī)酸液中均勻混入一種可交聯(lián)的成膠劑后 再用配伍的交聯(lián)劑將其交聯(lián)成凍膠體系 常溫下粘度可達100mPa s以上 在儲集層條件下的粘度受凍膠體的流變性控制 利用酸凍膠體系的高粘特性可使用帶砂壓裂 對地層進行深部處理 以達到降低縫壁應(yīng)力 改善裂縫導流能力及基質(zhì)滲透率目的 適用條件 具有較強返排能力的低滲碳酸鹽巖的酸壓裂 或天然裂縫發(fā)育但被傷害地層的深穿透酸化處理 4 乳化酸體系在常規(guī)酸液中加入一定比例乳化劑 多為一種特殊的表面活性劑 后 按規(guī)定的相比例 大多為W O 7 3 混入原油或成品油 充分攪拌即可形成分散均勻的穩(wěn)定乳化酸 當乳化酸達到地層一定深度后 油膜破裂 釋放出鹽酸與地層巖石反應(yīng) 刻蝕并溝通較深部的孔 縫 洞 提高深部地層滲透率 適用條件 碳酸鹽巖油層酸壓裂 主要特點 酸巖反應(yīng)速率低 作用深度大 具有親油性 清洗 溶解地層中重質(zhì)原油 石蠟 膠質(zhì) 瀝青質(zhì)等 殘液具有一定粘度 有利于攜帶和返排出地層中的膠質(zhì) 瀝青質(zhì)以及酸不溶固體顆粒 5 泡沫酸體系使用一種或幾種特殊的表面活性劑作起泡劑 使酸液與氣體 一般多為氮氣或二氧化碳氣 在強烈攪拌的情況下混合 并形成以酸為連續(xù)相 氣泡為分散相的泡沫體系 二 砂巖酸化常用酸液體系砂巖油層結(jié)構(gòu)復雜 礦物成分多 應(yīng)選擇與其儲集層特征和巖石物性匹配的酸液體系 常用的酸液體系有下列幾種 1 常規(guī)土酸體系2 氟硼酸緩速體系3 自生土酸緩速體系4 磷酸緩速酸化體系5 膠束酸體系6 復合酸體系 1 常規(guī)土酸體系適用條件 砂巖儲集層的解堵酸化施工 恢復和提高近井地帶滲流能力 2 氟硼酸緩速體系氟硼酸水解速度較慢 水解生成的氟化氫后與礦物發(fā)生反應(yīng) 故為緩速酸 主要特點 酸巖反應(yīng)速度慢 活性穿透距離大 酸處理半徑大 能將粘土及其他微粒融合為惰性粒子 就地膠結(jié) 從而穩(wěn)定粘土 防止微粒運移造成的傷害 能抑制粘土礦物質(zhì)的水敏性膨脹 有利于儲集層保護 有效增產(chǎn)期長 適用條件 砂巖油氣層的深穿透酸化施工或高溫井的酸化施工 3 自生土酸緩速體系將酯與氟化胺在井口混合后以較低的排量泵入地層 酯分解生成有機酸 有機酸再與氟化胺反應(yīng)生成氫氟酸 理論上 該工藝可將酸注入地層很深的部位進行酸化 使用不同的脂類化合物可以滿足不同儲集層溫度 40 107 的要求 4 磷酸緩速酸化體系 PPAS 磷酸 H3PO4 電離度低 加入專用的添加劑后有明顯的緩速效果 高濃度的PPAS與HCI或HF聯(lián)合使用 特別適用于處理鈣質(zhì)含量高的砂巖或石灰?guī)r儲集層 主要特點 能延緩酸的反應(yīng)速度 使活性酸穿透距離大 在有鈣質(zhì)的情況下 能自身延緩反應(yīng)速度 并保證有最大的鐵螯合能力 對硅質(zhì)具有獨特的選擇性 具有良好的粘土穩(wěn)定性 低腐蝕速度和濕水性能 一 酸液體系性能評價二 酸巖相容性能評價 一 酸液體系性能評價 1 腐蝕性能酸化用酸液 鹽酸 土酸 都是腐蝕性很強的強酸 它對地面泵注設(shè)備 井口裝置和井下管柱產(chǎn)生很大的腐蝕 尤其是酸液與井下管柱和井下工具在高溫下接觸 腐蝕更快 因此 幾乎所以的施工酸液都必須加入緩蝕劑 腐蝕評價則是對這些緩蝕劑效果的模擬評定 2 反應(yīng)速度酸與儲集層巖石的溶蝕速度取決于儲集層巖石性質(zhì)和地層溫度 也與酸液添加劑有關(guān) 通常采用實驗方法測定出反應(yīng)速度參數(shù)作為酸化設(shè)計的基礎(chǔ)參數(shù) 3 殘酸性能主要測定殘酸表面張力和在巖面接觸角 定性評價酸液返排的難易程度 4 流變性能測定非牛頓液體的酸液體系 如乳化酸 膠凝酸 泡沫酸等 的流變參數(shù) 5 降阻性能測定酸液 主要是非牛頓型酸液體系 在管內(nèi)摩阻 通常用降摩系數(shù)表示 6 濾失性能測定酸液濾失速度 用于計算酸液穿透距離 1 溶蝕性能測定酸液對儲集層巖石的溶蝕性 目的在于了解不同類型 不同濃度酸液在一定條件下對巖石的溶蝕能力 以選擇酸化的工作液類型及濃度 2 乳化與破乳性能用于評價產(chǎn)生乳化的程度及破乳劑的使用效果 3 防膨性能在酸液中使用粘土穩(wěn)定劑 可抑制巖石中粘土礦物的水化膨脹 穩(wěn)定微粒 防止 是大大減弱儲集層水敏傷害 二 酸巖相容性能評價 4 鐵離子穩(wěn)定性能在酸化作業(yè)中 酸對設(shè)備 管柱的腐蝕以及對儲集層中含鐵礦物的溶蝕都會產(chǎn)生大量的Fe2 Fe3 離子 當酸液PH 2 2時 可能形成氫氧化鐵膠狀沉淀 堵塞儲集層造成傷害 必須加入鐵離子穩(wěn)定劑以防止鐵離子產(chǎn)生沉淀 5 傷害性能在某些地層中往往含有一定數(shù)量的酸敏礦物 酸處理后在某些特定的環(huán)境下可能二次沉淀堵塞孔道 達不到預期的處理效果 因此 需要用傷害實驗評價酸處理后儲集層滲透率的改善程度 一般用傷害比表示 地層水VSA清潔轉(zhuǎn)向酸殘酸的結(jié)構(gòu)破壞機理是大量的水侵入導致殘酸中表面活性劑被稀釋 導致結(jié)構(gòu)破壞 粘度 清潔轉(zhuǎn)向酸性能 智能性 轉(zhuǎn)向性能 鮮酸 殘酸 膠束破壞后殘酸 轉(zhuǎn)向性能 鮮酸 加入轉(zhuǎn)向增效劑 高溫溶解 粉狀顆粒與水和酸混溶配制簡單 性能穩(wěn)定1小時溶脹充分 粘度達到30 50mPa s 可控地面交聯(lián)酸技術(shù) 合成單體四種 能交聯(lián)的為陰離子單體 另三種為少量的非離子單體和陽離子單體反應(yīng)方程mA nB pC oD A m B n C p D o 交聯(lián)酸用稠化劑FA 214的研發(fā) 交聯(lián)酸酸液配方體系 中溫交聯(lián)配方 高溫交聯(lián)配方 低溫交聯(lián)配方 1 5 2小時粘度為50mPa s 性能與壓裂液相似 形成了交聯(lián)酸酸液配方體系 140 低溫交聯(lián)酸體系中溫交聯(lián)酸體系高溫交聯(lián)酸體系實驗條件80 140 170s 1 50 砂比 交聯(lián)酸支撐劑的懸浮能力 交聯(lián)酸體系25 0 0023mm s80 0 003mm s水基凍膠壓裂液80 0 0028mm s 支撐劑沉降速率遠小于0 8mm s的可接受支撐劑沉降 體系破膠性能 酸巖反應(yīng)動力學 試驗結(jié)果 100 稠化酸酸動力學方程 1 0 J 4 43 10 5C1 7138100 未交聯(lián)酸動力學方程 0 5 J 2 984 10 5C1 3258100 弱交聯(lián)酸動力學方程 0 5 0 5 J 8 23 10 6C2 0088 交聯(lián)酸具有較低的反應(yīng)常數(shù) 酸巖反應(yīng)動力學 反應(yīng)后巖心 酸反應(yīng)動力學實驗 100 酸反應(yīng)動力學實驗 90 泡沫酸轉(zhuǎn)向分流工藝 具有以下四種特點 a 泡沫本身具有選擇性 可以使更多的酸液進入中低滲透層和油層 b 粘度大 低濾失 穿透能力強 c 泡沫酸本身具有良好的緩速效果 d 泡沫酸化容易返排 對產(chǎn)層傷害少 一 酸化工藝設(shè)計二 酸化施工設(shè)計 第一步對施工候選井調(diào)查和評估 確定是否可能得到足夠的增產(chǎn) 第二步評估存在的傷害 第三步確定合適的工作液包括酸液 酸類型 濃度和用量 選擇合適的添加劑配方 避免采用過量或不必要的添加劑 第五步確定是否必須采用均勻布酸方法 需調(diào)查的資料 油藏地質(zhì)和礦物 油藏流體 鄰井的生產(chǎn) 生產(chǎn)歷史 鉆井歷史 完井程序 完井和射孔報告 砂巖酸化的最完整的酸化工作液體系如下 1 驅(qū)替原油 互溶劑 前置液 2 驅(qū)替地層水前置液 3 醋酸前置液 4 鹽酸前置液 5 主體酸 HF 6 后沖洗液 7 轉(zhuǎn)向劑 8 頂替液 1 確定破裂壓力梯度 2 確定擠酸排量Qmax3 確定最大注入壓力 泵壓 4 確定施工管柱 二 酸化施工設(shè)計 5 確定酸液用量前置液 5 15 HCL 用量主要取決于儲集層碳酸巖含量 式中VHCL 鹽酸用量 m3 m 溶于鹽酸的地層礦物質(zhì)百分率 單位體積酸液的溶解能力 m3 m 酸液 常規(guī)土酸一般用量1 0 2 0m3 m 后置液 3 10 HCL NH4CL或輕質(zhì)烴 一般0 3 0 6m3 m 6 確定土酸液有效作用半徑和增產(chǎn)比7 經(jīng)濟評價8 方案優(yōu)選9 編制施工設(shè)計書 洗井注前置液注處理液注后置液注頂替液 典型砂巖酸化注液工序 油水分離裝置 擠前置液 擠酸 關(guān)井反應(yīng) 排酸 酸化現(xiàn)場施工工藝 2 各種液體的作用前置液 1 頂替井筒中的原有積液到油套環(huán)空或排出地面 2 頂替走近井帶的地層水 避免Na2SiF6 H2SiF6沉淀 3 優(yōu)先溶解碳酸鹽類 減輕CaF2沉淀 并保持低pH值 同時 避免浪費較昂貴的HF等處理液 4 降低井溫及地層溫度 避免添加劑高溫失效及降低酸巖反應(yīng)速度 2 各種液體的作用處理液注入儲層的主體酸液 溶解地層礦物及膠結(jié)物 堵塞物等 改善地層滲透性后置液隔離處理液和頂替液 加入添加劑可幫助處理液的返排 恢復地層固相及沉淀性酸反應(yīng)生成物的親水性 提高原油的相對滲透率 防止乳化 頂替液將井筒中早先注入液頂入地層 冀東油田酸化工藝技術(shù) 2006年以來鉆采院通過與國內(nèi)外公司的交流與合作 分別在水平井均勻酸化 泡沫酸酸化 不動電泵解堵等方面做了大量工作 施工規(guī)模增大 施工效果得到了明顯改善 冀東油田水平井解堵技術(shù) 連續(xù)油管旋流脈沖解堵技術(shù)水平井均勻酸化管柱技術(shù)泡沫酸化技術(shù)自轉(zhuǎn)向酸技術(shù) 冀東油田水平井解堵技術(shù)分流控液管柱解堵技術(shù)技術(shù)特點 主要采用了調(diào)流控液管柱與皮碗封隔器配合使用 將目的層分隔成多段 通過控液管柱上水嘴的節(jié)流作用和皮碗封隔器的封隔作用 實現(xiàn)均勻注酸的目的 適用井型 適用于射孔及篩管完井的水平井 中深層 深層多層低壓井 選井條件 考慮施工風險 選出砂較輕的井 實施效果 應(yīng)用17井次 可比12口井 有效12口井 在老爺廟淺層應(yīng)用6口井 累計增油6062噸 效果很好 分流控液管柱解堵技術(shù) 技術(shù)特點 應(yīng)用連續(xù)油管 ROTOPULSESM旋轉(zhuǎn)脈沖噴射工具 一步酸 半加強型砂鹽酸體系進行篩管清洗和近井壁油層解堵 結(jié)合儲層特征及井的井身結(jié)構(gòu)等資料 確定連續(xù)油管 工具的參數(shù)和相關(guān)泵注程序 連續(xù)油管旋流脈沖解堵技術(shù) 冀東油田水平井解堵技術(shù) 旋轉(zhuǎn)脈沖工具頭 實