酸化工藝技術

酸化工藝技術1第1頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月碳酸鹽巖儲層酸化技術第一部分2第2頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月控制酸化效果的因素有效作用距離裂縫導流能力酸巖反應速度酸液濾失降濾劑粘度酸濃度酸類型巖石類型酸液流速溫度面容比同離子效應酸液用量酸液流速巖石類型酸類型酸濃度閉合應力3第3頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月引言酸化溶解物1、基質(zhì)礦物2、堵塞物(傷害物)主要使用的酸液1、鹽酸2、磷酸3硝酸或硝酸+鹽酸反應特點

1、碳酸鹽礦物反應碳酸鈣,碳酸鎂,少量粘土2、多孔介質(zhì),微裂縫,人工裂縫中

3、吲孔,非均勻刻蝕--導流能力4第4頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月引言存在問題

1、反應速度快(作用半徑小)

2、沉淀物易產(chǎn)生(二次傷害)3、液體置放研究方向

1、酸液及添加劑

2、設備提高

3、優(yōu)化設計(工藝和參數(shù))5第5頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體選擇選擇處理液的標準1

、

巖石礦物學2、地層傷害3、

巖石力學4、

油井條件(T,P)敏感性巖石礦物敏感裂縫系統(tǒng)--應力敏感潤濕性的改變6第6頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體選擇反應性化學組成表面積碳酸鹽基質(zhì)結(jié)構(gòu)圖基質(zhì)傷害帶井眼大比面7第7頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體選擇碳酸鹽裂縫基質(zhì)系統(tǒng)微裂縫基質(zhì)縫窄孔小比面大反應速度快基質(zhì)微縫8第8頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體選擇人工大裂縫縫大比面小反應速度小酸蝕裂縫基質(zhì)井眼9第9頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月碳酸鹽巖儲層酸化時酸液應用指南一、液體選擇

溫度條件酸液

低溫常規(guī)鹽酸高溫鹽酸+緩速劑有機酸地下自生酸10第10頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月三碳酸鹽巖酸化工藝技術1.酸化機理研究

1.1石灰?guī)r與鹽酸反應機理研究

1.2白云巖與鹽酸反應機理研究酸巖反應過程系統(tǒng)反應動力學研究表面反應動力學研究影響酸巖反應速度因素研究影響酸蝕形態(tài)及導流能力因素的研究酸液濾失機理研究酸化效果評價方法研究

11第11頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.

酸化工藝技術研究

2.1基質(zhì)酸化工藝技術(常規(guī)酸化)原理:利用酸液溶解地層巖石孔隙及裂縫中堵塞物,擴大油氣滲流通道.技術關鍵:蚓孔生長發(fā)育規(guī)律研究最佳注酸速度研究最佳注酸強度研究關井時間及返排速度研究孔隙型,裂縫型及復合型地層基質(zhì)酸化工藝技術研究.工作液：15％－20％鹽酸＋酸液添加劑工藝：簡單，連續(xù)注入酸液12第12頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月蚓孔(酸蝕孔)(Wormhole)的分形形態(tài)13第13頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2普通酸壓工藝技術原理:用酸液壓開并刻蝕裂縫,獲得高導流能力的人工裂縫,改善油氣滲流條件.關鍵技術:酸液濾失機理酸液有效作用距離研究酸蝕裂縫導流能力研究普通酸壓優(yōu)化設計方法14第14頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3前置液酸壓工藝原理:先用高粘前置液壓開儲層或延伸儲層原有裂縫，后注入酸液，改善儲層的導流能力，使油氣井增產(chǎn)。前置液作用

壓裂造縫降溫降濾降低反應速度，提高酸液效率，延長酸液有效作用距離技術關鍵:酸液濾失機理酸液有效作用距離研究酸蝕裂縫導流能力研究前置液酸壓優(yōu)化設計方法酸液和壓裂液的選擇:配伍,粘度比,破膠返排指進現(xiàn)象的產(chǎn)生和模擬------界面過渡帶處理15第15頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月前置液酸壓中的濾失情況16第16頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月工作液：酸液15％－28％鹽酸＋酸液添加劑，用量可油地層情況優(yōu)化得到，一般為刻蝕裂縫體積的2－3倍。前置液羥丙基瓜膠，改性田箐，魔芋膠等。用量為整個注入量的1/3--1/2.工藝：前置液-->酸液(普通鹽酸，降阻酸，膠凝酸，泡沫酸)17第17頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4交替相前置液酸壓工藝技術原理:

用不同流體粘度和反應特性差異,在交替注入過程中獲得非均勻刻蝕裂縫,降低酸液濾失,從而獲得較長的酸液有效作用距離和較高的酸蝕縫導流能力關鍵技術:酸液和壓裂液的選擇:配伍,粘度比,破膠返排蚓孔生長發(fā)育規(guī)律的研究---濾失控制機理指進現(xiàn)象的產(chǎn)生和模擬------界面過渡帶處理各級注入量的優(yōu)化組合18第18頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月酸液在壓裂液中的指進、反指進現(xiàn)象19第19頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月交替注入前置液酸壓中的濾失情況20第20頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5降濾酸壓工藝技術原理:在酸壓過程中隨酸液注入降濾劑或改變酸液濾失性,達到降低濾失,提高酸液效率的作用.關鍵技術:降濾劑的選擇及加入方法和加入量的確定泡沫降濾時,起泡劑和泡沫穩(wěn)定劑的選擇乳化降濾時,乳化劑和破乳劑的選擇21第21頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5延遲酸壓工藝技術原理:針對高溫(120度以上)深井儲層或微裂縫酸化酸巖反應速度特快,很難達到深度酸化目的,使用延遲酸,讓其在地層某一溫度下才逐漸釋放酸液,實現(xiàn)在地層深部產(chǎn)生溶解反應,從而達到深度酸化目的,增大酸液有效作用距離.適用條件：深部酸化，可配合常規(guī)酸和膠凝酸聯(lián)合使用，用延遲酸解決深部酸化問題，用常規(guī)酸和膠凝酸解決淺部酸化，提高近井地帶裂縫導流能力。22第22頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月關鍵技術:據(jù)不同地層要求確定延遲劑類型及起始酸釋放溫度延遲酸液配方確定延遲酸化工藝技術參數(shù)優(yōu)化設計延遲酸化工藝與其他工藝技術的配合運用23第23頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月

延遲酸RA體系（液體類）R-2延遲主劑,由烯烴類化合物、氯氣與催化劑反應制得R-3延遲劑副劑，由芳烴類化合物氧化后制得R-4助溶劑，由無機類物質(zhì)及表面活性劑復配三種物質(zhì)加水配制成延遲酸，在地層溫度下，可緩慢釋放出酸液（無需加入HCl），從而達到延遲酸巖反應速度的目的.24第24頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月延遲酸產(chǎn)生HCl濃度與溫度關系曲線25第25頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.6閉合酸壓工藝技術原理:酸壓形成一定長度的酸蝕裂縫后,降低注入壓力,使井底裂縫壓力低于閉合壓力下注酸,以提高近井帶裂縫導流能力.關鍵技術酸壓過程中閉合時間的確定閉合酸蝕裂縫長度的確定閉合酸化時泵壓及排量關系確定閉合段酸液類型及酸液配方確定26第26頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月適用范圍：軟地層(如白堊Chalk地層)難以形成非均勻刻蝕被刻蝕的裂縫表面被酸軟化，凸起部分不能支撐裂縫地層巖石本身強度不夠

后果：酸蝕裂縫導流能力低

27第27頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.7平衡酸壓工藝技術原理:先對處理層壓裂達到所需的幾何尺寸，然后注酸保持與裂縫壁面的漏失平衡，現(xiàn)場施工要將壓力控制在裂縫延伸壓力下，閉合壓力。目的在于最佳近井帶溶蝕量，提高導流能力；防止裂縫“頂天立地”關鍵技術酸壓過程中濾失量的確定平衡酸壓時泵壓及排量關系確定平衡時酸液類型及酸液配方確定適用范圍致密儲層；有氣頂、底水地層及低溫白云巖28第28頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.8酸壓綜合技術原理:結(jié)合酸壓,交替注入,閉合酸壓及延遲酸的酸化工藝技術.關鍵技術:幾種工藝的優(yōu)化及協(xié)調(diào)可提供:相應的設計軟件29第29頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月砂巖儲層基質(zhì)酸化技術劉平禮石油工程系采油研究所第二部分30第30頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月引言酸化溶解物

1、基質(zhì)礦物2、堵塞物(傷害物)主要使用的酸液

1、HF+HCl2、NH4F&HCl反應特點

1、多礦物反應(石英<長石<粘土<碳酸鹽)2、多孔介質(zhì)中31第31頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月存在問題

1、反應速度快(作用半徑小)

2、沉淀物易產(chǎn)生(二次傷害)3、液體置放研究方向

1、酸液及添加劑2、沉淀物的預防3、優(yōu)化設計(工藝和參數(shù))引言32第32頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體選擇選擇處理液的標準

1

、巖石礦物學

2、地層傷害

3、巖石力學

4、油井條件33第33頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月酸液接觸巖石后形成下列現(xiàn)象:基巖結(jié)構(gòu)的破壞微粒的釋放和沉淀的形成潤濕性的改變敏感性取決于地層礦物與酸的反應性反應性取決于巖石結(jié)構(gòu)和礦物在巖石中的分布.礦物敏感性34第34頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體選擇反應性化學組成表面積石英長石燧石云母二次膠結(jié)物(碳酸鹽,石英)粘土孔隙相嵌粘土孔隙充填孔隙充填物骨架砂巖的典型結(jié)構(gòu)圖35第35頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體選擇石英燧石長石云母高嶺石伊利石蒙脫石綠泥石方解石白云石鐵白云石菱鐵礦砂巖礦物的表面積及溶解度礦物名稱表面積溶解度

HClHCl+HF低低至中等低至中等低高高高高低至中等低至中等低至中等低至中等不溶解不溶解不溶解不溶解不溶解不溶解不溶解低至中等高溶解高溶解高溶解高溶解很低低至中等低至中等低至中等高溶解高溶解高溶解高溶解高溶解有CaF2沉淀高溶解有CaF2沉淀高溶解有CaF2沉淀高溶解36第36頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體選擇選液方法有效地清除傷害提高地層滲透率防止沉淀溶解度粘土含量37第37頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月砂巖酸化時酸液應用指南條件酸液HCl溶解度>20%僅用HCl高滲透(100md以上)

高石英(80%),低粘土(<5%)12%HCl+3%HF(1)

高長石(>20%)13.5%HCl+1.5%HF(1)

高粘土(>20%)6.5%HCl+1%HF(2)

高鐵綠泥石粘土3%HCl+0.5%HF低滲透(10md或更低)

低粘土6%HCl+1.5%HF(3)

高綠泥石3%HCl+0.5%HF(4)注:(1)用15%HCL預沖洗(2)用螯合的15%HCL

預沖洗(3)用7.5%HCL或

10%醋酸預沖洗(4)5%醋酸預沖洗一、液體選擇38第38頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月一、液體選擇液體選擇的其它標準儲層條件傷害清除機理儲層物性滲透率孔隙度地層流體油和氣地層水地層溫度地層壓力溶解作用溶解懸浮溶解穩(wěn)定39第39頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月二.砂巖酸化技術

1.砂巖儲層酸化機理研究砂巖與HF反應動力學研究砂巖與HF反應熱力學研究影響砂巖與酸的反應速度因素酸液在多孔介質(zhì)中的反應規(guī)律酸巖反應中的反應前沿及儲層滲流條件變化規(guī)律

40第40頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.砂巖儲層酸化工藝

2.1常規(guī)酸化工藝--原理:

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--關鍵技術:

針對儲層物性及礦物特性選擇酸液體系酸化工藝參數(shù)優(yōu)選施工質(zhì)量保證--可提供:相應的酸液配方,已編制出設計計算軟件41第41頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月常規(guī)酸化工藝常用工序：1.洗井，用1－2m3HCl正替入油管后用清水正洗井一周

目的：清除管壁臟物及鐵銹2.注前置液：8－15％鹽酸作預處理

目的：溶解碳酸鹽巖類礦物，防止CaF2

頂走地層水，防止Na2SiF6、K2SiF6清洗近井帶油垢保持較低的pH值3.土酸液：(8-15%)HCl+(3-6%)HF

作用：HCL溶解碳酸鹽類膠結(jié)物，并保持pH值，HF溶解石英長石及粘土礦物

目的：溝通并擴大孔道，提高地層滲透性4.注后置液：油井柴油等或15HCl,氣井用酸或氣(N2,天然氣)

目的：恢復地層固相及沉淀性酸反應物的親水性，防止乳化生成5.注頂替液:活性水或NH4Cl溶液42第42頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2暫堵酸化工藝原理:

在酸液中加入暫堵劑,注酸時暫時堵塞高滲層,酸化低滲層,實現(xiàn)在多層油藏或大厚層油藏中沿縱向的均勻布酸,均勻解堵改善縱向出油剖面或吸水剖面.43第43頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月--關鍵技術

據(jù)井層條件選擇酸液體系

據(jù)井層條件選擇暫堵劑類型

據(jù)儲層物性及孔喉大小選擇暫堵劑粒徑分布

暫堵劑注入工藝。

暫堵酸化工藝參數(shù)的優(yōu)化。--可提供

用于油井酸化的暫堵劑DZ—1

用于水井酸化的暫堵劑DZ—2

用于氣井酸化的暫堵劑DZ—3。

暫堵酸化優(yōu)化設計軟件。44第44頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3深部酸化技術原理:由于酸在砂巖多孔介質(zhì)中的反應速度太快,酸化解堵半徑小,采用在地下生成鹽酸和HF技術，實現(xiàn)深部酸化目的。這些技術包括：氟硼酸酸化工藝技術；地下自生土酸技術;緩沖調(diào)節(jié)土酸技術;“5H+酸”酸化技術等。45第45頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月--技術關鍵酸液體系及針對具體儲層的酸液配方選擇。地下生成酸的效率（條件）據(jù)解堵要求的深部酸化工藝參數(shù)優(yōu)