油水井增產(chǎn)技術(shù)

1、油水井增產(chǎn)技術(shù),儲(chǔ)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(kuò)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(chǔ)層條件下的滲流模型,解堵疏通,造縫,適當(dāng)?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(xué)的油井增產(chǎn)技術(shù),儲(chǔ)層滲流能力表征,Hawkin公式,表皮系數(shù)是傷害程度的數(shù)學(xué)表征?？梢圆捎肏aw

2、kins公式定量表示為： S=(K/Ks-1)ln(rs/rw） 如果井被傷害(KsK)，S將會(huì)是負(fù)值。 增產(chǎn)半徑越大，S就會(huì)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% of Flow Capacity,1/2 of Flow Capacity,產(chǎn)能比,儲(chǔ)層增產(chǎn)技術(shù)概述 酸化技術(shù) 壓裂技術(shù),酸化：解除儲(chǔ)層污染 壓裂：改造儲(chǔ)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(jī)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

3、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(kuò)大地層原有孔隙或裂縫，提高地層滲透率，從而實(shí)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(Herman Frasch)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(shí)代：普爾石油公司與道化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(rèn)識(shí)油氣藏

4、發(fā)現(xiàn)油氣藏 恢復(fù)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(jī)械采油方法不當(dāng)； (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(jìn)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(chǔ)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(jì)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 損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/

5、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(shí)，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(shí)產(chǎn)能則降低到84.26%。,不同損害半徑下條件下 損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(jì)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(yán)重，產(chǎn)能恢復(fù)幅度越大 當(dāng)酸化半徑超過

6、約1.0m左右時(shí)，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(jì)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(huì)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(chǔ)層酸化增產(chǎn)幅度始終時(shí)有限的 ，極限增產(chǎn)率40% 在儲(chǔ)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

7、徑小于0.7 m，其極限增產(chǎn)率小于30%。 對于高孔高滲儲(chǔ)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(yùn)移 粘土膨脹 乳化物 垢 有機(jī)沉積物 細(xì)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(shí)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(yùn)移。這就是巖心潛在傷害的微觀表現(xiàn)。因此，必須

8、嚴(yán)格控制和優(yōu)選外來流體，防止分散、運(yùn)移。,酸化增產(chǎn)原理,酸液進(jìn)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(kuò)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(fù)地層原始滲透能力。,酸化增產(chǎn)原理,儲(chǔ)層傷害原因及傷害程度分析,計(jì)算結(jié)果表明： 污染地層：在污染半徑一定時(shí)，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(jìn)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(jìn)行基質(zhì)酸化處理。,酸化工藝基本分類,工藝分類： 酸

9、洗 基質(zhì)酸化 酸壓(一般針對碳酸鹽巖儲(chǔ)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(yù)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(dòng)反應(yīng)，借助沖刷作用溶蝕結(jié)垢物或堵塞物。 特點(diǎn)： 酸液局限于井筒和孔眼附近，一般不進(jìn)入地層或很少進(jìn)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(chǔ)層滲流條件,提高油氣產(chǎn)能。 目的：解堵。

10、 特點(diǎn)：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(dǎo)流能力裂縫,酸化壓裂(酸壓),原理：酸或酸的前置液以高于儲(chǔ)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(qiáng)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(dǎo)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(diǎn)：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(diǎn)及適用情況對照表,砂巖儲(chǔ)層的酸化通常不進(jìn)行酸壓的原因,砂巖儲(chǔ)層的膠結(jié)疏松，酸壓可能由

11、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(dǎo)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(jī)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(jià),一、砂巖酸化作用機(jī)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)

12、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(chǔ)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(qiáng)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(dǎo)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(diǎn)：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

13、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(jìn)行的復(fù)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(huì)導(dǎo)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(dāng)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

14、十厘米，酸壓時(shí)活性酸深入地層的距離可達(dá)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(fù)相反應(yīng)速度與溶液內(nèi)部H+濃度呈正比，強(qiáng)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(shí)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(kuò)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(dòng)，與壁面巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)酸液濃度降低到某一數(shù)值(通常為鮮酸

15、濃度的10%)時(shí)，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(jī)酸 6、磷酸 7、氟硼酸 8、多組分酸,1、鹽酸,鹽酸的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),用工業(yè)鹽酸配制酸液的計(jì)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?jǐn)?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) 2100%,2、土酸 土酸為氫氟酸和鹽

16、酸的混合物，一般組成為： 36%HF+1015%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(dāng)提高鹽酸濃度。,3、有機(jī)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(jī)酸。主要用于高溫油井（高于120 ）或者希望延長反應(yīng)時(shí)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(chǔ)集層。,5、氟硼酸 當(dāng)氟硼酸注入地層后發(fā)生水解反應(yīng)，生成氫氟酸，從而達(dá)到 酸

17、化目的。氟硼酸在水中的水解是分步進(jìn)行的，第一步水解最 慢，決定了整個(gè)水解過程。 HBF4 + H2O HBF3OH + HF HBF3OH + H2O HBF2(OH)2 + HF HBF2(OH)2 + H2O - HBF(OH)3 + HF HBF(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(diǎn)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(yùn)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

18、-有機(jī)酸 利用鹽酸溶蝕能力強(qiáng)的特點(diǎn)獲得較高的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力，又利用有機(jī)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(jī)酸才電離而溶蝕巖石?；旌纤岬姆磻?yīng)時(shí)間近似為兩種酸的反應(yīng)時(shí)間之和。 (2)有機(jī)土酸 有機(jī)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（93150），降低管線腐蝕速度和減小形成殘?jiān)内厔?。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(chǔ)集層滲透能力的工作液體，必須根據(jù)儲(chǔ)集層條件和工藝要求加入各種化學(xué)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

19、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(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑。另還有緩蝕增效劑。 無機(jī)緩蝕劑包括：鋅、鎳、銅、砷等金屬的鹽類。 有機(jī)緩蝕劑由能吸附在金屬表面的極性有機(jī)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

20、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(yùn)移。常用的無機(jī)的主要有氯化銨，有機(jī)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(xué)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(xì)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(dòng)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(diǎn)和適用條件,砂巖酸化使用的酸液準(zhǔn)則,一、碳酸鹽巖酸化

21、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(chǔ)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(xué)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(shí)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1040mPas,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

22、層的深穿透處理。 主要特點(diǎn)：反應(yīng)速度慢，作用距離遠(yuǎn) 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(dá)100mPas以上，在儲(chǔ)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(jìn)行深部處理，以達(dá)到降低縫壁應(yīng)力，改善裂縫導(dǎo)流能力及基質(zhì)滲透率目的。 適用條件：具有較強(qiáng)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

23、的相比例(大多為W:O=7:3)混入原油或成品油，充分?jǐn)嚢杓纯尚纬煞稚⒕鶆虻姆€(wěn)定乳化酸。當(dāng)乳化酸達(dá)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(diǎn)：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?dú)饣蚨趸細(xì)猓┰趶?qiáng)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

24、化常用酸液體系 砂巖油層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，礦物成分多，應(yīng)選擇與其儲(chǔ)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(fù)合酸體系,1、常規(guī)土酸體系 適用條件：砂巖儲(chǔ)集層的解堵酸化施工，恢復(fù)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(diǎn)： 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(yùn)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(chǔ)集層保護(hù)

25、，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(jī)酸，有機(jī)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(jìn)行酸化。使用不同的脂類化合物可以滿足不同儲(chǔ)集層溫度（40107）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(chǔ)集層。 主要特點(diǎn)： 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

26、 大的鐵螯合能力，對硅質(zhì)具有獨(dú)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(jià) 二、酸巖相容性能評價(jià),一、酸液體系性能評價(jià),1、腐蝕性能 酸化用酸液（鹽酸、土酸）都是腐蝕性很強(qiáng)的強(qiáng)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(jià)則是對這些緩蝕劑效果的模擬評定。 2、反應(yīng)速度 酸與儲(chǔ)集層巖石的溶蝕速度取決于儲(chǔ)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(shí)驗(yàn)方法測定出反應(yīng)速度參數(shù)作為酸化設(shè)計(jì)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

27、觸角，定性評價(jià)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(jì)算酸液穿透距離。,1、溶蝕性能 測定酸液對儲(chǔ)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(jià)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(chǔ)集層水敏傷害。,二、酸巖相容性能評價(jià),4、

28、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(chǔ)集層中含鐵礦物的溶蝕都會(huì)產(chǎn)生大量的Fe2+、Fe3+離子。當(dāng)酸液PH2.2時(shí)，可能形成氫氧化鐵膠狀沉淀，堵塞儲(chǔ)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(dá)不到預(yù)期的處理效果。因此，需要用傷害實(shí)驗(yàn)評價(jià)酸處理后儲(chǔ)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(jī)理是大量的水侵入導(dǎo)致殘酸中表面活性劑被稀釋，導(dǎo)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,

29、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(shí)溶脹充分,粘度達(dá)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(shí)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(shí)驗(yàn)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

30、體系 25，0.0023mm/s 80，0.003mm/s 水基凍膠壓裂液 80, 0.0028mm/s,支撐劑沉降速率遠(yuǎn)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(dòng)力學(xué)：試驗(yàn)結(jié)果,100稠化酸酸動(dòng)力學(xué)方程（1.0%） J=4.4310-5C1.7138 100未交聯(lián)酸動(dòng)力學(xué)方程（0.5%） J=2.98410-5C1.3258 100弱交聯(lián)酸動(dòng)力學(xué)方程（0.5+0.5%） J=8.2310-6C2.0088,交聯(lián)酸具有較低的反應(yīng)常數(shù),酸巖反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：反應(yīng)后巖心,酸反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)（100）,酸反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)（90）,泡沫酸轉(zhuǎn)向分流工藝,具有以下四種特點(diǎn)： a、泡沫本身具有選擇

31、性，可以使更多的酸液進(jìn)入中低滲透層和油層； b、粘度大，低濾失，穿透能力強(qiáng)； 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(jì) 二、酸化施工設(shè)計(jì),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(bào)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

32、 (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Qmax 3、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(jì),5、確定酸液用量 前置液：5%15%HCL，用量主要取決于儲(chǔ)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1.02.0 m3/m。 后置液：3%10%HCL，NH4CL或輕質(zhì)烴，一般0.30.6 m3/m。,6、確定土酸液有效作用半徑和增

33、產(chǎn)比 7、經(jīng)濟(jì)評價(jià) 8、方案優(yōu)選 9、編制施工設(shè)計(jì)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(shí)，避免浪費(fèi)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(chǔ)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

34、離處理液和頂替液； 加入添加劑可幫助處理液的返排，恢復(fù)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(dòng)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(diǎn):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(shí)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(fēng)險(xiǎn)，選出砂較輕的井。 實(shí)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(jì)增油6062噸，效果很好。,分流控液管柱解堵技術(shù),技術(shù)特點(diǎn)：應(yīng)用連續(xù)油管+ROTOPULSESM旋轉(zhuǎn)脈沖噴射工具+ 一步酸、半加強(qiáng)型砂鹽酸體系進(jìn)行篩管清洗和近井壁油層解堵。結(jié)合儲(chǔ)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),