酸化压裂技术.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,1,硕士200,4,级 现代完井工程,酸化压裂技术,2,碳酸盐岩储层,酸化技术,砂岩储层,基质酸化技术,酸化室内评价技术,3,一、碳酸盐岩储层酸化技术,4,概 述,控制酸化效果的因素,有效作用距离,裂缝导流能力,酸浓度,酸类型,岩石类型,酸液流速,酸液用量,酸岩反应速度,酸液滤失,酸浓度,酸类型,岩石类型,酸液流速,降滤剂,粘 度,5,酸化溶解物,(1),基质矿物,(2),堵塞物,(,伤害物,),使用的主要酸液,(1),盐酸,(2),磷酸,(3),硝酸或硝酸,+,盐酸,反应特点,(1),碳酸盐矿物反应,碳酸钙，碳酸镁，少量粘土。,(2),多孔介质，微裂缝，人工裂缝,(3),蚓孔，非均匀刻蚀,导流能力,6,存在问题,(,1),反应速度快,(,作用半径小,),(2),沉淀物易产生,(,二次伤害,),(3),液体置放,研究方向,(1),添加剂及酸液,(2),设备提高,(3),优化设计,(,工艺和参数,),7,(,一,),液体选择,1,选择处理液的标准,(1),岩石矿物学,(2),地层伤害,(3),岩石力学,(4),油井条件,(T,，,P),2,敏感性,(1),岩石矿物敏感,(2),裂缝系统,应力敏感,(3),润湿性的改变,8,反应性能：,化学组成,表面积,大比面,碳酸盐基质结构图,基质,伤害带,井眼,9,特点：,缝窄、孔小,比面大,反应速度快,碳酸盐裂缝基质系统,微缝,基质,10,特点：,缝大,比面小,反应速度小,人工裂缝,酸蚀,井眼,基质,11,碳酸盐岩储层酸化时酸液应用指南,温度条件 酸液,低温 常规盐酸,高温 盐酸,+,缓速剂,有机酸,地下自生酸,12,（二）碳酸盐岩储层酸化分类,酸化,酸 洗,基质酸化,酸 压,13,酸洗,清洗,：,井筒,射孔眼,方式,：,正洗,反洗,压裂车,14,基质酸化,酸化,：,地层,方式,：,油管注液,套管注液,环空注液,封隔器,压裂车,15,压裂酸化,压裂,：,压开裂缝 张开裂缝 酸刻蚀裂缝 高导流能力裂缝,酸化,：,地层,方式,：,油管注液 套管注液 环空注液,封隔器,压裂车,16,(,三,),碳酸盐岩酸化技术,1.,酸化机理研究,石灰岩和白云岩与盐酸反应机理研究,酸岩反应过程,系,统反应动力学研究,表,面反应动力学研究,影,响酸岩反应速度因素研究,影,响酸蚀形态及导流能力因素的研究,酸,液滤失机理研究,酸,化效果评价方法研究,17,2.,酸化工艺技术研究,2.1,基质酸化工艺技术,原理,:,利用酸液溶解地层岩石孔隙及裂缝堵塞物,扩大油气渗流通道。,技术关键,:,蚓孔生长发育规律研究；,最佳注酸速度研究；,最佳注酸强度研究；,关井时间及返排速度研究；,孔隙型,裂缝型及复合型地层基质酸化工艺技术研究,。,可提供,:,基质酸化优化设计软件,18,2.2,普通酸压工艺技术,原理：,用酸液压开并刻蚀裂缝,获得高导流能力的人工裂缝,改善油气渗流条件。,关键技术,:,酸液滤失机理；,酸液有效作用距离研究；,酸蚀裂缝导流能力研究；,普通酸压优化设计方法。,可提供：,普通酸压设计软件,(,正向或逆向,),。,19,2.3,交替相前置液酸压工艺技术,原理：,用不同流体粘度和反应特性差异,在交替注入过程中获得非均匀刻蚀裂缝,降低酸液滤失,从而获得较长的酸液有效作用距离和较高的酸蚀缝导流能力。,20,关键技术：,酸液和压裂液的选择：配伍、粘度比、破胶返排；,蚓孔生长发育规律的研究,：,滤失控制机理；,指进现象的产生和模拟,：,界面过渡带处理；,各级注入量的优化组合。,可提供：,交替相前置液酸压设计软件。,21,2.4,降滤是失酸压工艺技术,原理：,在酸压过程中随酸液注入降滤剂或改变酸液滤失性,达到降低滤失,提高酸液效率的作用。,关键技术：,降滤剂的选择及加入方法和加入量的确定；,泡沫降滤时,起泡剂和泡沫稳定剂的选择；,乳化降滤时,乳化剂和破乳剂的选择。,22,可提供,相应的降滤工艺设计方法及优化设计软件,油井用降滤剂,(,油溶性,)SWF-1,气井用降滤剂,(,挥发性,)SWF-2,23,2.5,延迟酸压工艺技术,原理：,针对高温,(120,度以上,),深井储层或微裂缝酸化,酸岩反应速度特快,很难达到深度酸化目的,使用延迟酸,让其在地层某一温度下才逐渐释放酸液,实现在地层深部产生溶解反应,从而达到深度酸化目的,增大酸液有效作用距离,24,关键技术：,据不同地层要求确定延迟剂类型及起始酸释放温度,延迟酸液配方确定,延迟酸化工艺技术参数优化设计,延迟酸化工艺与其他工艺技术的配合运用,可提供：,延迟酸化优化设计软件,25,2.6,闭合酸压工艺技术,原理：,酸压形成一定长度的酸蚀裂缝后,降低注入压力,使井底裂缝压力低于闭合压力下注酸,以提高近井带裂缝导流能力。,关键技术：,酸压过程中闭合时间的确定,闭合酸蚀裂缝长度的确定,闭合酸化时泵压及排量关系确定,闭合段酸液类型及酸液配方确定,可提供：,闭合酸压设计软件,26,2.7,酸压综合技术,原理：,结合酸压,交替注入,闭合酸压及延迟酸的酸化工艺技术。,关键技术：,几种工艺的优化及协调,可提供：,相应的设计软件,27,二、,砂岩储层基质酸化技术,28,引 言,砂岩储层,酸化原则,不压破储层,解除储层伤害,29,控制砂岩储层酸化效果的因素,有效作用距离,孔隙度、渗透率,二次沉淀,酸岩反应速度,酸化工艺,酸浓度,酸类型,矿物类型,酸液流速,注酸顺序,岩石结构及胶结情况,酸液置放,酸液用量,储层伤害,孔缝分布,酸浓度,酸类型,矿物类型,伤害产物,添加剂,关井时间,酸液用量,30,酸化溶解物,1,、基质矿物,2,、堵塞物,(,伤害物,),主要使用的酸液,HF+HCl,反应特点,1,、多矿物反应,(,碳酸盐,粘土,长石,石英,),2,、多孔介质中,31,存在问题,1,、反应速度快,(,作用半径小,),2,、沉淀物易产生,(,二次伤害,),3,、伤害带不易确定,4,、液体置放,?,研究方向,1,、酸液及添加剂,2,、沉淀物的预防,3,、优化设计,(,工艺和参数,),32,(,一,),液体选择,1,、选择处理液的标准,(1),岩石矿物学,(2),地层伤害,(3),岩石力学,(4),油井条件,33,2,、矿物敏感性,酸液接触岩石后形成下列现象：,基岩结构的破坏,微粒的释放和沉淀的形成,润湿性的改变,3,、敏感性取决于地层矿物与酸的反应性质,反应性质取决于岩石结构和矿物在岩石中的分布。,34,反应特性：,化学组成,表面积,石英,长石,燧石,云母,二次胶结物,(,碳酸盐、石英,),粘土孔隙相嵌,粘土孔隙充填,孔隙充填物,骨架,砂岩的典型结构图,35,砂岩矿物的表面积及溶解度,石 英,燧 石,长 石,云 母,高 岭 石,伊 利 石,蒙 脱 石,绿 泥 石,方 解 石,白 云 石,铁白云石,菱 铁 矿,矿物名称,表 面 积,溶解度,HCl HCl+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,CaF,2,沉淀,高溶解有,CaF,2,沉淀,高溶解有,CaF,2,沉淀,高溶解,36,选液方法,有效地清除伤害,提高地层渗透率,防止沉淀,溶 解 度,粘土含量,37,砂岩酸化时酸液应用指南,注,:,(1),用,15%HC,l,预冲洗；,(2),用螯合的,15%HCl,预冲洗；,(3),用,7.5%HCl,或,10%,醋酸预冲洗；,(4)5%,醋酸预冲洗。,Fogler(1976),，,Hekim(1977),，,Walsh(1982),，,McLeod(1984)et al,条 件 酸 液,HCl,溶解度,20%,仅用,HCl,高渗透,(100md,以上,),高石英,(80%),，低粘土,(20%)13.5%HCl+1.5%HF,(1),高粘土,(20%)6.5%HCl+1%HF,(2),高铁绿泥石粘土,3%HCl+0.5%HF,低渗透,(10md,或更低,),低粘土,6%HCl+1.5%HF,(3),高绿泥石,3%HCl+0.5%HF,(4),38,液体选择的其它标准,储层物性,渗,透,率,孔,隙,度,储层条件,地,层,温,度,地,层,压,力,伤害清除机理,溶,解,作,用,溶,解,悬,浮,溶,解,稳,定,地层流体,油,和,气,地,层,水,39,(,二,),砂岩储层酸化分类,酸化,酸 洗,基质酸化,40,酸洗,清洗,：,井筒,射孔眼,方式,：,正洗,反洗,压裂车,41,基质酸化,对象,：,地层,方式,：,油管注液,套管注液,环空注液,封隔器,压裂车,42,(,三,),砂岩储层酸化技术,1.,砂岩储层酸化机理研究,砂岩与,HF,反应动力学,砂岩与,HF,反应热力学,影响砂岩与酸的反应速度因素,酸液在多孔介质中的反应规律,酸岩反应中的反应前沿及储层渗流条件变化规律,43,2.,砂岩储层酸化工艺,2.1,常规酸化工艺,原理：,利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和堵塞物,改善储层渗流条件,提高油气产能。,关键技术：,针对储层物性及矿物特性选择酸液体系,酸化工艺参数优选,施工质量保证,可提供：,相应的酸液配方,已编制出设计计算软件。,44,2.2,暂堵酸化工艺,原理：,在酸液中加入暂堵剂，注酸时暂时堵塞高渗层，酸化低渗层，实现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的均匀布酸，均匀解堵改善纵向出油剖面或吸水剖面。,45,暂堵酸化技术,多层,注入能力相差悬殊地层 大厚层,伤害程度不一,注入液遵循最小阻力原理,吸酸程度不一,酸化剖面不均一,高渗透层吸酸多,低渗透层吸酸少,46,暂堵原理,47,常用暂堵剂性能,48,关键技术,据井层条件选择酸液体系；,据井层条件选择暂堵剂类型；,据储层物性及孔喉大小选择暂堵剂粒径分布；,暂堵剂注入工艺。,暂堵酸化工艺参数的优化。,可提供,分别用于油井、水井、气井酸化的暂堵剂,DZ,1,、,DZ,2,、,DZ,3,；,用于酸化的暂堵剂,暂堵酸化优化设计软件。,49,2.3,深部酸化技术,原理：,由于酸在砂岩多孔介质中的反应速度太快,酸化解堵半径小,采用在地下生成盐酸和,HF,技术，实现深部酸化目的。,这些技术包括：,氟硼酸酸化工艺技术；,地下自生土酸技术；,缓冲调节土酸技术；,“,5H,+,酸,”,酸化技术等。,50,技术关键：,酸液体系及针对具体储层的酸液配方选择；,地下生成酸的效率（条件）；,据解堵要求的深部酸化工艺参数优化设计。,可提供：,深部酸化的,DPHF,和,DPH,技术；,“,5H,+,酸,”,酸化工艺技术；,氟硼酸酸化、地下自生土酸、缓冲调节土酸、,“,5H,+,酸,”,等酸化设计软件。,51,2.4,新型解堵酸化技术,原理：,钻井、完井、修井作业过程中可能引入许多堵塞物（无机和有机物）,有些堵塞物是用,HF,和,HCL,所不能溶解的，因而酸化不能有效解堵,.,研制的新型解堵酸液可以溶解目前大多数,HF,和,HCL,所不能溶解的堵塞物,从而可以有效地进行酸化解堵，提高酸化效果。,52,关键技术：,新型酸液溶解各种堵塞物的效率。,新型酸液的酸化实施工艺。,酸化工艺参数的优化。,已研制出：,新型解堵酸液体系及配套的实施工艺，但未进行现场实验。,53,2.5,堵水酸化联作技术技术,原理：,油井生产中后期，有些产层含水高达,98,100,，已不具备开采价值，但相当一部分产层还有很大生产潜力，,问题在于,堵住水层，释放油层。,本项技术采用耐酸堵剂堵塞水层，然后酸化释放油层，酸化时在酸液中加入暂堵剂，注酸时暂时堵塞高渗层，酸化低渗层，实现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的均匀布酸，均匀解堵改善纵向出油剖面，提高油井产能。,54,关键技术：,据井层条件选择耐酸堵剂；,据井层条件选择酸液体系；,据井层条件选择酸化暂堵剂类型、粒径；,堵水及,暂堵剂注入工艺；,堵水、,暂堵酸化工艺参数的优化。,可提供：,耐酸,堵水剂,NS,1,；,酸化用暂堵剂,DZ,1,(,油井),、,DZ,2,(,水井,),、,DZ,3,(,气井,)；,堵水,暂堵酸化优化设计软件。,55,三、酸化室内评价技术,56,(,一,),酸化室内评价技术,1,酸液类型筛选及据储层条件确定酸液配方,2,酸液添加剂筛选评价,3,酸岩反应动力学参数测定试验,4,酸岩反应热力学参数测定试验,5,酸化效果评价试验,6,各种酸化设计方法及软件编制,57,(,二,),主要研究方向,1,、理论研究：,酸岩反应机理研究,酸化数学模型研究,物理模拟及数值模拟研究,58,(,二,),主要研究方向,1,、理论研究：,酸岩反应机理研究,酸化数学模型研究,物理模拟及数值模拟研究,59,2,、应用研究,酸化工艺的引进消化和发展,=,形成应用技术,新工艺及新材料的研制,=,改进酸化工艺,添加剂及酸液的研制及应用,=,改善酸化效果,酸化工艺参数优化,=,形成软件，推广应用,酸化评价技术,=,提高酸化效果，完善酸化工艺,质量监测技术,=,现场跟踪并及时调整实施工艺,60,谢 谢各位老师的指导和意见！,