注水与油水井措施.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,采油工程原理与设计,第十一章 注水与油水井措施,水源、水质及注水系统,注水井吸水能力分析,分层注水技术,注水井调剖,油水井措施,第一节 水源、水质及注水系统,一、水源选择,水源选择要求,：,水量充足、水质稳定。,水源类型,地面水源,地面淡水水源,海水水源,来自河床等冲积层水源,地层水水源,油层采出水,1.,粘土膨胀,2.,机械杂质,3.,微粒运移,4.,细菌堵塞,5.,反应沉淀物,6.,原油,1.,溶解氧,2.CO,、,CO,2,3.H,2,S,4.,细菌,1.,无机垢,2.,有机垢,二、水质要求,注水引起的油层损害主要类型：,基本水质指标：,机械杂质浓度、粒径、膜滤系数；,铁离子含量；,细菌含量：腐生菌、硫酸还原菌、铁菌；,溶解氧含量；,硫化物含量；,含油量；,pH,值；,堵塞、腐蚀、结垢。,矿化度。,井下管柱工作三年，油管腐蚀严重，主要表现在丝扣和接箍,胜采,3-3-6,井,3,年油管及丝扣腐蚀,辛,17-21,井油管的腐蚀情况,目前水质与标准水质对比表,三、,注入水处理技术,（,1,）沉淀,悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来。,常用的聚凝剂,图,5-1,反应沉淀池结构示意图,硫酸铝,硫酸铁,三氯化铁,偏铝酸钠,常用的杀菌剂,（,3,）杀菌,（,4,）脱氧,除去水中的氧气、碳酸气和硫化氢气体。,脱氧方法,氯及其化合物,如次氯酸、次氯酸盐等；,甲醛,既有杀菌又有防腐作用。,化学脱氧法；,天然气逆流冲刷法,（气提脱氧）；,真空脱氧法,。,图,5-3,真空脱氧示意图,（,5,）曝晒,处理过饱和碳酸盐。,含油污水处理的措施。,（,6,）除油,污水回注的优点：,污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；,高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；,污水回注保护了环境，提高了水的利用率。,海水处理：净化和脱氧,五里湾第一采油作业区供水、注水工艺流程图,南三注,301,配,206,配,南五供水站,102,配,南二注（使用变频）,201,配,203,配,101,配,南一注,南四注,104,配,105,配,106,配,211,配,202,配,212,配,204,配,207,配,208,配,209,配,302,配,304,配,305,配,306,配,210,配,309,配,308,配,310,配,307,配,103,配,202,干线,/33,207,干线,/16,210,干线,/18,102,干线,/22,101,干线,/22,图例：,供水管线,219mm,供水复线,219mm,注水管线,114mm,注水管线,89mm,注水管线,140mm,8990.03km,114112.5km,219611.5km,21968.5km,11412.54.01km,8990.85km,8990.8km,11412.54.2km,8990.8km,8990.8km,8990.02km,8991.6km,8991.6km,8991.8km,8992.9km,8996.0km,8991.6km,8993.5km,140139.5km,8990.07km,8990.02km,8992.87km,302,配,311,配,303,配,注水站,注水泵,流量计,流量计,水罐,水源来水,注水井,配水间,五、注水井投注程序,投注程序,：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作。它包括,排液,、,洗井,、,预处理,、,试注,、,正常注水,等几个方面。,1.,排液,清除油层内的堵塞物；,在井底附近造成低压带，为注水创造有利条件；,采出部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于注水井排拉成水线。,4.,试注,试注目的,：,确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力和吸水指数等资料，根据要求注入量选定注入压力。,5.,正常注水,注水井通过排液、洗井、试注，取全取准试注的资料，再经过配水就可以转为正常注水。,第二节 注水井吸水能力分析,一、注水井吸水能力,注水井指示曲线：,稳定流动条件下，注入压力与注水量之间的关系曲线。,图,11-1,注水井指示曲线,吸水指数：,单位注水压差下的日注水量。,比吸水指数或每米吸水指数：,地层吸水指数除以地层有效厚度所得的数值。,一米厚地层在一个兆帕注水压差下的日注水量。,视吸水指数：,日注水量除以井口压力,油管注水，井口压力取套管压力,套管注水，井口压力取油管压力,二、地层吸水能力分析,1.,指示曲线的几种形状,图,11-2,几种指示曲线的形状,（,1,）直线型指示曲线,图,11-3,由指示曲线求吸水指数,递增式,垂直式,油层性质很差，虽然泵压增加了，但注水量没有增加；,仪表不灵或测试有误差；,井下管柱有问题，如水嘴堵死等。,递减式,不正常的曲线,仪表、设备等有问题,（,2,）折线型指示曲线,曲拐式,仪器设备有问题，不能应用,上翘式,图,11-2,几种指示曲线的形状,仪表、操作、设备、油层性质有关,油层条件差、连通性不好或不连通油层,折线式,新油层开始吸水或油层产生微小裂缝,(2),注意事项,分析油层吸水能力的变化必须用有效压力来绘制油层真实指示曲线；,用指示曲线对比来分析油层吸水能力时，应考虑井下工具工作状况的改变对指示曲线的影响。,三、井下配水工具工作状况的判断,（一）封隔器失效,封隔器失效原因,封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封；,配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严，使油管内外压差达不到封隔器胶皮筒胀开所需要的压力差。,主要表现,油套压平衡,注水压力不变（或下降）而注入量上升,第一级封隔器失效的判断,油、套压及注水量变化,正注井：,油、套压平衡；注水量突然增加，油压相应下降，套压上升,合注井：,油、套压平衡；改正注后，套压随油压变化而变化,第一级以下各级封隔器密封性的判断,油压下降（或稳定），套压不变，注水量上升,（二）配水嘴故障,水嘴堵塞,水嘴孔眼刺大,掉水嘴前后指示曲线,底部阀不密封,3),计算相应注入压力下各层段的相对注水量,4),把目前实测全井注水量按上式计算的比例分配给各层段,目前某层段注水量,=,某层段相对注水量,全井实测注水量,某井实测层段指示曲线,表,5-4,各层段相对注水量,第,层段日注水量,=23039.9=91.7 m,3,/d,第,层段日注水量,=23023.1=53.2 m,3,/d,第,层段日注水量,=23037.0=85.1 m,3,/d,六、改善吸水能力的措施,(1),加强注水井日常管理,及时取水样化验分析，发现水质不合格时，应立即采取措施，保证不把不合格的水注入油层；,按规定冲洗地面管线、储水设备和洗井，保证地面管线、储水设备和井内清洁；,保证平稳注水，减少波动，以免破坏油层结构和防止管壁上的腐蚀物污染水质和堵塞油层。,(2),压裂增注,普通压裂：,分层压裂：,吸水指数低，注水压力高的低渗地层和严重污染地层,油层较厚、层内岩性差异大或多油层层间差异大,(3),酸化增注,解除井底堵塞物,提高中低渗透层的绝对渗透率,无机物堵塞,有机堵塞物,CaCO,3,、,FeS,、,Fe(OH),3,以及泥质等,盐酸或土酸处理,藻类和细菌,甲醛水溶液、盐酸或土酸处理,稀酸活性液不排液法,醋酸缓冲,稀酸活性液增注,逆土酸增注法,胶束（活性柴油）逆土酸增注法,(4),粘土防膨,无机盐类,KCl,、,NH,4,Cl,有效期短,无机物表面活性剂,铁盐类,施工条件要求严，成本高，有效期短,离子型表面活性剂,聚季胺,有效期长，成本较低，施工容易,无机盐和有机物混合的处理剂,第三节 分层注水技术,一、分层吸水能力及测试方法,相对吸水量：,在同一注入压力下，某一层吸水量占全井吸水量的百分数,分层注水指示曲线：,注水层段注入压力与注入量的相关曲线,某井分层指示曲线,分层吸水能力测试方法：,测定注水井的吸水剖面：,直接进行分层测试：,用各层的相对吸水量来表示分层吸水能力的大小。,用分层测试整理分层指示曲线，求出分层吸水指数来表示分层吸水能力的好坏。,(,一,),放射性同位素载体法测吸水剖面,吸水剖面：,一定注入压力下各层段的注入量,(,吸水量,),的分布。,放射性同位素载体法测吸水剖面的基本原理与测试过程。,(,二,),投球法分层测试,(1),测全井指示曲线,(2),测分层指示曲线,(3),资料整理,第,层段注水量,=,投最后一个球后测得的注水量,第,层段注水量,=(,投第一个球后的注水量,),(,投第二个球后的注水量,),第,层段注水量,=(,全井注水量,),(,投第一个球后的注水量,),配水器,封隔器,芯子,配水器,封隔器,芯子,配水器,底筛堵,(4),分层指示曲线的压力校正,有效井口压力：,P,ef,P,pm,P,fr,P,zf,P,v,P,p,真实流压：,P,ewf,P,pm,P,w,P,fr,P,zf,P,v,P,p,分层测试成果表,(,三,),浮子式流量计法,(,四,),井温测井法,各种情况下的井温曲线,井温分布曲线,井中只下一根管柱，利用封隔器将整个注水井段封隔成几个互不相通的层段，每个层段都装有配水器。注入水从油管入井，由每个层段配水器上的水嘴控制水量，注入到各层段的地层中。,二、分层注水管柱,油、套管分层注水、,单管分层配水、,多管分层注水,单管配水器多层段配水方式,单管分层注水管柱结构按配水器结构分类：,固定配水管柱,活动配水管柱,偏心配水管柱,油套管分注管柱 双管分注管柱 同心管分注管柱,丝堵,筛管,注水层,注水层,Y221,封隔器,水力锚,分层注水工艺管柱,丝堵,偏配,注水层,注水层,偏配,筛管,封隔器,底球,撞击筒,偏心式,丝堵,封隔器,空配,注水层,人工井底,空配,循环凡尔,筛管,注水层,空心式,底球,注水层,节流器,测试球座,节流器,测试球座,注水层,封隔器,固定式,固定式分注管柱,调 配：起管柱作业,工作寿命：短,节流器,底球,注水层,节流器,测试球座,测试球座,注水层,封隔器,人工井底,丝堵,封隔器,空配,注水层,空配,循环凡尔,筛管,注水层,空心式分注管柱,1,、调配投捞成功率高,可采用多种测试方式,2,、停注时能防止管内串,通，适用于出砂注水井,3,、分注层数少（,3-4,层）,4,、调配工艺烦琐,偏心式分注管柱,1,）分注层数不受限制,2,）可以调配任意层,3,）投捞成功率低,4,）停注时易管内串通,5,）配水器之间距离要在,8,米以上，不适应细分层系,丝堵,偏配,注水层,注水层,偏配,筛管,封隔器,底球,撞击筒,分层配水管柱设计的主要依据：,注水层的注水指示曲线,配水嘴的嘴损曲线,第四节 注水井调剖,注水井调剖,为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系数，改善水驱效果，向地层中的高渗透层注入化学药剂，药剂凝固或膨胀后，降低油层的渗透率，迫使注入水增加对低含水部位的驱油作用的工艺措施。,一、调剖方法,(,一,),单液法,向油层注入一种液体，液体进入油层后，依靠自身发生反应，随后变成的物质可封堵高渗透层，降低渗透率，实现堵水。,常用堵剂,石灰乳,硅酸溶胶,铬冻胶,硫酸,水包稠油,（纵向）,（平面）,(,二,),双液法,向油层注入由隔离液隔开的两种可反应（或作用）的液体。当将这两种液体向油层内部推至一定距离后，隔离液将变薄至不起隔离作用，两种液体就可发生反应（或作用），产生封堵地层的物质，达到封堵高渗透层的目的。,常用堵剂,沉淀型堵剂,凝胶型堵剂,冻胶型堵剂,胶体分散体型堵剂,二、选井条件,(1),位于综合含水高、采出程度较低、剩余油饱和度较高的注水井；,(2),与井组内油井连通情况好的注水井；,(3),吸水和注水状况良好的注水井；,(4),固井质量好、无串槽和层间串漏现象的注水井。,三、措施效果检查,处理层吸水指数较调剖前下降,50%,以上；,吸水剖面发生明显合理变化，高吸水层降低吸水量，低吸水层增加吸水量,10%,以上；,压降曲线明显变缓。,第五节 油水井措施,一、水力压裂技术,二、油层酸化工艺技术,三、高能气体压裂技术,四、水力振荡解堵技术,五、电脉冲井底处理技术,六、超声波井底处理技术,七、人工地震处理油层技术,压裂的定义：,用压力将地层压开一条或几条水平的或垂直的裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减小油、气、水的流动阻力，沟通油、气、水的流动通道，从而达到增产增注的效果。,利用,100%,的液体二氧化碳和石英砂进行压裂，无水无任何添加剂，压后压裂液几乎完全排出地层，可避免地层伤害。其关键技术是混合砂子进入液体二氧化碳中的二氧化碳混合器。适用于对驱替液、冻胶或表面活性剂的伤害敏感的地层，适合的储层包括渗水层、低压层及有微粒运移的储层以及水敏性储层。,压裂的种类：,(,根据造缝介质不同,),水力压裂,高能气体压裂,干法压裂,利用特定的发射药或推进剂在油气井的目的层段高速燃烧，产生高温高压气体，压裂地层形成多条自井眼呈放射状的径向裂缝，清除油气层污染及堵塞物，有效地降低表皮系数，从而达到油气井增产的目的的一种工艺技术。,利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压；当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层,内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。,水力压裂的工艺过程：,憋压,造逢,裂缝延伸,充填支撑剂,裂缝闭合,一、水力压裂技术,(2),降低了井底附近地层中流体的渗流阻力：,裂缝内流体流动阻力小。,1,、水力压裂增产增注的原理,(1),改变流体的渗流状态：,使原来径向流动改变为油层与裂缝近似的单向流动和裂缝与井筒间的单向流动，消除了径向节流损失，降低了能量消耗。,进行水力压裂，需要整套的压裂设备。压裂设备主要包括,压裂车,(,或压裂泵机组,),、,混砂车,、,运砂车,、,供液罐,(,或储罐车,),、,管汇车,(,或高低压管汇,),、,仪表车,及,井口附件,等。作业时，混砂车自供液罐吸人液体，由运砂车输入砂子，混合搅拌后，送到压裂车压裂泵吸入口，压裂泵将混合液升压后，由井口注入井底，对油层进行压裂。此外，还配有平衡车、仪表车、消防车以及作业机等。平衡车是用来平衡上封隔器的压力。作业机用来进行必要的起升作业等。,在这些设备中，压裂车和混砂车是压裂施工中的关键设备。这些设备的性能和工作好坏是影响油井压裂效果的重要因素。,2,、水力压裂的主要设备,压裂泵车,混砂车,仪表车,管汇车,成套压裂设备的组成,在水力压裂施工中，压裂车是用于向井内注入高压、大排量压裂液，以压开油层的关键设备。它主要由运载汽车、动力机、传动系统和压裂泵,(,一般为往复式柱塞泵,),等四大部分组成。,对压裂车的基本要求是：压力高、排量大、有较大的变化范围：工作可靠，能保证连续稳定运转；有较强的耐腐蚀、耐磨性；越野性能好。,（,1,）压裂泵车,“,BENZ,”,41408X4,DDC12V4000,柴油机,ALLISON,传动箱,仪表及控制系统,液气控制系统,3ZB105-1491,泵,压裂泵车的组成部分,混砂车的主要作用是将液体和支撑剂按一定比例混合后，向压裂车输送，经压裂泵加压后挤入井底岩层。因此，混砂车是压裂车不可缺少的配套设备，其性能及工作可靠性等直接影响到压裂施工作业。,混砂车主要由供液系统、输砂系统及传动系统三部分组成。,（,2,）混砂车,混砂车的组成,“,BENZ,”,3331 6X4,DDC60,柴油机,管汇系统,液气控制系统,仪表及控制系统,螺旋输砂器,（,3,）仪表车,该车是整套机组的控制中心。它由控制系统、数据采集系统、显示分析系统和电源系统组成。,工业计算机，三个显示器,（显示,-,指挥、分析,),八个压裂泵车控制单元,八个数字量，四个模拟量通道,适合我国油田需要的压裂分析软件,标准底盘加改装的操作室,仪表车的组成,（,4,）管汇车,管汇车是配合压裂机组作业的一种辅助设备。整机分为底盘车、高压管汇（,8,进,1,出）、低压管汇（,1,进,8,出）、备用高压管汇、随车吊（,6,、,8,吨）五个部分。该车车台本身不配动力系统，随车液压吊的液压油泵的动力是通过取力机构从底盘车取力的。,（,5,）运砂车,运砂量：,20000kg(,或,12m3),砂斗采用液压缸升降，,可手动或自动。,目前压裂机组控制方式,运砂车,混砂车,液罐,液罐,仪 表 车,高压管汇,压裂车,压裂车,压裂车,井 口,3.,压裂液,压裂液任务：,破裂地层、造缝、降温作用,。一般用未交联的溶胶。,携带支撑剂、充填裂缝、造缝及冷却地层作用,。必须使用交联的压裂液,(,如冻胶等,),。,末尾顶替液：,替液入缝,，,提高携砂液效率和防止井筒沉砂,。,前置液,携砂液,顶替液,中间顶替液：,携砂液、防砂卡,；,压裂液的性能要求：,滤失少：,悬砂能力强：,摩阻低：,稳定性好：,配伍性好：,低残渣：,易返排：,货源广、便于配制、价钱便宜。,造长缝、宽缝,取决于它的粘度与造壁性,取决于粘度,摩阻愈小，用于造缝的有效功率愈大,热稳定性和抗机械剪切稳定性,不应引起粘土膨胀或产生沉淀而堵塞油层,以免降低油气层和填砂裂缝的渗透率,减少压裂液的损害,40%,泡沫质量,70%,泡沫质量,CO2,泡沫压裂液泡沫结构图,CO,2,泡沫压裂液压后返排,陕,28,井放喷点火景观,井段：,3175.23182.3,米，厚,7.1,米，,：,10.7%,；,K,：,1.09910,-3,um,2,4.,支撑剂,填砂裂缝的导流能力：,在油层条件下，填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，常用,FRCD,表示，导流能力也称为导流率。,支撑剂的性能要求：,(1),粒径均匀，密度小,(2),强度大，破碎率小,(3),园度和球度高,(4),杂质含量少,(5),来源广，价廉,支撑剂的类型：,按其力学性质分为两大类：,脆性支撑剂,如石英砂、玻璃球等,特点,是硬度大，变形小，在高闭合压力下易破碎,韧性支撑剂,如核桃壳、铝球等,特点,是变形大，承压面积大，在高闭合压力下不易破碎,目前矿场上常用的支撑剂有两种：一是,天然砂,；二是,人造支撑剂,（陶粒）。,(,一,),天然砂,主要矿物成分是粗晶石英,适用于浅层或中深层的压裂，成功率很高。,(,二,),人造支撑剂,(,陶粒,),矿物成份是氧化铝、硅酸盐和铁,钛氧化物,形状不规则，强度很高，适用于深井高闭合压力的油气层压裂。,陶粒的密度很高，特别在深井条件下由于高温和剪切作用，对压裂液性能的要求很高。,(,三,),树脂包层支撑剂,中等强度，密度小，便于携砂与铺砂。,二、油层酸化工艺技术,通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙,(,裂缝,),内堵塞物,等,的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。,酸 洗,基质酸化,压裂酸化,将少量酸液注入井筒内，,清,除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及结垢等，并疏通射孔孔眼。,在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。,在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。,预制保护膜,挤前置液,+,酸,挤替挤液,关井反应,排酸,1.,碳酸盐岩地层的盐酸处理技术,碳酸盐岩地层主要成分：方解石和白云石,目的：,解除孔隙、裂缝中的堵塞物质，或扩大沟通油气岩层原有的孔隙和裂缝，提高油气层的渗流性,2,HCl+CaCO,3,CaCl,2,+H,2,O+CO,2,4HCl+MgCa(CO,3,),2,CaCl,2,+MgCl,2,+2H,2,O+2CO,2,1m,3,体积,28%,浓度的盐酸溶液可以溶解,438,千克的碳酸钙，生成,486,千克氯化钙，,79,千克水，,193,千克二氧化碳，被溶解的碳酸钙相当于,0.162m,3,的体积,。,上图是不同温度下氯化钙的溶解度曲线，假设反应生成的氯化钙全部溶解于水，那么氯化钙的重量浓度为,35%,。,反应生成的二氧化碳在标准状况下体积为,98m,3,，假设地层压力,20,兆帕，温度,75,度，,1m,3,残酸液中只能溶解,5m,3,的二氧化碳，余下的在该状况下为,0.59m,3,以小气泡的形式存在于残酸液中。,生成物状态,：,氯化钙、氯化镁全部溶于残酸中。二氧化碳气体大部分呈游离状态的微小气泡，分散在残酸溶液中，有助于残酸溶液从油气层中排出。,酸处理后，地层的渗透性能否得到改善，不仅取决于所溶解的碳酸盐岩，还取决于生成物的状态。如果反应物都沉淀在孔隙或者裂缝中，或者即使不沉淀，生成物粘度很大，在现有技术条件下排不出来，那么，即使岩石被溶解掉了，对于地层渗透率的改善也没有任何效果。,酸液中的,H,+,传递到碳酸盐岩表面；,H,+,在岩面与碳酸盐进行反应；,反应生成物,Ca,2+,、,Mg,2+,和,CO,2,气泡离开岩面。,酸岩反应速度：,指单位时间内酸浓度降低值或单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量。,表面反应,影响酸岩复相反应速度的因素分析,1,、面容比,面容比越大，反应速度也越快,2,、酸液的流速,酸液流动速度增加，反应速度加快,3,、酸液的类型,强酸反应速度快，弱酸反应速度慢,4,、盐酸的质量分数,盐酸浓度增加，反应速度增加,24,25,盐酸浓度增加，反应速度反而降低,相同浓度条件下，初始浓度,越大,，余酸的反应速度,越慢,，因此浓酸的,反应时间长,，,有效作用范围越大,5,、温度,温度升高，,H,+,热运动加剧，传质速度加快，酸岩反应速度加快,图,7-4,温度对反应速度的影响,6,、压力,压力增加，反应速度减慢,图,7-5,压力对反应速度的影响,7,、其它因素,岩石的化学组分、物理化学性质、酸液粘度等,提高酸化效果的措施,：,降低面容比，提高酸液流速，使用稠化盐酸、高浓度盐酸和多组分酸，以及降低井底温度等。,2.,酸化压裂技术,酸化压裂：,用酸液作为压裂液，不加支撑剂的压裂。,作用原理,：,(1),靠水力作用形成裂缝；,(2),靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面，停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合，具有较高的导流能力，可达到提高地层渗透性的目的。,酸压与水力压裂相比：,相同点：,基本原理和目的相同。,不同点：,实现其导流性的方式不同。,酸压工艺流程,地面部分：,压裂车、混砂车、大罐、酸化压裂车、酸罐车,井下部分：,封隔器、喷砂器、工作筒,3.,砂岩油气层的土酸处理技术,砂岩,砂 粒,粒间胶结物,石英和长石,硅酸盐类,(,如粘土,),和碳酸盐类,物质,砂岩油气层的酸处理,通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，或孔隙中的泥质堵塞物，或其它酸溶性堵塞物以恢复、提高井底附近地层的渗透率。,（,1,）酸化原理：,1),氢氟酸与硅酸盐类以及碳酸盐类反应时，其生成物中有气态物质和可溶性物质，也会生成不溶于残酸液的沉淀。,2HF+CaCO,3,=CaF,2,+CO,2,+H,2,O,16HF+CaAl,2,Si,2,O,8,=CaF,2,+2AlF,3,+2SiF,4,+8H,2,O,酸液浓度高，,CaF,2,处于溶解状态；酸液浓度低，产生沉淀。,2),氢氟酸与石英的反应,6HF+SiO,2,=H,2,SiF,6,+2H,2,O,氟硅酸,(H,2,SiF,6,),在水中可解离为,H,+,和,SiF,6,2+,；后者与,Ca,2+,、,Na,+,、,K,+,、,NH,4,+,等离子相结合，生成的,CaSiF,6,、,(NH,4,),2,SiF,6,易溶于水，而,Na,2,SiF,6,及,K,2,SiF,6,均为不溶物质，会堵塞地层。,3),氢氟酸与砂岩中各种成分的反应速度各不相同。,氢氟酸与碳酸盐的反应速度最快，其次是硅酸盐,(,粘土,),，最慢是石英。,盐酸和碳酸盐的反应速度比氢氟酸与碳酸盐的反应速度还要快，因此土酸中的盐酸成分可先把碳酸盐类溶解掉，从而能充分发挥氢氟酸溶蚀粘土和石英成分的作用。,（,2,）土酸处理设计,10,15,的,HCl,及,3,8,的,HF,混合成的,土酸,当泥质含量较高时，氢氟酸浓度取上限，盐酸浓度取下限,当碳酸盐含量较高时，盐酸浓度取上限，氢氟酸浓度取下限,逆土酸：,氢氟酸浓度超过盐酸浓度,(,如,6,HF+3,HCl),。,土酸酸化设计步骤：,1,）确信处理井是由于油气层损害造成的低产或低注入量,2,）选择适宜的处理液配方,3,）确定注入压力或注入排量，以便在低于破裂压力下施工,4,）确定处理液量,前置液,(,预冲洗液）,酸化液,替置液,(,后冲洗液,),避免,地层水与,HF,接触；防止,HF,与碳酸盐反应,生成沉淀；,以提高,HF,的酸化效果。,根据损害半径来确定。,用经验方法确定,将正规处理酸液驱离井筒半径,12,15,倍以外。,根据公式计算。,4.,酸液及添加剂,(,1,)盐酸,高浓度盐酸处理的优点,酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围增大；,单位体积盐酸可产生较多的,CO,2,，利于废酸的排出；,单位体积盐酸可产生较多氯化钙、氯化镁，提高了废酸的粘度，控制了酸岩反应速度，并有利于悬浮、携带固体颗粒从地层中排出；,受到地层水稀释的影响较小。,主要缺点：,与石灰岩反应速度快，特别是高温深井，由于地层温度高，盐酸与地层作用太快，因而处理不到地层深部；,盐酸会使金属坑蚀成许多麻点斑痕，腐蚀严重；,含量较高的井，盐酸处理易引起钢材的氢脆断裂。,(2),甲酸和乙酸,优点,有机弱酸，反应速度比同浓度的盐酸要慢几倍到十几倍，适用于高温深井。,(3),多组分酸,多组分酸是一种或几种有机酸与盐酸的混合物，主要起缓速作用，可以得到较大的有效酸化处理范围。,(,4,)乳化酸,乳化酸即为油包酸型乳状液，其外相为原油。,要求：,在地面条件下稳定,(,不易破乳,),和在地层条件下不稳定,(,能破乳,),。,主要作用（或优点）,粘度较高，能形成较宽的裂缝，减少裂缝的面容比，有利于延缓酸岩的反应速度。,酸滴不会立即与岩石接触，油酸乳状液可把活性酸携带到油气层深部，扩大了酸处理的范围。,酸液并不与井下金属设备直接接触，可很好地解决防腐问题。,主要缺点,摩阻较大，施工注入排量受到限制,(5),稠化酸,在盐酸中加入增稠剂,(,或称胶凝剂,),，使酸液粘度增加。,主要作用,降低氢离子向岩石壁面的传递速度；,由于胶凝剂的网状分子结构，束缚了氢离子的活动，从而起到缓速的作用。,主要优点,能压成宽裂缝、滤失量小、摩阻低、悬浮固体微粒的性能好等特性。,(6),泡沫酸,用少量泡沫剂将气体,(,一般用氮气,),分散于酸液中所制成。,主要优点,由于滤失量低而相对增加了酸液的溶蚀能力；,排液能力大，减少了对油气层的损害；,粘度高，在排液中可携带出对导流能力有害的微粒。,(7),土酸,泥质含量高，碳酸盐岩含量少，油井泥浆堵塞较为严重而泥饼中碳酸盐含量又较低的油井。,适用范围,(8),缓蚀剂,主要作用,减缓局部的电池的腐蚀,作用机理,抑制阴极腐蚀；,抑制阳极腐蚀；,在金属表面形成一层保护膜。,(9),表面活性剂,主要作用,可以降低酸液的表面张力；,减少注酸和排出残酸时的毛细管阻力；,防止在地层中形成油水乳状物,便于残酸的排出。,(10),稳定剂,主要作用,防止氢氧化铁沉淀，避免发生地层堵塞现象,(11),增粘剂和减阻剂,主要作用,延缓酸,岩,反应速度，增大活性酸的有效作用范围,可使稠化酸的摩阻损失低于水的摩阻损失。,(12),暂时堵塞剂,主要作用,堵塞高渗透层段孔道，溶蚀低渗透层段。,三、高能气体压裂技术,利用特定的发射炸药在井底产生高压、高温气体，在井筒附近油层中产生和保持多条多方位的径向裂缝，从而达到增产增注目的的工艺措施。,增产机理：,（,1,）造缝机理,（,2,）热力作用,（,3,）物理化学反应,四、水力振荡解堵技术,将水力振荡器对准油层，依靠水泥车把液体输入井下通过振荡器产生高频脉冲式液流，直接喷射油层，主要用来清除近井地带的机械杂质、钻井泥浆及沥青质和盐的沉积等堵塞，形成不闭合裂缝，并通过洗井将杂质返排出地面，从而解除近井地带的污染,增产机理：,（,1,）振动作用于油层使油层流体及岩石发生振动，减少油岩的亲和力；油水界面形成乳状液；毛细管时大时小，减小了毛管力的影响；使岩石因时大时小的变化而产生疲劳裂缝,（,2,）振动波具有很强的穿透能力，使油层流体发生快速的往复振动，堵塞物如垢等从介质上脱离，从而疏通流道，提高油层渗透性,（,3,）在振动波场中原油分子结构在剧烈振荡作用下进行周期性的排列组合；空化作用使分子键断裂，从而降低原油的粘度,五、电脉冲井底处理技术,通过井下液体中电容电极的高压放电，在油层中造成定向传播的压力脉冲和强电磁场，产生空化作用，解除油层污染，对油层造成微裂缝从而达到增产增注目的的工艺措施。,增产机理：,（,1,）产生压力波和空化作用，解除油层孔道中的堵塞,（,2,）在油层中产生微裂缝和改造原有裂缝，改善油层流体渗流能力,（,3,）在脉冲作用下，压差交替变换大小和方向，减小了毛管力的影响，使油层流体由滞留区向排液活动区流动，提高原油的采收率,六、超声波井底处理技术,利用超声波的振动、空化作用等作用于油层，解除近井地带的污染和堵塞，以达到增产增注目的的工艺措施。,增产机理：,（,1,）声波传递方向与流体流动方向具有相反的特性，无论其强弱，都会促使原油向声源流动,（,2,）超声波处理可以使原油降粘、破乳、凝固点下降,（,3,）超声波的振动、空化作用可以解除近井地带的的堵塞和产生微小裂缝，恢复和提高油井渗透性,（,4,）超声波的振动作用使毛管半径不断发生变化，破坏了油层流体的受力平衡，有利于部分毛细管束缚的油被开采出来,（,5,）对注水井而言，超声波能够降低水的表面张力和毛管渗流阻力，同时具有杀菌和防垢的作用,七、人工地震处理油层技术,利用地面人工震源产生强大的波动场作用于油层进行振动处理，从而提高油层中油相渗透性及毛管渗流和重力渗流速度，促使石油中的原始溶解气及吸附在油层中的天然气进一步分离，以达到提高原油产量及采收率的目的。,增产机理：,（,1,）振动加速油层中流体的流动,（,2,）振动可降低原油粘度，降低界面张力，从而改善原油流动和降低水油流度比，有利于水驱油过程,（,3,）促进气体从原油或岩石孔隙表面上分离，产生气驱油作用,（,4,）振动使孔隙表面的某些沉淀污染物脱落分散被液流携走，起到疏通孔隙通道、解除油层污染的作用,