酸化工艺技术优秀PPT.ppt

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1、碳酸盐岩储层酸化技术第一部分1限制酸化效果的因素有效作用距离裂缝导流实力酸岩反应速度酸液滤失降滤剂粘 度酸浓度酸类型岩石类型酸液流速温 度面容比同离子效应酸液用量酸液流速岩石类型酸类型酸浓度闭合应力2引 言F酸化溶解物 1、基质矿物 2、堵塞物(损害物)F主要运用的酸液 F1、盐酸 2、磷酸 3硝酸或硝酸+盐酸 F反应特点 F 1、碳酸盐矿物反应F 碳酸钙,碳酸镁,少量粘土 2、多孔介质,微裂缝,人工裂缝中F 3、吲孔,非匀整刻蚀-导流实力3引 言u存在问题 u 1、反应速度快(作用半径小)u 2、沉淀物易产生(二次损害)u 3、液体置放u探讨方向 u 1、酸液及添加剂 u 2、设备提高u 3

2、、优化设计(工艺和参数)4一、液体选择F选择处理液的标准 1、岩石矿物学 2、地层损害 3、岩石力学 4、油井条件(T,P)F敏感性F岩石矿物敏感F裂缝系统-应力敏感F润湿性的变更5一、液体选择反应性化学组成表面积 碳酸盐基质结构图基质伤害带井眼井眼大比面6一、液体选择碳酸盐裂缝基质系统微裂缝基 质缝窄孔小比面大反应速度快基质微缝7一、液体选择人工大裂缝缝大比面小 反应速 度小酸蚀裂缝酸蚀裂缝基质井眼8碳酸盐岩储层酸化时酸液应用指南一、液体选择 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9三三 碳酸盐岩酸化工艺技术碳酸盐岩酸化工艺技术1.1.酸化机理探讨酸化机理探讨

3、 1.1 1.1石灰岩与盐酸反应机理探讨石灰岩与盐酸反应机理探讨 1.2 1.2白云岩与盐酸反应机理探讨白云岩与盐酸反应机理探讨酸岩反应过程酸岩反应过程系统反应动力学探讨系统反应动力学探讨表面反应动力学探讨表面反应动力学探讨影响酸岩反应速度因素探讨影响酸岩反应速度因素探讨影响酸蚀形态及导流实力因素的探讨影响酸蚀形态及导流实力因素的探讨酸液滤失机理探讨酸液滤失机理探讨 酸化效果评价方法探讨酸化效果评价方法探讨 102.2.酸化工艺技术探讨酸化工艺技术探讨 2.1 2.1 基质酸化工艺技术基质酸化工艺技术(常规酸化常规酸化)原理原理:利用酸液溶解地层岩石孔隙及裂缝中利用酸液溶解地层岩石孔隙及裂缝中

4、 堵塞物堵塞物,扩大油气渗流通道扩大油气渗流通道.技术关键技术关键:蚓孔生长发育规律探讨蚓孔生长发育规律探讨最佳注酸速度探讨最佳注酸速度探讨最佳注酸强度探讨最佳注酸强度探讨关井时间及返排速度探讨关井时间及返排速度探讨孔隙型孔隙型,裂缝型及复合型地层基质酸化工裂缝型及复合型地层基质酸化工 艺技术探讨艺技术探讨.工作液：工作液：15152020盐酸酸液添加剂盐酸酸液添加剂工工 艺：简洁，连续注入酸液艺：简洁，连续注入酸液11蚓孔(酸蚀孔)(Wormhole)的分形形态122.2 一般酸压工艺技术原理: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

5、作用距离探讨酸蚀裂缝导流实力探讨一般酸压优化设计方法132.3 前置液酸压工艺原理:先用高粘前置液压开储层或延长储层原有裂缝，后注入酸液，改善储层的导流实力，使油气井增产。前置液作用 压裂造缝降温降滤 降低反应速度，提高酸液效率，延长酸液有效作用距离技术关键:酸液滤失机理酸液有效作用距离探讨酸蚀裂缝导流实力探讨前置液酸压优化设计方法酸液和压裂液的选择:配伍,粘度比,破胶返排指进现象的产生和模拟-界面过渡带处理14前置液酸压中的滤失状况15工作液：酸液1528盐酸酸液添加剂，用量可油地层状况优化得到，一般为刻蚀裂缝体积的23倍。前置液羟丙基瓜胶，改性田箐，魔芋胶等。用量为整个注入量的1/3-1/

6、2.工 艺：前置液-酸液(一般盐酸，降阻酸，胶凝酸，泡沫酸)162.4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匀整刻蚀裂缝,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实力关键技术: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探讨-滤失限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17酸液在压裂液中的指进、反指进现象18交替注入前置液酸压中的滤失状况192.5 2.5 降滤酸压工艺技术降滤酸压工艺技术原理原理:在酸压过程中随酸液注入降滤剂或变更酸在酸压过程中随酸液注入降滤剂或变更酸液滤失性液滤失性,达

7、到降低滤失达到降低滤失,提高酸液效率的作提高酸液效率的作用用.关键技术关键技术:降滤剂的选择及加入方法和加入量的确定降滤剂的选择及加入方法和加入量的确定泡沫降滤时泡沫降滤时,起泡剂和泡沫稳定剂的选择起泡剂和泡沫稳定剂的选择乳化降滤时乳化降滤时,乳化剂和破乳剂的选择乳化剂和破乳剂的选择202.5 2.5 延迟酸压工艺技术延迟酸压工艺技术原理原理:针对高温针对高温(120(120度以上度以上)深井储层或微裂缝深井储层或微裂缝酸化酸岩反应速度特快酸化酸岩反应速度特快,很难达到深度酸化目很难达到深度酸化目的的,运用延迟酸运用延迟酸,让其在地层某一温度下才渐让其在地层某一温度下才渐渐释放酸液渐释放酸液,

8、实现在地层深部产生溶解反应实现在地层深部产生溶解反应,从而达到深度酸化目的从而达到深度酸化目的,增大酸液有效作用距增大酸液有效作用距离离.适用条件：深部酸化，可协作常规酸和胶凝适用条件：深部酸化，可协作常规酸和胶凝酸联合运用，用延迟酸解决深部酸化问题，酸联合运用，用延迟酸解决深部酸化问题，用常规酸和胶凝酸解决浅部酸化，提高近井用常规酸和胶凝酸解决浅部酸化，提高近井地带裂缝导流实力。地带裂缝导流实力。21关键技术关键技术:据不同地层要求确定延迟剂类型及起始酸释据不同地层要求确定延迟剂类型及起始酸释 放温度放温度延迟酸液配方确定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技术参数优化设

9、计延迟酸化工艺与其他工艺技术的协作运用延迟酸化工艺与其他工艺技术的协作运用22 延迟酸延迟酸RARA体系（液体类）体系（液体类）R-2 R-2 延迟主剂延迟主剂,由烯烃类化合物、氯气与催化剂反应由烯烃类化合物、氯气与催化剂反应制得制得R-3 R-3 延迟剂副剂延迟剂副剂，由芳烃类化合物氧化后制得，由芳烃类化合物氧化后制得R-4 R-4 助溶剂助溶剂，由无机类物质及表面活性剂复配，由无机类物质及表面活性剂复配三种物质加水配制成延迟酸，在地层温度下，可缓慢三种物质加水配制成延迟酸，在地层温度下，可缓慢释放出酸液（无需加入释放出酸液（无需加入HClHCl），从而达到延迟酸岩反），从而达到延迟酸岩反应

10、速度的目的应速度的目的.23延迟酸产生HCl浓度与温度关系曲线242.6 2.6 闭合酸压工艺技术闭合酸压工艺技术原理原理:酸压形成确定长度的酸蚀裂缝后酸压形成确定长度的酸蚀裂缝后,降低降低 注入压力注入压力,使井底裂缝压力低于闭合压使井底裂缝压力低于闭合压 力下注酸力下注酸,以提高近井带裂缝导流实力以提高近井带裂缝导流实力.关键技术关键技术酸压过程中闭合时间的确定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蚀裂缝长度的确定闭合酸化时泵压及排量关系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闭合段酸液类型及酸液配方确定25适用范围：软地层适用范围：软地层(如白垩如白垩C

11、halk地层地层)难以形成非匀整刻蚀难以形成非匀整刻蚀被刻蚀的裂缝表面被酸软化，凸起部分不能支撑裂被刻蚀的裂缝表面被酸软化，凸起部分不能支撑裂缝缝地层岩石本身强度不够地层岩石本身强度不够 后果：酸蚀裂缝导流实力低后果：酸蚀裂缝导流实力低 262.7 2.7 平衡酸压工艺技术平衡酸压工艺技术原理原理:先对处理层压裂达到所需的几何尺寸，然后注先对处理层压裂达到所需的几何尺寸，然后注酸保持与裂缝壁面的漏失平衡，现场施工要将压酸保持与裂缝壁面的漏失平衡，现场施工要将压力限制在裂缝延长压力下，闭合压力。目的在于力限制在裂缝延长压力下，闭合压力。目的在于最佳近井带溶蚀量，提高导流实力；防止裂缝最佳近井带溶

12、蚀量，提高导流实力；防止裂缝“顶天立地顶天立地”关键技术关键技术酸压过程中滤失量的确定酸压过程中滤失量的确定平衡酸压时泵压及排量关系确定平衡酸压时泵压及排量关系确定平衡时酸液类型及酸液配方确定平衡时酸液类型及酸液配方确定适用范围适用范围致密储层；有气顶、底水地层及低温白云岩致密储层；有气顶、底水地层及低温白云岩272.8 2.8 酸压综合技术酸压综合技术原理原理:结合酸压结合酸压,交替注入交替注入,闭合酸压及延迟酸闭合酸压及延迟酸的酸化工艺技术的酸化工艺技术.关键技术关键技术:几种工艺的优化及协调几种工艺的优化及协调可供应可供应:相应的设计软件相应的设计软件28砂岩储层基质酸化技术刘 平 礼石

13、油工程系采油探讨所其次部分29引 言F酸化溶解物 F 1、基质矿物 2、堵塞物(损害物)F主要运用的酸液 1、HF+HCl 2、NH4F&HCl F反应特点 F 1、多矿物反应(石英长石粘土20%20%仅用仅用 HClHCl高渗透高渗透(100md(100md以上以上)高石英高石英(80%),(80%),低粘土低粘土(5%)12%HCl+3%HF (1)(20%)13.5%HCl+1.5%HF (1)(20%)13.5%HCl+1.5%HF (1)高粘土高粘土(20%)6.5%HCl+1%HF (2)(20%)6.5%HCl+1%HF (2)高铁绿泥石粘土高铁绿泥石粘土 3%HCl+0.5%H

14、F 3%HCl+0.5%HF 低渗透低渗透(10md(10md或更低或更低)低粘土低粘土 6%HCl+1.5%HF (3)6%HCl+1.5%HF (3)高绿泥石高绿泥石 3%HCl+0.5%HF (4)3%HCl+0.5%HF (4)注注:(1)(1)用用15%HCL15%HCL预冲洗预冲洗(2)(2)用螯合的用螯合的15%HCL15%HCL 预冲洗预冲洗(3)(3)用用7.5%HCL7.5%HCL或或 10%10%醋酸预冲洗醋酸预冲洗(4)5%(4)5%醋酸预冲洗醋酸预冲洗一、液体选择37一、液体选择液体选择的其它标准液体选择的其它标准储层条件储层条件损害清除机理损害清除机理储层物性储层物

15、性渗渗透透率率孔孔隙隙度度地层流体地层流体油油和和气气地地层层水水地地层层温温度度地地层层压压力力溶溶解解作作用用溶溶解解悬悬浮浮溶溶解解稳稳定定38二二.砂岩酸化技术砂岩酸化技术 1.1.砂岩储层酸化机理探讨砂岩储层酸化机理探讨 砂岩与砂岩与HFHF反应动力学探讨反应动力学探讨 砂岩与砂岩与HFHF反应热力学探讨反应热力学探讨 影响砂岩与酸的反应速度因影响砂岩与酸的反应速度因素素 酸液在多孔介质中的反应规酸液在多孔介质中的反应规律律 酸岩反应中的反应前沿及储酸岩反应中的反应前沿及储层渗流条件层渗流条件 变更规律变更规律 392.2.砂岩储层酸化工艺砂岩储层酸化工艺 2.1 2.1常规酸化工艺

16、常规酸化工艺-原理原理:利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和 堵塞物堵塞物,改善储层渗流条件改善储层渗流条件,提高油气产能提高油气产能-关键技术关键技术:针对储层物性及矿物特性选择酸液体系针对储层物性及矿物特性选择酸液体系 酸化工艺参数优选酸化工艺参数优选 施工质量保证施工质量保证-可供应可供应:相应的酸液配方相应的酸液配方,已编制出设计计算软件已编制出设计计算软件40常规酸化工艺常用工序：常规酸化工艺常用工序：1.1.洗井，用洗井，用1 12m3HCl2m3HCl正替入油管后用清水正洗井一周正替入油管后用清水正洗井一周 目的：清除管壁脏物及铁锈目的：清除管

17、壁脏物及铁锈2.2.注前置液：注前置液：8 81515盐酸作预处理盐酸作预处理 目的：目的：溶解碳酸盐岩类矿物，防止溶解碳酸盐岩类矿物，防止CaF2CaF2 顶走地层水，防止顶走地层水，防止Na2SiF6Na2SiF6、K2SiF6K2SiF6 清洗近井带油垢清洗近井带油垢 保持较低的保持较低的pHpH值值3.3.土酸液：土酸液：(8-15%)HCl+(3-6%)HF(8-15%)HCl+(3-6%)HF 作用：作用：HCLHCL溶解碳酸盐类胶结物，并保持溶解碳酸盐类胶结物，并保持pHpH值，值，HFHF溶溶解石英长石及粘土矿物解石英长石及粘土矿物 目的：沟通并扩大孔道，提高地层渗透性目的：沟

18、通并扩大孔道，提高地层渗透性4.4.注后置液：油井柴油等或注后置液：油井柴油等或15HCl,15HCl,气井用酸或气气井用酸或气(N2,(N2,自然气自然气)目的：复原地层固相及沉淀性酸反应物的亲水性，目的：复原地层固相及沉淀性酸反应物的亲水性，防止乳化生成防止乳化生成 5.5.注顶替液注顶替液:活性水或活性水或NH4ClNH4Cl溶液溶液412.22.2暂堵酸化工艺暂堵酸化工艺原理原理:在酸液中加入暂堵剂在酸液中加入暂堵剂,注酸时短暂堵塞高渗层注酸时短暂堵塞高渗层,酸化低渗层酸化低渗层,实现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的实现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的匀整布酸匀整布酸,匀整解堵改善纵向

19、出油剖面或吸水剖面匀整解堵改善纵向出油剖面或吸水剖面.42-关键技术关键技术 据井层条件选择酸液体系据井层条件选择酸液体系 据井层条件选择暂堵剂类型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据储层物性及孔喉大小选择暂堵剂粒径分布剂粒径分布 暂堵剂注入工艺。暂堵剂注入工艺。暂堵酸化工艺参数的优化。暂堵酸化工艺参数的优化。-可供应可供应 用于油井酸化的暂堵剂用于油井酸化的暂堵剂DZ1DZ1 用于水井酸化的暂堵剂用于水井酸化的暂堵剂DZ2DZ2 用于气井酸化的暂堵剂用于气井酸化的暂堵剂DZ3DZ3。暂堵酸化优化设计软件。暂堵酸化优化设计软件。432.3 2.3 深部酸化技术深部酸化技术原

20、理原理:由于酸在砂岩多孔介质中的反应由于酸在砂岩多孔介质中的反应速度太快速度太快,酸化解堵半径小酸化解堵半径小,接受在接受在地下生成盐酸和地下生成盐酸和HFHF技术，实现深部酸技术，实现深部酸化目的。化目的。这些技术包括：这些技术包括：氟硼酸酸化工艺技术；氟硼酸酸化工艺技术；地下自生土酸技术地下自生土酸技术;缓冲调整土酸技术缓冲调整土酸技术;“5H+“5H+酸酸”酸化技术等。酸化技术等。44-技术关键技术关键 酸液体系及针对具体储层的酸液配方选择。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）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。据解堵要求的深部酸化工艺

21、参数优化设计。-可供应可供应 深部酸化的深部酸化的DPHFDPHF和和DPHDPH技术技术“5H+“5H+酸酸”酸化工艺技术酸化工艺技术 氟硼酸酸化、地下自生土酸、缓冲调整土酸氟硼酸酸化、地下自生土酸、缓冲调整土酸 DPHF DPHF、“5H+“5H+酸酸”等酸化设计软件。等酸化设计软件。452.4 2.4 新型解堵酸化技术新型解堵酸化技术 -原理原理:钻井、完井、修井作业过程中可能引入很钻井、完井、修井作业过程中可能引入很多堵塞物（无机和有机物）多堵塞物（无机和有机物）,有些堵塞物是用有些堵塞物是用HFHF和和HCLHCL所不能溶解的，因而酸化不能有效解所不能溶解的，因而酸化不能有效解堵堵.

22、研制的新型解堵酸液可以溶解目前大多数研制的新型解堵酸液可以溶解目前大多数HFHF和和HCLHCL所不能溶解的堵塞物所不能溶解的堵塞物,从而可以有效地从而可以有效地进行酸化解堵，提高酸化效果。进行酸化解堵，提高酸化效果。46-关键技术关键技术 新型酸液溶解各种堵塞物的效率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新型酸液的酸化实施工艺酸化工艺参数的优化酸化工艺参数的优化-已研制出已研制出新型解堵酸液体系及配套的实施工艺新型解堵酸液体系及配套的实施工艺例：SAR酸化解堵剂472.5 2.5 堵水酸化联作技术技术堵水酸化联作技术技术-原理原理:油井生产中后期，有些产层含油井生产中后期，有些

23、产层含水高达水高达9898100100，已不具备开采价值，已不具备开采价值但相当一部分产层还有很大生产潜力，但相当一部分产层还有很大生产潜力，问题在于把水层堵住，释放油层。本项问题在于把水层堵住，释放油层。本项技术接受耐酸堵剂堵塞水层，然后酸化技术接受耐酸堵剂堵塞水层，然后酸化释放油层，酸化时在酸液中加入暂堵剂释放油层，酸化时在酸液中加入暂堵剂,注酸时短暂堵塞高渗层注酸时短暂堵塞高渗层,酸化低渗层酸化低渗层,实实现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的匀整布酸匀整布酸,匀整解堵改善纵向出油剖面，匀整解堵改善纵向出油剖面，提高油井产能。提高油井产能。48-关键技术关键技术 据井层条件选择耐酸堵剂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液体系 据井层条件选择酸化暂堵剂类型、粒径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。堵水及暂堵剂注入工艺。堵水、暂堵酸化工艺参数的优化。堵水、暂堵酸化工艺参数的优化。-可供应可供应 耐酸堵水剂耐酸堵水剂NSNS1 1 酸化用暂堵剂酸化用暂堵剂DZDZ1 1、DZDZ2 2、DZ3DZ3。堵水暂堵酸化优化设计软件。堵水暂堵酸化优化设计软件。49This is the end of my LectureThank You!50