酸化工艺技术.ppt

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1、1碳酸盐岩地层酸化技术砂岩地层酸化技术评价选层与酸化室内评价技术酸化工艺技术新进展主要研究方向2碳酸盐岩储层酸化技术第一部分3控制酸化效果的因素有效作用距离裂缝导流能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4引 言F酸化溶解物 1、基质矿物 2、堵塞物(伤害物)F主要使用的酸液 1、盐酸 2、磷酸 3硝酸或硝酸+盐酸 F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,人工裂缝中 3、吲孔,非均匀刻蚀-导流能力5引 言u存在问题 1、反应速度快(作用半径小)2、沉淀物易产生(二次

2、伤害)3、液体置放u研究方向 1、酸液及添加剂 2、设备提高 3、优化设计(工艺和参数)6一、液体选择F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)F敏感性u岩石矿物敏感u裂缝系统-应力敏感u润湿性的改变7、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大比面8一、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9一、液体选择人工大裂缝缝大比面小 反应速 度小酸蚀裂缝基质井眼10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11三三 碳酸盐岩酸化工艺技术碳酸盐

3、岩酸化工艺技术1.1.酸化机理研究酸化机理研究 1.11.1石灰岩与盐酸反应机理研究石灰岩与盐酸反应机理研究 1.21.2白云岩与盐酸反应机理研究白云岩与盐酸反应机理研究u酸岩反应过程酸岩反应过程u系统反应动力学研究系统反应动力学研究u表面反应动力学研究表面反应动力学研究u影响酸岩反应速度因素研究影响酸岩反应速度因素研究u影响酸蚀形态及导流能力因素的研究影响酸蚀形态及导流能力因素的研究u酸液滤失机理研究酸液滤失机理研究 u酸化效果评价方法研究酸化效果评价方法研究 122.2.酸化工艺技术研究酸化工艺技术研究 2.1 基质酸化工艺技术(常规酸化)原理:利用酸液溶解地层岩石孔隙及裂缝中 堵塞物,扩

4、大油气渗流通道.技术关键:u蚓孔生长发育规律研究u最佳注酸速度研究u最佳注酸强度研究u关井时间及返排速度研究u孔隙型,裂缝型及复合型地层基质酸化工 艺技术研究.工作液：1520盐酸酸液添加剂工 艺：简单，连续注入酸液13蚓孔(酸蚀孔)(Wormhole)的分形形态142.2 普通酸压工艺技术2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.2关键技术:u酸液滤失机理u酸液有效作用距离研究u酸蚀裂缝导流能力研究u普通酸压优化设计方法152.3 前置液酸压工艺原理:先用高粘前置液压开储层或延伸储层原有裂缝，后注入酸液，改善储层的导流能力，使油气井增产。前置液作用 压裂造缝

5、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:u酸液滤失机理u酸液有效作用距离研究u酸蚀裂缝导流能力研究u前置液酸压优化设计方法u酸液和压裂液的选择:配伍,粘度比,破胶返排u指进现象的产生和模拟-界面过渡带处理16前置液酸压中的滤失情况17工作液：酸液1528盐酸酸液添加剂，用量可油地层情况优化得到，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1/3-1/2.工 艺：前置液-酸液(普通盐酸，降阻酸，胶凝酸，泡沫酸)182.4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均匀刻蚀裂缝,降低酸液滤失,

6、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关键技术:u酸液和压裂液的选择:配伍,粘度比,破胶返排u蚓孔生长发育规律的研究-滤失控制机理u指进现象的产生和模拟-界面过渡带处理u各级注入量的优化组合19酸液在压裂液中的指进、反指进现象wHHf前 置 液前置液uHHp20交替注入前置液酸压中的滤失情况212.5 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改变酸在酸压过程中随酸液注入降滤剂或改变酸液滤失性液滤失性,达到降低滤失达到降低滤失,提高酸液效率的作用提高酸液效率的作用.关键技术关键技术:u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

7、和加入量的确定u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u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222.5 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的很难达到深度酸化目的,使用延迟酸使用延迟酸,让其在地层某一温度下才逐渐释放让其在地层某一温度下才逐渐释放酸液酸液,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,从而达到深从而达到深度酸化目的度酸化目的,增大酸液有效作用距离增大酸液有效作用距

8、离.适用条件：深部酸化，可配合常规酸和胶适用条件：深部酸化，可配合常规酸和胶凝酸联合使用，用延迟酸解决深部酸化问题凝酸联合使用，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，用常规酸和胶凝酸解决浅部酸化，提高近井地带裂缝导流能力。井地带裂缝导流能力。23关键技术关键技术:u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u延迟酸液配方确定延迟酸液配方确定u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计u延迟酸化工艺与其他工艺技术的配合运用延迟酸化工艺与其他工艺技术的配合运用24 延迟酸延迟酸RARA体系（液体类）体系（液体类

9、）R-2 R-2 延迟主剂延迟主剂,由烯烃类化合物、氯气与催化剂反由烯烃类化合物、氯气与催化剂反应制得应制得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速度的目的应速度的目的.251030507090110130150温度()0.0015.00110.00115.00120.0

10、01粘度(mPa.s)延迟酸产生HCl浓度与温度关系曲线262.6 2.6 闭合酸压工艺技术闭合酸压工艺技术原理原理:酸压形成一定长度的酸蚀裂缝后酸压形成一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能力以提高近井带裂缝导流能力.关键技术关键技术u酸压过程中闭合时间的确定酸压过程中闭合时间的确定u闭合酸蚀裂缝长度的确定闭合酸蚀裂缝长度的确定u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u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27适用范围：适用范围：软地层软地层(如白垩如白垩

11、Chalk地层地层)难以形成非均匀刻蚀难以形成非均匀刻蚀被刻蚀的裂缝表面被酸软化，凸起部分不能被刻蚀的裂缝表面被酸软化，凸起部分不能支撑裂缝支撑裂缝地层岩石本身强度不够地层岩石本身强度不够 后果：酸蚀裂缝导流能力低后果：酸蚀裂缝导流能力低 282.7 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，现场施工后注酸保持与裂缝壁面的漏失平衡，现场施工要将压力控制在裂缝延伸压力下，闭合压力要将压力控制在裂缝延伸压力下，闭合压力。目的在于最佳近井带溶蚀量，提高导流能力；防止裂缝“顶天立地”关键技术

12、关键技术u酸压过程中滤失量的确定酸压过程中滤失量的确定u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u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l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292.8 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,闭合酸压及延迟闭合酸压及延迟酸的酸化工艺技术酸的酸化工艺技术.关键技术关键技术:u几种工艺的优化及协调几种工艺的优化及协调可提供可提供:相应的设计软件相应的设计软件30砂岩储层基质酸化技术刘 平 礼石油工程系采油研究所第二部分31引 言F酸化溶解

13、物 1、基质矿物 2、堵塞物(伤害物)F主要使用的酸液 1、HF+HCl 2、NH4F&HCl F反应特点 1、多矿物反应(石英长石粘土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)注:(1)用15%HCL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%醋酸预冲洗一、液体选择39一、液体选择

14、液体选择的其它标准储层条件伤害清除机理储层物性渗透率孔隙度地层流体油和气地层水地层温度地层压力溶解作用溶解悬浮溶解稳定40二二.砂岩酸化技术砂岩酸化技术 1.1.砂岩储层酸化机理研究砂岩储层酸化机理研究 砂岩与砂岩与HFHF反应动力学研究反应动力学研究 砂岩与砂岩与HFHF反应热力学研究反应热力学研究 影响砂岩与酸的反应速度因素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酸岩反应中的反应前沿及储层渗流条件 变化规律变化规律 412.2.砂岩储层酸化工艺砂岩储层酸化工艺 2.12.1常规酸化工艺常规酸化工艺-原理原理:利用酸

15、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,提高油气产提高油气产能能-关键技术关键技术:t 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t 酸化工艺参数优选酸化工艺参数优选t 施工质量保证施工质量保证-可提供可提供: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42常规酸化工艺常用工序常规酸化工艺常用工序：1.1.洗井，洗井，用用1 12m2m3 3HClHCl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：目的：清除管壁脏物及铁锈清除管壁脏物及铁锈2.2.注

16、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CaFCaF2 2 顶走地层水，防止顶走地层水，防止NaNa2 2SiFSiF6 6、K K2 2SiFSiF6 6 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(8-15%)HCl+(3-6%)HF-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：目的：沟通并扩大孔道，提高地层渗透性沟通并扩大孔道，提高地层渗透性4.4.注后置液：注后置液：油井柴油等或油井柴油等或15HCl,15HCl,气井用酸或气气井用酸或气(N(N2 2,天然气天然气)目的：目的：恢复地层固相及沉淀性酸反应物的亲水性，恢复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NHNH4 4ClCl溶液溶液432.22.2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