前置酸体系研究—工作进度汇报课件

,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,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,*,前置酸压裂酸液体系优化,鄂尔多斯盆地大型岩性地层油气藏勘探开发示范工程,承担单位：中国石油长庆油田公司,联合单位：西南石油大学,阶段工作进展及下步工作安排,2010年03月,前置酸压裂酸液体系优化鄂尔多斯盆地大型岩性地层油气藏勘探,1,汇报提纲,1、主要技术路线,2、研究思路,3、研究目标与技术指标,4、完成的实物工作量,5、取得的阶段成果,6、下一步工作安排,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,汇报提纲1、主要技术路线 中国石油长庆油田公司,1、主要技术路线,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,1、主要技术路线中国石油长庆油田公司,2、研究思路,通过对储层的分析，为确定前置酸酸液类型、配方提供依据；,通过以往增产措施的调研，分析目前苏里格气田砂岩储层增产改造措施存在的问题；,通过储层敏感性和伤害因素分析，为增产措施工艺选择、配方研究等提供基础；,通过实验研究、理论分析及效果评价，研究适用于苏里格气田砂岩储层前置酸压裂的工作液配方体系（前置酸、压裂液、隔离液）；,通过模拟计算，确定前置酸压裂工艺关键技术参数；,最终研制出一套既适合于苏里格气田储层特点，又满足前置酸压裂工艺的前置酸液体系及前置酸压裂配套工艺技术。,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,2、研究思路通过对储层的分析，为确定前置酸酸液类型、配方提供,3、总体目标与技术指标,研究前置酸压裂改造的可行性；,研制出几套适合储层特点和前置酸压裂工艺的酸液体系；,形成一套前置酸压裂配套工艺技术；,通过现场实施，验证酸液体系及工艺技术的适应性。,总体目标,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,3、总体目标与技术指标研究前置酸压裂改造的可行性；总体目,3、总体目标与技术指标,研制出的前置酸体系高效、针对性强，满足储层特点及工艺技术要求；,提出的前置酸压裂技术参数合理、易于实施；,成果规模化应用后单井工艺成功率 90%，措施有效率 75%，单井平均增产幅度30%；,研究成果在国内核心期刊发表论文2-3篇，SCI或EI检索论文1-2篇。,技术指标,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,3、总体目标与技术指标研制出的前置酸体系高效、针对性强，满足,4、完成的实物工作量,序号,完成的主要工作,工作量,项目,描述,1,压裂液对支撑裂缝伤害评价试验,石英砂支撑裂缝,3套,2,人造陶粒支撑裂缝,2套,3,新型多氢酸体系研究,多氢酸酸度特性研究,2套,4,静态腐蚀对比试验,6套,5,矿物溶蚀性研究,2套,6,抑制二次沉淀试验研究,7套,7,新型TiF,6,2-,缓速酸研究,单矿物溶蚀对比试验,3种,8,抑制沉淀试验,4套,9,岩芯流动试验,2套,10,前置酸改善水力压裂机理研究,前置酸减少粘土伤害的机理试验,6套,11,酸液对压裂液滤饼溶解试验,6套,12,酸液促进压裂液破胶,6套,13,酸液对支撑裂缝的清洗实验,5套,14,前置酸液对支撑剂性能影响试验,前置酸液对石英砂性能影响试验,5套,15,前置酸液对陶粒性能影响试验,5套,16,酸岩反应前后微观分析,X衍射定量分析,4套,17,酸化前后SEM分析,16套,18,反应产物能谱分析,2套,19,前置酸预处理降低破裂压力实验分析,相同注酸量、不同酸液浓度的影响,4套,20,相同酸浓度、不同注液量的影响,4套,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,4、完成的实物工作量序号完成的主要工作工作量项目描述1压裂液,5、取得的阶段成果,前置酸酸液类型的优选,储层及工艺对前置酸体系的要求,1、酸岩反应速度慢，酸液有效作用时间长；,2、长时间作用下二次伤害小；,3、能有效解除各种堵塞；,4、加强对基质的溶蚀；,5、与压裂液具有较好的配伍性；,6、对支撑剂的溶蚀率低。,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,5、取得的阶段成果前置酸酸液类型的优选储层及工艺对前置酸体系,砂岩酸化常用酸液：,土酸（Mud Acid）,缓速酸(Retarded Acid),氟硼酸,氟铝酸(如Halliburton 公司的RHF等),有机土酸,磷酸土酸,SHF,BRMA,SGMA,存在的几个问题：,高温下反应速度太快,二次沉淀问题,结晶石英溶解量少,工艺复杂,新型高效酸液体系,5、取得的阶段成果,前置酸酸液类型的优选,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,砂岩酸化常用酸液：存在的几个问题：新型高效酸液体系5、取得的,多氢酸具有很好的缓速性,，特别是在反应初期，其反应速度约是其他酸液的30%左右；,多氢酸,具有极强的吸附能力,，尽管反应速度比土酸慢，但随时间的增加，石英的溶解度将增加，对石英的溶解度比土酸的要高出50%左右；,多氢酸具有,较好的防垢性能,，能较好的延缓/抑制近井地带沉淀物的生成，其对硅酸盐沉淀的控制能力明显优于常规土酸、缓速土酸等；,多氢酸能,保持或恢复地层的水湿性,，与土酸相比，该酸液体系对石英润湿性更强。,5、取得的阶段成果,新型多氢酸体系研究,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,多氢酸具有很好的缓速性，特别是在反应初期，其反应速度约是其他,多氢酸酸度特性研究,SA601与盐酸相比具有,很好的缓冲性，,浓度越大缓冲效果越好,；,多氢酸,初始PH较低,，可有效降低酸液对设备及管道的腐蚀，同时有助于减少二次沉淀的产生。,5、取得的阶段成果,新型多氢酸体系研究,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,多氢酸酸度特性研究SA601与盐酸相比具有很好的缓冲性，浓度,静态腐蚀对比试验,SA601的腐蚀速率比盐酸低50,试验,编号,酸液,体系,试验温度,酸蚀速率,g/(m,2,h),1,土酸,60,506.072,2,多氢酸,111.886,3,土酸,90,2097.751,4,多氢酸,537.232,初始状态,60,90,多氢酸,土酸,多氢酸,土酸,多氢酸体系腐蚀速率远低于土酸,实验编号,酸液,（300ml）,钢片面积,（mm,2,）,反应时间,（h）,钢片初始重量,（g）,反应后重量,（g）,失重,（g）,腐蚀速率,（g/(m,2,h)）,1,5HCl,1360,4,10.49,8.83,1.66,305.15,2,2HCl+4SA601,1360,4,11.06,9.43,1.63,200.37,5、取得的阶段成果,新型多氢酸体系研究,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,静态腐蚀对比试验SA601的腐蚀速率比盐酸低50 试验酸液,多氢酸体系与石英的溶蚀试验,多氢酸体系与粘土溶蚀反应,多氢酸对石英的溶蚀率高于土酸和氟硼酸，,对粘土的溶蚀率远低于土酸,矿物溶蚀性研究,5、取得的阶段成果,新型多氢酸体系研究,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,多氢酸体系与石英的溶蚀试验多氢酸体系与粘土溶蚀反应,抑制二次沉淀,对氟化物沉淀,的抑制作用,初始状态,第一次,加碳酸钠,第二次,加碳酸钠,PH值,沉淀,PH值,沉淀,PH值,沉淀,12%HCL+3%HF,1.1,无,1.4,浑浊,2.1,有,9%HCL+3%HF+3%SA602,1.9,无,2.2,无,3.5,有,3%HF+3%SA602+9%SA601,2.6,无,4.4,无,7.6,无,硅酸盐沉淀,的抑制作用,加入不同体积的硅酸钠溶液后沉淀情况,1ml,2ml,3ml,12%HCL+3%HF,无,无,有,12%HCL+3%HF+1.2%SA602,无,无,微浑浊,RHF酸,少量,有,有,RSM酸(BJ),有,有,有,5、取得的阶段成果,新型多氢酸体系研究,对金属离子的络合作用较好的抑制氟化物和硅酸盐沉淀的形成,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,抑制二次沉淀对氟化物沉淀初始状态第一次第二次PH值沉淀PH值,新型TiF,6,2-,缓速酸研究,土酸对矿物的溶蚀实验结果,6%FTC酸对矿物的溶蚀实验结果,与土酸相比，FTC酸 对粘土的溶解速率更慢,单矿物溶蚀试验,5、取得的阶段成果,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,新型TiF62-缓速酸研究土酸对矿物的溶蚀实验结果 6%FT,新型TiF,6,2-,缓速酸研究,FTC较常规HF溶液而言，具有较好的减少和抑制氟化钙、氟化铝沉淀的能力,。,抑制沉淀试验,5、取得的阶段成果,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,新型TiF62-缓速酸研究 FTC较常规HF溶液而言，,5、取得的阶段成果,新型TiF,6,2-,缓速酸研究,岩心流动试验,X64-36-15岩心,D64-66-3岩心,采用FTC酸化后最终渗透率均恢复到了较高水平。,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,5、取得的阶段成果新型TiF62-缓速酸研究岩心流动试验X6,5、取得的阶段成果,压裂液伤害评价,压裂液破胶以后，残渣残留在储层中堵塞,孔喉,和,裂缝,。,着重研究压裂液对支撑裂缝的伤害,。,模拟支撑裂缝：石英砂和陶粒制成人造岩心(,石英砂28MPa下压实和陶粒 35MPa下压实,)。,序号,样品,注压裂液前基液,(k/ko),压裂液破胶后基液,(k/ko),伤害率,(%),1,石英砂1#,1,0.54,46,2,石英砂2#,1,0.55,45,3,石英砂3#,1,0.60,40,4,陶粒1#,1,0.53,47,5,陶粒2#,1,0.40,60,压裂液对填砂裂缝的伤害都在40%以上，最大达到60%。,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,5、取得的阶段成果压裂液伤害评价 压裂液破胶以后，残渣残,5、取得的阶段成果,前置酸对改善水力压裂效果机理研究,1)前置酸减少粘土伤害的机理试验,酸液,类型,配 方 酸 液,24小时膨胀率(%),终膨胀率降低值(%),淡水,/,97.85,盐酸,9%HCl+添加剂,59.23,39.5,有机酸,3%HCl+6%HAC+添加剂,60.37,38.3,氟硼酸,9%HCl+8%HBF,4,+添加剂,55.34,43.4,土酸,9%HCI+1%HF+,添加剂,59.30,39.4,多氢酸,3%SA601+2%SA701+4%HCl+,添加剂,59.21,39.5,淡水,处理后的钠粘土膨胀率,最大达97.85%,，酸液处理后的远低于该值；终膨胀率,降低值均在40%左右；,前置酸,对粘土的,稳定、溶解,的综合作用可从根本上减少粘土伤害。,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,5、取得的阶段成果前置酸对改善水力压裂效果机理研究1)前置酸,5、取得的阶段成果,前置酸对改善水力压裂效果机理研究,2)酸液对压裂液滤饼溶解试验,酸液对滤饼的,溶解率较高,，可见酸液可以有效解除压裂液滤饼伤害。,酸液,溶解时间(h),溶解程度(%),HBF,4,2,80,盐酸,4,90,土酸,2,83,多氢酸,2,75,有机酸,4,43,FTC,2,71,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,5、取得的阶段成果前置酸对改善水力压裂效果机理研究2)酸液,5、取得的阶段成果,压裂液冻胶加入酸液以后，破胶时间都有大幅度的缩短；温度越高，压裂液破胶的时间越短。,3）酸液促进压裂液破胶,前置酸对改善水力压裂效果机理研究,中国石油长庆油田公司 西南石油大学石油工程学院,5、取得的阶段成果压裂液冻胶加入酸液以后，破胶时间都有大幅度,5、取得的阶段成果,前置酸对改善水力压裂效果机理研究,4）酸液对支撑裂缝的清洗实验,酸液,样品,k/ko,渗透率,提高率,(%),注压裂液,前基液,注压裂液破,胶后基液,注酸液,注基液,有机酸鲜酸,石英砂1#,1,0.54,0.63,0.72,33,陶粒1#,1,0.53,0.67,0.73,38,陶粒2#,1,0.40,0.63,0.68,70,有机酸残酸,石英砂3#,1,0.6,0.73,0.75,25,盐酸鲜酸,石英砂3#,1,0.55,0.86,0.88,60,酸液清洗后支