《油水井增产技术》PPT课件.ppt

油水井增产技术,储层增产技术概述 酸化技术 压裂技术,均质无限大油藏(平面径向流)模型,等压线,流线,油水井增产技术是疏通或扩展近井油（水）渗流通道，较大幅度提高油井产液（水井注水）能力的技术。,利用技术手段让孔隙更通畅或在近井开辟新的通道，形成液体渗流的“高速公路”,不同储层条件下的渗流模型,解堵疏通,造缝,适当的增产措施使油井产量明显增加,油藏增产措施,水力压裂技术 酸化技术 高能气体压裂技术 井下超声波增产技术 油水井水力振荡增产技术 井下低频电脉冲增产技术 稠油油藏电磁波 微波处理技术 化学的油井增产技术,储层渗流能力表征,Hawkin公式,表皮系数是伤害程度的数学表征。可以采用Hawkins公式定量表示为： S=(K/Ks-1)ln(rs/rw） 如果井被伤害(KsK)，S将会是负值。 增产半径越大，S就会越小。,油藏增产措施概述,-1,0,-2,-3,-4,5,10,1,Skin,水力压裂,碳酸盐岩酸压,基质酸化,压裂填砂,高速水充填,高能气体压裂,砾石充填,80% of Flow Capacity,1/2 of Flow Capacity,产能比,储层增产技术概述 酸化技术 压裂技术,酸化：解除储层污染 压裂：改造储层,酸化技术,概述 酸化增产原理 酸化工艺分类 酸液作用机理 酸液体系及添加剂 冀东油田酸化技术,酸化解堵是油气井增产、水井增注的主要手段之一，用酸液可以解除油水井井底附近的污染，清除孔隙或裂缝中的堵塞物质，或者沟通、扩大地层原有孔隙或裂缝，提高地层渗透率，从而实现增产增注。,酸化解堵概念：,酸化处理历史:,(1)1895年，赫曼佛拉施(Herman Frasch)发明 (2)早期的除垢处理，吉普石油公司，盐酸作为除垢剂 (3)1932年，酸化新时代：普尔石油公司与道化学公司的磋商,HCl正式用于油气井处理，酸化形成正常应用的技术酸化作业公司的形成 (5)1933年，Wilson与印第安那标准石油公司申请HF处理砂岩工艺专利 (6)1940年，Dowell公司土酸的首次工业性应用 (7)至今，全面工业化应用,酸化在油气田开采中地位 认识油气藏 发现油气藏 恢复油气井产能 提高油气井产能,一口井无产能或产能低： (1)地层渗透率低； (2)地层受伤害； (3)地层压力低； (4)井筒或油管堵塞； (5)地层流体粘度高； (6)井底回压过高； (7)机械采油方法不当； (8)其它原因。,砂岩酸化 解堵 改善近井地带的条件,为什么要进行酸化,模拟模型,评估伤害井 产能下降程度,评估伤害井 酸化增产幅度,评估无伤害井 酸化增产幅度,储层损害对油井产能的影响,评估渗透率损害 相对程度和损害深度,采油指数计算,损害程度和损害半径对产能的影响,不同损害半径下条件下 损害带渗透率变化对油气井产能影响,（1）在损害带半径一定的条件下，损害程度(kd/K0降低)增加，产能大幅度下降。 损害带半径为0.5m条件下，损害带平均渗透率降低了初始渗透率的10%时，油井产能则降低到自然产能的37.3%；降低到初始渗透率的50%时产能则降低到84.26%。,不同损害半径下条件下 损害带渗透率变化对油气井产能变化的影响,（2） 损害半径超过一定值后，其对产能的影响减弱。 （3）一般在损害带半径超过1.0m后，产能下降已较缓慢。为酸化半径的设计提供了依据。,损害程度和损害半径对产能的影响,损害井酸化解堵效果分析,对于受损害井，酸化增产倍比较大 随酸化半径增加，油井产能逐渐增加 损害程度不同，产能增加幅度不同：损害程度越严重，产能恢复幅度越大 当酸化半径超过约1.0m左右时，酸化半径继续增加，酸化增产幅度趋缓,如在Kd/K0为0.3条件下，酸化半径在由0.8m增加至1.2m，增产倍比则由1.58增加至1.70，仅增加0.12。,酸化半径对产能影响,酸化半径的设计应考虑能够有效解除堵塞为目的。追求过大酸化半径，酸化增产倍比不会有显著增加。 考虑到其损害半径较大，适宜的酸化半径为？m。,损害井酸化解堵效果分析,未损害井酸化解堵效果分析,未损害井酸化半径对产能影响,不同酸化半径条件下 渗透率改善程度对增产倍比影响,对于无损害储层酸化增产幅度始终时有限的 ，极限增产率40% 在储层未受损害的情况下，随着酸化半径增大，极限增产率增大 对于陆地油田通常酸化半径小于0.7 m，其极限增产率小于30%。 对于高孔高渗储层酸化，酸液建议选择溶解力相对较弱，但作用半径相对较大的酸液体系和酸化工艺为首选的酸化技术。,未损害井酸化解堵效果分析,酸化增产原理,伤害井和未受伤害井酸化潜在产能改善程度,酸化增产原理,钻井 固井 射孔 生产 修井 增产,微粒运移 粘土膨胀 乳化物 垢 有机沉积物 细菌 外来微粒堵塞 水锁 润湿反转 酸反应及酸反应产物 其它,岩心侵泡前 岩心侵泡后 清水对岩心侵泡前后环境扫描电镜测试结果,孔隙内充满了大量的粘土矿物，而将岩心用清水30浸泡2.0小时后就发现该岩心孔隙内的粘土矿物发生了分散和运移。这就是岩心潜在伤害的微观表现。因此，必须严格控制和优选外来流体，防止分散、运移。,酸化增产原理,酸液进入孔隙或裂隙与岩石发生反应，溶蚀孔壁或缝壁，增大孔隙体积，扩大裂缝宽度，改善流体渗流条件。 酸液溶蚀孔道或裂缝中的堵塞物，或破坏堵塞物的结构使之解体，然后随残酸液一起排出地层，起到疏通流道的作用，恢复地层原始渗透能力。,酸化增产原理,储层伤害原因及伤害程度分析,计算结果表明： 污染地层：在污染半径一定时，污染程度由轻到重，在酸化解除污染后，所获得的增产倍比值也在逐渐增大。这说明基质酸化对存在污染的井是极有效的。 无污染地层：进行基质酸化处理，效果甚微。 地层没有受到污染堵塞，一般不进行基质酸化处理。,酸化工艺基本分类,工艺分类： 酸洗 基质酸化 酸压(一般针对碳酸盐岩储层),酸洗,酸洗：清除井筒中的酸溶性结垢物，或疏通射孔孔眼的工艺。 两种方式： 将酸液注入预定井段，让其静置反应，在无外力搅拌的情况下溶蚀结垢物或射孔孔眼中的堵塞物； 酸液通过正反循环，使酸液沿井筒、射孔孔眼或地层壁面流动反应，借助冲刷作用溶蚀结垢物或堵塞物。 特点： 酸液局限于井筒和孔眼附近，一般不进入地层或很少进入，地面不用加压或加压很小。不能改善地层渗流条件。,基质酸化(岩体酸化，常规酸化),原理：不压破地层的情况下将酸液注入地层孔隙(晶间，孔穴或裂缝)的工艺。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。 目的：解堵。 特点：不压破地层。,酸化压裂,酸化：地层,方式：油管注液 套管注液 环空注液,压开裂缝 张开裂缝 酸刻蚀裂缝 高导流能力裂缝,酸化压裂(酸压),原理：酸或酸的前置液以高于储层所能承受的排量从套管或油管中注入，使之在井筒中迅速建立压力，直至超过地层的压缩应力及岩石的抗张强度，从而压破地层，形成裂缝，连续注酸使裂缝延伸、酸刻蚀裂缝形成酸蚀裂缝，该裂缝具有比原地层更高的导流能力，因此能提高油气井产能。 目的：增产（解堵是必然结果）。 特点：大排量、高泵压（压破地层）。,解堵疏通,造缝,基质酸化,酸压,酸化工艺的特点及适用情况对照表,砂岩储层的酸化通常不进行酸压的原因,砂岩储层的胶结疏松，酸压可能由于大量溶蚀，致使岩石松散，引起油井过早出砂； 酸压可能压破地层边界以及水、气层边界，造成地层能量亏空和过早见水、见气； 由于酸沿缝壁均匀溶蚀岩石，不能形成沟槽，酸压后裂缝大部闭合，形成的裂缝导流能力低，且由于用土酸酸压可能产生大量沉淀物堵塞流道。,酸化现场,海上酸压,第一节 酸化作用机理 第二节 酸液及添加剂 第三节 酸液的选择 第四节 常用酸液体系 第五节 酸液体系性能评价,一、砂岩酸化作用机理,砂岩地层由砂粒和粒间胶结物组成，砂粒主要成分是石英、长石，胶结物主要成分是粘土、碳酸盐矿物。,砂岩酸化 一般采用盐酸与氢氟酸的混合酸(土酸)，或 其它能够生成氢氟酸的酸液。 盐酸先同碳酸盐矿物、铁质反应，溶解碳酸盐和铁质； 然后氢氟酸再与石英、粘土矿物反应，提高地层渗透率。,原理：酸或酸的前置液以高于储层所能承受的排量从套管或油管中注入，使之在井筒中迅速建立压力，直至超过地层的压缩应力及岩石的抗张强度，从而压破地层，形成裂缝，连续注酸使裂缝延伸、酸刻蚀裂缝形成酸蚀裂缝，该裂缝具有比原地层更高的导流能力，因此能提高油气井产能; 目的：增产（解堵是必然结果） 特点：大排量、高泵压（压破地层）,酸液溶解能力,溶解能力：单位体积酸液与岩石中某种矿物完全反应所能溶解的体积，称为该种酸液对该矿物的溶解能力X。,溶解能力系数：即单位质量纯酸反应完毕后所能溶解的矿物质量，不同浓度酸液的溶解能力系数等于酸液的质量百分浓度与100之积。,常用酸对碳酸盐的溶解能力(m3/m3),土酸对砂岩矿物的溶解能力(m3/m3),酸岩反应速度及其影响因素,酸岩反应是在固液两相(酸液与岩石)间的界面上进行的复相反应。 表面反应控制 H+传质控制,1、温度的影响 无论是由表面反应控制的还是由传质控制的酸岩反应，温度升高都会导致系统反应速度加快。 2、压力的影响 低压下，压力对酸岩反应速度影响很大，随着压力升高，这影响将减弱，当压力升高到5.0-6.0MPa后，压力的影响很小。 3、岩石类型的影响 如低温下酸液与石灰岩要比白云岩反应速度快。 4、面容比的影响 面容比越大，酸岩反应越快，常规酸化酸液有效作用距离只有几十厘米，酸压时活性酸深入地层的距离可达到几十米。,5、酸液类型与酸液浓度的影响 不同类型酸液的离解度相差很大，酸岩复相反应速度与溶液内部H+浓度呈正比，强酸反应速度更快。 6、流速的影响 酸岩反应速度随酸液流速增大而加快，处于紊流状态时更为明显。反应速度增加的倍比小于酸液流速增加的倍比，酸液来不及完全反应就已流入地层深处；提高注酸排量可以增加活性酸深入地层的距离。 7、同离子效应的影响 溶液中生成物浓度增加抑制酸液正反应、减缓生成物扩散、增大H+传质阻力，同离子效应减小酸岩反应速度。,六、酸液有效作用距离,酸液在渗流孔道或裂缝中流动，与壁面岩石发生化学反应，当酸液浓度降低到某一数值(通常为鲜酸浓度的10%)时，称为残酸。鲜酸变为残酸之前所流过的距离，称为酸液有效作用距离。 酸岩反应速度的快慢，决定了酸液有效作用距离的大小，反应速度越快，有效作用距离越短。,一、常用酸液类型 二、常用酸液添加剂,常用酸液类型,1、盐酸 2、氢氟酸 3、土酸 4、自生土酸,5、有机酸 6、磷酸 7、氟硼酸 8、多组分酸,1、盐酸,盐酸的工业标准,用工业盐酸配制酸液的计算公式： 式中 QS 工业盐酸用量，kg; V 酸液用量，m3； 酸液相对密度； CS 酸液中盐酸浓度，%（质量分数）； Ci 工业盐酸质量浓度，%（一般为31%）,盐酸质量百分浓度=(相对密度-1) 2100%,2、土酸 土酸为氢氟酸和盐酸的混合物，一般组成为： 36%HF+1015%HCL 氢氟酸与砂岩反应溶解泥质和二氧化硅。盐酸与碳酸岩反应，先把大部分碳酸岩溶解掉，防止CaF2等生成沉淀物，从而充分利用土酸对粘土、石英和长石等的溶蚀作用。若地层中碳酸盐胶结物较多，可适当提高盐酸浓度。,3、有机酸（甲酸和乙酸） 甲酸（HCOOH）和乙酸（CH3COOH）为弱离子型，慢反应的有机酸。主要用于高温油井（高于120 ）或者希望延长反应时间的井。矿场应用的醋酸溶液常稀释到15%或更低。 4、磷酸 磷酸电离度底，缓速效果明显，适用于钙质含量高的 砂岩或石灰岩储集层。,5、氟硼酸 当氟硼酸注入地层后发生水解反应，生成氢氟酸，从而达到 酸化目的。氟硼酸在水中的水解是分步进行的，第一步水解最 慢，决定了整个水解过程。 HBF4 + H2O HBF3OH + HF HBF3OH + H2O HBF2(OH)2 + HF HBF2(OH)2 + H2O - HBF(OH)3 + HF HBF(OH)3 + H2O H2BOB(OH)3 + HF 氟硼酸主要用于砂岩地层深部酸化，具体特点如下： （1）水解反应速度主要受HBF4 浓度、溶液酸度和温度控制。 （2）可以防止粘土及其他颗粒运移，降低阳离子交换容量，减 小粘土水敏性。 （3）氟硼酸对地层岩石伤害极小。 （4）氟硼酸可作为前置液或后置液与土酸联合使用。,6、多组分酸 (1)盐酸-有机酸 利用盐酸溶蚀能力强的特点获得较高的酸蚀裂缝导流能力，又利用有机酸的低腐蚀性，主要用于高温地层酸处理。由于酸岩反应速度主要取决于H+ 浓度，只有盐酸耗尽后有机酸才电离而溶蚀岩石。混合酸的反应时间近似为两种酸的反应时间之和。 (2)有机土酸 有机土酸（一般为9%的甲酸）取代12%的盐酸，与3%氢氟酸混合而成，特别适用于高温井（93150），降低管线腐蚀速度和减小形成残渣的趋势。溶蚀能力弱、成本高。,酸液添加剂,酸液作为一种通过井筒注入地层并能改善储集层渗透能力的工作液体，必须根据储集层条件和工艺要求加入各种化学添加剂，以完善和提高酸液体系性能，保证施工效果。,1、缓蚀剂 2、表面活性剂 3、铁离子稳定剂 4、粘土稳定剂,5、暂堵剂 6、降阻剂 7、互溶剂,1、缓蚀剂 主要用于减小酸液对金属管件的腐蚀，降低对地层的污染。 通过影响腐蚀电池中阳极和阴极的反应而起到缓蚀。两种基本缓蚀剂为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。另还有缓蚀增效剂。 无机缓蚀剂包括：锌、镍、铜、砷等金属的盐类。 有机缓蚀剂由能吸附在金属表面的极性有机质组成，例如吸附膜型（甲醛、吡啶）；“中间相”型（辛炔醇）等。 增效剂为碘化钾、碘化亚铜等。,2、表面活性剂 降低表面和界面张力，防止生成乳状液，使地层水湿和加速返排等。 所用的种类： 破乳剂/防乳化剂 粉砂悬浮剂 抗渣剂,3、铁离子稳定剂 防止铁及其他金属盐形成络合离子而沉淀。,常用铁离子稳定剂性能参数,4、粘土稳定剂,用于防止酸化后粘土的膨胀和运移。常用的无机的主要有氯化铵，有机的为聚季胺（PQA)和聚胺（PA)。,5、暂堵剂(转向剂） 不溶于酸但溶夫于水或烃中的化学物质，可用于砂岩壁面产生低渗透率饼或注入粘性高分子段塞而降低高渗透层的注入能力。 水溶性的：用于注水井。常用细粒级苯甲酸。 油溶性的：用于油井。常用树脂混合物。,6、降阻剂 降低工作液在井筒流动的沿程摩阻，降低施工压力。 常用在小直径注入管柱。如低浓度的聚丙烯酰胺。 7、互溶剂 在油水中是混溶的，能保持地层水湿。如EGMBE.,常用酸液主要特点和适用条件,砂岩酸化使用的酸液准则,一、碳酸盐岩酸化常用酸液体系 二、砂岩酸化常用酸液体系,一、碳酸盐岩酸化常用酸液体系 碳酸盐岩中多使用盐酸体系作为工作液，根据储集层条件、矿物成分以及流体性质不同，对酸液配方及其物理化学性质有不同的要求，出现了不同的盐酸体系。 1、常规盐酸体系 2、稠化酸体系 3、交联酸体系 4、乳化酸体系 5、泡沫酸体系,1、常规盐酸体系 常规盐酸与碳酸盐岩反应速度快，作用时间和作用距离很短。仅能解除近井地带伤害。 适用条件：碳酸盐岩类油气层的表皮解堵酸化和新井投产前的解堵。,2、稠化酸体系 在常规酸液中加入一定数量的增稠剂，可使酸液粘度提高到1040mPas,称为稠化酸。 适用条件：碳酸盐岩地层酸压裂施工或天然裂缝发育地层的深穿透处理。 主要特点：反应速度慢，作用距离远 具有良好的降滤失性能 具有一定的粘度，可造缝和携砂 摩阻系数小，极大降低施工泵压,3、交联酸体系 在常规酸液中均匀混入一种可交联的成胶剂后，再用配伍的交联剂将其交联成冻胶体系，常温下粘度可达100mPas以上，在储集层条件下的粘度受冻胶体的流变性控制。利用酸冻胶体系的高粘特性可使用带砂压裂，对地层进行深部处理，以达到降低缝壁应力，改善裂缝导流能力及基质渗透率目的。 适用条件：具有较强返排能力的低渗碳酸盐岩的酸压裂，或天然裂缝发育但被伤害地层的深穿透酸化处理。,4、乳化酸体系 在常规酸液中加入一定比例乳化剂（多为一种特殊的表面活性剂）后，按规定的相比例(大多为W:O=7:3)混入原油或成品油，充分搅拌即可形成分散均匀的稳定乳化酸。当乳化酸达到地层一定深度后，油膜破裂，释放出盐酸与地层岩石反应，刻蚀并沟通较深部的孔、缝、洞，提高深部地层渗透率。 适用条件：碳酸盐岩油层酸压裂。 主要特点：酸岩反应速率低，作用深度大； 具有亲油性，清洗、溶解地层中重质原油、石 蜡、胶 质、沥青质等 ； 残液具有一定粘度，有利于携带和返排出地层中的胶质、 沥青质以及酸不溶固体颗粒。,5、泡沫酸体系 使用一种或几种特殊的表面活性剂作起泡剂，使酸液与气体（一般多为氮气或二氧化碳气）在强烈搅拌的情况下混合，并形成以酸为连续相、气泡为分散相的泡沫体系。,二、砂岩酸化常用酸液体系 砂岩油层结构复杂，矿物成分多，应选择与其储集层特征和岩石物性匹配的酸液体系。常用的酸液体系有下列几种。 1、常规土酸体系 2、氟硼酸缓速体系 3、自生土酸缓速体系 4、磷酸缓速酸化体系 5、胶束酸体系 6、复合酸体系,1、常规土酸体系 适用条件：砂岩储集层的解堵酸化施工，恢复和提高近井地带渗流能力。,2、氟硼酸缓速体系 氟硼酸水解速度较慢，水解生成的氟化氢后与矿物发生反应，故为缓速酸。 主要特点： 酸岩反应速度慢，活性穿透距离大，酸处理半径大。 能将粘土及其他微粒融合为惰性粒子，就地胶结，从而 稳定粘土，防止微粒运移造成的伤害。 能抑制粘土矿物质的水敏性膨胀。 有利于储集层保护，有效增产期长。 适用条件： 砂岩油气层的深穿透酸化施工或高温井的酸化施工。,3、自生土酸缓速体系 将酯与氟化胺在井口混合后以较低的排量泵入地层，酯 分解生成有机酸，有机酸再与氟化胺反应生成氢氟酸。理论上，该工艺可将酸注入地层很深的部位进行酸化。使用不同的脂类化合物可以满足不同储集层温度（40107）的要求。,4、磷酸缓速酸化体系(PPAS) 磷酸（H3PO4）电离度低，加入专用的添加剂后有明显的缓速效果，高浓度的PPAS与HCI或HF联合使用，特别适用于处理钙质含量高的砂岩或石灰岩储集层。 主要特点： 能延缓酸的反应速度，使活性酸穿透距离大； 在有钙质的情况下，能自身延缓反应速度，并保证有最 大的铁螯合能力，对硅质具有独特的选择性； 具有良好的粘土稳定性，低腐蚀速度和湿水性能。,一、酸液体系性能评价 二、酸岩相容性能评价,一、酸液体系性能评价,1、腐蚀性能 酸化用酸液（盐酸、土酸）都是腐蚀性很强的强酸，它对地面泵注设备、井口装置和井下管柱产生很大的腐蚀，尤其是酸液与井下管柱和井下工具在高温下接触，腐蚀更快。因此，几乎所以的施工酸液都必须加入缓蚀剂，腐蚀评价则是对这些缓蚀剂效果的模拟评定。 2、反应速度 酸与储集层岩石的溶蚀速度取决于储集层岩石性质和地层温度，也与酸液添加剂有关。通常采用实验方法测定出反应速度参数作为酸化设计的基础参数。,3、残酸性能 主要测定残酸表面张力和在岩面接触角，定性评价酸液返排的难易程度。 4、流变性能 测定非牛顿液体的酸液体系（如乳化酸、胶凝酸、泡沫酸等）的流变参数。 5、降阻性能 测定酸液（主要是非牛顿型酸液体系）在管内摩阻，通常用降摩系数表示。 6、滤失性能 测定酸液滤失速度，用于计算酸液穿透距离。,1、溶蚀性能 测定酸液对储集层岩石的溶蚀性，目的在于了解不同类型、不同浓度酸液在一定条件下对岩石的溶蚀能力，以选择酸化的工作液类型及浓度。 2、乳化与破乳性能 用于评价产生乳化的程度及破乳剂的使用效果。 3、防膨性能 在酸液中使用粘土稳定剂，可抑制岩石中粘土矿物的水化膨胀、稳定微粒，防止、是大大减弱储集层水敏伤害。,二、酸岩相容性能评价,4、铁离子稳定性能 在酸化作业中，酸对设备、管柱的腐蚀以及对储集层中含铁矿物的溶蚀都会产生大量的Fe2+、Fe3+离子。当酸液PH2.2时，可能形成氢氧化铁胶状沉淀，堵塞储集层造成伤害，必须加入铁离子稳定剂以防止铁离子产生沉淀。 5、伤害性能 在某些地层中往往含有一定数量的酸敏矿物，酸处理后在某些特定的环境下可能二次沉淀堵塞孔道，达不到预期的处理效果。因此，需要用伤害实验评价酸处理后储集层渗透率的改善程度，一般用伤害比表示。,地层水VSA清洁转向酸残酸的结构破坏机理是大量的水侵入导致残酸中表面活性剂被稀释，导致结构破坏，粘度。,清洁转向酸性能智能性,转向性能,鲜酸,残酸,胶束破坏后残酸,转向性能,鲜酸,加入转向增效剂,高温溶解,粉状颗粒 与水和酸混溶 配制简单,性能稳定 1小时溶胀充分,粘度达到30-50mPa.s,可控地面交联酸技术,合成单体四种，能交联的为阴离子单体；另三种为少量的非离子单体和阳离子单体 反应方程 mA+nB+pC+oD(A)m(B)n(C)p(D)o,交联酸用稠化剂FA-214的研发,交联酸酸液配方体系,中温交联配方,高温交联配方,低温交联配方,1.5-2小时粘度为50mPa.s,性能与压裂液相似,形成了交联酸酸液配方体系（-140） 低温交联酸体系 中温交联酸体系 高温交联酸体系 实验条件 80-140 170s-1,50% 砂比,交联酸支撑剂的悬浮能力,交联酸体系 25，0.0023mm/s 80，0.003mm/s 水基冻胶压裂液 80, 0.0028mm/s,支撑剂沉降速率远小于0.8mm/s的可接受支撑剂沉降,体系破胶性能,酸岩反应动力学：试验结果,100稠化酸酸动力学方程（1.0%） J=4.4310-5C1.7138 100未交联酸动力学方程（0.5%） J=2.98410-5C1.3258 100弱交联酸动力学方程（0.5+0.5%） J=8.2310-6C2.0088,交联酸具有较低的反应常数,酸岩反应动力学：反应后岩心,酸反应动力学实验（100）,酸反应动力学实验（90）,泡沫酸转向分流工艺,具有以下四种特点： a、泡沫本身具有选择性，可以使更多的酸液进入中低渗透层和油层； b、粘度大，低滤失，穿透能力强； c、泡沫酸本身具有良好的缓速效果； d、泡沫酸化容易返排，对产层伤害少。,一、酸化工艺设计 二、酸化施工设计,第一步对施工候选井调查和评估，确定是否可能得到足够的增产。 第二步评估存在的伤害。 第三步确定合适的工作液包括酸液、酸类型、浓度和用量。选择合适的添加剂配方，避免采用过量或不必要的添加剂。 第五步确定是否必须采用均匀布酸方法。,需调查的资料：,油藏地质和矿物； 油藏流体； 邻井的生产； 生产历史； 钻井历史； 完井程序； 完井和射孔报告；,砂岩酸化的最完整的酸化工作液体系如下： (1)驱替原油(互溶剂)前置液 (2)驱替地层水前置液。 (3)醋酸前置液。 (4)盐酸前置液。 (5)主体酸(HF) 。 (6)后冲洗液。 (7)转向剂。 (8) 顶替液。,1、确定破裂压力梯度 2、确定挤酸排量Qmax 3、确定最大注入压力（泵压） 4、确定施工管柱,二、酸化施工设计,5、确定酸液用量 前置液：5%15%HCL，用量主要取决于储集层碳酸岩 含量。,式中 VHCL 盐酸用量，m3/m； 溶于盐酸的地层矿物质百分率； 单位体积酸液的溶解能力， m3/m； 酸液：常规土酸一般用量1.02.0 m3/m。 后置液：3%10%HCL，NH4CL或轻质烃，一般0.30.6 m3/m。,6、确定土酸液有效作用半径和增产比 7、经济评价 8、方案优选 9、编制施工设计书,洗井 注前置液 注处理液 注后置液 注顶替液,典型砂岩酸化注液工序,油水分离装置,挤前置液,挤酸,关井反应,排酸,酸化现场施工工艺,2.各种液体的作用 前置液 (1)顶替井筒中的原有积液到油套环空或排出地面； (2)顶替走近井带的地层水，避免Na2SiF6、H2SiF6沉淀； (3)优先溶解碳酸盐类，减轻CaF2沉淀，并保持低pH值；同时，避免浪费较昂贵的HF等处理液； (4)降低井温及地层温度，避免添加剂高温失效及降低酸岩反应速度。,2.各种液体的作用 处理液 注入储层的主体酸液，溶解地层矿物及胶结物、堵塞物等，改善地层渗透性 后置液 隔离处理液和顶替液； 加入添加剂可帮助处理液的返排，恢复地层固相及沉淀性酸反应生成物的亲水性，提高原油的相对渗透率，防止乳化。 顶替液 将井筒中早先注入液顶入地层,冀东油田酸化工艺技术,2006年以来钻采院通过与国内外公司的交流与合作，分别在水平井均匀酸化、泡沫酸酸化、不动电泵解堵等方面做了大量工作，施工规模增大，施工效果得到了明显改善。,冀东油田水平井解堵技术,连续油管旋流脉冲解堵技术 水平井均匀酸化管柱技术 泡沫酸化技术 自转向酸技术,冀东油田水平井解堵技术 分流控液管柱解堵技术 技术特点:主要采用了调流控液管柱与皮碗封隔器配合使用，将目的层分隔成多段，通过控液管柱上水嘴的节流作用和皮碗封隔器的封隔作用，实现均匀注酸的目的。,适用井型：适用于射孔及筛管完井的水平井；中深层、深层多层低压井。 选井条件：考虑施工风险，选出砂较轻的井。 实施效果：应用17井次，可比12口井，有效12口井。在老爷庙浅层应用6口井，累计增油6062吨，效果很好。,分流控液管柱解堵技术,技术特点：应用连续油管+ROTOPULSESM旋转脉冲喷射工具+ 一步酸、半加强型砂盐酸体系进行筛管清洗和近井壁油层解堵。结合储层特征及井的井身结构等资料，确定连续油管+工具的参数和相关泵注程序。,连续油管旋流脉冲解堵技术,冀东油田水平井解堵技术,旋转脉冲工具头,实施效果： 施工6井次，可比6井次，有效5井次，有效率83.3%，累计增油1204.8吨； 存在问题： 费用高，是常规解堵的4倍，占井时间长，平均10天左右。 施工参数如连续油管拖动速度及酸液用量、施工排量等需要优化。,连续油管旋流脉冲解堵技术,低压层、漏失井泡沫酸化技术,泡沫酸化技术是在常规酸液体系中加入泡沫添加剂，通过泡沫发生器与气体混合，形成的泡沫体系，同时兼有泡沫流体性质和酸化能力，泡沫酸酸化技术特别适用于多层非均质油层酸化、低压、低渗井酸化以及老井重复酸化。与常规酸化相比，主要有以下优点： 泡沫本身具有选择性，可以使更多的酸液进入中低渗透层 和油层； 粘度大，低滤失，穿透能力强； 由于结构及组分影响，泡沫酸本身具有良好的缓速效果； 大量气相存在使泡沫酸化容易返排，对产层伤害少。,L90-38位于柳中地区柳90断块构造中部位的一口定向井，生产Es32的21-31#层； 2007.12洗井过程中入井液污染油层，并存在漏失层；使用泡沫酸+泡沫混排工艺解堵，解堵后日产液21.4方，日产油15.7吨，含水25.7%，动液面1520米，效果明显。,典型井例：,不动电泵解堵技术,技术特点：不起下原电潜泵管柱，直接通过油套环空反注酸液，残酸返排直接用电潜泵进行，不需起下管柱和专门排酸设备，节省作业时间，大大降低了作业费用； 实施效果：2007年施工105井次，平均单井日增油3.0吨。工艺简单，投入少，但有效期较短，一般为2-6个月。,NP1-15井位于南堡1号构造南堡1-1区构造较高部位的一口定向井，生产Ng的37#层，解堵前供液不足，日产液18.7t，日产油2.1t，日产气3605方，含水88.6，解堵后日产液46.6方，日产油43.3吨，日产气12704方，基本不含水，效果明显。,典型井例：,稠化酸均匀酸化特点：将稠化剂主要为酸溶性聚合物，将它加入酸液中，提高酸液的粘度，从而增加酸液的流动阻力，更好的控制酸液在井筒中的分布。 实施效果：2007年稠化酸应用13井次，其中见效井10井次，无效井3井次，有效率76.9%，单井平均有效期86.6天，累计增油4301吨，平均单井增油430.1吨。,稠化酸解堵技术,酸压,酸蚀蚓孔,酸液在储层中流动时，由于较大孔隙和裂缝趋于吸收更多的酸液，酸液将很快被消耗而扩大孔隙和裂缝，从而会导致更多的酸液进入这些更大的孔隙和裂缝，这种不稳定的化学反应过程将产生单一的较大的孔洞，因其复杂的形态而类似蚯蚓状，故形象地称为酸蚀蚓孔。,裂缝中形成的酸蚀蚓孔形态,表3.2 实验条件,实验 2（裂缝性碳酸盐岩）,3过酸前,3过酸后,图3.4 3#岩心实验前后对比,酸压施工,酸压施工,储层增产技术概述 酸化技术 压裂技术,谢谢！,