酸化工艺技术精品文稿.ppt

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1、酸化工艺技术1第1页，本讲稿共51页碳酸盐岩储层酸化技术第一部分2第2页，本讲稿共51页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3第3页，本讲稿共51页引 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4第4页，本讲稿共51页引 言u存在问题 1、反应速度快(作用半径小)2、沉淀物易产生

2、(二次伤害)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)5第5页，本讲稿共51页一、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6第6页，本讲稿共51页一、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7第7页，本讲稿共51页一、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8第8页，本讲稿共51页一、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9第9页，本讲稿共51页碳酸盐岩储层酸

3、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10第10页，本讲稿共51页三三 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

4、法研究酸化效果评价方法研究 11第11页，本讲稿共51页2.2.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12第12页，本讲稿共51页蚓孔(酸蚀孔)(Wormhole)的分形形态13第13页，本讲稿共51页2.2 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.

5、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14第14页，本讲稿共51页2.3 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15第15页，本讲稿共51页前置液酸压中的滤失情况16第16页，本讲稿共51页工作液：酸液1528盐酸酸液添加剂

6、，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)17第17页，本讲稿共51页2.4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,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18第18页，本讲稿共51页酸液在压裂液中的指进、反指进现象19第1

7、9页，本讲稿共51页交替注入前置液酸压中的滤失情况20第20页，本讲稿共51页2.5 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液滤失性在酸压过程中随酸液注入降滤剂或改变酸液滤失性,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21第21页，本讲稿共51页2.5 2.5 延迟酸压工艺技术延迟酸压工艺技术原理原

8、理:针对高温针对高温(120(120度以上度以上)深井储层或微裂缝酸化酸深井储层或微裂缝酸化酸岩反应速度特快岩反应速度特快,很难达到深度酸化目的很难达到深度酸化目的,使用延迟使用延迟酸酸,让其在地层某一温度下才逐渐释放酸液让其在地层某一温度下才逐渐释放酸液,实现在实现在地层深部产生溶解反应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,增大增大酸液有效作用距离酸液有效作用距离.适用条件：深部酸化，可配合常规酸和胶凝酸适用条件：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，用常联合使用，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，提高近井地带裂规酸

9、和胶凝酸解决浅部酸化，提高近井地带裂缝导流能力。缝导流能力。22第22页，本讲稿共51页关键技术关键技术: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23第23页，本讲稿共51页 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、氯气与催化剂反应制得由烯烃类化合物、氯气与催化剂反应制得R-3 R-3 延迟剂副剂延迟剂副剂，由芳烃类化合物

10、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，可缓慢释放出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（无需加入酸液（无需加入HClHCl），从而达到延迟酸岩反应速度的目的），从而达到延迟酸岩反应速度的目的.24第24页，本讲稿共51页延迟酸产生HCl浓度与温度关系曲线25第25页，本讲稿共51页2.6 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

11、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26第26页，本讲稿共51页适用范围：适用范围：软地层软地层(如白垩如白垩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，凸起部分不能支撑裂缝被刻蚀的裂缝表面被酸软化，凸起部分不能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

12、能力低后果：酸蚀裂缝导流能力低 27第27页，本讲稿共51页2.7 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

13、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28第28页，本讲稿共51页2.8 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,闭合酸压及延迟酸的酸闭合酸压及延迟酸的酸化工艺技术化工艺技术.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29第29页，本讲稿共51页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30第30页，本讲稿共51页引 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、HF+HCl 2、NH4F&HCl F反应特点 1、

14、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%HF 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

15、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38第38页，本讲稿共51页一、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伤害清除机理伤害清除机理储层物性储层物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

16、定定39第39页，本讲稿共51页二二.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 40第40页，本讲稿共51页2.2.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

17、 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: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41第41页，本讲稿共51页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.注前置液：注前置液：8 81515盐酸作预

18、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

19、：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42第42页，本讲稿共51页2.22.2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,注酸时暂时堵塞高渗注酸时暂时堵塞高渗层层,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实现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的均匀布酸纵向的均匀布酸,均匀解堵改善纵向出油剖面或吸水剖均匀解堵改善

20、纵向出油剖面或吸水剖面面.43第43页，本讲稿共51页-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剂粒据储层物性及孔喉大小选择暂堵剂粒径分布径分布 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。-可提供可提供 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。44第44页，本讲稿共51页2.3 2.3 深部酸

21、化技术深部酸化技术原理原理:由于酸在砂岩多孔介质中的反应速由于酸在砂岩多孔介质中的反应速度太快度太快,酸化解堵半径小酸化解堵半径小,采用在地下采用在地下生成盐酸和生成盐酸和HFHF技术，实现深部酸化目的。技术，实现深部酸化目的。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;缓冲调节土酸技术缓冲调节土酸技术;“5H“5H+酸酸”酸化技术等。酸化技术等。45第45页，本讲稿共51页-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

22、工艺参数优化设计。据解堵要求的深部酸化工艺参数优化设计。-可提供可提供v 深部酸化的深部酸化的DPHFDPHF和和DPHDPH技术技术v“5H5H+酸酸”酸化工艺技术酸化工艺技术v 氟硼酸酸化、地下自生土酸、缓冲调节土酸氟硼酸酸化、地下自生土酸、缓冲调节土酸v DPHFDPHF、“5H5H+酸酸”等酸化设计软件。等酸化设计软件。46第46页，本讲稿共51页2.4 2.4 新型解堵酸化技术新型解堵酸化技术 -原理原理:钻钻井井、完完井井、修修井井作作业业过过程程中中可可能能引引入入许许多多堵堵塞塞物物（无无机机和和有有机机物物）,有有些些堵堵塞塞物物是是用用HFHF和和HCLHCL所所不不能能溶

23、溶解解的的，因因而而酸酸化化不不能能有有效效解解堵堵.研研制制的的新新型型解解堵堵酸酸液液可可以以溶溶解解目目前前大大多多数数HFHF和和HCLHCL所所不不能能溶溶解解的的堵堵塞塞物物,从从而而可可以有效地进行酸化解堵，提高酸化效果。以有效地进行酸化解堵，提高酸化效果。47第47页，本讲稿共51页-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48第48页，本讲稿共51页2.5 2.

24、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，有些产层含水油井生产中后期，有些产层含水高达高达9898100100，已不具备开采价值但相当，已不具备开采价值但相当一部分产层还有很大生产潜力，问题在于把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。本项技术采用耐酸堵水层堵住，释放油层。本项技术采用耐酸堵剂堵塞水层，然后酸化释放油层，酸化时在剂堵塞水层，然后酸化释放油层，酸化时在酸液中加入暂堵剂酸液中加入暂堵剂,注酸时暂时堵塞高渗注酸时暂时堵塞高渗层层,酸化低渗层酸化低渗层,实现在多层油藏或大厚层油实现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的均匀布酸藏中沿纵向的均匀布

25、酸,均匀解堵改善纵向均匀解堵改善纵向出油剖面，提高油井产能。出油剖面，提高油井产能。49第49页，本讲稿共51页-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 堵水及堵水及暂堵剂注入工艺。暂堵剂注入工艺。堵水、堵水、暂堵酸化工艺参数的优化。暂堵酸化工艺参数的优化。-可提供可提供 耐酸耐酸堵水剂堵水剂NSNS1 1 酸化用暂堵剂酸化用暂堵剂DZDZ1 1、DZDZ2 2、DZ3DZ3。堵水堵水暂堵酸化优化设计软件。暂堵酸化优化设计软件。50第50页，本讲稿共51页This is the end of my LectureThank You!51第51页，本讲稿共51页