《第7章 油气开采工程1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第7章 油气开采工程1.ppt（70页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第第7 7章章 油气开采工程油气开采工程l油油气气开开采采工工程程是是油油气气资资源源开开发发过过程程中中根根据据开开发发目目标标，通通过过产产油油气气井井和和注注入入井井对对油油气气藏藏采采取取的的各各项项工程技术措施的总称。工程技术措施的总称。l研研究究领领域域：可可经经济济有有效效地地作作用用于于油油气气藏藏，以以提提高高油油气气井井产产量量和和油油气气采采收收率率的的各各项项工工程程技技术术措措施施的的理论、工程设计方法及实施技术。理论、工程设计方法及实施技术。第第7 7章章 油气开采工程油气开采工程l油气开采工程的任务油气开采工程的任务是通过一系列可作用于油藏的是通过一系列可作用于油
2、藏的工程技术措施，使油、气由储层畅流进入井筒，并工程技术措施，使油、气由储层畅流进入井筒，并高效率地将其举升到地面进行分离和计量。高效率地将其举升到地面进行分离和计量。l目标：目标：经济有效地提高油气井产量和油气采收率。经济有效地提高油气井产量和油气采收率。世界油气开采技术的发展世界油气开采技术的发展 l古代：自流井气田开发（四川富顺县）古代：自流井气田开发（四川富顺县）非正式开采阶段：非正式开采阶段：东晋，凿盐井的过程中发现浅层气。东晋，凿盐井的过程中发现浅层气。正式开采利用浅层气阶段：正式开采利用浅层气阶段：1616世纪中叶，成为世界上第世纪中叶，成为世界上第一个开发的气田。一个开发的气田
3、。17651765年井深超过年井深超过530530米；米；18151815年井深年井深已达已达797.8797.8米。米。正式开采利用深层气阶段：正式开采利用深层气阶段：18351835年，兴海井井深达到年，兴海井井深达到1001.41001.4米（含硫化氢）。米（含硫化氢）。18401840年前后，磨子井井深超过年前后，磨子井井深超过12001200米，有米，有“火井王火井王”的称号。的称号。l2020世纪世纪30403040年代：进入现代油气开采技术的发展期。年代：进入现代油气开采技术的发展期。从依靠天然能量、着眼于单井生产，到从油田整体出从依靠天然能量、着眼于单井生产，到从油田整体出发、
4、合理布署井网，注水注气保持油藏压力；发、合理布署井网，注水注气保持油藏压力；人工举升方法的改进和设备的配套以及酸化压裂、防人工举升方法的改进和设备的配套以及酸化压裂、防砂等油气井增产增注措施应用。砂等油气井增产增注措施应用。l2020世纪世纪60706070年代：第二次石油科技革命年代：第二次石油科技革命二次采油发展到强化注水，油田采油速度成倍增长；二次采油发展到强化注水，油田采油速度成倍增长；三次采油方法由室内转入现场试验，其中热力法工业三次采油方法由室内转入现场试验，其中热力法工业化推广。化推广。世界油气开采技术的发展世界油气开采技术的发展 l2020世纪世纪8080年代后年代后第三次石油
5、科技革命第三次石油科技革命由提高单井产量发展到集成化油藏经营；由提高单井产量发展到集成化油藏经营；由单学科孤军奋战发展为多学科协同研究；由单学科孤军奋战发展为多学科协同研究；由单项技术应用发展为集成技术解决问题；由单项技术应用发展为集成技术解决问题；由延时监测与解决向实时监测和解决方向发展；由延时监测与解决向实时监测和解决方向发展；化学驱在中国取得突破。化学驱在中国取得突破。世界油气开采技术的发展世界油气开采技术的发展 7.1 7.1 采油方法与工艺采油方法与工艺 人工举升采油人工举升采油（机械采油）（机械采油）自喷采油自喷采油采采油油方方法法人工给井筒流体人工给井筒流体增加能增加能量量将井底
6、原油举升至地将井底原油举升至地面的采油方式。面的采油方式。利用油层利用油层自身能量自身能量将原油举升到地面将原油举升到地面的采油方式。的采油方式。l采油方法：采油方法：指把流到井底的原油采到地面所用的方法。指把流到井底的原油采到地面所用的方法。机械采油自喷采油深井泵采油深井泵采油气举采油气举采油有杆泵地面驱动螺杆泵游梁式抽油机-深井泵 无杆泵水力射流泵电动潜油泵水力活塞泵大约有大约有80%80%以上的油以上的油井采用该举升方式。井采用该举升方式。采油方法采油方法l自喷采油：自喷采油：原油从井底举升到井口，从井口流到集油站，原油从井底举升到井口，从井口流到集油站，全部都是依靠油层自身的能量来完成
7、的。全部都是依靠油层自身的能量来完成的。l能量来源：能量来源：井底油流所具有的压力（来源于油层压力）；井底油流所具有的压力（来源于油层压力）；随原油一起进入井底的溶解气所具有的弹性膨胀能量。随原油一起进入井底的溶解气所具有的弹性膨胀能量。7.1.1 7.1.1 自喷采油自喷采油 l自喷采油的井口设备自喷采油的井口设备（1 1）套管头）套管头（2 2）油管头）油管头（3 3）采油树）采油树 地下渗流地下渗流地下渗流地下渗流井筒多相管流井筒多相管流井筒多相管流井筒多相管流嘴流嘴流嘴流嘴流地面水平管流地面水平管流地面水平管流地面水平管流自喷井生产基本流动过程自喷井生产基本流动过程地层压力地层压力回压
8、回压分离器分离器设定压力设定压力井底流动压力井底流动压力简称简称“流压流压”套套压压井口压力简称井口压力简称“油压油压”油气分离器油气分离器油嘴出口油嘴出口井口井口井底井底油层油层l油井自喷生产的四个油井自喷生产的四个基本流动过程基本流动过程油油油油井井井井自自自自喷喷喷喷生生生生产产产产的的的的四四四四种种种种流流流流动动动动过过过过程程程程总压力损耗的总压力损耗的10104040总压力损耗的总压力损耗的40406060总压力损耗的总压力损耗的5 52020总压力损耗的总压力损耗的5 51010油井自喷生产的四个基本流动过程油井自喷生产的四个基本流动过程l 油气从油藏流入井底油气从油藏流入井
9、底和和在井筒中的流动在井筒中的流动是油气开是油气开采的两个基本流动过程。采的两个基本流动过程。l油井流入动态油井流入动态和和井筒多相流动规律井筒多相流动规律是油井各种举是油井各种举升方式设计和生产动态分析的共同理论基础。升方式设计和生产动态分析的共同理论基础。l油井自喷条件：油井自喷条件：地层中的油气经四个流动过程后，地层中的油气经四个流动过程后，到达分离器的压力大于到达分离器的压力大于0 0，油井便能自喷生产。，油井便能自喷生产。l当当油油井井停停喷喷以以后后，为为了了使使油油井井能能够够继继续续出出油油，利利用用高高压压压压缩缩机机，人人为为地地把把天天然然气气压压入入井井下下，使使原原油
10、油喷喷出出地地面面，这这种种方法叫做方法叫做气举采油气举采油。l气气举举采采油油是是基基于于U U形形管管原原理理。从从油油管管与与套套管管的的环环形形空空间间，通通过过装装在在油油管管上上的的气气举举阀阀，将将天天然然气气连连续续不不断断地地注注入入油油管管内内，使使油油管管内内的的液液体体与与注注入入的的高高压压天天然然气气混混合合，降降低低液液柱柱的的密密度度，减减少少液液柱柱对对井井底底的的回回压压，从从而而使使油油层层与与井井底底之之间间形形成成足足够够的的生生产产压压差差，油油层层内内的的原原油油不不断断地地流流入入井井底底，并并被被举举升到地面。升到地面。7.1.2 7.1.2
11、气举采油气举采油气气举举采采油油井井下下管管柱柱示示意意图图 从井下一定深从井下一定深度开始，每隔度开始，每隔一定距离在油一定距离在油管柱上安装一管柱上安装一个气举阀，一个气举阀，一直安装到接近直安装到接近井底。井底。l气举采油的必备条件气举采油的必备条件：有有单单独独的的气气层层作作为为气气源源，或或可可靠靠的的天天然然气气供供气气管管网网供供气。气。油油田田开开发发初初期期，要要建建设设高高压压压压缩缩机机站站和和高高压压供供气气管管线线，一次性投资大。一次性投资大。采用气举采油的油田有：采用气举采油的油田有：惠州惠州21-121-1油田油田、中原油田中原油田等，等，都有独立的气田或气层作
12、为气源供气。都有独立的气田或气层作为气源供气。7.1.2 7.1.2 气举采油气举采油l基本组成：基本组成：地面抽油机地面抽油机、井下抽油杆、抽油泵井下抽油杆、抽油泵7.1.3 7.1.3 抽油机有杆泵采油抽油机有杆泵采油有杆泵有杆泵抽油机抽油机游梁式抽油机游梁式抽油机链条式抽油机链条式抽油机带传动抽油机带传动抽油机游梁式抽油机-深井泵抽油装置l抽油机的组成抽油机的组成游梁游梁-连杆连杆-曲柄机构曲柄机构减速箱减速箱动力设备动力设备辅助设备辅助设备l抽油机工作原理抽油机工作原理工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，工作时，动力机将高速旋转运动通过皮带和减速箱传给曲柄轴，带动曲
13、柄作低速旋转。带动曲柄作低速旋转。曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器曲柄通过连杆经横梁带动游梁作上下摆动。挂在驴头上的悬绳器便带动抽油杆柱作往复运动。便带动抽油杆柱作往复运动。游梁式抽油机游梁式抽油机l深井泵的主要组成深井泵的主要组成工作筒（外筒和衬套）工作筒（外筒和衬套）柱塞及游动凡尔（排出凡尔）柱塞及游动凡尔（排出凡尔）固定凡尔（吸入凡尔）固定凡尔（吸入凡尔）深井泵深井泵深井泵的工作原理l上冲程上冲程柱塞向上运动柱塞向上运动泵内压力降低泵内压力降低固定凡尔打开、游动凡尔关闭固定凡尔打开、游动凡尔关闭泵筒内吸入液体、井口排出液体泵筒内吸入液体、井口排出液体深井泵的工作原
14、理l下冲程下冲程柱塞向下运动柱塞向下运动泵内压力升高泵内压力升高固定凡尔关闭、游动凡尔打开固定凡尔关闭、游动凡尔打开泵筒内排出液体、井口停止排液泵筒内排出液体、井口停止排液LCJ1250型链条抽油机型链条抽油机：国内首创的国内首创的长冲程无游梁抽油设备。长冲程无游梁抽油设备。19801980年获国年获国家发明二等奖。家发明二等奖。顾心怿院士发明顾心怿院士发明 长冲程、低冲次、悬点匀速运动、负长冲程、低冲次、悬点匀速运动、负荷能力大、平衡效果好等特点；适合大多荷能力大、平衡效果好等特点；适合大多数油井，尤其适合于抽稠油和深抽。数油井，尤其适合于抽稠油和深抽。胜利油田井距为胜利油田井距为3 3的河
15、的河5050大型丛式井组全部使用了链条机。大型丛式井组全部使用了链条机。l特点：特点：排量大，扬程范排量大，扬程范围广，生产压差大，井围广，生产压差大，井下工作寿命长，地面工下工作寿命长，地面工艺设备简单。艺设备简单。l组成：组成：三部分三部分l组组装装方方法法：多多级级离离心心泵泵在在上上部部，油油气气分分离离器器、保保护护器器在在中中间间，潜潜油油电电机在下部。机在下部。7.1.4 7.1.4 潜油电动离心泵采油（电潜泵采油）潜油电动离心泵采油（电潜泵采油）潜油电机潜油电机保护器保护器分离器分离器多级离心泵多级离心泵潜油电缆潜油电缆井井下下机机组组部部分分变压器变压器控制屏控制屏接线盒接线
16、盒地地面面控控制制部部分分泄油阀泄油阀单流阀单流阀电力电力传输传输部分部分l工作范围和条件工作范围和条件 要求油井产液量较高（要求油井产液量较高（200m200m3 3/d/d）：水驱油藏高含水大）：水驱油藏高含水大排量开采阶段排量开采阶段 要求泵不能下得太深（要求泵不能下得太深（1500m1500m左右）：目前可达左右）：目前可达2500m2500m。要求原油粘度不能太高（要求原油粘度不能太高（小于小于10mPa-s10mPa-s）7.1.4 7.1.4 潜油电动离心泵采油（电潜泵采油）潜油电动离心泵采油（电潜泵采油）油油藏藏开开发发的的三三个个阶阶段段一次采油一次采油二次采油二次采油三次采
17、油三次采油利用天然能量进行开采；利用天然能量进行开采；原油采收率原油采收率8%15%8%15%。利用人工补充地层能量开采；利用人工补充地层能量开采；原油采收率原油采收率25%45%25%45%。向地层中注入流体、能量，向地层中注入流体、能量，将引起物理化学变化的方法。将引起物理化学变化的方法。原油采收率原油采收率45%70%45%70%7.2 提高采收率技术提高采收率技术7.2.1 7.2.1 提高采收率的方法：提高采收率的方法：P108P108、P198P198lIORIOR技术：改善采油技术：改善采油lEOREOR技术：强化采油技术：强化采油7.2.2 7.2.2 注水技术注水技术：P17
18、6P1767.2.3 7.2.3 酸化、压裂技术酸化、压裂技术7.2 提高采收率技术提高采收率技术lIORIOR技术技术(Improvement Oil Recovery)(Improvement Oil Recovery)：改善采油。：改善采油。lEOREOR技术技术(Enhanced Oil Recovery)(Enhanced Oil Recovery)：强化采油。：强化采油。共同目标：共同目标：经济有效地开发剩余油以提高采收率。经济有效地开发剩余油以提高采收率。属属于于不不同同的的技技术术范范畴畴：对对象象不不同同，技技术术思思路路不不同同，技技术实施时机和方法也不同。术实施时机和方法
19、也不同。7.2.1 提高采收率的方法提高采收率的方法（1 1）IORIOR技术技术l 工工作作对对象象：相相对对富富集集的的大大尺尺度度的的未未被被驱驱替替介介质质波波及及到到的的剩剩剩剩余余余余油油油油，主主要要用用于于改改善善二二次次采采油油，特特别别是是提提高高多多层层非非均均质质油藏的注水波及效率。油藏的注水波及效率。l主主要要技技术术：调调整整井井和和加加密密井井技技术术；改改善善水水动动力力条条件件的的技技术术（周周期期注注水水、间间歇歇注注水水、水水气气交交替替注注入入等等）；调调剖剖技技术术；水平井以及复杂结构井技术以及老井侧钻技术。水平井以及复杂结构井技术以及老井侧钻技术。l
20、IORIOR技技术术成成熟熟度度高高，操操作作成成本本低低。对对于于进进入入高高含含水水期期的的多多层非均质油藏，有巨大的应用潜力。层非均质油藏，有巨大的应用潜力。7.2.1 提高采收率的方法提高采收率的方法（2 2）EOREOR技术技术l工作对象：工作对象：被注入水波及地区以薄膜、油滴、油片、被注入水波及地区以薄膜、油滴、油片、角滞油等形式仍然残留于地下的高度分散的小尺度的角滞油等形式仍然残留于地下的高度分散的小尺度的剩余油以及难以采用注水开发的油藏。剩余油以及难以采用注水开发的油藏。l主要技术：主要技术：热采技术、注气技术、化学驱技术和微生热采技术、注气技术、化学驱技术和微生物技术等。驱油
21、机理与水驱有所不同。物技术等。驱油机理与水驱有所不同。7.2.1 提高采收率的方法提高采收率的方法（1 1）注水目的）注水目的l向油层注水补充能量，保持油层压力，是当前向油层注水补充能量，保持油层压力，是当前提高采油速度和采收率一项应用最广的措施。提高采油速度和采收率一项应用最广的措施。l注水可以延长油井自喷期和油田稳产期。注水可以延长油井自喷期和油田稳产期。7.2.2 注水采油技术注水采油技术第第1阶阶段段：建建设设投投产产、产产量量上上升升，不不含含水水至至低低含含水水（25）阶段；）阶段；第第2阶段：油田稳产，阶段：油田稳产，中含水中含水（2575）阶段；）阶段；第第3阶段：产量递减，阶
22、段：产量递减，高含水高含水（7590）阶段；）阶段；第第4阶段：低速开采，阶段：低速开采，特高含水特高含水（90）阶段。）阶段。注水采油可划分为四个阶段注水采油可划分为四个阶段l砂岩油田注水开采平均采收率大约在砂岩油田注水开采平均采收率大约在 3333左右左右。l产量产量递减和低速开采阶段的采收率为递减和低速开采阶段的采收率为16.216.2左右，左右，约约一半的可采储量是在高含水和特高含水阶段采出的。一半的可采储量是在高含水和特高含水阶段采出的。（2 2）水源选择及水质要求）水源选择及水质要求l水源：水源：淡水水源；咸水水源淡水水源；咸水水源地面水源地面水源淡水淡水来自河床等冲积层的水源来自
23、河床等冲积层的水源淡水淡水地下水层水源地下水层水源淡水淡水或或咸水咸水 海水海水咸水咸水 地层产出水的回注地层产出水的回注咸水咸水7.2.2 注水采油技术注水采油技术l陆上油田：多数采用地面水，其次是地下水。陆上油田：多数采用地面水，其次是地下水。l海海上上油油田田：地地下下水水源源丰丰富富的的地地区区，专专门门钻钻水水源源井井以以供供注注水水之用。在地下水源缺乏的地方，采用海水注水。之用。在地下水源缺乏的地方，采用海水注水。l水水源源水水量量：一一般般以以设设计计注注水水量量为为依依据据，如如果果将将采采出出的的地地层层水水大大部部分分回回注注的的话话，最最终终所所需需要要的的新新水水源源量
24、量，大大致致为为注注水水油层孔隙体积的油层孔隙体积的150150170170。水源的选择水源的选择（2 2）水源选择及水质要求）水源选择及水质要求l水质标准要求水质标准要求l注水水质要根据油层的特点，以不堵塞油层，不产生注水水质要根据油层的特点，以不堵塞油层，不产生化学沉淀，不腐蚀设备和管线为目的。化学沉淀，不腐蚀设备和管线为目的。l基本水质要求：机械杂质、铁、细菌、氧、硫化物、基本水质要求：机械杂质、铁、细菌、氧、硫化物、pHpH值等要小于规定值。值等要小于规定值。7.2.2 注水采油技术注水采油技术注水引起的伤害主要有：注水引起的伤害主要有：堵塞、腐蚀、结垢堵塞、腐蚀、结垢（3 3）注入水
25、处理技术）注入水处理技术l常规水处理技术常规水处理技术沉淀沉淀过滤过滤 化学药剂杀菌化学药剂杀菌 脱氧脱氧 曝晒曝晒 7.2.2 注水采油技术注水采油技术l含油污水处理技术含油污水处理技术主要目的是除去油及悬浮物；主要目的是除去油及悬浮物；工艺过程：沉降、撇油、絮凝、工艺过程：沉降、撇油、絮凝、浮选、过滤、加抑垢、防腐、浮选、过滤、加抑垢、防腐、杀菌及其它化学药剂等。杀菌及其它化学药剂等。（4 4）注水地面系统：）注水地面系统：l指从水源至注水井的全套设备和流程。指从水源至注水井的全套设备和流程。l包括：包括：水源泵站水源泵站 水处理站水处理站 注水站注水站 配水间配水间 注注水井水井（5 5
26、）注水井投注程序）注水井投注程序l指注水井从完钻到正常注水所需进行的工作。指注水井从完钻到正常注水所需进行的工作。l包括：包括：排液、洗井、试注、转注排液、洗井、试注、转注等。等。7.2.2 注水采油技术注水采油技术（6 6）注水工艺过程）注水工艺过程l水由来水管线经过储罐吸入到高压泵中，水经过升水由来水管线经过储罐吸入到高压泵中，水经过升压之后进入分水器，然后通过输水管线，输送到各压之后进入分水器，然后通过输水管线，输送到各个配水间，由配水间将高压水分配到各个注水井，个配水间，由配水间将高压水分配到各个注水井，注入到油层中去。在高压泵的出口、输水管线、配注入到油层中去。在高压泵的出口、输水管
27、线、配水间和注水井口都装有压力表，以便及时掌握和调水间和注水井口都装有压力表，以便及时掌握和调整泵压及输水管线压力。整泵压及输水管线压力。7.2.2 注水采油技术注水采油技术7.2.2 注水采油技术注水采油技术（7 7）分层注水技术：分层注水技术：（7 7）分层注水技术）分层注水技术l大大庆庆油油田田的的石石油油工工作作者者，创创造造出出一一整整套套分分层层注注水水、油油水水井井配配产产配配注注、以以及及注注水水井井调调整整吸吸水水剖剖面面等等工工艺艺技技术术措施，极大地改善了注水油田开采的状况。措施，极大地改善了注水油田开采的状况。7.2.2 注水采油技术注水采油技术为为了了调调整整注注水水
28、井井的的吸吸水水剖剖面面，提提高高注注水水井井的的波波及及系系数数，改改善善水水驱驱效效果果，向向地地层层中中的的高高渗渗透透层层注注入入堵堵剂剂，堵堵剂剂凝凝固固或或膨膨胀胀后后，降降低低高高渗渗层层的的渗渗透透率率，迫迫使使注注入入水水增增加加对对低低含含水水部部位的驱油作用，这种工艺措施称为位的驱油作用，这种工艺措施称为注水井调剖注水井调剖。注水井调剖封堵高渗透层的方法：注水井调剖封堵高渗透层的方法：单液法单液法：石灰乳；硅胶；水包稠油等。：石灰乳；硅胶；水包稠油等。双液法双液法：沉淀型堵剂；凝胶型堵剂；冻胶型堵剂。：沉淀型堵剂；凝胶型堵剂；冻胶型堵剂。注水井调剖技术注水井调剖技术7.2
29、.3 酸化、压裂技术酸化、压裂技术l油层酸化工艺技术油层酸化工艺技术l水力压裂技术水力压裂技术l其他措施其他措施油层酸化工艺技术油层酸化工艺技术（1 1）酸化：）酸化：利用地面高压泵把酸液通过井筒挤入油利用地面高压泵把酸液通过井筒挤入油层，酸液与油层的孔隙发生化学溶蚀作用，扩层，酸液与油层的孔隙发生化学溶蚀作用，扩大油流的通道，提高油层的渗透率；或者依靠大油流的通道，提高油层的渗透率；或者依靠酸液溶解井壁附近的堵塞物，如泥浆、泥饼及酸液溶解井壁附近的堵塞物，如泥浆、泥饼及其它沉淀物质，以提高油井的产量。其它沉淀物质，以提高油井的产量。油层酸化工艺技术油层酸化工艺技术（1 1）酸化）酸化分类：分
30、类：根据酸化工艺不同分类根据酸化工艺不同分类常规酸化：常规酸化：在低于岩石破裂压力下将酸液注入地层，在低于岩石破裂压力下将酸液注入地层，主要依靠酸液的化学溶蚀作用，清除堵塞，扩大和延主要依靠酸液的化学溶蚀作用，清除堵塞，扩大和延伸裂缝、缝洞。多在砂岩地层中使用。伸裂缝、缝洞。多在砂岩地层中使用。压裂酸化（压裂酸化（简称简称酸压）酸压）：在高于岩石破裂压力下将酸：在高于岩石破裂压力下将酸液注入地层，酸液可同时对裂缝起化学溶蚀作用和水液注入地层，酸液可同时对裂缝起化学溶蚀作用和水力压裂作用，从而沟通孔隙、缝洞。多在碳酸盐地层力压裂作用，从而沟通孔隙、缝洞。多在碳酸盐地层中使用。中使用。酸酸化化压压
31、裂裂形形成成裂裂缝缝示示意意图图（2 2）砂岩油气层的酸化）砂岩油气层的酸化l砂砂岩岩的的颗颗粒粒主主要要是是石石英英、长长石石，砂砂岩岩的的胶胶结结物物多多为为粘粘土土和和碳碳酸酸盐盐类类。砂砂岩岩酸酸化化是是通通过过溶溶解解砂砂粒粒之之间间的的胶胶结结物物和和部部分分砂砂粒粒，以以提提高高近近井井地地带带的的渗渗透透率率，或或者者是是清清除井筒附近油层堵塞，以恢复油层的天然渗透性能。除井筒附近油层堵塞，以恢复油层的天然渗透性能。l砂岩酸化多用土酸（砂岩酸化多用土酸（盐酸氢氟酸）盐酸氢氟酸）l氢氢氟氟酸酸（HFHF）几几乎乎对对砂砂岩岩的的一一切切成成分分，如如石石英英、粘粘土土、碳酸盐等都
32、具有溶蚀作用碳酸盐等都具有溶蚀作用。油层酸化工艺技术油层酸化工艺技术砂砂砂砂岩岩岩岩油油油油层层层层酸酸酸酸化化化化示示示示意意意意图图图图油层酸化工艺技术油层酸化工艺技术（3）碳酸盐岩地层的酸化）碳酸盐岩地层的酸化l碳酸盐岩地层主要成分碳酸盐岩地层主要成分：方解石方解石和和白云石白云石；l酸化用酸液酸化用酸液：盐酸盐酸；l酸化增产增注原理酸化增产增注原理：生成水溶性盐类，并放出二氧化：生成水溶性盐类，并放出二氧化碳气体。清除了井筒附近的堵塞，沟通扩大了地层原碳气体。清除了井筒附近的堵塞，沟通扩大了地层原有的孔道、裂缝，提高了渗透率。有的孔道、裂缝，提高了渗透率。石灰岩石灰岩：2 2HCl+C
33、aCOHCl+CaCO3 3CaClCaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2白云岩白云岩：4 4HCl+MgCa(COHCl+MgCa(CO3 3)2 2CaClCaCl2 2+MgCl+MgCl2 2+2H+2H2 2O+2COO+2CO2 2石灰岩白云岩油层酸化工艺技术油层酸化工艺技术（4）碳酸盐岩地层的酸压）碳酸盐岩地层的酸压l酸压增产增注原理酸压增产增注原理：酸压时以足够大的压力将酸液：酸压时以足够大的压力将酸液挤入地层，将地层压开或打开已有的天然裂缝。由挤入地层，将地层压开或打开已有的天然裂缝。由于地层的非均质性以及裂缝壁面的不平整性，当酸于地层的非均质性以及裂缝壁面的不平
34、整性，当酸液沿裂缝流动时，对裂缝壁面形成了不均匀的溶蚀，液沿裂缝流动时，对裂缝壁面形成了不均匀的溶蚀，产生许多酸蚀沟槽。当裂缝闭合时这些酸蚀沟槽仍产生许多酸蚀沟槽。当裂缝闭合时这些酸蚀沟槽仍然保留下来，成为油气流通道。然保留下来，成为油气流通道。l酸压工艺过程：酸压工艺过程：先挤注高粘前置液再挤注酸液和顶替液酸酸化化压压裂裂形形成成裂裂缝缝示示意意图图 水力压裂技术水力压裂技术（1 1）水力压裂原理）水力压裂原理l利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能利用地面高压泵组，将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高压；当此压力大于井力的排量注入井中，在井底憋起高压；当此
35、压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时，在井底附近地层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前层产生裂缝；继续注入带有支撑剂的携砂液，裂缝向前延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而延伸并填以支撑剂，关井后裂缝闭合在支撑剂上，从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。填砂裂缝，使井达到增产增注目的工艺措施。水力压裂技术水力压裂技术（2）水力压裂工艺过程）水力压裂工艺过程将高粘流体以大大超过油层吸收能力的排量泵入井中井底憋压当井底压
36、力大于地层破裂压力时，井底附近地层产生裂缝裂缝延伸充填支撑剂停泵后，形成支撑剂支撑的导流裂缝最后，注入的高粘度压裂液会自动降解排出井筒之外，在最后，注入的高粘度压裂液会自动降解排出井筒之外，在油层中留下一条或多条长、宽、高不等的裂缝，使油层与油层中留下一条或多条长、宽、高不等的裂缝，使油层与井筒之间建立起一条新的流体通道。井筒之间建立起一条新的流体通道。油油层层水水力力压压裂裂示示意意图图 水力压裂技术水力压裂技术（3 3）压裂液）压裂液l根据压裂液的作用不同分类：根据压裂液的作用不同分类：前置液前置液：破裂地层、造缝破裂地层、造缝；携砂液携砂液：携带支撑剂、充填裂缝，携带支撑剂、充填裂缝，同
37、时还具有扩同时还具有扩展、延伸裂缝和冷却地层的作用展、延伸裂缝和冷却地层的作用 ；顶替液顶替液：将井筒中的全部携砂液替入裂缝中将井筒中的全部携砂液替入裂缝中。水力压裂技术水力压裂技术（3 3）压裂液）压裂液l对压裂液的性能要求：对压裂液的性能要求：滤失少；滤失少；悬砂能力强：悬砂能力强：摩阻低：摩阻低：稳定性好：稳定性好：配伍性好配伍性好 低残渣；低残渣；易返排；易返排；货源广、便于配制、价钱便宜货源广、便于配制、价钱便宜水力压裂技术水力压裂技术（4 4）支撑剂）支撑剂l支撑剂的作用支撑剂的作用：支撑已压开的裂缝，使裂缝不再闭合，支撑已压开的裂缝，使裂缝不再闭合，并使裂缝具有导流能力。并使裂缝具有导流能力。l对支撑剂的性能要求对支撑剂的性能要求：粒径均匀；粒径均匀；强度大，破碎率小；强度大，破碎率小；园度和球度高；园度和球度高；杂质含量少；杂质含量少；来源广，价廉。来源广，价廉。l支撑剂的种类：支撑剂的种类：天然砂天然砂和和人工支撑剂人工支撑剂普遍使用的支撑剂普遍使用的支撑剂是是石英砂石英砂。其他措施其他措施l高能气体压裂技术高能气体压裂技术l水力振荡解堵技术水力振荡解堵技术l电脉冲井底处理技术电脉冲井底处理技术l超声波井底处理技术超声波井底处理技术l人工地震处理油层技术人工地震处理油层技术