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1、酸压及酸化技术发展现状酸压及酸化技术发展现状汇报提纲汇报提纲一、酸岩反应机理研究现状与发展一、酸岩反应机理研究现状与发展一、酸岩反应机理研究现状与发展一、酸岩反应机理研究现状与发展二、酸压工艺技术现状与发展二、酸压工艺技术现状与发展二、酸压工艺技术现状与发展二、酸压工艺技术现状与发展三、酸压优化设计软件发展现状三、酸压优化设计软件发展现状三、酸压优化设计软件发展现状三、酸压优化设计软件发展现状四、砂岩酸化技术发展概况四、砂岩酸化技术发展概况四、砂岩酸化技术发展概况四、砂岩酸化技术发展概况五、新世纪酸压技术发展展望五、新世纪酸压技术发展展望五、新世纪酸压技术发展展望五、新世纪酸压技术发展展望一、
2、酸岩反应机理研究现状与发展一、酸岩反应机理研究现状与发展经经典典物物理理模模型型：旋旋转转岩岩盘盘、空空心心岩岩心心流流动动装装置置、平平板板裂裂缝缝流流动装置等。动装置等。一一般般采采用用旋旋转转岩岩盘盘测测定定酸酸岩岩反反应应动动力力学学参参数数，采采用用平平板板裂裂缝缝流动装置测定酸岩动态反应速度，并测定氢离子传质系数等。流动装置测定酸岩动态反应速度，并测定氢离子传质系数等。经典数学模型：经典数学模型：扩散对流偏微分方程。扩散对流偏微分方程。现代数学模型：现代数学模型：分形几何学为分析工具建立的数学模型。分形几何学为分析工具建立的数学模型。酸岩反应机理研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与
3、发展酸岩反应动力学实验研究进展酸岩反应动力学实验研究进展 n酸岩反应的基本模式：酸岩反应的基本模式：经典理论经典理论 灰岩储层：灰岩储层：受传质反应控制受传质反应控制 白云岩储层：白云岩储层：两种模式，主要受温度控制两种模式，主要受温度控制 T65 T65，反应主要受表面反应控制，反应主要受表面反应控制 T93 T93，反应主要受传质反应控制，反应主要受传质反应控制 酸岩反应机理研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与发展n有有研研究究考考察察温温度度低低至至7.27.2，这这对对实实际际储储层层没没有有实实质质意意义义，仅仅是是理理论论研研究究。Van Van Domelen Domelen M
4、.SM.S的的研研究究强强调调指指出出，在在灰灰岩岩储储层层，液体的滤失速度才是影响酸压改造效果的主要因素。液体的滤失速度才是影响酸压改造效果的主要因素。温度敏感性与温度敏感性与反应模式反应模式 酸岩反应动力学实验研究进展酸岩反应动力学实验研究进展 灰岩普通酸单纯反应动力学研究已较少，灰岩普通酸单纯反应动力学研究已较少，主要结合胶凝酸、乳化酸进行研究。主要结合胶凝酸、乳化酸进行研究。有机酸反应动力学模型及试验（有机酸反应动力学模型及试验（20032003年）年）研究温度：研究温度：120120140140（国内、胶凝酸），（国内、胶凝酸），121 121178 178（国外，乳化酸）（国外，乳
5、化酸）试验方法的改进试验方法的改进 旋转岩盘旋转岩盘 隔板扩散室（隔板扩散室（a diagram diffusion cell)a diagram diffusion cell)酸岩反应机理研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与发展试验介质：试验介质：淡水、海水、淡水、海水、地层水地层水1.1.酸岩反应动力学研究酸岩反应动力学研究白云岩酸岩反应及滤失机理白云岩酸岩反应及滤失机理酸岩反应机理研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与发展 酸岩反应动力学实验研究进展酸岩反应动力学实验研究进展 新结论新观点：新结论新观点：如如Navarrete Navarrete R.C(1998)R.C(1998)等等人
6、人3434系系统统进进行行了了灰灰岩岩酸酸岩岩反反应应中中酸酸液液滤滤失失及及导导流流能能力力模模拟拟试试验验研研究究，比比较较了了普普通通盐盐酸酸和和乳乳化化酸酸的的效效果果，试试验验表表明明，乳乳化化酸酸的的缓缓速速能能力力是是普普通通盐盐酸酸的的8.58.5倍倍，而而且且乳乳化化酸酸在在高高温温储储层层比比其其它它技术更加有效。技术更加有效。酸岩反应机理研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与发展“压压裂裂酸酸化化中中心心”（2000200020032003年年）先先后后开开展展了了灰灰岩岩、白白云云岩岩及及复复杂杂岩岩性性储储层层的的高高温温酸酸岩岩反反应应动动力力学学实实验验研研究究，当
7、当温温度度从从120120升升到到140140，普普通通酸酸的的反反应应速速度度增增加加57%57%；稠稠化化酸酸的的增增加加了了30%30%；乳乳化化酸酸的的反反应应速速度度反反应应速速度度增增加加了了40%40%；这这与与以以往往利利用用120120以以下下的的数数据据外外推推高高温温储储层层的的反反应应速速度度是是很很不不相相同同的的。实实验验表表明明，在在相相同同酸酸浓浓度度下下，温温度度上上升升，反反应应速速度度增增加加，其其中中对对普普通通酸酸的的影影响响更更为为明明显显，其其次次为为乳乳化化酸酸，胶胶凝凝酸酸增增加加较较为缓慢为缓慢为什么？粘度与质量为什么？粘度与质量酸岩反应机理
8、研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与发展 酸岩反应动力学实验研究进展酸岩反应动力学实验研究进展白云岩酸岩反应研究仍然是世界难题，国内外学者均在白云岩酸岩反应研究仍然是世界难题，国内外学者均在进行探索研究进行探索研究表面反应表面反应系统反应研究系统反应研究。近年来的研究表明：白云岩比灰岩更易进入表面反应控近年来的研究表明：白云岩比灰岩更易进入表面反应控制区域，对表面反应与传质反应的转换条件的研究获得制区域，对表面反应与传质反应的转换条件的研究获得了一定的认识，即：了一定的认识，即：酸与白云岩的反应动力学控制条件与两个因素有关：酸与白云岩的反应动
9、力学控制条件与两个因素有关：温度和转速温度和转速粘度特性？粘度特性？反应动力学模型发展：反应动力学模型发展：nConwayConway（19991999）等等人人使使用用隔隔板板扩扩散散室室和和旋旋转转岩岩盘盘进进行行研研究究，计计算算扩扩散散系系数数的的方方程程有有进进一一步步改改进进，发发展展了了一一个个新新的的模模型型来来计计算算传传递递系系数数，即即用用舍舍伍伍德德数数（ShSh）来来表表示示传传递递系系数数。该该文文研研究究的的仅仅是是低低温温下下的的扩扩散散系系数数，也也未未探探讨讨胶胶凝凝酸酸、乳乳化化酸酸的的酸酸岩岩反反应应特特性性和和动动力力学学方方程程以以及及粘粘度度对对酸
10、酸岩岩反反应的影响。应的影响。nMarten Marten Buijse Buijse（20032003）等等人人首首次次探探讨讨了了有有机机酸酸的的酸酸岩岩反反应应机机制制，建建立立了了考考虑虑有有机机酸酸酸酸液液体体系系的的酸酸岩岩反反应应模模型型，这这个个模模型型适适用用于于强强酸酸，也也适适用用于弱酸和盐酸的组合酸液体系，弱酸体系以醋酸和甲酸为主。于弱酸和盐酸的组合酸液体系，弱酸体系以醋酸和甲酸为主。酸岩反应机理研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与发展n“压压裂裂酸酸化化中中心心”（20032003）对对白白云云岩岩胶胶凝凝酸酸反反应应动动力力学学的的研研究究表表明明，胶胶凝凝酸酸的的
11、反反应应速速度度为为K10K10 6 610107 7，而而普普通通酸酸反反应应速速度度为为K10K105 5，胶胶凝凝酸酸反反应应速速度度比比普普通通酸酸低低1 12 2个个数数量量级级，与与灰灰岩岩储储层层及及以以往往的的国国内内外外的的研研究究结结论论胶胶凝酸的反应速度是普通酸的凝酸的反应速度是普通酸的1/31/3有较大的差异，有较大的差异，胶凝酸的粘度影响是主要原因胶凝酸的粘度影响是主要原因。酸岩反应机理研究现状与发展酸岩反应机理研究现状与发展酸蚀裂缝导流能力模拟试验酸蚀裂缝导流能力模拟试验九九十十年年代代以以来来，多多采采用用“多多级级注注入入酸酸压压闭闭合合裂裂缝缝酸酸化化”组组合
12、合技技术术方方法法来来进进行行室室内内试试验验，也也开开展展了了单单一一胶胶凝凝酸酸、乳乳化化酸酸酸酸压压导导流流能能力力与与组组合合闭闭合合裂裂缝缝酸酸化化后后获获得得的的导导流流能能力试验的比较。力试验的比较。试试验验表表明明：闭闭合合裂裂缝缝酸酸化化提提高高导导流流能能力力可可以以达达到到几几倍倍甚甚至至数数十十倍倍，而而多多级级注注入入酸酸压压裂裂闭闭合合酸酸化化技技术术更更能能几几十十倍倍甚甚至至上百倍地提高酸蚀裂缝导流能力。上百倍地提高酸蚀裂缝导流能力。多级注入闭合酸化裂缝导流能力试验研究多级注入闭合酸化裂缝导流能力试验研究 C.Ruffet C.Ruffet(1997)(1997
13、)等等人人运运用用地地貌貌学学的的原原理理分分析析探探讨讨了了在在酸酸压压过过程程中酸蚀裂缝壁面的几何形态以及对酸蚀导流能力的影响；中酸蚀裂缝壁面的几何形态以及对酸蚀导流能力的影响；Gong Gong M(1998)M(1998)等等人人建建立立了了考考虑虑裂裂缝缝壁壁面面粗粗糙糙变变形形下下的的酸酸蚀蚀裂裂缝缝新新模型，模型，研研究究表表明明，酸酸蚀蚀裂裂缝缝导导流流能能力力受受闭闭合合应应力力影影响响的的裂裂缝缝宽宽度度和和面面容容比比的的影影响响，同同时时裂裂缝缝壁壁面面的的非非均均匀匀刻刻蚀蚀程程度度和和支支撑撑裂裂缝缝的的岩岩石石的的嵌嵌入入强强度度等等也也明明显显影影响响最最终终裂
14、裂缝缝导导流流能能力力，因因此此建建立立考考虑虑非非均均匀刻蚀和岩石力学性质的裂缝扩展模型更加符合现场的实际条件。匀刻蚀和岩石力学性质的裂缝扩展模型更加符合现场的实际条件。多级注入闭合酸化裂缝导流能力试验研究多级注入闭合酸化裂缝导流能力试验研究 酸液滤失机理及溶蚀孔洞酸液滤失机理及溶蚀孔洞形成机制研究形成机制研究经典理论与现代理论相结合经典理论与现代理论相结合 分形理论的应用分形理论的应用物模：物模：“水水/石膏石膏”模型模型 “岩心岩心/酸液酸液”模型模型 合金合金WoodWood合金铸模合金铸模 数值模拟方法数值模拟方法 网网络络模模型型、扩扩散散限限制制聚聚集集模模型型(DLA)(DLA
15、)、绝绝缘缘击击穿穿模模型型(DBL)(DBL)：渗透率驱动指进模型渗透率驱动指进模型(PDF)(PDF)、A.D.Hill A.D.Hill的特征参数模型的特征参数模型 借助溶蚀孔洞及滤失控制研究，发展了多级注入技术借助溶蚀孔洞及滤失控制研究，发展了多级注入技术酸液滤失试验及计算酸液滤失试验及计算n具具有有代代表表性性的的有有WangWang等等人人介介绍绍的的滤滤失失实实验验系系统统和和方方法法、GulbisGulbis等等人人的的空空心心岩岩心心滤滤失失实实验验系系统统和和方方法法、HarrisHarris及及PennyPenny的径向流动滤失实验系统和方法等。的径向流动滤失实验系统和方
16、法等。nA.D.HillA.D.Hill（19921992年）建立了考虑酸液溶蚀孔洞的计算模型；年）建立了考虑酸液溶蚀孔洞的计算模型；nSettari(1991)Settari(1991)提出了一种确定酸液滤失速度的新方法。提出了一种确定酸液滤失速度的新方法。室内试验技术与理论研究室内试验技术与理论研究国内现状与差距国内现状与差距压压裂裂酸酸化化中中心心、西西南南油油气气田田分分公公司司分分别别引引进进有有StimlabStimlab、CERCER等等美美国国公公司司的的九九十十年年代代国国际际先先进进水水平平的的大大型型酸酸压压试试验验设设备备。具具有有进进行行旋旋转转岩岩盘盘试试验验、平平
17、板板裂裂缝缝流流动动试试验验、胶胶凝酸流变、泡沫流变、酸蚀裂缝导流能力试验等能力。凝酸流变、泡沫流变、酸蚀裂缝导流能力试验等能力。国国内内外外在在物物理理模模型型及及数数学学模模型型上上基基本本相相当当，差差距距主主要要体体现在物理模型单一，现代数学理论的研究及应用薄弱。现在物理模型单一，现代数学理论的研究及应用薄弱。室内试验技术与理论研究室内试验技术与理论研究二、酸压工艺技术现状与发展二、酸压工艺技术现状与发展 影响酸压技术水平和能力的主要参数影响酸压技术水平和能力的主要参数 有效酸蚀作用距离有效酸蚀作用距离(Lef)(Lef)，闭合裂缝有效导流能力闭合裂缝有效导流能力(WKf)(WKf)。
18、影响上述两参数的各种影响因素分为两类影响上述两参数的各种影响因素分为两类 不可控因素：不可控因素：储层的地质构造、岩性、渗透率、储层的地质构造、岩性、渗透率、孔隙度、产层厚度、岩石力学性质、流体特性等孔隙度、产层厚度、岩石力学性质、流体特性等 可控因素：可控因素：深度酸压工艺技术类型、酸液体系和深度酸压工艺技术类型、酸液体系和浓度、用酸强度、注酸排量，浓度、用酸强度、注酸排量，酸液滤失速度、酸岩反应速酸液滤失速度、酸岩反应速度、度、裂缝高度、酸岩反应温度、酸岩接触面容比裂缝高度、酸岩反应温度、酸岩接触面容比碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状单一液体体系应用的酸压技
19、术单一液体体系应用的酸压技术 普通酸酸压普通酸酸压常规酸压技术常规酸压技术 稠化酸（胶凝酸）酸压稠化酸（胶凝酸）酸压 化学缓速酸酸压化学缓速酸酸压 泡沫酸酸压泡沫酸酸压 乳化酸酸压乳化酸酸压 高效酸（地下交联酸、滤失控制酸）酸压等高效酸（地下交联酸、滤失控制酸）酸压等。技术方法形成的酸压技术技术方法形成的酸压技术前置液粘性指进酸压技术（两级注入）前置液粘性指进酸压技术（两级注入）多级注入酸压技术（前置液酸压前置液酸压多级注入酸压技术（前置液酸压前置液酸压)新型组合技术：新型组合技术：多级注入酸压技术闭合裂缝酸化技术多级注入酸压技术闭合裂缝酸化技术深深度度酸酸压压技技术术成熟技术成熟技术 “多级
20、注入酸压闭合裂缝酸化多级注入酸压闭合裂缝酸化”组合技术为主组合技术为主技术特点及发展变化技术特点及发展变化优化设计技术目标与过去不同优化设计技术目标与过去不同由由于于闭闭合合裂裂缝缝酸酸化化技技术术可可以以极极大大的的提提高高裂裂缝缝的的有有效效导导流流能能力力，多多级级注注入入技技术术优优化化目目标标多多以以获获得得长长的的酸酸蚀蚀裂裂缝缝为为主主（要要求采用高排量施工，有利于实现长缝）。求采用高排量施工，有利于实现长缝）。不不再再细细考考虑虑单单纯纯酸酸压压技技术术优优化化设设计计中中裂裂缝缝长长度度与与导导流流能能力力的最佳匹配问题，导流能力的提高通过闭合裂缝酸化来实现。的最佳匹配问题，
21、导流能力的提高通过闭合裂缝酸化来实现。碳酸盐岩气藏酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩气藏酸压裂技术国内外研究现状主流技术主流技术周周期期增增产产效效果果成成为为优优选选酸酸压压技技术术方方法法的的主主要要优优化化目目标标。多多级级注注入入技技术术不不再再是是单单纯纯的的低低渗渗致致密密储储层层的的酸酸压压技技术术。在在中中高高渗渗储储层层，多多级级注注入入闭闭合合裂裂缝缝酸酸化化技技术术仍仍然然成成为为了了主主流流技技术术，但但规模及注入级数等的优化与低渗储层有所不同。规模及注入级数等的优化与低渗储层有所不同。施施工工规规模模相相对对较较大大。用用酸酸强强度度大大多多在在6 69m9m3 3/m
22、/m之之间间，加加上上交交替注入使用的非反应前置液，总液量更大。替注入使用的非反应前置液，总液量更大。注注入入级级数数多多，分分段段液液量量小小。注注入入级级数数一一般般在在8 81212级级之之间间，分段液量一般分段液量一般202040m40m3 3。主流技术主流技术碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状构成多级注入的液体体系更加丰富构成多级注入的液体体系更加丰富前前置置液液从从单单纯纯的的凝凝胶胶水水（胍胍胶胶液液等等）发发展展到到使使用用油油基前置液，或者采用乳化酸与胶凝酸交替注入的形式。基前置液，或者采用乳化酸与胶凝酸交替注入的形式。转向酸、醇酸等也投入了使用
23、。转向酸、醇酸等也投入了使用。压压裂裂酸酸化化技技术术中中心心在在玉玉门门油油田田已已经经成成功功进进行行了了“乳乳化化酸酸胶胶凝凝酸酸”多多级级注注入入闭闭合合酸酸化化与与投投球球分分层层酸酸压压结结合的现场实践。合的现场实践。主流技术主流技术碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状液体体系较为稳定，但液体总体性能有所提高液体体系较为稳定，但液体总体性能有所提高深深度度酸酸压压技技术术使使用用液液体体体体系系以以胶胶凝凝酸酸、乳乳化化酸酸为为主主。胶凝酸用量降低，但粘度显著提高；胶凝酸用量降低，但粘度显著提高；乳乳化化酸酸实实现现了了微微乳乳化化技技术术，构构成成了了
24、摩摩阻阻相相对对较较低低的的微乳酸体系。微乳酸体系。地地下下交交联联酸酸（滤滤失失控控制制酸酸）等等则则是是针针对对某某些些地地层层特特征条件下优选使用的酸液体系。征条件下优选使用的酸液体系。主流技术主流技术技术应用水平，国内外基本相当，技术应用水平，国内外基本相当，差距主要体现在液体体系及规模化上。差距主要体现在液体体系及规模化上。碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状西南油气田分公司西南油气田分公司8080年年代代初初开开始始，先先后后开开展展了了前前置置液液酸酸压压、胶胶凝凝酸酸酸酸压压、泡泡沫沫酸酸酸酸压压等等工工艺艺技技术术的的研研究究和和应应用用，并并取取
25、得得了了一一定定的的成成果。果。与与HalliburtonHalliburton公公司司、CERCER公公司司、NOWSCONOWSCO公公司司等等进进行行过过技技术合作及技术引进。术合作及技术引进。19981998年年四四川川局局引引进进DowellDowell公公司司的的滤滤失失控控制制酸酸（LCA,LCA,即即高高效酸）在川中进行了施工。效酸）在川中进行了施工。国内技术现状及差距国内技术现状及差距碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状压裂酸化中心及长庆油田合作压裂酸化中心及长庆油田合作“八五八五”国家项目：陕甘宁气田酸化技术研究，国家项目：陕甘宁气田酸化技术研究
26、，1992199219951995年。年。针针对对该该气气田田储储层层特特点点，运运用用系系统统工工程程研研究究方方法法开开展展了了地地质质评评估估分分析析、室室内内模模拟拟试试验验、软软件件研研制制及及开开发发、气气藏藏数数值值模模拟拟、优优化化设设计计及及参参数数优优选选、现现场场工工艺艺实实施施及及质质量量控控制制、酸酸压压前前后后试试井井分分析析及及效效果果评评估估等等研研究究，提提出出了了针针对对不不同同类类型型储储层层的的优优化化设设计计目目标标和和参参数数优优选选范范围围，形形成成了了针针对对低低渗渗储储层层以以“多多级级注注入入闭闭合合酸酸压压技技术术”为为主主的的深深度度酸酸
27、压压改改造造技技术术，该该项项技技术术达达到到九十年代国际先进水平。九十年代国际先进水平。国内技术现状及差距国内技术现状及差距碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状液体体系研制与应用液体体系研制与应用国国内内压压裂裂酸酸化化中中心心、西西南南油油气气田田分分公公司司、长长庆庆等等研研制制完完成成了了胶胶凝凝酸酸（稠稠化化酸酸）、乳乳化化酸酸、滤滤失失控控制制酸酸等等液液体体体体系系及及添添加加剂剂。酸酸压压使使用用的的材材料料基基本本上上实实现现了了国国产产化化，且且液液体体性性能能能能够够满满足足优优化化设设计计及及油田施工需求，性能基本与国外产品相当。油田施工需求
28、，性能基本与国外产品相当。差距：差距：液液体体上上主主要要体体现现在在新新型型液液体体的的开开发发研研制制及及产产品品性性能能，技技术术上上存存在在施施工工规规模模小小、分分析析手手段段不不完完善善，技技术术组组合合单单一等差距。一等差距。国内技术现状及差距国内技术现状及差距高含硫气藏酸压技术高含硫气藏酸压技术 国外（国外（20022002）报道沙特阿拉伯气藏应用，）报道沙特阿拉伯气藏应用，国内鲕滩（国内鲕滩（2003200320042004）高含硫气藏酸压技术应用。）高含硫气藏酸压技术应用。复杂岩性储层酸压技术复杂岩性储层酸压技术 玉门青西油田白垩系油藏；玉门青西油田白垩系油藏；青海油田青海
29、油田E E3 32 2、N N2 21 1油藏油藏 “多多级级注注入入深深度度酸酸压压闭闭合合裂裂缝缝酸酸化化”技技术术低低渗渗、塑塑性性特特征征强强、重重复复酸酸压压 清洁自转向酸酸化技术清洁自转向酸酸化技术 多层、油水薄互层等多层、油水薄互层等水力喷射酸化冲击技术水力喷射酸化冲击技术大位移斜井、水平井等大位移斜井、水平井等羟基酸技术，羟基酸技术，与单纯的酸液中加入表活剂不同，对低渗气藏改造效果显著与单纯的酸液中加入表活剂不同，对低渗气藏改造效果显著胶囊酸技术胶囊酸技术新的液体模式及技术发展新的液体模式及技术发展碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状新型酸压技术新型
30、酸压技术创新技术创新技术滤失控制酸技术滤失控制酸技术交联与有效破胶交联与有效破胶潜在伤害？潜在伤害？nG.T.WooG.T.Woo（19991999）等人介绍了）等人介绍了BJBJ公司的新型交联胶凝酸酸公司的新型交联胶凝酸酸液体系。介绍了该酸液体系使用的主体材料和聚合物，以液体系。介绍了该酸液体系使用的主体材料和聚合物，以及交联破胶的控制方法，它用及交联破胶的控制方法，它用微乳聚合物微乳聚合物胶凝剂和特殊的胶凝剂和特殊的表面活性剂作为外相介质，较过去的酸液体系有所改进。表面活性剂作为外相介质，较过去的酸液体系有所改进。n19981998年年四四川川局局引引进进DowellDowell公公司司的
31、的滤滤失失控控制制酸酸(LCA)(LCA)在在川川中中莲莲1818井井、磨磨5 5井井进进行行了了现现场场试试验验并并取取得得了了成成功功，这这可可以以看看着是我国在开始应用该项新技术的第一步。着是我国在开始应用该项新技术的第一步。碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状新型酸压技术新型酸压技术改进的技术改进的技术乳化酸技术乳化酸技术研究与应用更加广泛，优势和特点明显研究与应用更加广泛，优势和特点明显微乳酸的应用得到大力推广微乳酸的应用得到大力推广高温乳化酸酸液体系。耐温：高温乳化酸酸液体系。耐温：120120176176，n室温：稳定室温：稳定4 45 5天，粘度天，
32、粘度70MPa.S70MPa.S左右，左右，n124124：稳定时间超过小时，：稳定时间超过小时，149149：稳定时间超过了小时；：稳定时间超过了小时；n现现场场配配制制的的乳乳化化酸酸的的乳乳滴滴的的大大小小在在1 177m77m之之间间，该该数数据据比比实实验验室室观观测到的微乳相中的液滴要大；测到的微乳相中的液滴要大；n新新型型高高温温乳乳化化酸酸在在120120176176下下，酸酸压压时时可可以以延延缓缓反反应应速速度度14141919倍倍，基质酸化时延缓反应速度基质酸化时延缓反应速度6.66.6倍。倍。n在在SmackoverSmackover白云岩储层的现场实践中提高增产效果白
33、云岩储层的现场实践中提高增产效果2 24 4倍。倍。碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状新型酸压技术新型酸压技术值得推荐的技术值得推荐的技术乳化酸在高闭合应力储层中乳化酸在高闭合应力储层中较其它直接与地层反应的酸较其它直接与地层反应的酸液可以产生更大的非均匀溶液可以产生更大的非均匀溶蚀缝宽，从而获得更高的导蚀缝宽，从而获得更高的导流能力，提高酸液的有效性流能力，提高酸液的有效性复杂岩性储层酸压技术复杂岩性储层酸压技术 “稠化酸深度酸压多组分酸闭合裂缝酸化稠化酸深度酸压多组分酸闭合裂缝酸化”结合了结合了 “碳酸盐岩储层深度酸压砂岩储层基质酸化碳酸盐岩储层深度酸压砂岩储
34、层基质酸化”两种技术增产基本原理的一种两种技术增产基本原理的一种特殊组合技术特殊组合技术，技术难题：技术难题：储层岩性变化更大，对液体体系及技术方法有更高要求储层岩性变化更大，对液体体系及技术方法有更高要求 高闭合应力特征严重影响酸压改造的有效期高闭合应力特征严重影响酸压改造的有效期 天然裂缝发育程度、形态不同，技术方法不同天然裂缝发育程度、形态不同，技术方法不同 碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状碳酸盐岩酸压裂技术国内外研究现状新型酸压技术新型酸压技术需要继续攻关的技术需要继续攻关的技术泥泥云云岩岩层层理理发发育育砂砂砾砾岩岩块块状状为为主主青西油田储层特征青西油田储层特征青西油田储层特征青西
35、油田储层特征斜交缝斜交缝粗砾粗砾三、酸压优化设计软件三、酸压优化设计软件发展现状发展现状 酸压研究技术的系统化酸压研究技术的系统化系统工程研究方法系统工程研究方法，在在酸酸压压优优化化设设计计前前强强调调储储层层评评估估研研究究，重重视视测测井井资资料料的的应应用用分分析析，常常规规测测井井、MFIMFI成成像像测测井井，阵阵列列声声波波测测井井等等方方面面的的信信息息都都会会充充分分提提取取并并进进行行分分析析，矿矿物物岩岩性性、微微观观结结构构等等也也是是需需要要系系统统考考虑虑的的研研究究的的内内容容，在在此此基基础础上上进进行行酸酸液液优优选选和和工工艺艺技技术术的的优优化化。国国内内
36、目目前前已已有有单单位位在在采采用用这这样样的的系系统统工工程程方方法法进进行行酸酸压压改改造造研研究究，国国外外的的研研究究也也有有这这样样的的应应用用报报道道。酸酸压压技技术术研研究究将将不不再再单单纯纯是是选选择择一一个个液液体体，设设计计一个规模那么简单的问题，而是一项系统工程一个规模那么简单的问题，而是一项系统工程。优化设计技术模式优化设计技术模式设计水平及差距设计水平及差距采采用用拟拟三三维维或或三三维维裂裂缝缝扩扩展展模模型型为为主主，结结合合酸酸压压裂裂中中酸酸岩岩反反应应的的二二维维稳稳态态对对流流扩扩散散方方程程予予以以求求解解。其其中中，ShellShell公公司司55使
37、使用用全全三三维维水水力力压压裂裂模模拟拟器器用用于于酸酸压压裂裂处处理理设设计计，从从而而使使三三维维酸酸压压裂裂设设计计又又跃跃上上个个台台阶阶。他他们们针针对对后后期期水水驱驱油油地地层层，采采用用全全三三维水力压裂模拟器来增加酸压裂施工的成功率。维水力压裂模拟器来增加酸压裂施工的成功率。BartoBarto（19921992）研研制制了了多多级级注注入入酸酸压压裂裂加加闭闭合合酸酸化化设设计计计计算算软软件件。可可以以处处理理5 5种种液液体体系系统统、多多级级速速度度、1515段段施施工工液液体体并并考考虑了闭合酸化技术。虑了闭合酸化技术。压压裂裂酸酸化化中中心心研研制制完完成成了了
38、二二维维、拟拟三三维维酸酸压压设设计计软软件件、多多级级注注入入酸酸压压设设计计软软件件，在在陕陕甘甘宁宁奥奥陶陶系系气气田田应应用用中中。在在设设计计输输入入参参数数基基本本相相同同的的条条件件下下，压压裂裂酸酸化化中中心心软软件件8080110m110m；加加拿拿大大 Settari Settari 软软件件9090125m125m；哈哈里里伯伯顿顿公公司司软软件件5050100m100m。压裂酸化中心软件国外压裂酸化中心软件国外9090年代软件设计水平基本相当。年代软件设计水平基本相当。压压裂裂酸酸化化中中心心多多级级注注入入软软件件设设计计级级数数可可以以达达到到1212级级。实实现现
39、变变浓浓度度，变变排排量量，不不同同液液体体性性能能下下的的优优化化计计算算。可可以以跟跟踪踪分分级级液量的行进位置及浓度剖面的变化等。液量的行进位置及浓度剖面的变化等。设计水平及差距设计水平及差距四、砂岩酸化技术发展概况四、砂岩酸化技术发展概况“两酸三矿物两酸三矿物”砂岩基质酸化优化设计软件砂岩基质酸化优化设计软件根根据据标标准准“一一酸酸两两矿矿物物”模模型型，考考虑虑流流速速对对酸酸岩岩反反应应的的影影响响，以以及及次次生生H H2 2SiFSiF6 6快快反反应应矿矿物物再再反反应应生生成成Si(OH)Si(OH)4 4沉沉淀淀。而而Si(OH)Si(OH)4 4作作为为第第三三种种矿
40、矿物物与与HFHF酸反应这一复杂的酸岩反应过程，发展了酸反应这一复杂的酸岩反应过程，发展了“两酸三矿物两酸三矿物”模型。模型。在砂岩酸化机理研究中形成了四大新技术在砂岩酸化机理研究中形成了四大新技术 1919F F核磁共振谱核磁共振谱(NMR)(NMR)分析技术；分析技术；等离子体光量计等离子体光量计(ICP)(ICP)分析技术；分析技术；长岩心酸岩反应流动模拟试验技术；长岩心酸岩反应流动模拟试验技术；ESEM ESEM环境电镜微观分析技术。环境电镜微观分析技术。砂岩酸化技术及设计软件砂岩酸化技术及设计软件n砂岩酸化是在低于地层破裂压力的条件下注入酸化液解除砂岩酸化是在低于地层破裂压力的条件下
41、注入酸化液解除井眼附近地层污染的一种有效的增产增注措施井眼附近地层污染的一种有效的增产增注措施n国外八十年代砂岩酸化重点研究各种缓速酸体系，如氟硼国外八十年代砂岩酸化重点研究各种缓速酸体系，如氟硼酸、地下自生酸、缓速酸、泡沫酸、乳化酸等，并开发研酸、地下自生酸、缓速酸、泡沫酸、乳化酸等，并开发研制了相应的添加剂，如缓蚀剂、缓速剂、抗酸渣剂、铁离制了相应的添加剂，如缓蚀剂、缓速剂、抗酸渣剂、铁离子稳定剂、互溶剂、暂堵剂等。子稳定剂、互溶剂、暂堵剂等。n九十年代以来，耐高温缓速酸和含九十年代以来，耐高温缓速酸和含P P新型缓速酸是砂岩酸化新型缓速酸是砂岩酸化体系开发的重点体系开发的重点砂岩酸化液体
42、体系发展砂岩酸化液体体系发展nHalliburtonHalliburton公司的新型专利产品公司的新型专利产品NAS-INAS-I和和NAS-IINAS-II即保持了甲酸即保持了甲酸-HFHF和乙酸和乙酸-HF-HF等有机酸等有机酸-HF-HF的优点，又有新的特点，它能改变的优点，又有新的特点，它能改变AlAl和和F F的平衡，减少溶液中的平衡，减少溶液中AlFAlF3 3的量，预防其沉淀，有效的抑制了的量，预防其沉淀，有效的抑制了HFHF与硅铝矿物二级三级反应引起的储层伤害。与硅铝矿物二级三级反应引起的储层伤害。nBJBJ公司则于公司则于19951995年开发出一种新型年开发出一种新型HFH
43、F酸混合体系，用磷酸配合物酸混合体系，用磷酸配合物水解氟盐，此种酸在不同化学计量方程式中可提供水解氟盐，此种酸在不同化学计量方程式中可提供5 5个氢，称做个氢，称做“HV“HV酸酸”。然后。然后HVHV酸与酸与NHNH4 4HFHF2 2混合产生磷酸铵和混合产生磷酸铵和HF HF 砂岩酸化液体体系发展砂岩酸化液体体系发展五、新世纪酸压技术发展展望五、新世纪酸压技术发展展望分形理论在深度酸压机理研究中的应用分形理论在深度酸压机理研究中的应用研研究究酸酸岩岩反反应应过过程程中中岩岩石石矿矿物物微微粒粒表表面面结结构构的的分分形形变变化化，用用分分形形变变化化的的定定量量表表征征参参数数分分维维数数
44、来来刻刻划划分分形形几几何何形形状状的的复杂程度；复杂程度；研究扩散传质控制和表面反应控制的酸蚀反应分形模型研究扩散传质控制和表面反应控制的酸蚀反应分形模型溶蚀孔洞的分形模拟试验研究溶蚀孔洞的分形模拟试验研究酸液粘性指进的分形研究酸液粘性指进的分形研究 分分形形理理论论（地地貌貌学学原原理理）研研究究酸酸压压过过程程中中酸酸蚀蚀裂裂缝缝壁壁面面的的几何形态以及对酸蚀导流能力的影响几何形态以及对酸蚀导流能力的影响岩石矿物学的分形研究不仅仅只是用分维数来表征微粒表面岩石矿物学的分形研究不仅仅只是用分维数来表征微粒表面的分形程度，还将应用于指导对闭合裂缝酸蚀导流能力的的分形程度，还将应用于指导对闭合
45、裂缝酸蚀导流能力的模拟计算；在研究微粒表面酸岩反应的分形模型基础上，模拟计算；在研究微粒表面酸岩反应的分形模型基础上，建立裂缝酸岩反应的分形数学模型。建立裂缝酸岩反应的分形数学模型。建立更加符合现场实际状况的溶蚀孔洞计算模型，研究酸液建立更加符合现场实际状况的溶蚀孔洞计算模型，研究酸液的滤失特性，使其不仅能够应用于基质酸化中，更能有效的滤失特性，使其不仅能够应用于基质酸化中，更能有效地应用于酸压优化设计中。地应用于酸压优化设计中。酸压理论研究的未来发展展望酸压理论研究的未来发展展望运用分形理论研究动态和酸蚀裂缝的几何形态，建立考虑运用分形理论研究动态和酸蚀裂缝的几何形态，建立考虑裂缝壁面粗糙变
46、形下的酸蚀裂缝新模型，裂缝壁面粗糙变形下的酸蚀裂缝新模型，粘性指进研究随着粘性指进研究随着DLADLA模型的发展，将会研究指进形成的内模型的发展，将会研究指进形成的内在规律及分维数与宏观参数，如流速、流度比、孔隙分维在规律及分维数与宏观参数，如流速、流度比、孔隙分维等宏观特性的关系，并为宏观统计学意义上的大型矿场模等宏观特性的关系，并为宏观统计学意义上的大型矿场模拟研究成果提供定量化的理论依据。拟研究成果提供定量化的理论依据。酸压理论的发展将是建立在以分形几何学为基础上的酸压理论的发展将是建立在以分形几何学为基础上的现代理论方法现代理论方法酸压理论研究的未来发展展望酸压理论研究的未来发展展望“
47、多级注入酸压闭合裂缝酸化多级注入酸压闭合裂缝酸化”技术仍然是主流技术技术仍然是主流技术酸液体系将多样化，但以乳化酸、胶凝酸为主体。酸液体系将多样化，但以乳化酸、胶凝酸为主体。n若若储储层层具具有有水水敏敏性性特特征征，粘粘土土矿矿物物含含量量高高，则则“非非反反应应的的油油基压裂液乳化酸基压裂液乳化酸”体系是今后的重点技术方法；体系是今后的重点技术方法；n 针针对对高高温温（超超高高温温）储储层层：有有机机酸酸（羟羟基基酸酸）与与乳乳化化酸酸、胶凝酸的组合应用将会更加广泛。胶凝酸的组合应用将会更加广泛。酸化及酸压技术发展展望酸化及酸压技术发展展望酸化及酸压技术发展展望酸化及酸压技术发展展望超超
48、深深井井深深度度酸酸压压技技术术，可可以以考考虑虑发发展展加加重重酸酸液液的的酸酸压压技技术术方方法法，增增大大井井筒筒净净液液柱柱压压力力，降降低低井井口口施施工工压压力力，从从而而提提高高施施工工排排量量。“压压裂裂酸酸化化中中心心”在在塔塔里里木木油油田田应应用用的的“溴溴盐盐酸酸液液”多多级级注注入入技技术术是是一一种种方方式式，还还可可以以考考虑虑研研究究酸酸液液直直接接加加重重技技术术，从而更加有效地实现超深井的深度酸压。从而更加有效地实现超深井的深度酸压。在多层、油水互薄层、缝高控制困难储层的酸压技术在多层、油水互薄层、缝高控制困难储层的酸压技术针针对对储储层层岩岩性性、渗渗透透
49、率率分分布布特特性性，选选择择自自转转向向酸酸与与其其它它酸酸液液体体系系的的优优化化组组合合形形式式是是构构成成以以分分流流转转向向与与深深度度酸酸压压相相结结合合的的新新技技术形式，值得大力推广应用术形式，值得大力推广应用砂岩油气藏新型酸化技术砂岩油气藏新型酸化技术砂砂岩岩储储层层的的“酸酸压压闭闭合合裂裂缝缝酸酸化化技技术术”值值得得进进行行室内研究和现场试验应用。室内研究和现场试验应用。多级注入技术也值得探索。多级注入技术也值得探索。以以往往砂砂岩岩酸酸化化技技术术是是在在闭闭合合酸酸化化技技术术未未建建立立之之前前研研究究得得到到的的成成果果，在在闭闭合合酸酸化化技技术术建建立立并并
50、得得到到广广泛泛应应用用之之后后，砂岩酸化技术值得探索新的思路和研究方法。砂岩酸化技术值得探索新的思路和研究方法。酸化及酸压技术发展展望酸化及酸压技术发展展望超深井深度酸压技术超深井深度酸压技术可以考虑发展加重酸液的酸压技术方法，增大井筒净液柱压可以考虑发展加重酸液的酸压技术方法，增大井筒净液柱压力，降低井口施工压力，从而提高施工排量。力，降低井口施工压力，从而提高施工排量。“压裂酸化压裂酸化中心中心”在塔里木油田应用的在塔里木油田应用的“溴盐酸液溴盐酸液”多级注入技术多级注入技术是一种方式，还可以考虑研究酸液直接加重技术，从而更是一种方式，还可以考虑研究酸液直接加重技术，从而更加有效地实现超