酸化解堵技术培训PPT课件.ppt
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1、酸酸 化化 解解 堵堵 技技 术术4/15/20221汇报提纲汇报提纲酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力酸化解堵技术应用案例酸化解堵技术应用案例酸化技术基础酸化技术基础4/15/20222酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力服务团队服务团队服务范围服务范围工作业绩工作业绩科研、生产项目科研、生产项目实验室支持实验室支持配套专业软件配套专业软件酸化施工设备酸化施工设备4/15/20223酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力服务团队服务团队 完井增产中心酸化压裂室 负责酸化工艺设计、室内研究、现场技术指导、科研生产项目。 油田生产研究院油藏技术室 负责为酸化技术实施提供油藏、地质支持。 完井增产中心酸化队
2、负责现场施工,提供设备、人员服务等。4/15/20224酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力 服务范围服务范围天津分公司:勘探部、钻井部、生产部湛江分公司:勘探部、钻井部、生产部上海分公司:钻井部深圳分公司:钻井部、番禺作业公司、康菲公司缅甸分公司CML印度尼西亚:CNOOC SES中石油:大港油田滩海公司地层温度地层温度 180180油层深度油层深度 6,000 m6,000 m井身结构:直井、定向井、水平井井身结构:直井、定向井、水平井4/15/20225酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力工作业绩工作业绩国内外海洋油气田酸化总包服务统计表年度工作量井数/井次20068/8200724/32200
3、812/13200915/15201023/302010印尼30/30合计112/1284/15/20226酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力科研、生产项目科研、生产项目项目名称项目级别完成时间文昌地区珠海组气层酸化技术前期研究有限公司勘探部2009.12宝岛、海口地区三亚组气层酸化技术前期研究150-180超高温酸化缓释剂研究油田生产事业部2009.12文昌油田珠江组污染原因分析及解堵工艺研究湛江分公司2007.7CFD18-2-W1东营组酸化工艺技术研究天津分公司20096酸化科研项目统计表4/15/20227酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力实验室支持 实验室目前共有各类实验仪器和设备30余
4、台(套),涵盖了酸液、压裂液体系的参数测量、评价和优选等,对酸化压裂施工的前期设计具有重要的指导作用。实验类型 实验内容酸化实验液体的配伍性实验 添加剂(铁离子稳定剂、助排剂、互溶剂、粘土稳定剂、破乳剂、缓蚀剂等)的性能评价实验 酸液性能的测定 岩心流动实验和岩粉溶蚀实验酸岩反应速度和酸液缓速性能评价的测定酸渣含量测定酸岩反应动力学研究压裂实验压裂液性能测定(包括配伍性实验、基液粘度测定、配方筛选、流变性测定等) 压裂液破胶实验(破胶时间、破胶液的配伍性等) 瓜胶性能评价试验压裂支撑剂性能测试压裂液的高温高压静态滤失性实验基础实验原油粘温性能测定 岩心的油(水)饱和、岩心渗透率和孔隙度的测定
5、液体基本参数测定(密度、PH值、溶解度、表界面张力测定等)4/15/20228酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力仪器和设备名称功能高温高压地层伤害测试系统模拟在地层压力、温度以及酸压施工条件下的酸液、钻井液的滤失特征;进行储层敏感程度评价;泥浆、压裂液、残酸对储层的伤害评价以及不同深度伤害的测定以及酸化效果评价等岩心抽真空饱和装置用于采油化学模拟评价实验、岩心敏感性实验等所需各种介质进行饱和的岩心制备孔渗联测系统岩心孔隙度和气体渗透率的测量 表界面张力仪各种工作液表界面张力的测量 页岩膨胀仪检测泥页岩样品的水化膨胀规律,评价有关处理剂的抑制能力。快速洗油仪 对岩心进行洗油 岩心驱替系统 用于开展
6、高温高压特低渗透储层酸压技术、各类油气层保护技术的研究多室(动态)腐蚀测试系统 用来对酸液添加剂中的的缓蚀剂性能进行评价流变仪 用于压裂液的流变特性测定以及高粘度流体的性能检测,还可用于原油粘温特性的测定微型高速离心机 用于固液两相的液体分离 浊度仪 液体浊度测量,水质快速检测 4/15/20229酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力配套专业软件StimPT酸化设计软件;4/15/202210酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力酸化施工设备项目塘沽湛江塘沽+湛江酸化泵数量11台(490hhp11台)4台(1600hhp1台,1100 hhp1台490 hhp2台)15台水马力5390hhp3680hh
7、p9070hhp酸化罐数量 26个(22m3酸罐4个,30m3罐12个 35m3罐8个,32m3罐1个,36m3罐1个) 7个(22m3酸罐2个,20 m3酸罐 3个,30m3酸罐2个)33个容积796m3164m3960m3搅拌罐数量6个(2m3加热搅拌罐2个,12m3双体搅拌罐1个,14m3双体搅拌罐2个,16m3搅拌罐1个)2个(4m3搅拌罐1个,14m3搅拌罐1个)8个容积60m318m378m3数采设备3套2套5套注碱设备4套2套6套4/15/202211汇报提纲汇报提纲酸化解堵服务能力酸化解堵服务能力酸化解堵技术应用案例酸化解堵技术应用案例酸化技术基础酸化技术基础4/15/2022
8、12 基质酸化或酸洗 作业压力小于地层破裂压力作业压力小于地层破裂压力恢复恢复油藏产能油藏产能提高提高油藏产能油藏产能水力加砂压裂或酸压作业压力大于地层破裂压力作业压力大于地层破裂压力油藏改造(增产)理念:1.通过内部调理的方式提高产量2.改善局部细节,提升全局能力酸化技术基础酸化技术基础4/15/202213碳酸盐岩储层酸化原理 碳酸盐岩油气层主要成分:方解石和白云石,通常采用高浓度盐酸处理,碳酸盐岩储层酸处理方式有三种:酸洗:将少量酸液注入炮眼附近,清除炮眼附近中酸溶性颗粒、钻屑及结垢等,疏通射孔孔眼。 基质酸化:在低于岩石破裂压力下将酸注入地层,依靠酸液的溶蚀作用沟通裂缝、溶洞,恢复或提
9、高近井地带油层的导流能力。 酸压:在高于岩石破裂压力下将酸注入地层,在地层内形成裂缝,通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO24HCl+MgCa(CO3)2CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2酸化技术基础酸化技术基础4/15/202214酸压:用酸液作为压裂液,不加支撑剂的压裂。酸压与水力压裂相比: 相同点:基本原理和目的相同。 不同点:实现其导流性的方式不同。碳酸盐岩储层酸化原理酸化技术基础酸化技术基础4/15/202215裂缝有效长度导流能力酸液的滤失特性取决于酸液对地层岩石矿物的溶解量以及不均匀刻蚀的程度酸处理效果酸岩反
10、应速度裂缝内的流速控制影响碳酸盐岩储层酸处理效果的主要因素酸化技术基础酸化技术基础4/15/202216提高碳酸盐岩储层酸处理效果的主要方法1、采用泡沫酸、乳化酸或胶凝酸等以减少氢离子传质系数2、采用前置液酸压的方法以增加裂缝宽度3、提高排量及添加防滤失剂以增加酸液深入缝中的能力4、采用闭合酸化提高导流能力。酸化技术基础酸化技术基础4/15/202217碳酸盐岩储层常用酸处理技术1、酸洗技术2、常规酸化技术3、常规酸压技术 4、前置液酸压技术 5、多级交替注入酸压技术6、稠化酸酸压技术7、胶凝酸酸压技术 8、乳化酸酸压技术9、活性酸酸压技术10、变粘酸酸压技术11、混氮酸压技术12、闭合裂缝酸
11、化技术13、平衡酸压技术14、复合酸压技术15、多级交替+闭合酸 化技术酸化技术基础酸化技术基础4/15/202218砂岩储层酸化原理砂岩油气层酸处理的目的 利用酸液的化学溶蚀作用及挤酸的水力作用来清除油、气、水井近井地带的污染,恢复地层渗透率或通过溶蚀地层岩石、胶结物以提高近井地带渗透率,降低储层流体的渗流阻力,从而达到增产增注的目的。砂岩主要成分砂粒:石英和长石粒间胶结物:硅酸盐类(如粘土)和碳酸盐类物质酸化技术基础酸化技术基础4/15/202219 储层流体径向流入井内时,压力损耗在井底附近呈漏斗状,80-90%的压力损耗发生在井筒周围10米的范围内。因此,提高井筒附近的渗流能力降低压力
12、损耗,在相同的生产压差下可显著地提高油气产量,通常用表皮因子(Hawkins公式)来评估渗透率伤害的相对程度和伤害深度: 假设rw=0.12m,伤害深度为0.88m即rd=1m,若渗透率伤害导致K/Kd分别为5和10,则表皮因子S分别为8.48和19.1。表皮因子为19.1时对应的伤害深度为14.2m。由此说明渗透率降低对表皮因子的影响比伤害深度的影响要大得多。试井得到的表皮因子基本上是由井底附近渗透率严重伤害引起的。砂岩储层酸化原理酸化技术基础酸化技术基础4/15/202220根据麦斯盖特(Muskat)产能比公式: 若rw=0.12m,re=230m。对于未污染的井,使井筒周围0.6米范围
13、内渗透率增加20倍,采油指数也只能增加25%;对于受污染的井,使井筒周围0.6米范围内渗透率降低到原来的1/20,则采油指数下降80.2%,反之,如果完全解除污染,采油指数可增加约80.2%。 由此说明,对于受污染的井,采用酸化解堵措施可大大提高油井产量,而对于未污染的井,酸化效果不明显。砂岩储层酸化原理酸化技术基础酸化技术基础4/15/202221影响砂岩反应因素(表面积、溶解度、化学组成)酸化技术基础酸化技术基础矿 物化 学 组 成石 英长石类 正长石 微斜长石 钠长石 斜长石云母类 黑云母 白云母粘土类 高岭石 伊利石 蒙脱石 绿泥石碳酸盐类 方解石 白云石 铁白云石硫酸盐类 石膏 硬石
14、膏其它 盐类 氧化铁2SiONaAlSi83KAlSi83CaNa,OAlSi82132 23103OHFeMg,KOAlSi22103OHKAlOAlSi81044OHOSiAl2x210 xx4AlKOHOAlSi 47 . 0,2/ 1FeAlMgNaCaOnHOHOAlSi24208,85103OHFeAl,MgOAlSi3CaCO23)CaMg(CO23COMgFe,CaO2HCaSO244CaSONaCl4332OFe,OFeFeO,4/15/202222常见地层损害类型 1、微粒损害2、粘土膨胀3、结垢损害4、润湿性改变5、酸化造成的损害:6、敏感性造成的损害7、细菌造成的损害8
15、、有机物沉淀造成的损害9、聚合物造成的损害酸化技术基础酸化技术基础4/15/202223不同作业类型对储层造成的损害 作业类型伤害机理钻井泥浆颗粒侵入泥浆滤液侵入固井滤液侵入(高PH效应)射孔射孔带压实地层碎屑生产有机垢堵塞碳酸钙铁垢(酸溶解度变化)微粒运移修井固体侵入粘土膨胀,运移(不溶性盐水)地层润湿性变化增产措施微粒的释放和运移增产流动与地层反应产物产生的沉淀聚合物伤害(压裂液)地层润湿性变化酸化技术基础酸化技术基础4/15/202224钻井过程伤害泥浆固相侵入: 液中悬浮的固相物质,如:黏土、钻屑、加重剂、降漏剂等。泥浆滤液侵入: 泥浆中的液相包含许多可能伤害的化合物。(由于滤液侵入深
16、度可深达5m或更多-据文献;)因而,或许它是减产的最主要 因素之一。程度取决于地层对滤液的敏感性。酸化技术基础酸化技术基础4/15/202225注水泥(固井)过程伤害 注水泥固井时的清洗液、隔离液、套管活动、为更好地替出泥浆而营造的紊流态流动会破坏泥饼;另外高压差下注水泥时造成紊流也会加剧滤液的侵入。酸化技术基础酸化技术基础4/15/202226射孔过程伤害 注 1、在射孔孔道边缘产生1cm压实带,造成渗透率下降70-80%; 2、射孔后,孔道内留有岩石碎屑,使有效流通通道降低20-30%。酸化技术基础酸化技术基础4/15/202227生产过程中的伤害大流量生产: 使原来附着于孔隙壁面上的游泥
17、及粘土开始移动造成桥堵喉道。过大的压力降: 可能出现孔隙压力低于岩石的挤压强度;结果是在弱胶结地层中造成出砂。还导致地层压实孔隙度下降,使流体产出受阻。温度、压力的变化: 结垢、结蜡等等。酸化技术基础酸化技术基础4/15/202228损害类型及处理对策酸化技术基础酸化技术基础4/15/202229常规砂岩酸化用酸指南 酸化技术基础酸化技术基础4/15/202230消除微粒运移;粘土膨胀;碳酸盐、氢氧化物结垢、有机垢;钻完井作业中产生的封堵微粒而产生的地层损害;润湿性变化。对地层矿物成分和损害本质的了解是正确设计酸化措施的对地层矿物成分和损害本质的了解是正确设计酸化措施的关键。不正确的酸化处理措
18、施会使反应物沉淀在地层中或其它关键。不正确的酸化处理措施会使反应物沉淀在地层中或其它伤害,这将降低储层的渗透性。伤害,这将降低储层的渗透性。砂岩基质酸化的主要目的酸化技术基础酸化技术基础解除地层堵解除地层堵塞,恢复或塞,恢复或提高近井地提高近井地带渗透率。带渗透率。4/15/202231外源侵入的固相伤害物;地层原生的粘土矿物如各种粘土矿物、长石、燧石、云母和 碳酸盐胶结物以及其他矿物组成;无机垢、有机垢;水伤害。砂岩基质酸化的主要对象酸化技术基础酸化技术基础4/15/202232砂岩基质酸化的主要区域酸化技术基础酸化技术基础 从井筒进入地层的前0.8-1.50.8-1.5米范围内,一般米范围
19、内,一般1 1米左右范围内米左右范围内压降最大,是流动的关键。这段区域(有时称作关键基质关键基质)是基质酸化处理中所要清洗的层段。4/15/202233砂岩基质酸化的主要介质酸液和酸液添加剂酸化技术基础酸化技术基础 砂岩酸化处理主要用的是氢氟酸(HF)、盐酸(HCL)和添加剂。(任何特定实例中使用的酸化配方取决于地层矿物组分)。 机理:用HF溶解二氧化硅和硅酸盐,而盐酸或有机酸则使反应物处于溶解状态。硅酸盐岩石的大部分组分不溶于盐酸 。4/15/202234砂岩基质酸化的主要阶段酸化技术基础酸化技术基础 第一阶段:洗井、清洗地层(活性盐水、柴油等);第二阶段:注前置酸(盐酸);第三阶段:注主体
20、酸(氢氟酸);第四阶段:注后置液(盐酸、氢氟酸、活性盐水);第五阶段:注顶替液(活性水、柴油);第六阶段:残酸反排、中和(碱液)。4/15/202235盐酸或有机酸预清洗把碳酸钙从基质中去除防止产生氟化钙沉淀盐酸或有机酸预清洗把碳酸钙从基质中去除防止产生氟化钙沉淀过量顶替将残酸从近井伤害区域驱替到深部过量顶替将残酸从近井伤害区域驱替到深部盐水预清洗将含有不配伍物质的盐水驱替到远离井眼的位置盐水预清洗将含有不配伍物质的盐水驱替到远离井眼的位置土酸解除硅铝酸盐储层的伤害并且用粘土酸巩固酸化效果土酸解除硅铝酸盐储层的伤害并且用粘土酸巩固酸化效果施工过程示意酸化技术基础酸化技术基础4/15/20223
21、6室内研究岩心分析酸化技术基础酸化技术基础 确定岩心矿物成分含量和结垢分析(X射线衍射、薄片电镜)4/15/202237室内研究溶蚀和岩心流动实验酸化技术基础酸化技术基础 确定酸液浓度和配方0.01.02.03.04.0050100150200累积孔隙体积倍数(Vp)渗透率比 K/K0污染前基液处理液反基液污染后基液正基液0.00.51.01.52.00510152025累积孔隙体积倍数(Vp)渗透率比 K/K0基液前置液处理液505254565860051015盐酸浓度%溶蚀率%井号:13-2-1温度:80酸液:5%12%HCl5055606570024681012HBF4浓度%溶蚀率%井号
22、:13-2-1温度:80酸液:5%HCl+4%10%HBF44/15/202238室内研究配伍性实验酸化技术基础酸化技术基础 确定酸液配方和储层流体的配伍性其它室内研究缓蚀、破乳、防膨、表界面张力等等。4/15/202239酸化储层认识和评估,伤害识别酸化工艺确定酸液类型和添加剂选择酸液配方确定施工规模和泵注参数确定泵注程序确定排液方式确定井管理效果预测和经济评价等酸化工艺设计主要内容酸化技术基础酸化技术基础4/15/202240地层能量较为充足产层受污染的井(表皮系数大于0)邻井高产而本井低产的井应优先选择优先选择在钻井过程中油气显示好,而试油效果差的井层多产层的井,一般进行选择性(分层)处
23、理,首先处理低渗透地层。对于生产历史较长的老井,应临时堵塞开采程度高、油藏压力已衰减的层位,选择处理开采程度低的层位。油、气、水边界清楚固井质量和井况好的井酸化选井/选层基本原则酸化技术基础酸化技术基础4/15/202241临界施工参数的估算可用的面积,设备重量,罐容积,施工时间限制如何控制酸岩反应速度合理的酸液体系和施工规模潜在污染、反应产物的污染沉淀对策质量保证和质量控制(QC)酸化工艺设计考虑的主要因素酸化技术基础酸化技术基础4/15/202242酸化工艺设计技术要点识别伤害类型,明确解堵对象酸化工作液的选择施工成功的关键 酸液体系与储层污染匹配 分流技术与地层特征匹配酸化工艺参数的确定
24、酸化技术基础酸化技术基础4/15/202243酸化施工规模和配方体系确定根据解堵半径和伤害程度确定规模(V=R2H )前置液处理液后置液顶替液配方体系确定推荐用酸指南室内试验结合现场实施经验酸化技术基础酸化技术基础4/15/202244关井反应时间和排液方式确定1、关井反应时间 根据室内试验评价酸岩有效作用时间、施工过程中压力变化确定。2、酸化处理后的排液 剩余压力(井底压力)大于井筒液柱压力-自喷方式排 剩余压力(井底压力)小于井筒液柱压力-人工举升方式排液 3、人工举升方式排液 以降低液柱高度或密度的抽汲、气举法、负压法。 以助喷为主的液体二氧化碳、氮气法 电泵、射流泵、螺杆泵 酸化技术基
25、础酸化技术基础4/15/2022451、达到预期的增产、增注效果。2、最大限度的发挥酸化的应有潜力。3、为分析评价酸化效果提供第一手资料。4、为酸化设计的进一步改进和完善提供借鉴。 现场施工质量控制酸化技术基础酸化技术基础4/15/202246现场施工质量控制要点酸化技术基础酸化技术基础施工前:施工设计的完整性、全面性、科学性的检查;酸化添加剂符合性的检查;配液质量的检查;作业实施工具的检查;人员配置的检查;作业施工过程的控制文件检查。4/15/202247施工中:施工压力与排量;泵注量;曲线记录;顶替液;施工过程中若出现意外情况,是否及时调整设计以便施工得以顺利实施。施工后:排液时要求迅速而
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