酸化压裂基础知识课件.ppt
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- 酸化 基础知识 课件
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1、22 2油气井产量低的主要原因油气井产量低的主要原因33 3油气井增产途径油气井增产途径4常用增产方法常用增产方法5酸化酸化 Acidizing 常规酸化 Matrix Acidizing (基质酸化 、解堵酸化) 压裂酸化 Acid Fracturing (简称酸压 ) 前置液酸压 普通酸压或一般酸压 酸洗 Acid Wash6水力压裂水力压裂 Hydraulic Fracturing7各类储层中增产方法的使用各类储层中增产方法的使用8 水力压裂概念水力压裂概念9(一一 )压裂液组成压裂液组成10前置液前置液11携砂液携砂液12顶替液顶替液13(二)(二) 压裂液性能要求压裂液性能要求14(
2、三三) 压裂液类型压裂液类型15水基压裂液种类水基压裂液种类A16水基压裂液种类水基压裂液种类B17水基压裂液种类水基压裂液种类C18水基压裂液种类水基压裂液种类D19水基压裂液种类水基压裂液种类E20油基压裂液油基压裂液21油基压裂液之油基压裂液之 稠化油稠化油22油基压裂液之冻胶油油基压裂液之冻胶油23乳化压裂液乳化压裂液24泡沫压裂液泡沫压裂液2526液化汽压裂液液化汽压裂液27酸基压裂液酸基压裂液28(四四 ) 压裂液添加剂压裂液添加剂29破胶剂破胶剂30降滤剂降滤剂A31降滤剂降滤剂B32防膨剂防膨剂33防膨剂种类防膨剂种类A34防膨剂种类防膨剂种类B35杀菌剂杀菌剂36常用杀菌剂常
3、用杀菌剂37表面活性剂表面活性剂38表面活性剂作用表面活性剂作用39表面活性剂作用机理表面活性剂作用机理40表面活性剂种类表面活性剂种类41值调节剂值调节剂42稳定剂稳定剂43二、压裂液的滤失性压裂液滤失机理1.滤饼与初滤失滤饼: 压裂液的造壁性和降滤剂共同作用的结果初滤失: 形成滤饼前的滤失PwPvPcPs442.压裂液滤失的三个过程滤饼区的流动滤饼控制过程侵入区的流动压裂液粘度控制过程地层流体的压缩地层流体粘度及压缩性控制过程45压裂液滤失系数压裂液滤失系数46压裂液粘度影响的滤失系数压裂液粘度影响的滤失系数Cv47滤失系数滤失系数Cv LPKvevfdtdlLPKvevfa实际滤失速度:
4、48tPKLevf2LPKvevftCtPKvvevf12代入:49evfvPKC2evfvPKC2170.0m2MPamPa.S50四、压裂液对储层的伤害及保护按压裂液作用位置分:地层基质伤害支撑裂缝伤害按流体性质分:液体伤害固体伤害压裂液滤饼和浓缩胶51压裂液对储层的伤害压裂液在地层中滞留产生液堵地层粘土矿物水化膨胀和分散运移产生的伤害压裂液与原油乳化造成的地层伤害润湿性发生反转造成的伤害压裂液残渣对地层造成的损害压裂液对地层的冷却效应造成地层伤害压裂液滤饼和浓缩对地层的伤害52压裂液在地层中滞留产生液堵在压裂施工中,压裂液沿缝壁渗滤入地层,改变了地层中原始含油饱和度,使水的饱度度增加,并
5、产生两相流动,流动阻力加大。毛管力的作用致使压裂后返排困难和流体流动阻力增加。如果地层压力不能克服升高的毛细管力,水被束缚在地层中,则出现严重和持久的水锁。53压裂液滞留的地层保护降低压裂流体的表面张力注入或帮助排液改善压裂液破胶性能减少压裂液在地层中流动的粘滞阻力,加快压裂液在地层中破胶强制排液,减少压裂液在地层的滞留时间54地层粘土矿物水化膨胀和分散运移产生的伤害粘土矿物与水为基液的压裂液接触,立即产生膨胀,使流动孔隙减小。松散粘附于孔道壁面的粘土颗粒与压裂液接触时分散、剥落,随压裂液滤入地层或沿裂缝运动,在孔喉处被卡住,形成桥堵,降低渗透率,从而引起伤害。55粘土矿物膨胀和运移的地层保护
6、在压裂液中添加粘土稳定剂利用高分子材料的长链对粘土颗粒表面的“包被”作用,阻止水分子进入采用油基压裂液56压裂液与原油乳化造成的地层伤害用水基压裂液压裂时,压裂液与地层原油由于油水两相互不相溶,原油中有天然乳化剂如胶质、沥青和蜡等,压裂时压裂液的流动具有搅拌作用,因而当油水在地层孔隙中流动时就形成了油水乳化液。原油中的天然乳化剂附着在水滴上形成保护膜,使乳化液具有较高的稳定性。57原油乳化的地层保护慎用表面活性剂使用优质压裂液,彻底破胶,减少压裂液残渣,降低破胶液粘度以及防止地层“微粒”生成,消除油水界面稳定因素在压裂液中使用优质破乳剂,消除压裂液进入地层后潜在的乳化堵塞58润湿性发生反转造成
7、的伤害润湿性是指岩石表面具有被一层液膜选择性覆盖的能力。对于砂岩油藏,岩石表面一般为亲水性,即优先被水润湿。如果由于表面活性剂使用不当,使润湿性发生反转,即将亲水性转为亲油性,则油相渗透率将大大降低。正常是水湿的地层变成油湿后,一般会降低油相渗透率。59压裂液残渣对地层造成的损害残渣对压裂效果的影响存在双重性,一是残渣在岩石表面形成滤饼,可降低压裂液的滤失,并且阻止大颗粒继续流入地层内。 压裂结束后,这些残渣返流堵塞填砂裂缝,降低裂缝导流能力 ;另一方面较小颗粒残渣,穿过滤饼随压裂液一道进入地层深部,堵塞孔隙喉道增强乳化液的界面膜厚度,难于破乳,降低地层和裂缝渗透率。60压裂液残渣的地层保护加
8、强现场质量控制选用低水不溶物成胶剂和易降解破胶的交链剂优选破胶体系,实现压裂液彻底破胶、水化61压裂液对地层的冷却效应造成地层伤害冷的压裂液进入地层,会使地层温度降低,从而使原油中的蜡及沥青等析出,造成地层伤害。此种伤害取决于地层原油的性质、地层原始温度、地层降温幅度及地层渗透率等因素。原油含蜡量高,降温幅度大,地层渗透率低和地层原始温度低的油层,“冷却效应”引起的地层伤害就大62压裂液滤饼和浓缩对地层的伤害在生产过程中滤饼阻碍地层流体向裂缝的流动,并且由于裂缝闭合,支撑剂嵌入,滤饼占据了部分以至整个支撑剂颗粒之间的孔隙,导致裂缝导流能力大大降低。压裂施工和裂缝闭合过程的压裂液滤失要导致交联聚
9、合物在裂缝中的浓度升高即浓缩。对高度浓缩的压裂液,常规破胶剂用量不可能实现破胶降解,将会形成大量残胶,严重影响裂缝导流能力。63压裂液滤饼和浓缩的地层保护提高破胶剂用量胶囊破胶剂的研制与开发压裂施工结束后以小排量挤入滤饼溶解剂64支撑剂及裂缝导流能力支撑剂性质及种类裂缝导流能力及其影响因素支撑剂的选择支撑剂颗粒的沉降65支撑剂性质及种类基本概念支撑剂特性要求支撑剂种类66基本概念闭合压力支撑剂颗粒大小支撑剂颗粒形状支撑剂砂堆孔隙度支撑剂强度和硬度67闭合压力定义: 停泵后作用在裂缝壁面上欲使之闭合的力为闭合压力。计算:()()68支撑剂颗粒大小 支撑剂颗粒大小一般用筛析法确定,并且大多使用美国
10、材料试验协会即标准。筛析法的筛孔表示方法通常有两种:一种是以每英寸长的孔数来表示,称之为目或号;另一种则是用毫米直接表示筛孔孔眼的大小。69筛 号(每 英 寸 孔 数 )筛 孔 孔 眼 尺 寸(m m )筛 号(每 英 寸 孔 数 )筛 孔 孔 眼 尺 寸(m m )82.30450.35102.00500.30121.68600.25141.41700.21161.191000.149181.001200.125200.841400.105250.711700.088300.592000.074350.502300.064400.423250.04470支撑剂颗粒形状 支撑剂的颗粒形状一般用
11、圆度和球度描述。 圆度是指颗粒表面光滑的程度,用表示; 球度则是指颗粒接近球体的程度,用表示。 、越大,颗粒和圆球度越好。71支撑剂砂堆孔隙度 支撑剂砂堆孔隙度为砂堆中的孔隙体积孔与砂堆总体积总之比,即 = 孔/总. 支撑剂砂堆密度砂堆质量/砂堆总体积 ()72支撑剂强度和硬度 支撑剂强度 支撑剂抵抗闭合压力和上覆岩石重力的作用而不致发生破碎的能力为支撑剂的强度; 支撑剂硬度 抵抗闭合压力和上覆岩石重力的作用而不致被压实的能力为支撑剂的硬度。73支撑剂特性要求强度高、硬度适中粒径均匀圆球度好化学温度稳定性好质量高,杂质含量少密度适中货源广、价格低74支撑剂种类现有的支撑剂按其力学性质例如强度和
12、硬度可分为两大类: 一类是脆性支撑剂,如石英砂、玻璃珠等,其特点是硬度大,变形很小; 另一类是韧性支撑剂,如核桃壳、铝球等,其特点是变形大,在高压下不易破碎。75支撑剂种类石英砂(砂子)核桃壳铝球玻璃珠陶粒塑料包层支撑剂76石英砂(砂子)石英砂货源广、价格便宜部分压裂井使用石英砂做支撑剂基本满足要求,具有一定的成功率;对于圆度较好的石英砂,在高闭合压力下仍能提供一定的或较高的渗透能力。石英砂的最大弱点是强底低砂子在筛选不好或清洗不好,含粉砂杂质时,导流能力都要明显降低77核桃壳与砂子相比,它具有一定的韧性,在压力的作用下,承压面积可以稍许增加,因此不致象砂子一样在闭合压力和上覆岩石重力的作用下
13、产生显著破碎,特别是用于松软地层效果较好。但其货源受到很大限制78铝球铝球与核桃壳具有相同的优点但这种金属支撑剂在高温盐水(地层水)中极易腐蚀密度大,不利输送,价格昂贵79玻璃珠具有较高强度致命的弱点:玻璃珠在表面上一旦有外伤或划痕及擦痕时,其强度会大大降低在高温地层水中,玻璃珠的强度也要大大降低。有时用作“尾砂”以提高井底附近的导流能力。在控制缝高压裂工艺技术中,常用空心玻璃微珠作为上浮剂在裂缝上部形成人工遮挡层。80陶 粒主要化学成分有、以及等陶粒的强度很高在承受高闭合压力和上覆岩石重力的作用时,陶粒的细粒结构可使颗粒变形而不致破碎,甚至在高温盐水的浸泡下也可以抵抗压碎破坏。81塑料包层支
14、撑剂在砂粒(有时也可用其它支撑剂)上用热固性塑料外包一层塑料膜,进入裂缝后,塑料膜先软化成玻璃状,然后在地层温度下硬化。这种支撑剂在高压下虽然破碎,但碎屑少,能防止微粒运移,仍能提供一定的导流能力,并且密度低,利于输送,返排时不致吐砂。82国内现在普遍使用的支撑剂是石英砂和陶粒石英砂的产地较多,应用最多的是兰州砂、福州砂、江西砂、岳阳砂、新疆砂、荣城砂等。陶粒以唐山陶粒和成都陶粒使用的最为普遍。石英砂主要用于米以内的浅井和中深井,陶粒用于米以上的深井,或作为尾砂以提高缝口处的导流能力。83裂缝导流能力及其影响因素裂缝导流能力定义: 裂缝导流能力是指裂缝传导(输送)流体的能力。填砂裂缝的导流能力
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