水平井储层均匀酸化酸压技术课件.pptx

1、水平井储层均匀酸化/酸压技术提纲一、基础知识二、机械封隔器分段酸化酸压技术三、连续油管拖动酸化技术四、化学转向酸化酸压技术（一）酸化与酸压概念1、酸化在低于地层破裂压力条件下注入酸液，解除近井带储层伤害，溶解近井带储层矿物，恢复和提高近井带储层渗透率，进而提高油气井产能或水井注水能力的增产技术。分为：解堵酸化（酸洗）：以解除储层伤害为目的，规模较小基质酸化：以解除伤害和溶解储层矿物为目的，规模较大应用对象：主要为砂岩和碳酸盐岩储层2、酸压在高于地层破裂压力条件下注入液体，压开储层，突破伤害带，同时酸蚀溶解裂缝面上的矿物，形成高导流裂缝，进而提高油气井产能的增产技术。又称为压裂酸化。分为：前置液

2、酸压：先使用高粘非反应液体压开储层，再注入酸液反应酸液酸压：使用同一酸液压开储层和进行酸岩反应应用对象：主要为碳酸盐岩储层一、基础知识CaCl2+CO2 +H2OCaCl2+MgCl2+2CO2 +2H2OFeCl2+CO2 +H2O石灰岩：2HCl+CaCO3白云岩：4HCl+CaMg(CO3)2菱铁矿：2HCl+FeCO32、土酸酸与岩石的反应石灰岩：2HF+CaCO3白云岩：4HF+CaMg(CO3)2CaF2 +CO2 +H2OCaF2 +MgF2 +2CO2 +2H2O石英：4HF+SiO2SiF4(四氟化硅)+2H2O钠长石：NaAlSi3O8+14HF+2H+钾长石：KAlSi3

3、O8+14HF+2H+Na+AlF2+3SiF4+8H2OK+AlF2+3SiF4+8H2O高岭石：Al4Si4O10(OH)8+24HF+4H+蒙脱石：Al4Si8O20(OH)4+24HF+4H+4AlF2+4SiF4+18H2O4AlF2+8SiF4+24H2O二次反应：SiF4+HFH2SiF6（氟硅酸）一、基础知识（二）常见的酸岩反应1、盐酸与岩石的反应（三）常用酸液体系1、酸化常用酸液体系盐酸：5-15%HCl（前置酸）；15-28%HCl（碳酸盐岩酸化）常规土酸：6-12%HCl+0.5-3%HF（砂岩酸化）有机土酸：9-15%有机酸（甲酸或乙酸）+1-3%HF（高温砂岩酸化）醇

4、土酸：6-12%HCl+0.5-3%HF+20-40%甲醇（低渗砂岩酸化）氟硼酸：6-9%HBF4+2-3%专用缓蚀剂，双氟酸铵+盐酸（易出砂储层）地下自生土酸：有机脂+氟化铵（二氟化铵）（深度酸化）2、酸压常用酸液体系非反应性高粘前置液：普通压裂液普通盐酸：15-28%HCl稠化（胶凝）酸：15-28%HCl+稠化剂化学缓速酸：15-28%HCl+表面活性剂乳化酸：10-28%HCl+柴油+乳化剂交联酸：15-28%HCl+聚合物胶凝剂+交联剂一、基础知识（四）常规技术难以实现均匀酸化酸压的原因1、内因储层物性的非均质性：沉积因素引起的井段上储层的孔渗差异和储层缝、洞与基质渗流能力的巨大差异

5、储层伤害程度的非均匀性：井段根部储层比趾部储层伤害严重，渗透率大的储层比渗透率小的储层伤害深井段长度：一般说井段越长，整个井段上物性非均质性越强和伤害程度差异越大2、外因常规的笼统酸化酸压，酸液总是进入相对高渗和低伤害区域进行改造，而更加需要酸化酸压的高伤害和相对低渗区域却因酸液难以进入，得不到有效的改造。一、基础知识（五）均匀酸化酸压概念一、基础知识就是通过机械的或化学的手段，使酸液能够尽量均匀地进入整个需要改造的长井段储层，以达到整个长井段上不同渗透率和不同伤害程度的储层都可以得到有效改造的技术。（六）实现均匀酸化酸压的手段1、机械分段通过机械方法，将非均质性较强的长水平井段分割成非均质性

6、较弱的较短井段进行酸化酸压，达到整个井段均匀布酸的目的。机械封隔器分段酸化酸压：将长井段分成相对均匀的短井段连续油管拖动分段酸化：拖动连续油管不断改变注酸位置2、化学暂堵转向利用酸液中的化学剂增粘或固相颗粒或泡沫的暂堵功能，对相对高渗或低伤害储层进行暂堵，使后续酸液转向到相对低渗或高伤害储层进行酸化，该过程交替反复进行，实现对储层的转向均匀改造。固相颗粒：油溶性树脂、岩盐、苯甲酸、水杨酸等，伤害大泡沫：工艺复杂，难以用于深井稠化酸：存在聚合物伤害交联酸：存在破胶不彻底和聚合物伤害清洁转向酸：自转向，基本无伤害一、基础知识两种方法结合使用，效果更好提纲一、基础知识二、机械封隔器分段酸化酸压技术三

7、、连续油管拖动酸化技术四、化学转向酸化酸压技术二、机械封隔器分段酸化酸压技术（一）技术原理与适应性（二）工艺设计与相关实验（三）应用实例技术原理（一）技术原理与适应性通过机械封隔器将非均质很强的长井段分割成非均性较弱的短井段进行酸化酸压，以控制不同井段的酸液处理强度，达到整个井段尽量均匀布酸的目的。工艺类型（一）技术原理与适应性不动管柱封隔器滑套分段酸化酸压喷砂器节流坐封封隔器，进行第一层段酸化酸压该段施工结束后，投入密封球打开上部带套喷砂器滑套，滑套下行密封隔离已处理的第一层段后，对第二层段进行酸化酸压依次投入不同尺寸密封球，逐级实现以后各层段的分段酸化酸压连续油管或油管拖动双级封隔器酸化酸

8、压首先坐封双级封隔器酸化酸压最下面一段拖动连续油管或油管完成以后各段酸化酸压第一种工艺更为安全和快捷，已作为主流机械封隔器分段酸化酸压技术使用管柱结构及主要工具组成（一）技术原理与适应性工艺管柱主要由安全接头、滑套开关器、扶正器、喷砂器、小直径封隔器、低密度密封球等组成。滑套开关器：保持油套压力平衡，残酸返排通道，实现酸化-排酸的一体化设计，同时，有利于封隔器的解封喷砂器：酸液进入地层通道，同时形成节流压差，保证封隔器密封封隔器：封隔水平井段，控制酸液进入酸化目的层段。封隔器直径小、尺寸短，利于通过造斜段，坐封、解封性能可靠密封球：耐酸复合材质、密度小，利于消除重力影响，保证密封；施工中利用投

9、球憋压打开滑套，剪断销钉，球和球座形成密封，封堵下部层段，打开上部层段。通过依次投球憋压打滑套，实现分段处理封隔器外径(mm)封隔器内径(mm)低密度密封球密度3(g/cm)封隔器坐封压力(MPa)喷砂器节流压差(MPa)销钉剪断压力(MPa)100461.20.81.58工具技术参数（一）技术原理与适应性技术特点针对性强：工艺管柱和封隔器不受卡距限制，可对长、短射孔段目的层进行有效封隔实现针对性改造，并可根据地质与工程要求，进行不同规模的酸化酸压施工施工效率高：可以不动管柱一趟酸化45个层段，节约作业时间和费用，提高施工效率酸化-排酸一体化：酸化后残酸可直接返排，降低残酸伤害储层及管柱（一）

10、技术原理与适应性技术指标耐温90，耐压差40MPa；一趟管柱酸化段数不超过5段技术适应性已有水平井机械封隔器分段酸化技术的适应性：1）套管固井完井或裸眼完井的水平井2）温度低于90的砂岩储层或碳酸盐岩储层3）储层非均质性强，钻井、完井及生产过程中存在储层伤害4）施工压力不超过40MPa二、机械封隔器分段酸化酸压技术（一）技术原理与适应性（二）工艺设计与相关实验（三）应用实例（二）工艺设计与相关实验设计优化酸化分段原则与方法储层受到伤害，产量在短期内下降幅度较大，为恢复此类井产能，提高开发效果，可以采用小直径封隔器机械分段酸化综合考虑摩阻及施工安全等因素，酸化管柱分段以3-5段为宜按渗透率相近原

11、则划分段数，单段最大长度应在100m以下根据射孔数据，确定封隔器适宜位置，原则与直井相同施工参数优化确定与效果预测应用专业优化设计软件分析诊断油层伤害机理、确定酸液体系配方与酸液用量，实现施工参数优化与效果预测主要优化设计流程：（1）污染状况分析（2）确定施工规模（3）不同处理段酸液分流计算（4）工艺参数模拟计算（5）效果预测与评价（二）工艺设计与相关实验工艺管柱实验在124.3mm套管内，水平状态下通过分级投球，检验喷砂器凡尔开启所需压力、低密度密封球及小直径封隔器的承压密封性能。室内模拟实验表明，经过4次投球可进行5段处理，小直径封隔器分段酸化工艺可以实现分段的目的。封隔器坐封压力0.8M

12、Pa、喷砂器节流压差1.5MPa、销钉剪断压力8MPa。溶解天然岩屑能力(10h)洗油率(%)界面张力(mN/m)60min破乳率(%)腐蚀速率2(g/m.h)产生二次沉淀pH值提高基质渗透率(%)渗透率恢复率(%)溶蚀率(%)破碎率(%)12.451.6868.580.60950.197110.89146.98（二）工艺设计与相关实验酸化配方性能实验遵循溶蚀率高、破碎率低、低伤害、防粘土颗粒运移、无二次沉淀等原则，确定了以有机酸为主的复合酸液体系配方。该酸液配方性能稳定，与储层配伍性好，具有长效缓蚀、缓速、低伤害的特点，可满足水平井酸化施工要求。（二）工艺设计与相关实验施工工艺程序（1）起出

13、原井筒内管柱（2）下冲砂洗井管柱，连续冲砂至实探人工井底（3）起出冲砂洗井管柱，下刮削、通井、洗井管柱，经过射孔段时反复刮削三次，通至人工井底，然后用热活性水彻底反洗井2个循环（4）起出刮削、通井、洗井管柱，下入酸化管柱，管柱下到位后，环空内灌满液体，并保持环空液面在井口（5）装井口，接投球器，连接施工管线(硬管线)，地面试压后进行正常施工（6）关闭套管闸门，油管打压，打开底部喷砂器，注酸液酸化最底段，注替挤液，停泵；油管投密封球替挤酸液，打掉上一段滑套，酸化第2段，注入酸液；依次投球，完成4-5段酸化施工。酸化施工后，井口投密封球，打压注替挤液，打开连通器滑套，关井口闸门，待酸岩反应（7）连

14、接管线放空返排，返排液用罐车回收（8）起出酸化管柱，下入生产管柱，完井后投产（二）工艺设计与相关实验实施要求及应急措施实施要求（1）起下管柱时应严格执行施工设计及井下作业操作规程（2）配制酸化液时各种添加剂用量要准确（3）施工中泵入酸液要平稳，泵压不得超过油层破裂压力（4）施工中如发现管线刺漏，必须水洗、停泵、放空后方可处理（5）放空管线不得用软管线和弯头，放空管线要固定好（6）上井施工人员必须穿戴安全帽和施工专用服装，不得跨越高压管线（7）施工中应注意安全、文明施工、注意保护井场环境，不随意排放污水、污物，严格执行有关HSE标准（二）工艺设计与相关实验应急措施（1）投球到达预定深度时压力没有

15、升高显示应采取以下措施：将排量与前一段施工排量保持一致，看施工压力与前一段相比有没有较为明显的变化，如果有，则说明滑套已经打开，如果没有则提高排量继续追球；如果还没有压力升高的显示可投入第二个密封球，如还没显示，由现场工程师讨论决定下步施工方案。（2）上提管柱负荷大应采取以下措施：首先检查滑套开关是否已经打开：油管注入液体，观察套管是否以大致相当的排量返出，如果是则说明滑套开关已经打开，如果没有则按照措施1进行施工；打压后静止10到20分钟，等待封隔器回收，再上提观察负荷是否降低如果还没降低，可上下来回活动管柱，观察负荷是否变化；如果仍然没有效果，则从油管投入密封球，打压脱开安全接头，将上部油

16、管起出，等待大修。（二）工艺设计与相关实验应急措施（3）发生酸液溅到人身事故后，立即用现场配带的苏打水对伤处进行清洗，如受伤较严重，立即汇报，由上级领导协调组织抢救车辆，送伤者去医院处理。（4）发生酸液或返排液污染地面等情况，待施工停止后，立即组织现场施工人员对污染处进行清理、掩埋，如污染范围较大，必须用车将清理后的污染物拉走处理。二、机械封隔器分段酸化酸压技术（一）技术原理与适应性（二）工艺设计与相关实验（三）应用实例（三）应用实例总体应用情况截至2010年12月底，水平井机械封隔器分段酸化工艺已在多个油田共完成21口59段现场试验。应用储层主要为葡萄花和扶杨油层，该工艺管柱在大庆油田和江苏

17、油田现场应用，工艺成功率100，有效率90%，酸化后初期平均日增油5.1吨，取得较好的增产效果。下面以Z64-P井不动管柱封隔器滑套分段酸化为例，说明该技术的应用情况。（三）应用实例Z64-P井不动管柱封隔器滑套分段酸化储层概况Z64-P井为大庆肇州油田的一口水平井，开发层位为葡萄花P2、P3层，平均砂岩厚度4.2m，有效厚度0.8m，平均渗透率40mD，孔隙度20.9%。钻完井情况2004年12月完钻，完钻井深2240m，水平段长度630.5m，钻遇砂岩377m，于2005年2月射孔投产，射开总长度377m，产液10.0m3/d，措施前产液3.0 m3/d。（三）应用实例改造方案（1）该井射

18、孔投产后产量下降较快，分析认为钻完井伤害了储层，造成近井地带堵塞，因此，对该井实施分段酸化解堵，进一步提高油井产量，发挥油井潜力（2）根据该井情况，采用小直径封隔器将全井分隔成四段进行酸化处理，工艺管柱见图（3）根据原井射孔、储层情况，优化纵向处理半径0.4m，横向处理半径2.0m；根据储层物性、原油物性分析结果，并结合室内实验情况，采用复合酸解堵酸化，设计酸液总量198m3（三）应用实例施工简况现场酸化施工排量0.5m3，施工过程中，当第一段处理后，投球打滑套封堵第一段、开启第二段，第一次投球后泵压由12.0MPa上升到20.0MPa，然后泵压又下降到11.5MPa，说明滑套销钉剪断、第二段

19、打开；第二次投球后，泵压由10.0MPa上升到17.0MPa，然后泵压又下降到12.5MPa，说明滑套销钉剪断、第三段打开；第三次投球后，泵压由12.0MPa上升到21.0MPa，然后泵压又下降到13.0MPa，说明滑套销钉剪断、第四段打开，施工压力变化见图。施工后起管柱上提最大负荷为22.8t，属正常负荷，起出工具完好，一趟管柱实现了4段酸化。该井施工顺利，共注入酸液198m3，挤注后置液6m3。（三）应用实例改造效果该井的施工顺利，措施前产液3.0 m3/d。按设计完成注入酸化处理后，日产液8.9m3/d，日增油5.9m3，解堵增产效果明显，酸化前后产液量变化曲线见图，措施有效期492天。

20、提纲一、基础知识二、机械封隔器分段酸化酸压技术三、连续油管拖动酸化技术四、化学转向酸化酸压技术三、连续油管拖动酸化技术（一）技术原理与适应性（二）工艺设计（三）应用实例技术原理（一）技术原理与适应性沿水平段拖动连续油管的同时，通过泵车以低于破裂压力的排量均匀注入酸液，达到使酸液均匀分布于井筒，保证水平井段上不同渗透率和伤害程度的储层都可以得到有效的酸化，实现均匀解除储层伤害和提高储层渗流能力，从而达到均匀酸化的目的。主要工具（一）技术原理与适应性连续油管连续油管又称为挠性油管，被誉为“万能作业设备”，广泛应用于油气田修井、钻井、完井、测井等作业，在油气田勘探与开发中发挥着越来越重要的作用。喷酸

21、工具结合连续油管的布酸特点，一般采用特制的喷酸工具(见图）：在工具管柱的侧面开4个具有一定角度的斜孔，使酸液可以向各个方向喷射，同时，由于喷射速度的提高，喷出的酸液可以较好的清洗筛管与井壁之间的泥浆；而在前端出口处，缩小了出口的内径，这样，相应的增加了出口的速度，更有利于酸液清除伤害。油田（公司）连续油管直径(mm)长度（）川庆钻探44.4500050.83500大庆油田公司62.03080斯伦贝谢中国50.85300长庆油田公司44.455200安东石油公司44.454500性能指标（一）技术原理与适应性目前，不同公司在中国油田使用的连续油管技术指标见下表连续油管下入深度：根据不同水平井布酸

22、的需要，连续油管的选择主要根据水平井完钻井深及布酸排量进行选择，受连续油管尺寸的限制，目前连续油管最长可达到5300m，在超过5300m的水平井中，连续油管很难应用。工艺特点（一）技术原理与适应性主要优点：连续拖动同时注入酸液，可保证各点有持续的酸液供给，布酸较均匀拖动过程中有安全措施，不需要压井等作业，施工速度较快而且连续连续油管带有井口封井装置，安全系数高对地层伤害小主要缺点：管柱内径比常用油管小，摩阻高，施工排量较小。技术适应性（1）通常连续油管拖动酸化技术与酸压结合应用（2）可用于祼眼及筛管完成水平井（3）适应于碳酸盐岩储层或泥浆污染严重的砂岩储层（4）连续油管管径小，摩阻高，对作业深

23、度有限制三、连续油管拖动酸化技术（一）技术原理与适应性（二）工艺设计（三）应用实例（二）工艺设计用酸量设计对于碳酸盐岩储层基岩和低渗砂岩储层，储层伤害深度一般不会超过30cm，预处理酸液溶蚀堵塞物的处理半径按伤害深度的1.5倍计算，则根据储层的孔隙度、处理井段长度、施工井段井径，再考虑适当酸液富余量，可以计算出酸液用量。排量L/min1002003004005006007008009001000152.4mm井眼3.396.7710.1713.5616.9520.3323.7127.0930.4733.85101.6mm井眼7.4414.8722.3129.7537.1844.6252.065

24、9.566.9474.38（二）工艺设计连续油管拖动速度确定根据单位时间注入量等于连续油管拖过的井筒容积再附加50%余量。结合设备情况，拖动速度控制在20m/min以内时，计算得到不同井眼尺寸时，不同注入排量下连续油管的拖动速度见下表，注入排量与连续油管拖动速度的对应关系见下图。（二）工艺设计酸化工艺优化根据：高渗透层段，泥浆更易进入储层的深部，低渗透层段，泥浆侵入相对较浅。高、低渗透层段，不能采用同样的酸量来解除伤害，高渗透层段应当需要更多酸液才能解除伤害。思路：在连续油管拖动均匀布酸的基础上，对拖动的工艺进行改进，以适应各井段储层伤害程度不同对于酸液用量的需要。具体作法：连续油管拖动均匀布

25、酸时，对于储层物性相对较好部位，采用定点喷酸的方法，在该部位多布一些酸液，以充分解除该部位的储层伤害，达到溶蚀泥浆污染物，提高近井筒地带渗流能力的目的。（二）工艺设计施工工艺程序（1）下连续油管、替泥浆、洗井：连接好连续油管设备，边注入边循环，下入连续油管至水平井段入窗点，通过喇叭口前后试提连续油管，确认连续油管能够顺利通过喇叭口后，在连续油管设备限压条件下，逐步下入连续油管，注入洗井液，洗井过程中尽可能提高洗井排量，替出各段钻井泥浆，直至连续油管下到井底处。然后，用活性水定点循环洗井，洗至进出口活性水颜色基本一致（2）连续油管拖动布酸：打开油管阀门，在连续油管设备限压条件下，按设定的泵注程序

26、进行连续油管的拖动布酸施工（3）起出连续油管，按施工设计进行全井段的酸化改造（4）排液求产（二）工艺设计实施要求设备安全保证措施（1）入井前对设备的防喷部件防喷器、防喷盒的密封件必须进行更换并进行逐级试压至50MPa，每段稳压5分钟不降；同时密封件必须有备件，便于现场更换（2）井口与连续油管设备连接部位(防喷器)逐级试压至55MPa（3）连续油管及注入部位逐级试压至60MPa（4）入井前进行注入头拉力测试，测试拉力达到15吨（5）连续油管底部必须接单流阀，下接直喷嘴（二）工艺设计安全注意事项（1）施工现场必须有安全警告牌及风向标。明确划分高压区，非高压区岗位操作人员不得进入高压区（2）明确发生

27、故障和危险的紧急措施，事先确定安全撤离路线并保证其畅通（3）高、低压管汇在施工前按要求试压（4）严格按照设计施工，不得随意改变施工参数。特殊情况，需变更措施必须经现场技术负责人同意（5）施工过程中必须岗位明确，统一服从施工指挥，不得随意开泵、停泵、倒换闸门（6）压裂车必须设置相应的超压装置。施工过程中一旦发现井口或管线刺漏必须及时整改，整改井口及高压管线必须先关井、泄压，不允许带压整改（二）工艺设计有毒有害气体防护（1）必须做到坐岗观察。坐岗人员由试气机组人员和连续油管机组人员共同组成，随时在井口和排出口进行有毒有害气体检测（2）按有关规定配齐有毒有害防护设施和器材（3）设置安装好风向标和安全

28、警戒线，风向标设置地点为井口、放喷管线出口和酸罐处（4）正压呼吸器和空压机必须完好，并由专人保管，随时投入使用三、连续油管拖动酸化技术（一）技术原理与适应性（二）工艺设计（三）应用实例（三）应用实例总体应用情况连续油管拖动酸化技术已在长庆油田、西南油气田分公司等油气田应用，取得了作业节约成本、简单省时、安全可靠，均匀酸化效果好等应用效果。下面以JP井为例说明连续油管拖动酸化工艺的试验情况。垂深(m)全烃（%）273.1mm506.755 m177.8 套管3412.16m造斜点：2808.0悬挂器：3007.168m114.3mm筛管3413.093-4420m桥塞2500114.3mm“盲管

29、3007.168-3413.093m3160316431683172317631843188（三）应用实例JP井连续油管拖动酸化+油管酸压储层概况JP井是碳酸盐岩储层水平井，水平段钻遇下古生界马家沟组白云岩储层，测井解释气层357.4m，含气层251.9m，合计长度609.3m钻完井情况该井于2008年5月9日开钻，2008年8月30日完钻。完钻水平井段长1101m，完钻井深4425.0m。根据改造工艺的需要，该井完井采用了7套管固井完井，结合钻遇的储层情况，在水平井段下入4 1/2的筛管完井，实际完井井身结构和井眼轨迹见图斜深(m)3220 3270 3320 3370 3420 3470

30、3520 3570 3620 3670 3720 3770 3820 3870 3920 3970 4020 4070 4120 4170 4220 4270 4320 4370 4420 4470 4520 4570042831806121014181620实钻轨迹0.3顶0.3底全烃GR水平段长度 1034m气测大于等于 0.5 388m；气测大于等于 1.0 216m；（三）应用实例改造方案根据该井的解释结果，决定采用连续油管拖动均匀布酸酸化改造求产，然后再采用油管注入酸压改造求产。通过工艺参数的优化，确定施工工艺参数如下：（1）施工管柱：喇叭口(特制)2 7/8外加厚油管(倒角)2 7

31、/8外加厚油管至井口（2）连续油管入井工具：平式注入口(特制)。（3）施工方式：连续油管拖动布酸酸化+油管注入酸压（4）连续油管拖动速度：12.6m/min。（5）对应注入酸液排量：300L/min。（6）预测连续油管布酸压力：16.4MPa。（7）预处理酸液用量：25.0m3（8）主体酸液用量：500m3（9）主体酸液排量：2.0-2.5-3.0m3/min（10）酸液配方：20%HCl0.3%CJ1-2其它添加剂(降阻酸)（11）排液方式：套管注液氮+油管液氮伴助（12）液氮排量：0.20 m3/min（13）液氮用量：70 m3（三）应用实例施工简况该井于2008年11月16日进行连续油

32、管拖动均匀布酸酸化。实际布酸排量：300-260-400-300 L/min，布酸压力：17-26-16-28-23MPa，拖动速度：13.0m/min；同时，在3980、3845m点布酸4m3和2m3。累计注入地层酸量：24m3，排液方式采用了连续油管注液氮和套管注液氮助排，共注入液氮19m3。累计排出液量78m3，返排率为96.3%。（三）应用实例改造效果该井通过连续油管拖动均匀布酸酸化改造，测试井口产量14.87104m3/d，无阻流量50.8839104m3/d。投产后，该井以8104m3/d生产，油套压力保持在8MPa以上，已累计产气量超过5000104m3。生产曲线见图。20151

33、050252008-11-282009-3-82009-6-162009-9-242010-1-22010-4-122010-7-212010-10-292011-2-6151050-520套压油压日产气量提纲一、基础知识二、机械封隔器分段酸化酸压技术三、连续油管拖动酸化技术四、化学转向酸化酸压技术四、化学转向酸化酸压技术（一）碳酸盐岩储层清洁自转向酸化酸压技术（二）砂岩储层水平井清洁转向均匀酸化技术常规的酸液体系：在改造储层时倾向于改造高渗透和低伤害层段，不具有转向酸化酸压功能固体转向剂：暂堵效果较差，难以彻底溶解，伤害大含聚合物的稠化酸液体系：对储层会造成伤害，其清洁率较低具备转向性能的其

34、他转向酸（如泡沫酸、地下交联酸等）：存在过程难控、转向不稳定、含有聚合物、不适应含硫储层等问题采用特殊粘弹性表面活性剂增粘的清洁自转向酸体系(DCA)：通过转向剂缔合增粘、自转向和低伤害清洁改造，实现储层高效酸化酸压，是全面、均匀、深度和清洁改造储层的较好酸液体系（一）碳酸盐岩储层清洁自转向酸化酸压技术1、技术原理与适应性2、工艺设计3、应用实例1、技术原理与适应性技术原理增粘原理理论分析：自转向酸中的转向剂在高浓度的鲜酸中基本以单个分子存在，不改变鲜酸的粘度；当酸液与储层岩石发生化学反应后，产生大量钙镁离子的同时使酸液酸度大幅度降低，导致转向剂分子在残酸液中首先缔合成柱状或棒状胶束，而后，由

35、于大量钙镁反离子的存在，对极性的亲水基团产生吸附，使柱状或棒状胶束形成集合体，并相互连接形成巨大的体型结构，从而导致残酸体系的粘度急剧增大。单体体型结构球形胶束Ca2+、Mg2+油HCl和CaCl2浓度，%粘度，mPa.s6004002000140012001000800-1.000.001.002.003.00pH1050252015粘度 mPa.sHCl%CaCl2%1、技术原理与适应性增粘实验结果：酸液粘度由鲜酸的十几mPa.s增大到残酸的几百到上千mPa.s1、技术原理与适应性巨型胶束结构形成透射电镜观察结果：转向酸鲜酸中的转向剂分子只有少量聚集，尺寸仅2nm左右，而残酸中的转向剂体型

36、结构胶束体的尺寸达到了2000nm。鲜酸残酸1、技术原理与适应性自转向原理转向酸被挤入地层后，先沿着较大的孔道，进入渗透率较高储层，与碳酸盐岩发生反应使酸液粘度大幅增高，而增加流动阻力，对大孔道和高渗透地层产生堵塞，使泵压增高，后续注入的鲜酸自动转向进入较低渗透率的地层，实施转向酸化；酸岩反应后，残酸又对较低渗透率的储层进行暂堵，使注入酸液的泵注压力继续上升，迫使新注入的鲜酸进入渗透率更低的储层，这一过程反复进行，酸液不仅可以酸化改造渗透率较大的储层，也能够自动转向到渗透率较小的储层酸化，达到层内均匀酸化目的。在酸压施工中，清洁自转向酸与地层碳酸盐岩发生作用之后，其粘度大幅增加，滤失速度得到控

37、制，酸岩反应速率也将减慢，从而增加酸液在地层中的有效作用距离，提高酸压效果。1、技术原理与适应性清洁改造原理清洁自转向酸破胶彻底，利于返排，对储层具有保护作用：清洁自转向酸液体系中转向剂分子形成的巨型胶束结构遇到烃类物质时，胶束自行破坏，转变成球状胶束，使残酸粘度和界面张力大幅降低，有利于返排、保护储层和提高酸化改造的效果清洁自转向酸不含聚合物，不存在聚合物伤害问题：清洁自转向酸基于表面活性剂的胶束缔合增粘技术，体系中不含任何聚合物，对储层损害小；酸液体系的增粘不采用如铁和锆之类的金属胶联剂，特别是在酸性气井中不会因为硫化氢与铁反应，而产生不溶的硫化铁，能够满足含有硫化氢的碳酸盐岩储层的酸化酸

38、压改造清洁自转向酸的滤失低，可减轻滤液伤害：清洁自转向酸在地层中反应后会产生很高的粘度，在一定程度上具有降滤失效果，减少工作液侵入储层量，起到保护储层的作用1、技术原理与适应性酸液体系配方（1）低温（60）酸液配方：20%HCl+4%DCA-L（低温转向剂）+1%DCA-6（转向酸缓蚀剂），适用于45-80储层。（2）中温(90)自转向酸液配方：20%HCl+5%DCA-M（中温转向剂）+1.5%DCA-6，适用于80-110储层。（3）高温(120)自转向酸液配方：20%HCl+6%DCA-H（高温转向剂）+2%DCA-6，适用于110-150储层。170S 下粘度（mPa.s)粘 度,mP

39、a.s-108006004002002030405060708090100 110 120 130温度,40030020010002030405060708090100 110 120 130温度（）中温体系170S-1粘温曲线高温体系170S-1粘温曲线1、技术原理与适应性技术特点具有适合不同储层温度的系列配方，可以用于45-150的储层中温体系：90粘度大于300mPa.s，115粘度仍大于100mPas高温体系：100粘度大于500mPa.s，120 粘度仍大于400mPas12006001000500170S-1残酸粘度（mPa.s)170S-1残酸粘度（mPa.s)1、技术原理与适应

40、性酸液变粘后，粘度高、性能稳定，可以实现有效的自转向酸化酸压改造中温体系：残酸在90、170S-1下剪切60min粘度仍大于280 mPa.s，可满足90-120碳酸盐岩储层酸化改造；高温体系：残酸在120、170S-1剪切60min，仍具有较高的粘度，达到290mPa.s左右，可以满足120-150碳酸盐岩储层酸化改造。中温残酸抗剪切性能实验结果260240220200300280320010203040506070剪切时间（min)高温残酸抗剪切性能实验结果300290280270260250310340330320350010203040506070剪切时间（min)1、技术原理与适应性

41、具有良好的自转向性能，可以有效的实现储层内部的均匀酸化改造转向性能评价实验原理与装置平流煤油煤油酸压差计电子天秤平流泵煤油泵环压泵岩芯夹持器电子天秤实验原理与装置流程实验装置住酸压力（MPa）注酸压 力765432101、技术原理与适应性转向酸与常规酸注酸过程压力变化对比相同注入条件下，常规酸的最大注入为0.32MPa，清洁自转向酸的最大注入压力为6.3-6.7MPa，是常规酸注入压力的20倍左右，转向压力明显。800.10.2 0.3 0.4 0.50.60.7注入酸的孔隙体积（PV）常规酸转向酸A转向酸B岩心号组别酸液类型K，mD1K，mD2R，%kN1#低渗透率常规酸26.431.118

42、.001.004#转向酸20.236.480.004.447#转向酸15.229.493.005.172#中渗透率常规酸48.769.543.001.005#转向酸41.189.7118.002.748#转向酸29.862.3108.002.513#高渗透率常规酸99.23000/6#转向酸78.73000/9#转向酸56.73000/1、技术原理与适应性转向酸与常规酸改造岩心渗透率效果对比20mD左右的岩心，转向酸化效果是常规酸化的4-5倍40mD左右的岩心，转向酸化效果是常规酸化的2.5倍左右1、技术原理与适应性自转向酸变粘转向效果核磁扫描实验研究验证常规酸DCA（A组）DCA（B组）酸液

43、注入方向1#2#3#4#5#6#7#8#9#岩心切片方式DCA就地自转向酸A组岩心纵向切片酸液注入方向4#5#6#岩心切片方式常规酸与自转向酸酸化后岩心核磁扫描照片对比（横切）就地自转向酸酸化后岩心核磁扫描照片（纵切）岩心号组别酸液类型显示酸蚀孔的横切张数显示酸蚀孔的横切张数占总横切张数的比例，%纵向酸蚀相对长度，%1#低渗透率常规酸110104#转向酸A880807#转向酸B101001002#中渗透率常规酸220205#转向酸A990908#转向酸B101001003#高渗透率常规酸101001006#转向酸A101001009#转向酸B101001001、技术原理与适应性自转向酸与常规酸

44、酸化后岩心核磁扫描结果对比分析对渗透率相对较低和中等的岩心，常规酸只能酸化岩心长度的10-20%；而清洁自转向酸酸化了岩心总长度的80-100%，说明清洁自转向酸具有更好的穿透不同渗透率岩心的能力，均匀酸化不同渗透性的储层。高温DCA残酸DCA残酸破胶转向酸残酸破胶后常规酸残酸液未破胶残酸粘度（mPa.s)粘度（mPa.s）破胶后残酸粘度（mPa.s)1、技术原理与适应性残酸具有良好的破胶性能，利于返排和保护储层自转向酸残酸破胶彻底，破胶后的粘度与常规盐酸的粘度基本相。054321020406080100100080070060050040030020002040608010012014010

45、8765432温度（)自转向酸破胶前后粘温曲线温度（）自转向酸破胶后和常规酸的粘温曲线酸液体系岩心号初始渗透率（mD）损害后渗透率（mD）渗透率恢复值（%）渗透率损害率（%）中温体系7#51.4751.4710008#38.9838.3698.431.579#27.4226.9999.210.79平均值99.210.79高温体系10#29.3428.8598.331.6711#57.6756.3297.662.3412#87.1286.1898.921.08平均值98.301.701、技术原理与适应性残酸对岩心渗透率基本没有伤害，保护储层效果好自转向酸残酸岩心流动实验结果表明，残酸注入岩心后，

46、岩心的平均渗透率恢复值达到98.30%以上，岩心的渗透率基本没有受到伤害，说明自转向酸是一种清洁的储层酸化改造液。实验序号缓蚀剂钢片编号2V（g/m.h)2平均V（g/m.h）缓蚀率（%）250827#551.195543.192026828#515.58827833#562.7941391%DCA-6161#4.7794.37099.2140164#4.412143163#4.118144181#4.1731、技术原理与适应性具有很好的缓蚀效果加缓蚀剂后腐蚀速率从无缓蚀剂时的543.192g/(m2.h)降到4.370g/(m2.h)，缓蚀率达到了99.2%，说明缓蚀效果很好。lgR-4.2

47、0-4.40-4.60-4.80-5.00-5.201、技术原理与适应性具有良好的缓速性能，可以实现深度酸化在相同条件下，常规普通盐酸的酸岩反应速率是高温转向酸的约1.7倍；初始酸浓度较低或残酸条件下，转向酸的酸岩反应速率比稠化酸低，说明转向酸的缓速效果较好。-4.000.000.100.200.300.40 0.500.600.700.80lgCo高温VES酸稠化酸普通盐酸1、技术原理与适应性技术指标（1）变粘后稳定剪切粘度：中温体系约280 mPa.s，高温体系约290 mPa.s（2）残酸破胶后粘度：1-2 mPa.s（3）耐温：最高150（4）缓蚀率：达到99.2%（5）残酸渗透率恢复

48、值：平均98.30%以上技术适应性已有的清洁自转向酸适用于储层温度低于150的碳酸盐岩储层的酸化与酸压，也适用于碳酸盐岩含量大于30%的砂岩及复杂岩性储层的酸化。（一）碳酸盐岩储层清洁自转向酸化酸压技术1、技术原理与适应性2、工艺设计3、应用实例参数项参数值参数项参数值施工井段及中深（m）施工井段长度（m）储层碳酸盐岩含量（%）延伸压力梯度（MPa/m）压力系数地层温度（）孔隙度（%）渗透率（mD）杨氏模量（MPa）泊松比1、工艺设计优化设计所需参数设计所需的常规参数清洁自转向酸化酸压设计所需要的储层和施工井的常规参数1、工艺设计设计所需的酸岩反应参数酸岩反应速率方程60下与灰岩的酸岩反应速率

49、方程：90下与灰岩的酸岩反应速率方程：RT =2.6461106C1.7984RT =2.9336107C 4.738995下与白云岩的酸岩反应速率方程：RT =7.3536106C 0.9277130下与白云岩的酸岩反应速率方程：RT =5.3223106C1.2064温度对反应速率的影响方程体系初始酸浓度为4%时，反应速率RT =-4E-08T +1E-05体系初始酸浓度为8%时，反应速率RT =-8E-08 T +2E-05体系初始酸浓度为12%时，反应速率RT =2E-07 T +4E-06体系初始酸浓度为16%时，反应速率RT =2E-07 T +1E-05体系初始酸浓度为20%时，

50、反应速率RT =1E-07 T +3E-05温度对反应速率常数与反应级数的影响方程温度对反应速率常数的影响：KT =-0.0524T +12.139温度对反应级数的影响：=0.0075T +0.22971、工艺设计排量优化设计以裂缝高导流为目标优化排量图中旋转岩盘实验结果可以看出，酸液排量较低时（即低转速下），酸岩反应后形成的岩心端面比较平滑，这种情况下形成的酸蚀裂缝的导流能力较低；而酸液排量较高时（即高转速下），酸岩反应后形成的岩心端面高低不平，这种情况下形成的酸蚀裂缝的导流能力较高。所以，较高的排量容易形成高导流能力的酸蚀裂缝。a.200rpmb.600rpmc.800rpmd.1000r