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1、1 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 砂巖酸化原理及酸化工藝技術(shù) 1. 油藏增產(chǎn)措施 ----M.J. ECONOMIDES Reservoir Stimulation ,3rd Edition 2. 采油技術(shù)手冊(cè) (第九分冊(cè) ) 3. Economides, M.J., A.D. Hill, and C.E. Ehlig-Economides: Petroleum Production Systems. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey (1994). 4. Gidl
2、ey et al.: Advances in hydraulic fracturing, SPE Monograph No 12 (1989) 5. Williams, B.B., J.L. Gidley, and R.S. Schechter: Acidizing Fundamentals. SPE Monograph Vol 6, Society of Petroleum Engineers, Richardson, Texas (1979) 6. 完井酸化壓裂 7. ACIDIZING, ----SPE REPRINT SERIES NO.32 8. SPE PAPERS Ref
3、erences 3 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 深部 酸化工藝 原理 :由于酸在砂巖多孔介質(zhì)中的反應(yīng)速度太快 , 酸化 解堵半徑小 , 采用在 地下生成鹽酸和 HF技術(shù) ，實(shí)現(xiàn)深 部酸化目的。 包括： 氟硼酸酸化工藝技術(shù) (HBF4)； 相繼注入工藝技術(shù)（ SHF） 地下自生土酸技術(shù) (SGMA); 緩沖調(diào)節(jié)土酸技術(shù) (BRMA); “ 5H+酸”酸化技術(shù)。 4 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 (HBF4
4、) 氟硼酸酸化工藝 砂巖地層 HBF4處理屬于深部酸化工藝，用土酸處理砂巖地層 ，要增加 處理深度 Le就要增大酸量，但由于 HF與地層粘土等膠結(jié) 物反應(yīng)快，過(guò)量的 HF將破壞地層骨架的結(jié)構(gòu)，使井筒附近巖石強(qiáng) 度受到損害 ，因此土酸酸化不能獲得較深的穿透。 此外，土酸處理井往往初期增產(chǎn)而后期遞減迅速，因此受到 限制 。 5 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 (HBF4) 氟硼酸酸化工藝 Thomas和 Crowe(1981)推薦 混合硼酸 (H3BO3)、 氟化銨 (NH4F
5、.HF)及鹽酸很易配制 。 氟化銨 ， 氫氟酸的一種酸性鹽 ， 首先與鹽酸反應(yīng)生成氫氟 酸： NH4FHF HCl2HF+NH4Cl 氟硼酸是作為 硼酸和氫氟酸 反應(yīng)產(chǎn)物按下式生成的： H3BO3+3HFHBF3OH+2H2O（ 快反應(yīng) ） HBF3OH +HFHBF4+H2O（ 慢反應(yīng) ） 6 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 (HBF4) 氟硼酸緩速、穩(wěn)定粘土顆粒 用 HBF4處理可以克服酸化初期增產(chǎn)后期遞減快的普遍性 問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)使用表明是一種較為有效的方法，當(dāng)
6、HBF4進(jìn)入 地層時(shí)能 緩慢水解生成 HF， 因而在酸耗盡前可深入地層內(nèi)部較大 范圍。 此外還可以使任何不溶解的粘土微粒產(chǎn)生化學(xué)熔化，熔 化后的微粒在原地膠結(jié) ，使得處理后流量加大而引起的微粒移動(dòng) 受到限制 . 室內(nèi)試驗(yàn)還表明：通過(guò)不相溶流體的接觸， 用 HBF4處理 過(guò)的粘土敏感性下降，不易膨脹或分散 。 7 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 (HBF4) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 20 40 60 80 100 120 累積孔隙體積，PV K/K
7、0 基液 前置液 處理液 后置液 反后置液 反基液 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 80 120 160 200 240 累積孔隙體積，PV K/K 0 基液 前置液 處理液 后置液 反后置液 反基液 氟硼酸與土酸流動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果 8 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 (HBF4) HBF4的水解反應(yīng) HBF4在水溶液中發(fā)生水解反應(yīng) ， 且是多級(jí)電離 HBF4+H2OHBF 3 H+HF (慢 ) 氟硼酸 羥基氟硼酸 HBF3OH+H2OHBF
8、2(OH)2+HF (快 ) HBF2(OH)2 H2OHBF(OH) 3+HF (快 ) HBF(OH)3+H2O H3BO3+HF (快 ) 9 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 (HBF4) 影響 HBF4水解速度的因素 HBF4的水解速度可表示為 HBF4水解速度主要受 濃度和溫度 的影響 濃度 對(duì) HBF4水解速度的影響 25 時(shí) ， 第一級(jí)水解反應(yīng)的平衡常數(shù)為 顯然 ， 當(dāng) HBF4濃度增大 ， 為了使 K為常數(shù) ， HF及
9、 HBF3(OH) 也要增大 ， 即 HBF4濃度越大 ， 水解的 HF也越多 ， 因而酸巖反應(yīng) 速度也加快 。 )( 414 BFHKdtBFd 3 4 3 103.2)( HBF HFOHHBFK 10 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 溫度對(duì)水解度的影響 溫度升高 ， HBF4第一級(jí)水解反應(yīng)的平衡常數(shù)也增大 HBF4一級(jí)水解反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度變化關(guān)系 隨著溫度的升高 ， 水解速度常數(shù)遵循 Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式 K1=1.44 1017EXP(-26183/RT）
10、 壓力對(duì) HBF4反應(yīng)速度的影響 。 壓力對(duì) HBF4反應(yīng)速度幾乎沒(méi)有影響。 溫度 ( ) 25 80 90 100 平衡常數(shù) (K 10 3 ) 2.3 5.5 6.5 7.3 11 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 (HBF4) 適用對(duì)象 氟硼酸酸化適合于 解除泥漿污染且粘土礦物含量高，地層溫度 低，地層微粒易發(fā)生運(yùn)移的地層 ，但其溶解能力有限，純粹的 粘土酸酸化，要求關(guān)井候酸反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，這可能使靜態(tài)條件 下的反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)生二次傷害； 氟硼酸結(jié)合土酸形成多組分酸 ，或氟硼酸與土酸相
11、繼注入工藝 既可在一程度上發(fā)揮粘土酸的優(yōu)點(diǎn)，又可在一定程度上避免粘 土酸的缺點(diǎn)，進(jìn)一步改善近井帶的流體滲流條件。 12 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 (HBF4) 典型施工工序 (1)清洗油管 8 12 HCl (2)注鹽酸 8 12 HCl (3)注 HBF4 8 12 HBF4 (4)注土酸 12 HCl 3 HF (5)注后置液，可注幾種液體：柴油， 4 NH4Cl液，活性水，粘土穩(wěn) 定劑。 美國(guó) DS公司， EXXON公司也提出過(guò) HBF4施工工序，其不同之處是 第 (4)步
12、改為第 (3)步施工，而第 (3)步改為第 (4)步施工。 13 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝 (HBF4) 國(guó)外典型設(shè)計(jì)方案 (1)先用過(guò)濾淡水配制 3%的 NH4Cl溶液，確定注入速度； (2)注 15%HCl，用量為 0.621.24m3/m； (3)擠 7.5%HCl+3%HF，用以清除井壁周圍的粘土礦物。其用量為 1.241.86m3/m。 (4)用 3%NH4Cl溶液作隔離液，以免氟硼酸與土酸混合。 (5)擠氟硼酸，其用量為 1.241.86m3/m (6)用 3% NH4
13、Cl溶液或柴油頂替，將氟硼酸替入地層。 14 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝（多元酸酸化） 多元酸由 磷酸 +添加劑 組成，其起主要作用的是 磷酸， 考慮到對(duì)粘土礦物的溶解，可在磷酸體系中加入 了 氫氟酸 ，以增強(qiáng)酸液的溶解能力。 文獻(xiàn)報(bào)道為 PPAS體系。這種酸可 解除硫化物、 腐蝕產(chǎn)物及碳酸鹽類堵塞物 15 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝（多元酸酸化） 磷酸 (H3PO4)可以解除硫化物，
14、腐蝕產(chǎn)物及碳酸鹽類堵 塞物，其主要反應(yīng)是： MCO3+2H3PO4=M(H2P04)2+CO2+H2O MS+2H3PO4=M(H2PO4)2+H2S FeO+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2O Fe2O3+6H3PO4=3Fe(H2PO4)2+3H2O 16 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝（多元酸酸化） 由于 H3PO4是中強(qiáng)酸，又是三元酸，在水中發(fā)生分級(jí)電離 ，電離平衡式可表示如下： H3PO4H ++H2PO-4(慢 ) H2PO-4H ++HPO2-4
15、 H2PO42-H ++PO33- 25 條件下它的三級(jí)電離常數(shù)為： 3 43 421 105.7 POH POHHK 8 42 242 2 103.6 POH POHHK 13 24 342 3 106.3 H P O POHHK 17 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝（多元酸酸化） 磷酸酸化緩速原理 酸性強(qiáng)弱由第一級(jí)電離所決定 ， H3PO4的 K1=7.5 10-3 ， 磷酸酸化可延緩反應(yīng) ， 達(dá)到深穿透目的 。 反應(yīng)產(chǎn)物 CO2殘留在酸液中 ， 也可抑制正反
16、應(yīng)的進(jìn)行 ， 起一定緩速作用 。 磷酸和地層的碳酸鹽巖反應(yīng)后可 生成磷酸二氫鹽 ， 磷酸 與磷酸二氫鹽可形成緩沖溶液 ， 保持 PH值在一定范圍 18 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝（多元酸酸化） Creig J.C1ark等人指出：在地層條件下磷酸便 成為一種“自生緩速”的酸。 與地層接觸時(shí)間較長(zhǎng)， 其 PH值很少增加到 3以上 ，室內(nèi)常壓下的試驗(yàn)表明，在碳酸鹽巖過(guò)量的情 況下， 24小時(shí) PH值仍在 3以下， PH值低可防止許 多不利產(chǎn)物的沉淀 。 磷酸緩速酸 適合于泥質(zhì)含量低
17、，碳酸鹽含量高的 地層。 19 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝深部酸化工藝（多元酸酸化） --技術(shù)關(guān)鍵 酸液體系及針對(duì)具體儲(chǔ)層的酸液配方選擇。 地下生成酸的效率（條件） 據(jù)解堵要求的深部酸化工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。 20 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 相繼注入法（ SHF， Sequential HF Process ）工藝 SHF工藝是利用粘土的天然離子交換能力，在粘土顆 粒表面生成 氫氟酸 ，溶解巖石。 SHF
18、工藝由相繼泵入 鹽酸和氟化銨 兩個(gè)步驟組成： 首先把不含氟離子 （ F ） 的 HCl溶液泵入地層。 HCl與地層中的粘土接觸，使粘土轉(zhuǎn)變?yōu)?酸性粘土 顆粒 接著把中性或 弱堿性氟化物 溶液泵入地層，使 F 與 酸性粘土顆粒并與原來(lái)吸附的 H+結(jié)合，在粘土表面 生成 HF， 從而溶解一部分粘土 21 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 -相繼注入法（ SHF， Sequential HF Process ）工藝 由于 HCl和含 F 溶液是相繼 而不是同時(shí)泵入地層的，在 兩種溶液都與粘土接觸之前 絕對(duì)不會(huì)產(chǎn)
19、生 HF。 因此 SHF能夠和一組互 不相混的分段注入液達(dá)到同 樣深度。而且這種相繼注入 法還可根據(jù)需要重復(fù)多次， 即所謂交替注入，以達(dá) 到預(yù)定的 HF穿透深度 。 SHF工藝的酸化深度主要取 決于酸液和 F 溶液的用量 和強(qiáng)度。 Na + H + Cl N a + + 3H + Cl H + + 3N a + Na + C l H + C l 含鈉天然 酸性粘土 粘土顆粒 顆粒 H + H F Cl H + + 5F F H F + 2C l H + C l
20、 H F F 酸性粘土 中間過(guò)程 顆粒 HF F H F F + 1/ 2H 2 S i F 6 H F F F 含鈉天然 部分溶解的 粘土顆粒 粘土顆粒 22 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 -相繼注入法（ SHF， Sequential HF Process ）工藝 SHF處理工藝 Halliburton公司典型的 SHF處理設(shè)計(jì)如下： （ 1）用 5%HCl予處理，用量 100 USgals/ft。 （ 2）泵入 3%HF 12%H
21、Cl。 用量 50 US gals/ft （ 3）泵入 2.8%NH4F， (用 NH4OH將 pH值調(diào)整到 7 8) ，用量 25 US gals/ft （ 4）泵入 5%HCl， 用量 25 USgals/ft 。 （ 5）頂替。用量 25USgals/ft 23 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 -相繼注入法（ SHF， Sequential HF Process ）工藝 SHF工藝特點(diǎn) SHF方法只對(duì) 含粘土 的巖芯起作用，不易和砂子反 應(yīng)，對(duì)不含粘土的巖芯無(wú)作用； SHF方法在提高巖芯的
22、滲透率和穿透深度方面都優(yōu) 于常規(guī)土酸 ； SHF酸化的酸化效果受 SHF的交替次數(shù)的影響，一 般情況下，次數(shù)越多，效果越好。 工作劑成本較低，缺點(diǎn)是工藝較復(fù)雜，溶解能力較 低。 24 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 高 PH值緩速酸化工藝（ PH值 4 6） 殼牌石油公司（ Shell Oil Co） 研制出兩類高 PH 值緩速酸化系統(tǒng)用于砂巖地層深部酸化。 一類通過(guò) 酯類水解控制反應(yīng)速度 ，叫做自生土酸系統(tǒng) (SGMA)； 另一類通過(guò) 弱酸和弱酸鹽的緩沖作用控制反應(yīng)速度 ，叫 做緩沖調(diào)節(jié)
23、土酸系統(tǒng) (BRMA)。 25 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 高 PH值緩速酸化工藝（ PH值 4 6） 自生土酸系統(tǒng)（ SGMA, Self-Generating Mud Acid ） 用一種含有 氟離子的溶液 和另一種能以控制速度產(chǎn)生 有 機(jī)酸的酯類 相互反應(yīng)，在地層中以很慢的速度產(chǎn)生 HF。 SGMA系統(tǒng)根據(jù)所用酯類的不同分為三種： （ 1） SG MF即甲酸甲酯 (methyl formate)； （ 2） SG MA即乙酸甲酯 (mathyl acetate)； （ 3） SG CA即
24、一氯代醋酸銨 (ammonium salt of monochloroacetic acid)。 適用于不同的井底溫度： SG MF : 130 180 （ 54 82 ）； SG CA : 180 215 （ 82 102 ）； SG MA ： 190 280 （ 88 138 ）。 26 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 高 PH值緩速酸化工藝（ PH值 4 6） 自生土酸系統(tǒng)（ SGMA, Self-Generating Mud Acid ） SG MF（甲酸甲脂） H
25、OOHCH3 H2OHCOOH CH3OH HCOOH NH4FNH4 HCOO HF 適用溫度 52 82 SG MA(乙酸甲脂 ) CH3COOCH3 H2OCH3COOH CH3OH CH3COOH NH4FNH4 CH3COO HF 適用溫度 82 102 SG CA(一氯醋酸銨 ) CH2C1COONH4 H2OHOCH2COOH NH4C1 HOCH2COOH F HOCH2COO HF HOCH2COOH 為乙醇酸 適用溫度 88 138 以上脂類水解后與 F結(jié)合產(chǎn)生 HF，與粘土就地反應(yīng)。 此外還有苯磺酰氯適用于地層溫度 25 ； 苯基氯適用于地層溫度 9
26、0 100 ； 三氯甲苯適用于地層溫度 30 60 。 27 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 高 PH值緩速酸化工藝（ PH值 4 6） 自生土酸系統(tǒng) （ SGMA, Self-Generating Mud Acid ） 特點(diǎn)及 應(yīng)用 注入混合處理液后產(chǎn)井時(shí)間較長(zhǎng) （一般為 6 30小時(shí)），待酸反 應(yīng)后再緩慢投產(chǎn)。這樣長(zhǎng)的時(shí)間選擇添加劑難度大，工藝不當(dāng) 易造成二次傷害，應(yīng)慎重選用，一般處理工藝如下： 用土酸進(jìn)行預(yù)處理； 注隔離液 (3 NH4C1水溶液 )，用量一般 3-4m3； 注處理液
27、(用量按處理半徑為 1-2米孔隙體積計(jì)算 )，每米射 孔井段 0.9-1.6m3； 注頂替液 (NH4C1)，用量據(jù)油井條件計(jì)算。 該系統(tǒng)酸化 適于泥質(zhì)砂巖儲(chǔ)層 ，成功的 SGMA酸化可獲得較長(zhǎng) 的穩(wěn)產(chǎn)期。 28 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 高 PH值緩速酸化工藝（ PH值 4 6） BRMA系統(tǒng) (Buffer-Regulated Mud Acid ) 原理： 有機(jī)酸及其銨鹽的緩沖作用 ，與 氟化銨 混合作 為氫氟酸 限制溶液中 HF和被電離的弱酸的濃度 來(lái)保持 HF和地 層間較低的反應(yīng)
28、速度，而保證這種限制的措施則是 弱酸和弱酸鹽間 的緩沖作用。 H+和 HF的濃度都是通過(guò)弱酸和弱鹽間的緩沖作用來(lái) 調(diào)節(jié)的 ，故將該系統(tǒng)稱之為 緩沖調(diào)節(jié)土酸系統(tǒng) 。用 BRMA系統(tǒng)酸化硅質(zhì)物時(shí)，低濃度的 HF分子大大限 制了 HF與硅質(zhì)物接觸的速度 29 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、砂巖酸化工藝 高 PH值緩速酸化工藝（ PH值 4 6） BRMA系統(tǒng) (Buffer-Regulated Mud Acid ) BRMA體系根據(jù)所用弱酸的不同分為 三種 ： 即 BR F(甲酸 ) BR-A(乙酸 ) BR C(
29、檸檬酸 ) 其 PH值分別為 pH 3.1 4.4、 pH 4.2 5.5和 pH 5.0 5.9。 BRMA體系在 138 左右環(huán)境溫度下可用于深部處理， 但溫度較高時(shí)只能用于近井酸化。 30 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、 砂巖酸化工藝新型固體酸解堵酸化技術(shù) 原理 : 鉆井、完井、修井作業(yè)過(guò)程中可能引入許多堵塞物（無(wú)機(jī) 和有機(jī)物） ,有些堵塞物是用 HF和 HCL所不能溶解的，因而酸化 不能有效解堵 .研制的新型解堵酸液可以溶解目前大多數(shù) HF和 HCL所不能溶解的堵塞物 ,從而可以有效地進(jìn)行酸化
30、解堵，提高 酸化效果。 關(guān)鍵技術(shù) 新型酸液溶解各種堵塞物的效率 新型酸液的酸化實(shí)施工藝 酸化工藝參數(shù)的優(yōu)化 e.g. SAR固體解堵劑 31 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、 砂巖酸化工藝新型固體酸解堵酸化技術(shù) 王水固化原理 王水固化時(shí)采用的固化劑為固體化合物，其水溶液的 pH值為 7.2，其互變異構(gòu)體具有兩性離子的結(jié)構(gòu) ， 能夠 和酸反應(yīng)生成鹽： M O YOHMHY M 0 32 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、 砂巖酸化工
31、藝新型固體酸解堵酸化技術(shù) 刻蝕石灰?guī)r和白云巖的原理： 02 2223 MOHCOCa YCa C OYOHM 灰?guī)r 白云巖 022)(4 222223 MOHCOM g YCa YCOCa M gYOHM 33 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、 砂巖酸化工藝新型固體酸解堵酸化技術(shù) 氧化棉籽殼、核桃殼、橡膠小顆?；旌衔镌恚? 王水中的硝酸具有較強(qiáng)的 氧化性 ，它能將棉籽殼 、橡膠顆粒、核桃殼等物質(zhì)慢慢氧化成含氧化合物， 從而逐漸形成 可溶于水的化合物 。 同時(shí)硝酸可促使橡膠老化，使得 橡
32、膠結(jié)構(gòu)慢慢變 成脆性材料，從而使堵塞物強(qiáng)度變小 ，易于解堵。 34 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、 砂巖酸化工藝 5H+酸 酸化技術(shù) 酸化背景： 土酸液與砂巖中的粘土及近井地帶的非膠結(jié)基質(zhì)的 反應(yīng)速度快； 反應(yīng)過(guò)程中 HF與礦物反應(yīng)的某些中間產(chǎn)物 (如硅膠 、氟化鹽類，溶解度很小 )會(huì)沉淀下來(lái)，堵死部分 孔喉，造成對(duì)地層的永久性二次傷害。 這在很大程度上限制了酸化效果，且由于穿透深度 小，酸化井初期增產(chǎn)而后期迅速遞減 . 35 04d8dd Acid Lab， Southwest Petr
33、oleum Institute 七、 砂巖酸化工藝 5H+酸 酸化技術(shù) 特性： 能夠有效地解除砂巖儲(chǔ)層的堵塞 5H+酸與氟化物反應(yīng)生成的酸液體系反應(yīng)產(chǎn)生有效溶解 地層礦物的酸液較鹽酸而言要 慢 的多 ， 對(duì)礦物的溶解 速度較慢，而對(duì)礦物的 總體溶解量 較土酸體系大。 反應(yīng)產(chǎn)物溶解性較好，其本身是一種 懸浮劑和分散劑 ，因而二次沉淀就得到有效控制 36 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 七、 堵水酸化聯(lián)作技術(shù)技術(shù) --原理 : 油井生產(chǎn)中后期，有些產(chǎn)層含水高達(dá) 98-100， 已不具備開(kāi)采價(jià)值但相當(dāng)一部分產(chǎn)層還有很大
34、生產(chǎn)潛力 ，問(wèn)題在于把水層堵住，釋放油層。 本項(xiàng)技術(shù)采用耐酸堵劑堵塞水層，然后酸化釋放油 層，酸化時(shí)在酸液中加入暫堵劑 ,注酸時(shí)暫時(shí)堵塞高滲層 , 酸化低滲層 ,實(shí)現(xiàn)在多層油藏或大厚層油藏中沿縱向的均 勻布酸 ,均勻解堵改善縱向出油剖面，提高油井產(chǎn)能。 37 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute --關(guān)鍵技術(shù) 據(jù)井層條件選擇耐酸堵劑 據(jù)井層條件選擇酸液體系 據(jù)井層條件選擇酸化暫堵劑類型、粒徑 堵水及 暫堵劑注入工藝。 堵水、 暫堵酸化工藝參數(shù)的優(yōu)化。 七、堵水酸化聯(lián)作技術(shù)技術(shù) 38 04d8dd Acid
35、Lab， Southwest Petroleum Institute 八、酸化分流技術(shù)基質(zhì)酸化成功的關(guān)鍵技術(shù)之一 目的：合理布酸，均勻解堵 可用的分流技術(shù) 機(jī)械分層技術(shù) (封隔器、堵球、 CTU等 ) 化學(xué)微粒分流技術(shù) 增稠酸分流技術(shù) 泡沫分流技術(shù) 39 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 八、酸化分流技術(shù)封隔器分流技術(shù) 通過(guò)封隔器將高滲透層完全封堵住，這種方法 要求改變酸化管柱結(jié)構(gòu)，根據(jù)地層井段的不同 利用封隔器、壓力檔圈或堵球封隔分層。 工程實(shí)施難度較大，酸化時(shí)間及周期將延長(zhǎng)。 小層、層間分流困難
36、 40 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 八、酸化分流技術(shù)堵球分流技術(shù) 球形密封器是橡皮包皮球，它是設(shè)計(jì)用來(lái)封堵套管的 射孔孔眼的，通過(guò)分流將注入的流體分注到其它孔眼 內(nèi)。 分流機(jī)理： 將球形密封器分批加到處理流體中，以便許多孔眼 接收一定酸后被封堵，從而把酸分流到其它層段。 球形密封器在斜井或水平井中是無(wú)效的 41 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 八、酸化分流技術(shù) CTU分流技術(shù) 2Lw aH,max av,max aH,
37、min av,min x dV/dx av(x) aH(x) 如對(duì)于水平井或長(zhǎng)井段酸化酸化時(shí) 42 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 八、酸化分流技術(shù) CTU分流技術(shù) 0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 1 . 2 5 1 . 5 q = 0 . 1 5 m 3 q = 0 . 3 m 3 q = 0 . 5 m 3 q = 0 . 7 m 3 連續(xù)油管抽提速度 ( m / m i n ) 處理井段位置 x(m) r w = 0 . 1
38、 2 m a s , m a x = 1 . 5 酸液覆蓋率 =1 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 3 . 5 0 0 . 5 1 1 . 5 2 2 . 5 3 q = 0 . 1 5 m 3 q = 0 . 3 m 3 q = 0 . 5 m 3 q = 0 . 7 m 3 連續(xù)油管抽提速度 ( m / m i n ) 注酸強(qiáng)度 ( m 3 / m ) r w = 0 . 1 2 m a s , m a x = 1 . 5 酸液覆蓋率 =1 連續(xù)油管抽提速度隨 處理井段位置變化 關(guān)系 注酸強(qiáng)度連續(xù)油管抽 提速度關(guān)系 43 04d8dd Acid La
39、b， Southwest Petroleum Institute 八、酸化分流技術(shù)化學(xué)微粒分流技術(shù) 44 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 八、酸化分流技術(shù)增稠酸分流技術(shù) 在酸液中加入 增稠劑或用微乳液 酸，酸液增稠一般是 在酸液中加入聚合物，或者交聯(lián)劑。 分流機(jī)理： 粘滯分流，由于粘滯流體堤壩 (Barrier)的存在，而使高滲透 層段的流動(dòng)阻力增加。酸液進(jìn)入地層越多，地層阻力越大，使 層間注入差異隨之減小，最終使各層均勻進(jìn)酸。 技術(shù)難點(diǎn) 要求聚合物和交聯(lián)劑與酸液有很好的配伍性。該 技術(shù)在殘液的
40、返排存在一定的困難 。 45 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 八、酸化分流技術(shù)泡沫分流技術(shù) 在酸液之間注入一段泡沫或泡沫與酸一起注入 分流機(jī)理： 泡沫在高低滲透層的穩(wěn)定性不同，高滲透層泡沫穩(wěn)定性 強(qiáng)于低滲透層，因此泡沫在高滲透層對(duì)液相流動(dòng)的阻礙作 用大于低滲透層，使液相轉(zhuǎn)入低滲透層，以此達(dá)到分流目 的 . 技術(shù)難點(diǎn)： 泡沫分流對(duì)泡沫質(zhì)量、泡沫性能、泡沫的穩(wěn)定性、泡沫的流變性以 及工藝技術(shù)要求較高，施工設(shè)備、工藝比較復(fù)雜。 46 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 九、儲(chǔ)層傷害：起因、診斷和對(duì)策類型 47 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 十、酸液和添加劑體系選擇 48 04d8dd Acid Lab， Southwest Petroleum Institute 十一、砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)
砂巖酸化原理及酸化工藝技術(shù).ppt
