清洁转向酸技术应用.ppt

压裂酸化新技术 清洁转向酸技术研究与应用,广汉市华星新技术开发研究所,Guanghan huaxing new-technology development research institute,汇报内容,一、研究目的 二、清洁转向酸性能特点 三、清洁转向酸酸液性能评价 四、清洁转向酸现场施工技术 五、典型井例分析,一、研究目的,碳酸盐岩储层改造的特点（难点）主要表现为： 1）钻井、完井、固井等综合作业对产层的伤害严重； 2）粘土矿物普遍存在，粘土膨胀、运移、沉淀堵塞孔喉，导致储层渗透率降低； 3）酸敏矿物使储层遭受二次伤害； 4）天然裂缝的存在，天然裂缝将改变酸液的流向和造缝部位； 5）中孔-细喉的孔隙结构特征，造成排液困难；,6）储层非均质性严重，不均匀酸化，造成酸化效果的偶然性； 7）气、水同产储层的酸化改造，在增加气产量的同时也增加了水产量； 8）大斜度、水平井的开发应用为酸化改造提出了新的挑战，如何达到长水平井的均匀布酸酸化改造是水平井酸化的难题(连续油管拖动酸化受注入压力、管径、材质限制，施工排量、规模和适用范围受限)。 酸化改造斗争的对象是储层，因此开发更加适宜于储层的酸液配方和新的工艺技术是我们的宗旨！,不同酸液类型酸化作用过程,变粘酸:高分子聚合物(固相) ，分子量大,会给地层造成伤害,二、清洁转向酸酸液性能特点,清洁转向酸是一种无聚合物类新型酸液体系。它是将表面活性剂加入酸液中，最初形成球状胶束，外观与普通活性剂溶液，如肥皂、洗粉溶液一样粘度很低,当酸液遇到盐类(CaCl2) 或温度上升时，球状胶束将转变为蠕虫状胶束，相互缠绕,产生粘弹性液体,粘度骤然升高，实现酸液的暂堵转向作用。随酸岩反应完成，pH值升至4以上时、钙离子浓度增加的共同作用下，蠕虫状胶束向球状胶束转化而自动破胶。如遇到地层中的烃类物质（如原油、天然气），将加速破胶。,清洁转向酸演变过程 球状胶束缠绕蠕虫状胶束破胶,采用7.5%的表面活性剂和15%的盐酸配制而成的低粘蜜状清洁转向酸。,低粘清洁转向酸和CaCO3反应后形成高粘液体，在井底实现自动转向功能。,不同浓度转向酸粘温曲线(100sec-1) 温度80左右粘度达到顶峰，随之有所降低； 温度继续升高，其粘度出现反弹，至120左右再次达到最高,不同剪切速率转向酸粘温曲线(100sec-1) 温度小于80 ，粘度受剪切速率的影响， 高温下（94 ）基本不受剪切速率影响。,不同酸浓度（7.5%表面活性剂）转向酸的流变曲线(170sec-1) 低酸浓度转向酸粘度明显大于高酸浓度（20%HCl）粘度,清洁转向酸与常规变粘酸性能比较,转向酸的应用范围,1)非均质储层无伤害均匀解堵，恢复天然产能； 2)大斜度、水平井转向酸化，实现水平井段的均匀布酸； 3）低渗透储层变粘深度改造； 4）产水储层选择性酸化改造。 对低渗、非均质、酸敏性储层及大斜度井、水平井等的增产作业具有较强的适应性。,三、清洁转向酸性能评价,（1）清洁转向酸酸液配方,清洁转向酸配方组成,（2） 稳定性试验,配方酸稳定性试验结果表,配方酸缓速性能试验结果表,（3） 缓速性能试验,配方酸表面张力测定试验,（4） 表面张力测定试验,不同条件下缓蚀剂缓蚀性能试验结果（90）,（5） 缓蚀性能试验,（6）转向酸破胶性能试验,转向酸在地层中与岩石反应后粘度逐渐增加，在残酸浓度降到5%时粘度最高，随后开始缓慢下降。随酸岩反应完成，pH值升至4以上时、钙离子浓度增加的共同作用下，蠕虫状胶束向球状胶束转化而自动破胶。如遇到地层中的烃类物质（如原油、天然气），将加速破胶。,将残液PH调到5，然后再将残酸与柴油混合破胶，在剪切速率为170s-1，测定了残酸破胶后的粘度。,转向酸破胶性能测试结果,试验表明：该转向酸具有良好的稳定性、缓速性、缓蚀性，较低的表面张力，极好的转向性和破胶性能。,四、清洁转向酸现场施工技术,由于清洁转向酸是将表面活性剂加入酸液中配制而成，常温下粘度很低，配制过程中便于加注和循环。配制方法与常规酸的配制方法相同，比胶凝酸简单。,1、配制方法,单级注入:清洁转向酸酸压设计与闭合酸酸压施工设计方法基本相同，待酸蚀裂缝闭合后注入一定数量的闭合酸，以提高缝口导流能力。 多级注入:可根据需要与前置液、胶凝酸、降阻酸等进行交替多级注入。,2、施工工艺,3、排液 由于酸液反应速度慢、无伤害，根据实验结果，可关井12小时，然后开井排液。,五、典型井例分析,实例一：清洁转向酸在MX气田高压含水气藏水平井完井酸化中的成功应用,1、概况 M005-H3为MX气田JLJ气藏一口水平开发井，完钻井深4068m，水平井段长500m，该区储层岩性为针孔白云岩(灰岩、石膏)，储层总体上反映低孔、低渗特征，物性总体较差，孔隙度平均值仅为4.27；渗透率平均值为2.096mD；含水饱和度较高，储层普遍产水。平均地层压力68.12MPa ，地层温度97.26，钻井泥浆密度2.2-2.3g/cm3 。为解除钻、完井伤害，恢复地层天然产能，完井试气一般都要经过酸化增产措施。,2、历次增产措施简况 1）射孔 2006年5月21日，进行射孔:层位:J二2J二1,井段4050-3565m,段长485米,射厚247.2米,孔数3349,孔密13.55孔/m。 2006年5月28日射孔后测试:用4mm油嘴、18mm孔板测试:稳压4小时,油压14.7MPa,套压17.7MPa,上压0.66MPa,上温20.5度,产水7.4m3/天,产气35706m3/d。,2）连续油管加重酸酸化 为达到水平井段均匀布酸的目的，同时，考虑31.75mm连续油管摩阻大，存在挤不进酸的可能，采用了连续油管加重酸酸化（CaCl2作加重剂）。 2006年6月6日连续油管加重酸酸化施工:挤入地层酸液60.4m3，应排液125.4m3。 2006年6月11日酸后测试油压30MPa，套压31MPa，产水0.5m3/d,产气26100m3/d。,3）清洁转向酸大型（空井）酸化 为达到彻底解堵的目的，同时，试验清洁转向酸对气藏的适应性。 2006年6月13日，油套管高挤转向酸二次酸化:注入总量224m3（转向酸198m3，后置液26m3）酸后应排液289.5m3。,施工曲线分析：在挤转向酸75.6m3后（含压井用酸64.1m3），压力持续下降（65.7MPa60.6MPa），而排量逐步上升，最大排量达6.5 m3/min（总排量），表明转向酸与地层（近井段或高渗区）快速反应。5min后（挤酸98.8m3）压力陡然上升13.6MPa（61.0MPa74.6MPa），表明随着酸岩反应的进行，CaCl2浓度上升，转向酸粘度迅速增大，阻止“本地”酸岩反应的继续。迫使酸液流向远井段或低渗区。 由于本井水平射孔井段长，施工规模小（注酸强仅0.8m3/m），随新的酸岩反应的不断进行和pH值的不断上升，转向酸自动破胶能力大于其增粘能力，因而表现出以后的施工压力逐步走低。,M005-H3水平井转相酸酸化施工曲线图（注酸98.8m3开始出现转相现象）,M005-H3水平井转相酸酸化高挤施工过程,转向酸酸后测试：2006年6月16日，用4mm油嘴，20.1mm孔板测试，油压18MPa，套压22MPa，上压0.7MPa，上温24.6度，日产气47888m3，日产水11.35m3。与加重酸后测试相比，净增井口测试产量21788m3/d。,4）胶凝酸大型酸化 为对比、检验转向酸的酸化效果，同时，试验储层进一步改造的可能性。 2006年7月10日胶凝酸酸化，挤入地层浓度20.28%胶凝酸200.57m3，应排液265.87m3。 2006年7月17日，用4mm油嘴、20mm孔板测试，油压22.2MPa，套压19.8MPa，上压0.47MPa，上温11度，日产气33366m3，日产水6.8m3。,酸化效果分析： 1）连续油管加重酸酸化后，与射孔测试相比，气井测试绝对无阻流量减少0.376104m3/d， 2）通过转向酸酸化后,不仅恢复了气井产能，还使储层得到了进一步的改善。与前次酸化相比，气井测试绝对无阻流量增加2.328104m3/d。 3）在转向酸酸化后进行的胶凝酸酸化，不仅未获增产，还减少气井测试绝对无阻流量1.882104m3/d（与射孔后持平）。表明在该气藏成熟应用的胶凝酸对储层仍然会产生不同程度的伤害，即是说，在