碳酸盐酸化技术.ppt

1、碳酸盐酸化工艺技术(Acidizing Technology 主讲:陈冀嵋西南石油大学石油工程学院酸化技术发展一、酸化工艺技术新进展1.新工艺2.新材料3 增产措施预先设计技术4.水平井、定向井、从式井酸化5.酸化专家系统的应用6.酸化实时监测技术二、主要研究方向1、理论研究新型酸液的酸岩反应机理研究新的酸化数学模型研究物理模拟及数值模拟研究2、应用研究酸化工艺的引进、消化、发展=>形成应用技术 新工艺、新材料研制=>改进酸化工艺酸液及添加剂评价及研制=>针对具体现场应用 酸化工艺参数优化=>形成软件,推广应用酸化评价技术=>提高酸化效果,完善酸化工艺 质量监测技

2、术=>现场跟踪及时调整实施工艺三、目前酸化研究的主要内容灰岩与酸反应碳酸盐岩酸反应机理白云岩与酸反应反应动力学参数研究反应动力学方程的确定反应控制条件研究酸刻蚀形态研究反应速度及影响因素研究反应矿物的影响研究1. 酸化机理研究2.酸液及添加剂试验研究酸型研究、酸浓度选择、各种添加剂试验筛选、酸液配方评价、酸化效果试验3. 酸化设计模型及优化设计方法研究基质酸化模型、二维、三维酸压扩展模型、施工参数优化、考虑酸蚀蚓孔、酸液指进的影响、增产倍比预测、实时检测技术等碳酸盐岩储层酸化技术控制酸化效果的因素有效作用距离裂缝导流能力酸岩反应速度酸液滤失降滤剂粘度酸浓度酸类型岩石类型酸液流速温度面容比

3、同离子效应酸液用量酸液流速岩石类型酸类型酸浓度闭合应力碳酸盐岩储层酸化技术一、概述酸化溶解物1、基质矿物2、堵塞物(伤害物反应特点1、碳酸盐矿物反应碳酸钙、碳酸镁、少量粘土2、多孔介质、微裂缝、人工裂缝中3、蚓孔、非均匀刻蚀-导流能力碳酸盐岩储层酸化技术一、概述存在问题1、反应速度快(作用半径小2、沉淀物易产生(二次伤害3、液体置放研究方向1、酸液及添加剂2、设备提高3、优化设计(工艺和参数碳酸盐岩储层酸化技术一、概述二、碳酸盐岩储层酸化工艺分类酸化工艺酸洗基质酸化酸压按注入压力与施工规模分:碳酸盐岩储层酸化技术按酸化工作液类型分:二、碳酸盐岩酸化工艺分类酸化工艺常规酸化高浓度酸酸化混合酸酸化

4、泡沫酸酸化乳化酸酸化胶凝酸酸化降阻酸酸化指进酸酸化延迟酸酸化碳酸盐岩储层酸化技术按注入酸化工艺方式分:二、碳酸盐岩酸化工艺分类酸化工艺 普通酸(化压前置液酸压交替注入酸压闭合酸压平衡酸压分层酸化暂堵酸化碳酸盐岩储层酸化技术碳酸盐岩储层酸化技术1.高浓度酸酸化:原理:向地层注入高浓度盐酸(一般25-28%,有的使用高达31%的工业盐酸,解除近井地带污染或压开一条导流能力高的酸蚀裂缝。适应性:中、高渗透层的改造,近井带存在裂缝系统的储层改造。碳酸盐岩储层酸化技术2.混合酸酸化:原理:两种或两种以上的酸液混合注入地层,使其以不同的溶蚀速度刻蚀地层。适应性:高温井,酸有效作用距离有一定提高,但改善基质

5、渗透率的能力有限。乳化酸酸化:原理:向地层注入乳化酸的酸化工艺适应性:裂缝性地层碳酸盐岩储层酸化技术3.泡沫酸酸化:原理:向地层注入泡沫酸的酸化工艺适应性:水敏性地层、地层压力低的地层优点对储层伤害小助排能力强反应速度较慢选井选层原则泡沫酸具深穿透能力,可用于大段碳酸盐岩储层的酸化施工适用于滤失难以控制的地层低压、低渗或水敏性地层碳酸盐岩储层酸化技术4.胶凝酸(稠化酸酸化:原理:向地层注入胶凝酸酸的酸化工艺适应性:中、低渗透层的该造优点与常规酸相比,粘度高、滤失低,摩阻小,反应速度相对较低,作用距离远,刻蚀能力强。碳酸盐岩储层酸化技术三、酸化工艺技术3.1 基质酸化工艺技术(常规酸化原理: 利

6、用酸液溶解地层岩石孔隙及裂缝中堵塞物,扩大油气渗流通道.技术关键:蚓孔生长发育规律研究最佳注酸速度研究最佳注酸强度研究关井时间及返排速度研究孔隙型,裂缝型及复合型地层基质酸化工艺技术研究.工作液:15%-20%盐酸+酸液添加剂工艺:简单,连续注入酸液碳酸盐岩储层酸化技术蚓孔(酸蚀孔(Wormhole的分形形态3.2 普通酸压工艺技术原理:用酸液压开并刻蚀裂缝,获得高导流能力的人工裂缝,改善油气渗流条件.关键技术:酸液滤失机理酸液有效作用距离研究酸蚀裂缝导流能力研究普通酸压优化设计方法3.3 前置液酸压工艺原理: 先用高粘前置液压开储层或延伸储层原有裂缝,后注入酸液,改善储层的导流能力,使油气井

7、增产。前置液作用压裂造缝降温降滤降低反应速度,提高酸液效率,延长酸液有效作用距离3.3 前置液酸压工艺碳酸盐岩储层酸化技术 技术关键:酸液滤失机理酸液有效作用距离研究酸蚀裂缝导流能力研究前置液酸压优化设计方法酸液和压裂液的选择:配伍、粘度比、破胶返排指进现象的产生和模拟-界面过渡带处理碳酸盐岩储层酸化技术前置液酸压中的滤失情况3.3 前置液酸压工艺碳酸盐岩储层酸化技术 工作液:酸液:15%-28%盐酸+酸液添加剂,用量可由地层情况优化得到,一般为刻蚀裂缝体积的2-3倍。前置液:羟丙基瓜胶,改性田箐,魔芋胶等。用量为整个注入量的1/3-1/2.工艺:前置液->酸液(普通盐酸,降阻酸,胶凝酸

8、,泡沫酸3.4交替相前置液酸压工艺技术原理:用不同粘度和反应特性差异的流体,在交替注入过程中获得非均匀刻蚀裂缝,降低酸液滤失,从而获得较长的酸液有效作用距离和较高的酸蚀缝导流能力关键技术:酸液和压裂液的选择:配伍,粘度比,破胶返排蚓孔生长发育规律的研究-滤失控制机理指进现象的产生和模拟-界面过渡带处理各级注入量的优化组合wHH f前置液前置液uHH p酸液在压裂液中的指进、反指进现象3.5 降滤酸压工艺技术原理:在酸压过程中随酸液注入降滤剂或改变酸液滤失性,达到降低滤失, 提高酸液效率的作用.关键技术:降滤剂的选择及加入方法和加入量的确定泡沫降滤时,起泡剂和泡沫稳定剂的选择乳化降滤时,乳化剂和

9、破乳剂的选择相应的降滤工艺设计方法及优化设计3.5 延迟酸压工艺技术原理:针对高温(120度以上深井储层或微裂缝酸化酸岩反应速度快,很难达到深度酸化目的, 使用延迟酸,让其在地层某一温度下才逐渐释放酸液,实现在地层深部产生溶解反应,从而达到深度酸化目的,增大酸液有效作用距离.适用条件:深部酸化,可配合常规酸和胶凝酸联合使用,用延迟酸解决深部酸化问题,用常规酸和胶凝酸解决浅部酸化,提高近井地带裂缝导流能力。关键技术:据不同地层要求确定延迟剂类型及起始酸释放温度延迟酸液配方确定延迟酸化工艺技术参数优化设计延迟酸化工艺与其他工艺技术的配合运用延迟酸RA体系(液体类R-2 延迟主剂,由烯烃类化合物、氯

10、气与催化剂反应制得R-3 延迟剂副剂,由芳烃类化合物氧化后制得 R-4 助溶剂,由无机类物质及表面活性剂复配三种物质加水配制成延迟酸,在地层温度下,可缓慢释放出酸液(无需加入HCl,从而达到延迟酸岩反应速度的目的。3.6 闭合酸压工艺技术原理:闭合酸压技术是针对软地层(白垩岩以及均质程度较高的储层发展和采用的一种技术。在实施酸压处理的储层或已经处理的储层中闭合的或部分闭合的裂缝中注入酸液。特点:降低压力使之大于破裂压力,而又小于闭合压力。关键技术酸压过程中闭合时间的确定闭合酸蚀裂缝长度的确定闭合酸化时泵压及排量关系确定闭合段酸液类型及酸液配方确定适用范围:均质碳酸盐岩地层对软地层(如白垩Chalk地层难以形成非均匀刻蚀被刻蚀的裂缝表面被酸软化,凸起部分不能支撑裂缝地层岩石本身强度不够后果:酸蚀裂缝导流能力低3.7 平衡酸压工艺技术原理:先对处理层压裂达到所需的几何尺寸,然后注酸保持与裂缝壁面的漏失平衡,现场施工要将压力控制在裂缝延伸压力下,闭合压力之上。目的在于加大近井带溶