压裂酸化技术经典知识集.ppt

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1、第七章酸化Acidizing酸化是油气井投产、增产和注水井增注重要技术措施。酸化是通过向地层注入酸液，溶解储层岩石矿物成分及钻井、完井、修井、采油作业过程中造成的堵塞储层物质，改善和提高储层的渗透性能，从而提高油气井产能的增产措施。酸化增产原理酸－岩化学反应当量及反应产物酸－岩化学反应动力学碳酸盐岩储层酸化设计计算砂岩储层酸化设计计算酸化工艺设计酸液及添加剂主要内容常用酸化工艺酸洗AcidWash基质酸化MatrixAcidizing酸压AcidFracturing酸洗----清洗：井筒射孔眼方式：正洗反洗泵组是一种

2、清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射孔孔眼的工艺。酸洗—施工压力：无外力或轻微搅动。—注入速度:不流动或沿井筒的正、反循环。—酸溶蚀方式:溶蚀井壁及射孔孔眼。—适用范围:砂岩、碳酸盐岩储层的表皮解堵或射孔孔眼的清洗、井筒结垢及丝扣油的清除。基质酸化----酸化：地层方式：油管注液套管注液环空注液封隔器压裂车是在低于岩石破裂压力之下将酸液注入储层以溶解污染物和其中的某些矿物，从而恢复或提高井筒附近储层渗透率的技术。基质酸化—施工压力：Ps

3、，溶蚀孔隙及其中堵塞物质，溶蚀范围有限。—适用范围:解除近井地带的污染，恢复或提高储层的渗透率，从而增加油井产量。压裂酸化----酸化：地层方式：油管注液环空注液压裂车压开裂缝张开裂缝酸刻蚀裂缝高导流能力裂缝封隔器是在高于储层破裂压力下直接用酸注入压开的裂缝中，通过酸对岩石壁面的不均匀刻蚀而形成高导流能力的酸蚀裂缝。压裂酸化—施工压力：Pi>PF。—注入速度:大于储层极限吸液速度。—酸流动、溶蚀方式:形成人工裂缝，沿裂缝流动反应，有效作用距离可达几十到上百米。—适用范围:在碳酸盐岩储层中形成人工裂缝，解除近井带污染

4、，改变储层流型，沟通深部油气区，可大幅度提高油气井产量。S、K、Kd、rd、rw的物理意义；渗透率下降对表皮系数的影响比污染深度的影响要大得多。酸化增产原理的理论分析—酸液挤入孔隙或天然裂缝与其发生反应，溶蚀孔壁或裂缝壁面，增大孔径或扩大裂缝，提高储层的渗流能力；—溶蚀孔道或天然裂缝中的堵塞物质，破坏泥浆、水泥及岩石碎屑等堵塞物的结构，使之与残酸液一起排出储层，起到疏通流动通道的作用，解除堵塞物的影响，恢复储层原有的渗流能力。基质酸化增产原理Jd、Jo、re、rd、rw的物理意义；—Xd=Kd/Ko酸化增产倍比

5、分析reK0,rdKdrw污染程度(Fk)、污染半径(rs)对增产倍比的影响储层严重污染时，基质酸化处理可大幅度提高油气井产量；因此对污染储层，基质酸化一般可获得较好增产效果；无污染储层，基质酸化处理效果甚微；基质酸化解除污染带储层污染后，均匀改善区不宜过大，以解除污染带储层污染为主要任务。—压裂酸化产生裂缝，增大渗流面积，改善油气的流动方式，增大井附近油气层的渗流能力；—消除井壁附近的储层污染的影响；—沟通井筒附近的高渗透带、储层深部裂缝系统及油气区；—不能用于砂岩储层。压裂酸化增产原理酸岩化学反应当量酸岩化

6、学反应产物酸与碳酸盐岩酸与砂岩—化学当量指参加反应的各种反应物及生成物的比例；—化学当量、化学平衡及反应速度是酸化处理选用酸时必须考虑的化学因素；—酸与储层矿物作用的化学当量与反应物及生成物的分子个数比有关。化学当量—碳酸盐岩是靠化学及生物化学的水相沉积或由碎屑搬运形成；—碳酸盐岩的主要矿物成分是方解石(CaCO3)和白云石[CaMg(CO3)2]；—若方解石含量大于50%，则可视为石灰岩；若白云岩含量大于50%，则可视为白云岩；—若杂质含量大于50%，则可视为非碳酸盐岩。碳酸盐岩化学成分—碳酸盐岩储层酸化常用盐酸—

7、典型反应2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2↑4HCl+CaMg(CO3)2CaCl2+MgCl2+2CO2↑+2H2O酸与碳酸盐岩反应化学当量—从反应式中可看出反应的化学当量;—考虑反应式中各种组分的分子量，便可算出溶解一定量碳酸盐所需的酸量、反应生成物的数量以及其它化学当量数据。—定义为：单位体积酸溶解的岩石体积，可用于直接比较各种用酸成本。—用表示溶解的岩石质量与反应酸的质量之比。酸的溶解能力矿物相对分子量×反应方程中矿物摩尔数β=酸相对分子量×反应方程中酸的摩尔数方解石与100%HCl反应的

8、100为：100.09×1石灰岩溶解克数β100==1.37236.5×2100%盐酸反应克数方解石与15%HCl反应的15为：石灰岩溶解质量β15=0.15β100=0.20615%盐酸反应质量—定义为：单位体积反应酸所能溶解的岩石体积(并用X表示)。—对于浓度为15%(重量)的盐酸计算结果为：酸的体积溶解能力15%HCl=1070kg/