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1、油水井增产技术,储层增产技术概述 酸化技术 压裂技术,均质无限大油藏(平面径向流)模型,等压线,流线,油水井增产技术是疏通或扩展近井油（水）渗流通道，较大幅度提高油井产液（水井注水）能力的技术。,利用技术手段让孔隙更通畅或在近井开辟新的通道，形成液体渗流的“高速公路”,不同储层条件下的渗流模型,解堵疏通,造缝,适当的增产措施使油井产量明显增加,油藏增产措施,水力压裂技术 酸化技术 高能气体压裂技术 井下超声波增产技术 油水井水力振荡增产技术 井下低频电脉冲增产技术 稠油油藏电磁波 微波处理技术 化学的油井增产技术,储层渗流能力表征,Hawkin公式,表皮系数是伤害程度的数学表征。可以采用Haw
2、kins公式定量表示为： S=(K/Ks-1)ln(rs/rw） 如果井被伤害(KsK)，S将会是负值。 增产半径越大，S就会越小。,油藏增产措施概述,-1,0,-2,-3,-4,5,10,1,Skin,水力压裂,碳酸盐岩酸压,基质酸化,压裂填砂,高速水充填,高能气体压裂,砾石充填,80% of Flow Capacity,1/2 of Flow Capacity,产能比,储层增产技术概述 酸化技术 压裂技术,酸化：解除储层污染 压裂：改造储层,酸化技术,概述 酸化增产原理 酸化工艺分类 酸液作用机理 酸液体系及添加剂 冀东油田酸化技术,酸化解堵是油气井增产、水井增注的主要手段之一，用酸液可以
3、解除油水井井底附近的污染，清除孔隙或裂缝中的堵塞物质，或者沟通、扩大地层原有孔隙或裂缝，提高地层渗透率，从而实现增产增注。,酸化解堵概念：,酸化处理历史:,(1)1895年，赫曼佛拉施(Herman Frasch)发明 (2)早期的除垢处理，吉普石油公司，盐酸作为除垢剂 (3)1932年，酸化新时代：普尔石油公司与道化学公司的磋商,HCl正式用于油气井处理，酸化形成正常应用的技术酸化作业公司的形成 (5)1933年，Wilson与印第安那标准石油公司申请HF处理砂岩工艺专利 (6)1940年，Dowell公司土酸的首次工业性应用 (7)至今，全面工业化应用,酸化在油气田开采中地位 认识油气藏
4、发现油气藏 恢复油气井产能 提高油气井产能,一口井无产能或产能低： (1)地层渗透率低； (2)地层受伤害； (3)地层压力低； (4)井筒或油管堵塞； (5)地层流体粘度高； (6)井底回压过高； (7)机械采油方法不当； (8)其它原因。,砂岩酸化 解堵 改善近井地带的条件,为什么要进行酸化,模拟模型,评估伤害井 产能下降程度,评估伤害井 酸化增产幅度,评估无伤害井 酸化增产幅度,储层损害对油井产能的影响,评估渗透率损害 相对程度和损害深度,采油指数计算,损害程度和损害半径对产能的影响,不同损害半径下条件下 损害带渗透率变化对油气井产能影响,（1）在损害带半径一定的条件下，损害程度(kd/
5、K0降低)增加，产能大幅度下降。 损害带半径为0.5m条件下，损害带平均渗透率降低了初始渗透率的10%时，油井产能则降低到自然产能的37.3%；降低到初始渗透率的50%时产能则降低到84.26%。,不同损害半径下条件下 损害带渗透率变化对油气井产能变化的影响,（2） 损害半径超过一定值后，其对产能的影响减弱。 （3）一般在损害带半径超过1.0m后，产能下降已较缓慢。为酸化半径的设计提供了依据。,损害程度和损害半径对产能的影响,损害井酸化解堵效果分析,对于受损害井，酸化增产倍比较大 随酸化半径增加，油井产能逐渐增加 损害程度不同，产能增加幅度不同：损害程度越严重，产能恢复幅度越大 当酸化半径超过
6、约1.0m左右时，酸化半径继续增加，酸化增产幅度趋缓,如在Kd/K0为0.3条件下，酸化半径在由0.8m增加至1.2m，增产倍比则由1.58增加至1.70，仅增加0.12。,酸化半径对产能影响,酸化半径的设计应考虑能够有效解除堵塞为目的。追求过大酸化半径，酸化增产倍比不会有显著增加。 考虑到其损害半径较大，适宜的酸化半径为？m。,损害井酸化解堵效果分析,未损害井酸化解堵效果分析,未损害井酸化半径对产能影响,不同酸化半径条件下 渗透率改善程度对增产倍比影响,对于无损害储层酸化增产幅度始终时有限的 ，极限增产率40% 在储层未受损害的情况下，随着酸化半径增大，极限增产率增大 对于陆地油田通常酸化半
7、径小于0.7 m，其极限增产率小于30%。 对于高孔高渗储层酸化，酸液建议选择溶解力相对较弱，但作用半径相对较大的酸液体系和酸化工艺为首选的酸化技术。,未损害井酸化解堵效果分析,酸化增产原理,伤害井和未受伤害井酸化潜在产能改善程度,酸化增产原理,钻井 固井 射孔 生产 修井 增产,微粒运移 粘土膨胀 乳化物 垢 有机沉积物 细菌 外来微粒堵塞 水锁 润湿反转 酸反应及酸反应产物 其它,岩心侵泡前 岩心侵泡后 清水对岩心侵泡前后环境扫描电镜测试结果,孔隙内充满了大量的粘土矿物，而将岩心用清水30浸泡2.0小时后就发现该岩心孔隙内的粘土矿物发生了分散和运移。这就是岩心潜在伤害的微观表现。因此，必须
8、严格控制和优选外来流体，防止分散、运移。,酸化增产原理,酸液进入孔隙或裂隙与岩石发生反应，溶蚀孔壁或缝壁，增大孔隙体积，扩大裂缝宽度，改善流体渗流条件。 酸液溶蚀孔道或裂缝中的堵塞物，或破坏堵塞物的结构使之解体，然后随残酸液一起排出地层，起到疏通流道的作用，恢复地层原始渗透能力。,酸化增产原理,储层伤害原因及伤害程度分析,计算结果表明： 污染地层：在污染半径一定时，污染程度由轻到重，在酸化解除污染后，所获得的增产倍比值也在逐渐增大。这说明基质酸化对存在污染的井是极有效的。 无污染地层：进行基质酸化处理，效果甚微。 地层没有受到污染堵塞，一般不进行基质酸化处理。,酸化工艺基本分类,工艺分类： 酸
9、洗 基质酸化 酸压(一般针对碳酸盐岩储层),酸洗,酸洗：清除井筒中的酸溶性结垢物，或疏通射孔孔眼的工艺。 两种方式： 将酸液注入预定井段，让其静置反应，在无外力搅拌的情况下溶蚀结垢物或射孔孔眼中的堵塞物； 酸液通过正反循环，使酸液沿井筒、射孔孔眼或地层壁面流动反应，借助冲刷作用溶蚀结垢物或堵塞物。 特点： 酸液局限于井筒和孔眼附近，一般不进入地层或很少进入，地面不用加压或加压很小。不能改善地层渗流条件。,基质酸化(岩体酸化，常规酸化),原理：不压破地层的情况下将酸液注入地层孔隙(晶间，孔穴或裂缝)的工艺。利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和堵塞物,改善储层渗流条件,提高油气产能。 目的：解堵。
10、 特点：不压破地层。,酸化压裂,酸化：地层,方式：油管注液 套管注液 环空注液,压开裂缝 张开裂缝 酸刻蚀裂缝 高导流能力裂缝,酸化压裂(酸压),原理：酸或酸的前置液以高于储层所能承受的排量从套管或油管中注入，使之在井筒中迅速建立压力，直至超过地层的压缩应力及岩石的抗张强度，从而压破地层，形成裂缝，连续注酸使裂缝延伸、酸刻蚀裂缝形成酸蚀裂缝，该裂缝具有比原地层更高的导流能力，因此能提高油气井产能。 目的：增产（解堵是必然结果）。 特点：大排量、高泵压（压破地层）。,解堵疏通,造缝,基质酸化,酸压,酸化工艺的特点及适用情况对照表,砂岩储层的酸化通常不进行酸压的原因,砂岩储层的胶结疏松，酸压可能由
11、于大量溶蚀，致使岩石松散，引起油井过早出砂； 酸压可能压破地层边界以及水、气层边界，造成地层能量亏空和过早见水、见气； 由于酸沿缝壁均匀溶蚀岩石，不能形成沟槽，酸压后裂缝大部闭合，形成的裂缝导流能力低，且由于用土酸酸压可能产生大量沉淀物堵塞流道。,酸化现场,海上酸压,第一节 酸化作用机理 第二节 酸液及添加剂 第三节 酸液的选择 第四节 常用酸液体系 第五节 酸液体系性能评价,一、砂岩酸化作用机理,砂岩地层由砂粒和粒间胶结物组成，砂粒主要成分是石英、长石，胶结物主要成分是粘土、碳酸盐矿物。,砂岩酸化 一般采用盐酸与氢氟酸的混合酸(土酸)，或 其它能够生成氢氟酸的酸液。 盐酸先同碳酸盐矿物、铁质
12、反应，溶解碳酸盐和铁质； 然后氢氟酸再与石英、粘土矿物反应，提高地层渗透率。,原理：酸或酸的前置液以高于储层所能承受的排量从套管或油管中注入，使之在井筒中迅速建立压力，直至超过地层的压缩应力及岩石的抗张强度，从而压破地层，形成裂缝，连续注酸使裂缝延伸、酸刻蚀裂缝形成酸蚀裂缝，该裂缝具有比原地层更高的导流能力，因此能提高油气井产能; 目的：增产（解堵是必然结果） 特点：大排量、高泵压（压破地层）,酸液溶解能力,溶解能力：单位体积酸液与岩石中某种矿物完全反应所能溶解的体积，称为该种酸液对该矿物的溶解能力X。,溶解能力系数：即单位质量纯酸反应完毕后所能溶解的矿物质量，不同浓度酸液的溶解能力系数等于酸
13、液的质量百分浓度与100之积。,常用酸对碳酸盐的溶解能力(m3/m3),土酸对砂岩矿物的溶解能力(m3/m3),酸岩反应速度及其影响因素,酸岩反应是在固液两相(酸液与岩石)间的界面上进行的复相反应。 表面反应控制 H+传质控制,1、温度的影响 无论是由表面反应控制的还是由传质控制的酸岩反应，温度升高都会导致系统反应速度加快。 2、压力的影响 低压下，压力对酸岩反应速度影响很大，随着压力升高，这影响将减弱，当压力升高到5.0-6.0MPa后，压力的影响很小。 3、岩石类型的影响 如低温下酸液与石灰岩要比白云岩反应速度快。 4、面容比的影响 面容比越大，酸岩反应越快，常规酸化酸液有效作用距离只有几
14、十厘米，酸压时活性酸深入地层的距离可达到几十米。,5、酸液类型与酸液浓度的影响 不同类型酸液的离解度相差很大，酸岩复相反应速度与溶液内部H+浓度呈正比，强酸反应速度更快。 6、流速的影响 酸岩反应速度随酸液流速增大而加快，处于紊流状态时更为明显。反应速度增加的倍比小于酸液流速增加的倍比，酸液来不及完全反应就已流入地层深处；提高注酸排量可以增加活性酸深入地层的距离。 7、同离子效应的影响 溶液中生成物浓度增加抑制酸液正反应、减缓生成物扩散、增大H+传质阻力，同离子效应减小酸岩反应速度。,六、酸液有效作用距离,酸液在渗流孔道或裂缝中流动，与壁面岩石发生化学反应，当酸液浓度降低到某一数值(通常为鲜酸
15、浓度的10%)时，称为残酸。鲜酸变为残酸之前所流过的距离，称为酸液有效作用距离。 酸岩反应速度的快慢，决定了酸液有效作用距离的大小，反应速度越快，有效作用距离越短。,一、常用酸液类型 二、常用酸液添加剂,常用酸液类型,1、盐酸 2、氢氟酸 3、土酸 4、自生土酸,5、有机酸 6、磷酸 7、氟硼酸 8、多组分酸,1、盐酸,盐酸的工业标准,用工业盐酸配制酸液的计算公式： 式中 QS 工业盐酸用量，kg; V 酸液用量，m3； 酸液相对密度； CS 酸液中盐酸浓度，%（质量分数）； Ci 工业盐酸质量浓度，%（一般为31%）,盐酸质量百分浓度=(相对密度-1) 2100%,2、土酸 土酸为氢氟酸和盐
16、酸的混合物，一般组成为： 36%HF+1015%HCL 氢氟酸与砂岩反应溶解泥质和二氧化硅。盐酸与碳酸岩反应，先把大部分碳酸岩溶解掉，防止CaF2等生成沉淀物，从而充分利用土酸对粘土、石英和长石等的溶蚀作用。若地层中碳酸盐胶结物较多，可适当提高盐酸浓度。,3、有机酸（甲酸和乙酸） 甲酸（HCOOH）和乙酸（CH3COOH）为弱离子型，慢反应的有机酸。主要用于高温油井（高于120 ）或者希望延长反应时间的井。矿场应用的醋酸溶液常稀释到15%或更低。 4、磷酸 磷酸电离度底，缓速效果明显，适用于钙质含量高的 砂岩或石灰岩储集层。,5、氟硼酸 当氟硼酸注入地层后发生水解反应，生成氢氟酸，从而达到 酸化目的。氟硼酸在水中的水解是分步进行的，第一步水解最 慢，决定了整个水解过程。 HBF4 + H2O HBF3OH +
