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1、高温高压水岩模拟试验仪在石油地质中的应用,胜利油田地质科学研究院2012年04月,汇报提纲,一、引言二、高温高压水岩模拟实验仪工作原理三、储层有效性模拟实验四、实验存在问题及分析,原来成岩作用研究主要是通过观察现象来总结矿物形成的温度、压力等特征，随着勘探的不断深入，需要从定性向定量发展，这样就需要有新的研究手段去实现。,一、引言,1、成岩作用研究,2、入井液与油层配伍性评价油气层伤害机理研究油气层保护模拟酸化改造模拟评价,一、引言,自生粘土矿物引起的典型问题,二、高温高压水岩模拟实验仪工作原理,仪器设计实验条件：1、温度：常温-4002、压力：常压-100MPa3、耐强酸碱能力强,仪器主要组
2、成,液压泵加热炉反应釜背压阀哈氏合金阀门连接线,1-流体；2-溶剂传输泵；3、6、9-阀门；4-单向阀；5-压力表；7-高压釜；8-过滤器； 10-背压阀； 11-接样瓶 ；12-电炉；13-热电偶；14-压力表,进液,出液,记录稳定出液口流速,三、储层有效性模拟实验,商548、夏503等井自然产能模拟实验商548、夏503等井酸化改造产能模拟实验,取样,微观特征分析测试,高温、高压模拟实验,自然产能,地层温压条件,计算,不具备自然产能,具备自然产能,制定酸化改造措施,提高产能,产能升级？,模拟抽吸实验,储层有效性评价,有效性实验室评价技术流程,压裂、酸压等其他增产方式,商548井自然产能模拟
3、实验,实验样品选取惠民凹陷商548井3293.37m岩心样品，样品长度4.8cm，直径2.45cm。岩石类型为含泥质含白云质细粒岩屑长石砂岩。孔隙度13%， 渗透率0.7610-3m2 。取心段流体压力31.64 MPa。地层温度130。实验条件：溶液为KCl溶液，浓度5000mg/L；实验温度130；实验压力30MPa。反应釜内注入泵流速1.5m/L，反应釜围压注入泵流速0.2ml/min。,商548井自然产能模拟实验,依据模拟实验结果推算至实际井筒泄油面积,每米单位厚度产液0.04m3/d。,0.0216ml/min,商548井自然产能模拟实验,该井3280.5m-3297.0m地层测试成
4、果，该段有效厚度16.5m,计算后得日产液0.68 m3。 实际日产液0.23 m3。 模拟实验结果与地层测试结果基本一致，均表明该段储层物性低于物性下限，属低产油层。,夏503井自然产能模拟实验,实验样品选取惠民凹陷夏503井3387.5m，岩心长度3.61cm，直径2.48cm。岩石类型为极细粒长石砂岩。孔隙度13%， 渗透率2.1210-3m2 。取心段流体压力41.50MPa。地层温度133。实验条件：溶液为KCl溶液，浓度5000mg/L；实验温度130；实验压力40MPa。反应釜内注入泵流速2.5m/L，反应釜围压注入泵流速0.2ml/min。,夏503井自然产能模拟实验,计算每米
5、单位厚度产液3.42m3/d，试油井段有效厚度15.6m，折合日产液53.4 m3/d 。,1.8ml/min,夏503井自然产能模拟实验,该井3389.0m-3418.0m地层测试成果，有效厚度15.6m，试油日产液10.18 m3。模拟实验结果（ 53.4 m3/d ）大于地层实际产能。原因：（1）在作业过程中存在各种的储层伤害，表皮系数达11.82，也表明井壁存在比较严重的污染，降低了油层产能。（2）储层存在不均质性。,夏503井盐酸改造模拟实验,夏503井12%HCl酸化模拟实验数据,4.76ml/min,1.16ml/min,计算每米单位厚度产液9.06 m3/d。结合试油井段有效厚
6、度15.6m，折合日产液101.5 m3/d。比改造前产量（24.7m3/d ）提高四倍。,夏503井盐酸改造模拟实验,钾长石,石英,盐酸反应前,盐酸反应后,盐酸反应后,溶蚀孔隙,铁白云石,溶蚀后孔喉发育,夏503井盐酸改造模拟实验,Al、Na、Si离子主要来源于长石的溶解：,2KAlSi3O8+H2O+2H+Al2Si2O5(OH)4+SiO2+2K+ Ca、Mg离子主要来源于方解石和白云石的溶解：CaCO3+H+ Ca2+HCO3-CaMg（CO3）2+2H+ Ca2+Mg2+2HCO3-,溶液中阳离子含量变化,夏503井土酸改造模拟实验,该储层具有较强的土酸酸敏特征，不适合利用土酸进行酸
7、化改造（土酸改造后出液速度降低为初始的1/13）。,商548井盐酸改造模拟实验,开始加KCL溶液流速稳定在0.022ml/min，加盐酸后开始流速基本没有变化，在加酸反应600分钟后流速下降。实验过程中酸溶时间的选择显得非常重要，若对该储层酸化时间保持在300min以内，出液速度可保持在0.025 ml/min，比改造前提高25%，每米单位厚度日产液0.048m3/d。结合试油段厚度，预计改造后可产液0.78t/d 。,0.025ml/min,0.011ml/min,结论,储层有效性模拟实验结果与油层段试油结果基本吻合，说明该方法可行、有效，可用于指导生产。通过酸化模拟实验结果看，总体上看渗透
8、率小于1x10-3m2的储层产能差，酸化效果也不理想。渗透率大于1x10-3m2的储层酸化效果较好。酸液类型选择必须有针对性。酸化改造储层如果不能较好的改善渗透性能，必然会对储层造成一定的伤害，并且大部分伤害是不可逆的、不可修复的。通过试验发现部分储层用常规酸液（盐酸、土酸）改造效果较差，需要尝试其它酸液来进行储层增产改造。,四、实验存在问题及解决方法,1.酸化工艺的实验设计（完善现场施工的模拟）2.反应前后岩样的分析对比（目前存在问题，完善设想）,1、酸化工艺的实验设计,设计实验条件影响了实验结果：1、温度：冷酸热地层恒温2、压力：注入压差、返排压差（生产压差）；,实验温压变化的模拟研究,2
9、.反应前后岩样的分析对比,经过酸岩反应后，如何解释该实验中各种矿物的反应机理？或者说主要矿物的酸岩反应机理？,夏503井土酸（1.5%HF和6%HCl）模拟实验曲线,确定方法：（1）各种阳离子反应前后相对含量的变化，但这些含量变化的阳离子对应于哪种矿物？存在问题：如钙离子不只是一种矿物含有（碳酸盐、长石、伊利石） 依据难确定。解决设想：人工对比样。,解决方法：人工对比样。1.人工对比样的制作依据；2.颗粒大小的选择。（便于后期分析对比）；3.实验温压条件、酸液浓度等条件要与实际岩心作用条件一致；4.酸岩反应实验中在出口处定时收集液体，以作分析化验（ICP）。5.人工样品的后期分析（扫描电镜、衍
10、射、探针）；,矿物类型及含量前期确定,解决方法：人工对比样。1.人工对比样的制作依据；2.颗粒大小的选择。（便于后期分析对比）；3.实验温压条件、酸液浓度等条件要与实际岩心作用条件一致；4.酸岩反应实验中在出口处定时收集液体，以作分析化验（ICP）。5.人工样品的后期分析（扫描电镜、衍射、探针）；,人工样品反应液ICP元素分析,人工样品电镜前后对比分析,岩心样品反应液ICP元素分析,?,2、对照实验：薄片、铸体、X-衍射、扫描电镜、ICP-MS元素、阴极发光等测试。,4、化学平衡、浓度计算,3、定量实验：生成物、溶蚀率、单矿物、组合矿物标样的对比试验,1.物性对比分析：孔隙度、渗透率等测试,2.反应前后岩样的分析对比,谢谢大家！,
