毕业设计_暂堵酸化工艺

《毕业设计_暂堵酸化工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计_暂堵酸化工艺（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、毕业设计毕业设计_ _暂堵酸化工艺暂堵酸化工艺高等职业教育毕业设计论文题 目 暂堵酸化工艺技术研究 学 生 张 旭 东 指导教师 张 益 评 阅 人_专 业 油气开采技术 完成日期 2012 年 4 月 14 日 高职毕业设计论文任务书学生姓名张旭东专业班级 采油 09301学号200930060134题 目 暂堵酸化工艺技术研究设计论文内容及基本要求研究内容 国内外暂堵酸化技术暂堵酸化机理分析暂堵酸化技术研究及效果评价技术国内暂堵酸化技术国外暂堵酸化技术技术研究及效果评价技术技术研究及效果评价 1 绪 论111 目的和意义112 国内外现状12 暂堵酸化机理分析321 暂堵酸化的原理322

2、暂堵酸化技术 423 暂堵剂注入工艺4com 暂堵剂注入量确定5com 堵剂注入参数确定5com 选择性注入技术依据6com 注入压力确定7com 堵液注入速度确定方法 824 堵剂封堵半径和用量确定方法9com 堵剂封堵半径计算9com 堵剂用量确定925 影响注入酸速度的因素研究及注酸速度确定1026 现场应用11com 施工步骤 11com 现场应用情况113 暂堵酸化技术研究及效果评价 1231 暂堵剂类型的选择1232 暂堵理论1333 固相颗粒在地层孔隙中的堵塞机理 1334 暂堵剂优选及性能评价15com 暂堵剂油溶性实验15com 暂堵剂酸不溶水不溶评价实验 1735 暂堵剂在

3、携带液中分散性实验研究 18com 分散性实验18com 携带液及暂堵剂悬浊液粘度测试1936 暂堵剂粒径分布选择 2037 暂堵剂模拟封堵岩心实验研究20com 验原理及实验装置20com 实验分析 2138 暂堵带酸化解除研究 224 酸化体系的研究与评价2341 常用砂岩酸化液体系 2342 适宜的酸型选择2443 常规土酸研究 25com 常规土酸酸岩反应的机理25com 酸化引起地层的伤害25com 常规土酸酸化存在的问题2644 新型酸液体系研究26com 添加剂的选择标准26com 基本作用原理2745 新型酸液体系的筛选及性能评价27com 酸液配方的选择 27com 添加剂的

4、优选28com 酸液体系的评价 3046 酸液体系配方确定305 结论与认识31参考文献321 绪 论11 目的和意义对于非均质性强的低渗低压和低产油藏其注水剖面和产液剖面极为不均加之在油田开发过程中部分措施对储层也造成了一定伤害 从而使层间矛盾更加突出严重影响了油田开发水平的提高目前酸化是油气井稳产增产注水井稳注增注的主要措施之一但对于非均质性地层笼统酸化施工时酸液遵循阻力最小原则首先大量进入渗透率最高的层位只有少量酸液进入渗透率较低的层位形成酸液的指进不但未有效清除中低渗透层伤害反而进一步加大了层间渗透率差异 并造成大量酸液的浪费未能达到解除中低渗透层伤害的目的酸化效果不理想油量不增13

5、针对这一问题国内外报道过采用暂堵酸化技术4即在注入酸液之前注入油溶性或水溶性暂堵剂或将暂堵剂加到酸液中随酸液一同注入这时注入的暂堵剂对高渗透水层会形成较好的封堵作用使后续注入的的酸液大部分进入低渗透油层从而取得一定的酸化转向的作用本文主要针对我国长庆油田的安塞低渗砂岩油藏展开了暂堵酸化工艺技术动态研究为现场提供依据并且完善室内实验关于暂堵酸化的动态研究12 国内外现状80 年代末期 国外曾报道过暂堵酸化技术 这种技术是在注酸前注人油溶性暂堵剂 或将暂堵剂混到酸液中注人 以便在高渗透层界面快速形成滤饼 使后续注人的酸液进人低渗透产层及污阻部位 而这种暂堵剂则在酸化后随油流排出但因为井周地带不均质

6、 渗透率不均匀 压力分布也不一样 加上注人的暂堵剂粒径大小也不一定合适 所以很难形成致密滤饼 即使形成致密滤饼 承压能力也很低 极易被后续注人的酸液突破 故这种技术在现场应用中成功的机率不大针15先对注水井进行选择性投球调剖6暂堵高渗强吸水层密度接近且略小于注入水的调剖球在动态水流携带下进入井筒依注入水的概率性分配选择性地流至强吸水层炮眼附近并封堵主强水层炮眼在炮眼内侧注入压差作用下靠贴压实封堵在炮眼上在施工压力和正常注水压力下不产生形变从而改变注水在层间的分配大大降低强吸水层吸水量增强弱吸水层及可能启动的新吸水层的吸水量暂堵结果相对改变了不同吸水强度的吸水层间的注水分配投球暂堵高渗强吸水层作

7、业以水井注水量下降或注水压力上升为完成标志投球暂堵作业之后注入酸液此时调剖球在注水压差作用下仍压贴封堵在炮眼上不因井筒内进入酸液周围环境密度变化而移位阻止酸液进入高渗强吸水层酸液主要进入并酸化弱吸水层和可能启动的新吸水层使这些层孔喉变大弱吸水层吸水量增大不吸水层开始吸水从而有效地改善吸水剖面和提高油藏动用程度27这种粘性酸液体系在高温下能保持较高的粘度8耐温性能良好酸化后其粘度能很快降低对储层伤害小粘性暂堵技术解决了常规颗粒暂堵剂耐温性能较差的问题适用于非均质性较强小层较薄的气藏采用这项技术在大北气藏进行了暂堵酸化施工获得了显著的增产效果采气指数增加了 22199310411590 而对油相封

8、堵能力弱堵油率低 小于 20 要求采用相应的选择性注入工艺以保证选择性堵水剂最大限度的进入高渗透水层并达到一定的的封堵半径和封堵强度以便能承受足够的正向 注入酸液 和反向 排酸或采油生产抽吸 压力冲击应使选择性堵水剂尽可能少的进入低渗透油层酸液尽可能多的进入低渗透油层从而取得降水增油效果12132 暂堵酸化机理分析21 暂堵酸化的原理砂岩储层酸化技术是一种重要的解堵投产措施 在油田应用十分广泛酸化作业时如果多层油气藏注入能力十分悬殊例如各层渗透率差异较大或各层受伤害程度不一致注酸时酸液总是按最小阻力原理优先进入高渗透层这样必然造成低渗透层或伤害严重层不能进酸由此导致两个方面的问题其一按照多层设

9、计的酸量主要进入其中部分高渗透层使高渗透层吸酸过多对岩石溶蚀过量易造成砂岩储层垮塌过多液量必然造成返排困难引起储层二次伤害降低酸化效果其二酸液不能按设计要求进入低渗透层和伤害严重的层使低渗透层和伤害严重层得不到改善不能达到酸化解堵的目标因此应考虑采用适当的工艺技术将酸液分流进入低渗层或伤害严重层提高酸化效果根据达西定律进入每一层的酸量可表示为1Ki 第 i 层的渗透率pi 第 i 层流动压差 Ai 第 i 层渗流面积 第 i 层流体粘度 Li 造成Pi 压差的距离 Qi 第 i 层的流量应满足下述条件2显然 各层的储层压力所含流体的压缩性流体粘度天然缝洞的发育情况以及伤害程度的不同都会影响进入

10、各层的流量分布如果考虑各层压力及流体性质大致相同则进入各层的酸量主要取决于各层的渗透性能因此只要设法造成各产层产生的渗流能力接近就能实现各层均匀进酸达到改善低渗层或解除伤害提高酸化效果的目的暂堵酸化技术就是通过在酸液中加入暂堵剂由于酸液首先进入高渗层高渗层吸酸多暂堵剂进入量也多对高渗层的堵塞也大从而使进入高渗层的流量逐渐减少 低渗层的流量逐渐增大井口压力增加最终各小层流量趋于均匀酸化结束后靠产出液自动解除暂堵剂堵塞疏通所有渗流通道从而达到各层均匀改善提高酸化效果的目的2 暂堵酸化技术选井原则暂堵酸化具有一定的针对性在进行暂堵酸化施工前应认真做好选井工作在进行暂堵酸化选井时应遵循以下几条原则应选

11、近井地带油层出现严重堵塞或污染的油井这些井在开采过程中常表现出油井产液量下降动液面下降等现象应选择单层开采或相隔较近的多小层开采的油井在这些油井中单层开采的储层内应存在渗透率值差异较大非均质性极强或存在天然裂缝及人造裂缝情况而对于相隔较近的多小层开采井不便于封隔酸化储层间大多存在渗透率值差异较大或储层受污染堵塞程度不同等问题应选择储层含油性能较好地层能量较高低渗透层有潜力挖掘的开采井应选择距离水线较近常规酸化后容易引起含水快速上升的油井3 暂堵剂注入工艺由实验我们知道在渗透率一定的情况下随着注入速度的逐渐增大进入低渗层的流量分数也逐渐增加并且注入压力的升高可以对进入低渗层的暂堵颗粒起到压实作用

12、通过上面两方面作用使低渗层暂堵后的渗透率大大降低所以根据上面的原理在注入暂堵剂时应在地层允许的最大压力下采用最大排量对低渗层实现有效封堵同时暂堵剂可以深入高渗层在堵水措施范围内由于沉降和堵塞机理使这段区域内的孔隙度下降从而可以使后面的堵剂溶液进入更深距离和发挥更大封堵作用创造了条件所以在笼统注入暂堵堵剂溶液时最优的施工压力为地层破裂压力的 7080 使暂堵剂在相对低渗层尽量快速的形成致密的暂堵带施工排量确定 53Q 最大注入排量 m3minPFrac 地层破裂压力 MPaKav 相对低渗层平均渗透率 10-3m3h 相对低渗层层厚度 mPs 相对低渗层压力 MPa 流体地下粘度 mPas31

13、暂堵剂注入量确定假设悬浮颗粒暂堵剂在相对低渗层的形成暂堵带的半径为累计体积为 4c 暂堵剂质量浓度 vL 一相对低渗层进入量 m3rp 一暂堵剂在低渗层进入深度 mhL 相对低渗层的高度 m 一暂堵剂密度 gcm3 则累计注入暂堵剂悬浮液量为 55KLKH 分别为相对低渗层和高渗层的渗透率m3V 总的注入体积 cm332 堵剂注入参数确定堵剂与调剖剂不同通常其成胶时间要低于调剖时所用调剖剂的成胶时间此时若采用控制注入压力法即采用低压低排量的注入方式往往堵剂的初凝时间不能达到注入总时间的需要并且随着注入过程得进行在保持恒定注入速度的条件下由于堵液的不断注入和前面堵液粘度的逐渐增大不可避免地会造成

14、注入压力逐渐升高在高渗层和低渗层渗透率保持一定的情况下随着注入压力的逐渐升高进入低渗层的分流量也越来越大会对低渗层造成严重的伤害也降低了堵剂的有效利用率所以本文通过暂堵保护法实现堵液的选择性注入由于暂堵剂在非目的层端面形成有效暂堵后非目的层的渗透率达到很低值此时即使采用较高的注入压力低渗层中进入堵液的量也很少对其造成的伤害也很小所以暂堵保护后注入后续堵液时可以采用较高的压力和排量下注入同时笼统堵水作业时在成胶时间允许的条件下适当采用较低的注入排量更有利于堵液的选择性进入从而高渗地层被高强度堵剂有效地封堵达到了选择性堵水或调剖的目的33 选择性注入技术依据对于笼统注入来说选择性注入工艺技术主要是

15、用控制注人压力的方法来达到堵剂有选择性地进入地层堵液流量分配的表现之一是注入压力越高中低渗透层所占的吸水比例越大当压力上升到一定值后中低渗透层的吸水比例有突变性上升现象图 1 是渗透率级差为 137 三个物理模型组成的一组模型试验结果从图 41可以看出当注人压力梯度值超过 004MPam 时例如达到 005MPam中低渗透层的吸水百分比有一突增性的变化com 注入压力确定确定施工工艺参数主要是确定压力和排量但两者是相关参数所以通常主要是确定压力对于多层非均质油藏压力的选择原则一方面是不能超过地层的破裂压力另一方面是压力也不能太低太低满足不了排量的要求关键是找出合理的注入压力标准和具体的压力指标来控制选择性注入经试验研究和现场验证找出了注入压力梯度值和选择性注入之间所存在的规律性关系注入压力梯度 Pt 同时受多个因素制约的可由下式表示Pt PinjpPh-Pf -Pe L 6式中 Pt 注入压力梯度值 MPamPinjp 挤注堵剂时的井口注入压力 MPaPh 油层中部液柱压力 Ph Hm100MPam 堵液比重无因次H 油层垂深 mPe 地层压力 MPaPf 堵液与油 套 管的摩阻 MpaL 油井井距 m从式