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1、油 水 井 措 施,一、水力压裂技术,用压力将地层压开一条或几条水平或垂直裂缝，并用支撑剂将裂缝支撑起来，减小油、气、水的流动阻力，沟通油、气、水的流动通道，从而达到增产增注的效果。,一、水力压裂技术,1. 水力压裂的工艺过程,憋压,造逢,裂缝延伸,充填支撑剂,裂缝闭合,(2) 降低了井底附近地层中流体的渗流阻力,2.水力压裂增产增注的原理,(1) 改变流体的渗流状态,3. 压裂液,压裂液任务,破裂地层、造缝、降温作用。 一般用未交联的溶胶。,携带支撑剂、充填裂缝、造缝及冷却地层作用。 必须使用交联的压裂液(如冻胶等)。,末尾顶替液：替液入缝，提高携砂液效率和防止井筒沉砂。,前置液,携砂液,顶
2、替液,中间顶替液：携砂液、防砂卡；,一、水力压裂技术,压裂液的性能要求,滤失少：造长缝、宽缝，取决于它的粘度与造壁性,悬砂能力强：取决于粘度,摩阻低：摩阻愈小，用于造缝的有效功率愈大,稳定性好：热稳定性和抗机械剪切稳定性,配伍性好：不引起粘土膨胀或产生沉淀而堵塞油层,低残渣：以免降低油气层和填砂裂缝的渗透率,易返排：减少压裂液的损害,货源广、便于配制、价钱便宜。,一、水力压裂技术,4. 支撑剂,填砂裂缝的导流能力：,在油层条件下，填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积，也称为导流率。,支撑剂的性能要求：,(1)粒径均匀，密度小,(2)强度大，破碎率小,(3)圆度和球度高,(4)杂质含量少,(5)来源广
3、，价廉,一、水力压裂技术,支撑剂的类型：,脆性支撑剂,如石英砂、玻璃球等,特点是硬度大，变形小，在高闭合压力下易破碎,韧性支撑剂,如核桃壳、铝球等,特点是变形大，承压面积大，在高闭合压力下不易破碎,目前矿场上常用：天然砂、人造支撑剂（陶粒）,一、水力压裂技术,二、油层酸化工艺技术,通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。,二、油层酸化工艺技术,酸 洗,基质酸化,压裂酸化,将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及结垢等，并疏通射孔孔眼。,在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的
4、渗透性。,在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。,1.碳酸盐岩地层的盐酸处理技术,碳酸盐岩地层主要成分：方解石和白云石,目的,解除孔隙、裂缝中的堵塞物质，或扩大沟通油气岩层原有的孔隙和裂缝，提高油气层的渗流性。,2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2 4HCl+MgCa(CO3)2CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2,生成物状态：氯化钙、氯化镁全部溶于残酸中。二氧化碳气体大部分呈游离状态的微小气泡，分散在残酸溶液中，有助于残酸溶液从油气层中排出。,二、油层酸化工艺技术,二、油层酸化工艺技术,影响酸岩反应速度的因
5、素分析,1、面容比,2、酸液的流速,3、酸液的类型,4、盐酸的质量分数,盐酸质量分数对反应速度的影响,5、温度,6、压力,7、其它因素,岩石的化学组分、物理化学性质、酸液粘度等,提高酸化效果的措施：降低面容比，提高酸液流速，使用稠化盐酸、高浓度盐酸和多组分酸，以及降低井底温度等。,酸岩反应速度：指单位时间内酸浓度降低值或单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量。,面容比：岩石反应表面积与酸液体积之比。,2. 酸化压裂技术,酸化压裂：用酸液作为压裂液，不加支撑剂的压裂。,作用原理：,(1) 靠水力作用形成裂缝；,(2) 靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面，停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合
6、，具有较高的导流能力，可达到提高地层渗透性的目的。,酸压与水力压裂相比：,相同点：基本原理和目的相同。,不同点：实现其导流性的方式不同。,二、油层酸化工艺技术,3. 砂岩油气层的土酸处理技术,砂岩,砂 粒,粒间胶结物,石英、长石,硅酸盐类、碳酸盐类物质,砂岩油气层的酸处理：,二、油层酸化工艺技术,通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，或孔隙中的泥质堵塞物，或其它酸溶性堵塞物以恢复、提高井底附近地层的渗透率。,1015的HCl及38的HF混合成的土酸,酸化原理：,1)氢氟酸与硅酸盐类以及碳酸盐类反应,2HF+CaCO3=CaF2+CO2+H2O,16HF+CaAl2Si2O8=CaF2+2Al
7、F3+2SiF4+8H2O,二、油层酸化工艺技术,2)氢氟酸与石英的反应,6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O,氟硅酸(H2SiF6)在水中可解离为H+和SiF62+；后者与Ca2+、Na+、K+、NH4+等离子相结合，生成的CaSiF6、(NH4)2SiF6易溶于水，而Na2SiF6及K2SiF6均为不溶物质，会堵塞地层。,土酸与砂岩中各种成分的反应速度各不相同,二、油层酸化工艺技术,盐酸+碳酸盐,氢氟酸+碳酸盐,氢氟酸+石英,氢氟酸+硅酸盐(粘土),前置液(预冲洗液）,酸化液,替置液(后冲洗液),避免地层水与HF接触；防止HF与碳酸盐反应生成沉淀；以提高HF的酸化效果。,将正规处理酸液
8、驱离井筒半径1215倍以外。,4. 酸液及添加剂,(1)盐酸,二、油层酸化工艺技术,(2)甲酸和乙酸,(3)多组分酸,(4)乳化酸,(5)稠化酸,(6)泡沫酸,(7)土酸,(8)缓蚀剂,(9)表面活性剂,(10)稳定剂,(11)增粘剂和减阻剂,(12)暂时堵塞剂,三、高能气体压裂技术,利用特定的发射炸药在井底产生高压、高温气体，在井筒附近油层中产生和保持多条多方位的径向裂缝，从而达到增产增注目的的工艺措施。,增产机理： 造缝机理：井筒附近地层产生多条随机裂缝，裂缝长度为井径的50100倍，甚至可达200倍，改善了油层渗流能力。 热力作用：高能气体压裂过程中产生高压高温(100MPa，2500)
9、的高速气流，其热力作用可以清除近井地带的胶质、沥青质、石蜡等沉积物的堵塞，解除井底污染。 物理化学作用：很短时间内产生的冲击波有利于疏通油层内孔隙通道，降低毛管压力作用等。,四、水力振荡解堵技术,将水力振荡器对准油层，依靠水泥车把液体输入井下通过振荡器产生高频脉冲式液流，直接喷射油层，主要用来清除近井地带的机械杂质、钻井泥浆及沥青质和盐的沉积等堵塞，形成不闭合裂缝，并通过洗井将杂质返排出地面，从而解除近井地带的污染，恢复和提高油层渗透性的工艺措施。,四、水力振荡解堵技术,增产机理： 振动波作用于油层使油层流体及岩石发生振动，减小油-岩的亲和力；油-水界面形成乳状液；毛细管时大时小，减小了毛管力
10、的影响；使岩石应力时大时小地发生变化而产生疲劳裂缝，即振动波压裂的原理。 振动波具有较强的穿透能力，使油层流体发生快速的往复振动，堵塞物如垢等从介质上脱离，从而疏通流动通道，提高油层渗透性。 在振动波场中原油分子结构在剧烈振荡作用下进行周期性的排列组合；空化作用使分子键断裂，从而降低原油的粘度。高频振动波的振荡及空化作用，使石蜡在凝结之前分散，长链分子发生断裂，从而降低其固化温度，加上振动波场的热效应，可起到防蜡和清蜡作用。,五、电脉冲井底处理技术,通过井下液体中电容电极的高压放电，在油层中造成定向传播的压力脉冲和强电磁场，产生空化作用，解除油层污染，对油层造成微裂缝从而达到增产增注目的的工艺
11、措施。,增产机理： 产生压力波和空化作用，解除油层孔道中的堵塞。 在油层中产生微裂缝和改造原有裂缝，改善油层流体渗流能力； 在脉冲作用下，压差交替变换大小和方向，减小了毛管力的影响，使油层流体由滞留区向排液活动区流动，提高原油的采收率。,六、超声波井底处理技术,利用超声波的振动、空化作用等作用于油层，解除近井地带的污染和堵塞，以达到增产增注目的的工艺措施。,作用机理： 声波传播方向与流体流动方向具有相反的特性，无论其强弱，都会使原油加速向声源流动，因而与渗流方向相反的井底辐射波可以促进油层流体向井筒渗流和聚集。 超声波处理可以使原油降粘、破乳、凝固点降低。 超声波的振动、空化作用可以解除近井地
12、带的堵塞和产生微小裂缝，恢复和提高油层的渗透性。 超声波的振动作用使毛管半径不断发生变化，破坏了油层流体的受力平衡，有利于部分毛管束缚的原油开采出来。 对注水井，可以降低水的表面张力和毛管渗流阻力，同时具有杀菌、防垢等净化水的作用。,七、人工地震处理油层技术,利用地面人工震源产生强大的波动场作用于油层进行振动处理，从而提高油层中油相渗透性及毛管渗流和重力渗流速度，促使石油中的原始溶解气及吸附在油层中的天然气进一步分离，以达到提高原油产量及采收率的目的。,作用机理： 振动加速油层中流体的流动。 振动可以降低原油粘度，减小界面张力，从而改善原油流动和降低水油流度比，有利于水驱油。 促使气体从原油或岩石孔隙表面上分离，产生气驱油作用。 振动使孔隙表面的某些沉淀物脱落后，被液流携走，孔隙通道疏通、解除油层污染。,
