廊坊分院壓裂酸化中心-碳酸鹽巖酸壓技術(shù)介紹

1、廊 坊 分 院壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心簡 介,FATSC,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CNPC,,,,…...,,PetroChina,Service Co,,,Daqing Oil Branch,Liaohe Oil Branch,Xinjiang Oil Branch,Southwest Oil Branch,Pipeline Branch,Various Petro-chemical &a

2、mp; sales branches,Daqing Oil Service Branch,Liaohe Oil Service Branch,Southwest Oil Service Co,Xinjiang Oil Service Branch,Huabei Oil Service Co,Dagang Oil Service Co,,,,,,,RIPED,,,,,.….,,,,,,,,,,,,,,,,,,科研組織管理Scientif

3、ic Research Organizational Management,,,,,,,,,,,,,,財 務(wù) Finance,人 事 Human Resource,科 研 Scientific Research,政 策 Policy,信 息 Information,天然氣勘探開發(fā)NaturalGas Exp. & Dev.,低滲油藏開發(fā)LowPermeabilityReservoirDeve

4、lopment,滲流流體力學(xué)PorousFlow Mechanics,環(huán) 保EnvironmentProtection,重大項目組織Key projects organize,戰(zhàn)略Strategy,研究與開發(fā) R & D,服務(wù) Service,天然氣 Natural Gas,新區(qū)跟蹤 Pilot Area,煤層氣 Coal-bed Methane,環(huán)保 Environment Protection,低

5、滲油藏開發(fā) Low Permeability Reservoir Dev.,年度 Annual,五年 Five Year,十五年 Fifteen Year,,,主要任務(wù)組織機構(gòu)技術(shù)體系相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)系列技術(shù)服務(wù),目 錄,,壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心成立于1985年，隸屬于中國石油天然氣股份有限公司勘探開發(fā)研究院廊坊分院。目標：為經(jīng)濟有效開發(fā)低滲透油氣藏提供技術(shù)支持,壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心概況,“壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心”的任

6、務(wù),為決策部門提供綜合性、長遠性、戰(zhàn)略性的技術(shù)信息與科學(xué)依據(jù)；從事壓裂酸化應(yīng)用技術(shù)與應(yīng)用基礎(chǔ)理論的研究攻關(guān)，解決生產(chǎn)關(guān)鍵與技術(shù)難題，提出新理論、新工藝、新技術(shù)、新方法；面對全國油氣田增產(chǎn)改造的需要提供技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)與技術(shù)培訓(xùn)。,“壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心”科研成果獲獎情況,,壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心組成結(jié)構(gòu),油氣藏改造重點實驗室介紹,,,,,壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心面對油氣田改造的要求，建立了五個具有國際90年代水平的基礎(chǔ)實驗室與數(shù)值模擬研

7、究體系，擁有各類實驗設(shè)備 200 多臺套，固定資產(chǎn)3200多萬。具備了在巖石力學(xué)與地應(yīng)力場、流體力學(xué)、壓裂酸化機理、壓裂酸化設(shè)計與評估以及壓裂酸化專用材料評估、研制等方面技術(shù)研究與技術(shù)服務(wù)的能力。 壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心實驗室是中國石油天然氣集團公司油氣藏改造重點實驗室的主體實驗室。,中國石油油氣藏改造重點實驗室組織機構(gòu),“壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心”科技人員職稱和學(xué)歷構(gòu)成,科技人員職稱構(gòu)成 （57名）,科技人員學(xué)歷構(gòu)成

8、（57名）,聘請專家4人,,主要壓裂酸化技術(shù),開發(fā)壓裂技術(shù) 低滲油藏整體壓裂技術(shù) 深井超深井壓裂酸化技術(shù) 重復(fù)壓裂技術(shù) 煤層氣井壓裂技術(shù) 泡沫壓裂技術(shù) 稠化酸酸壓多級注入酸壓閉合酸化技術(shù) 砂巖基質(zhì)酸化技術(shù),,碳酸鹽巖儲層酸化技術(shù)研究與應(yīng)用,碳酸鹽巖儲層酸化技術(shù)研究,實驗室裝置 140萬美圓酸化工程實驗室 78萬美圓 酸蝕裂縫導(dǎo)流實驗儀、 長巖心酸化流動實驗儀、 泡沫系

9、統(tǒng) 、 耐酸管式流變儀、 旋轉(zhuǎn)園盤反應(yīng)實驗儀、 原子吸收光譜RV-20耐酸旋轉(zhuǎn)粘度計 6萬美圓RV-30耐酸旋轉(zhuǎn)粘度計 12萬美圓ESEM-2020環(huán)境掃描電鏡 25萬美圓CC-10動態(tài)腐蝕儀 4萬美圓CC-10S動態(tài)腐蝕儀 5萬美圓 DCA-312動態(tài)接觸角儀 2萬美圓,超深井砂巖酸化技術(shù),酸巖反應(yīng)及二次傷害機理研究 長巖心酸化流動模擬試

10、驗 ESEM環(huán)境掃描電鏡微觀分析 ICP、19FNMR殘酸離子分析,儲層傷害機理研究鉆井完井修井造成傷害污水回注、稠油井乳堵有機傷害結(jié)垢、細菌、潤濕性改變等,新型緩速酸體系 NAS-I、NAS-II( 有機緩速酸 ) HV酸 ( 含 P緩速酸 ) 乳化酸 泡沫酸,砂巖酸化優(yōu)化設(shè)計 優(yōu)化設(shè)計專家系統(tǒng)“兩酸三礦物”模型,基質(zhì)酸化實時監(jiān)測與評估,注水井重復(fù)酸化增注技術(shù),稠油井酸化解堵技術(shù),泡沫轉(zhuǎn)向基質(zhì)

11、酸化技術(shù),砂巖基質(zhì)酸化技術(shù),目 標:油井增產(chǎn)水井增注,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,砂巖基質(zhì)酸化技術(shù),酸化前后儲層評估技術(shù)酸巖反應(yīng)及二次傷害機理研究長巖心酸化流動模擬試驗殘酸離子分析環(huán)境掃描電鏡微觀分析巖石力學(xué)參數(shù)研究“兩酸三礦物”砂巖基質(zhì)酸化模擬及優(yōu)化設(shè)計低傷害緩速酸液體系基質(zhì)酸化現(xiàn)場實時監(jiān)測評估技術(shù),碳酸鹽巖酸壓技術(shù),酸壓裂室內(nèi)試驗研究酸液濾失模擬試驗酸巖反應(yīng)動力學(xué)研究多級注入閉合酸

12、化模擬酸液流變學(xué)研究,酸化工作液體系研究稠化酸地下交聯(lián)酸降阻酸泡沫酸乳化酸酸壓前置液,酸化優(yōu)化設(shè)計軟件三維酸壓優(yōu)化設(shè)計軟件擬三維酸壓優(yōu)化設(shè)計軟件多級注入酸壓閉合酸化設(shè)計酸壓試井解釋軟件酸壓壓力降落分析軟件基質(zhì)酸化優(yōu)化設(shè)計軟件,現(xiàn)場應(yīng)用技術(shù)前置酸酸壓技術(shù)多級注入酸壓閉合酸化技術(shù)稠化酸酸壓技術(shù)泡沫酸酸壓技術(shù)降阻酸酸壓技術(shù)乳化酸酸壓技術(shù),,,,,,酸壓前后儲層評估技術(shù) 酸壓裂機理試驗研究酸巖反應(yīng)動力學(xué)

13、研究酸蝕裂縫導(dǎo)流能力試驗研究酸液濾失模擬試驗研究深度酸化酸液體系VY101 稠化酸體系研究HJZ-2 降阻酸體系研究CFR-11 化學(xué)緩速酸體系研究多級注入酸壓閉合酸化工藝技術(shù)多級注入酸壓閉合酸化設(shè)計軟件三維、擬三維酸壓優(yōu)化設(shè)計軟件酸壓裂壓力降落分析軟件,碳酸鹽巖儲層酸壓技術(shù),碳酸鹽巖儲層非均勻刻蝕一定的酸蝕縫寬酸減弱巖石強度 重要參數(shù): 裂縫長度、 導(dǎo)流能力,酸壓裂: 背景,酸化壓

14、裂室內(nèi)模擬試驗研究,酸壓裂基本機制實驗研究,酸巖反應(yīng)動力學(xué)實驗研究 酸蝕裂縫導(dǎo)流能力實驗研究 酸液濾失機制研究 酸液流變性研究 巖石力學(xué)參數(shù)實驗研究,巖心核磁共振測試,巖石力學(xué)實驗系統(tǒng),模擬油藏就地條件（地應(yīng)力、孔隙壓力、溫度），研究巖石孔隙度和滲透率與有效就地應(yīng)力的關(guān)系，測量巖石的楊氏模量、泊松比、壓縮系數(shù)、斷裂韌性、熱傳導(dǎo)系數(shù)、孔隙彈性系數(shù)和地應(yīng)力方向等,多裂縫形態(tài)與多層壓裂裂縫形態(tài),就地滲透率系統(tǒng),滲透率系統(tǒng)用來在模擬就地

15、條件下測定巖石滲透率及其它與流體有關(guān)的巖石性質(zhì)，因為油藏巖石性質(zhì)如滲透率、孔隙度和壓縮性等對應(yīng)力及溫度很敏感，如在模擬地層條件下的巖石滲透率比在常規(guī)條件下測得的低10倍甚至更多。,液體粘彈性測試系統(tǒng),多功能流動回路簡介：該回路是與美國CER公司共同設(shè)計組裝的大型模擬實驗裝置，可在模擬溫度歷史、剪切歷史及其化學(xué)破膠降解條件下，測定交聯(lián)或未交聯(lián)壓裂流體及泡沫流體隨時間變化的流變參數(shù)，定量描述泡沫質(zhì)量、泡沫粒徑及其結(jié)構(gòu)分布，以及壓裂流體的流動

16、摩阻和動態(tài)濾失性能等。,,流體表界面張力測試儀,自動控制與數(shù)據(jù)采集,泡沫系統(tǒng),輸酸系統(tǒng),耐酸旋轉(zhuǎn)粘度計,動態(tài)腐蝕儀,酸蝕裂縫導(dǎo)流試驗儀,長巖心酸化流動試驗儀,旋轉(zhuǎn)圓盤酸巖反應(yīng)試驗儀,原子吸收光譜,耐酸管式流變儀,酸化工程實驗室,,,,,,,,泡沫系統(tǒng),耐酸管式流變儀,,酸蝕裂縫導(dǎo)流試驗儀,稠化酸酸壓酸蝕裂縫導(dǎo)流能力試驗研究,常規(guī)酸酸壓酸蝕裂縫導(dǎo)流能力試驗研究,長巖心酸化流動試驗儀,可模擬地層溫度、壓力、流速條件下，評價不同酸液

17、體系對地層的酸化效果及二次傷害程度。巖心長可達25厘米，分為六段測定滲透率變化,旋轉(zhuǎn)圓盤流動試驗儀,高溫酸巖反應(yīng)動力學(xué)試驗研究,酸巖反應(yīng)形態(tài)比較 (120℃ 20%鹽酸),普通酸,稠化酸,高溫酸巖反應(yīng)動力學(xué)試驗研究,耐酸旋轉(zhuǎn)粘度計,原子吸收光譜,動態(tài)腐蝕儀,,可模擬地層溫度，動態(tài)模擬酸液對油管、套管的腐蝕。,暫堵酸化巖心流動試驗儀,,應(yīng)用長巖心夾持器的串、并聯(lián)的不同組合模擬油氣井暫堵酸化過程，篩選評價酸化暫

18、堵劑,ESEM－2020 環(huán)境掃描電鏡,可對含有油水巖心經(jīng)酸浸泡或巖心流動模擬試驗前后進行實體定位對比觀察,流體作用前后巖心微觀結(jié)構(gòu)對比HPG壓裂液處理前后（2h，100℃）局部放大500倍，處理前后變化不明顯,壓裂液配方優(yōu)化與傷害因素分析,處理前（放大500倍）,處理后（放大500倍）,局部放大,不同應(yīng)力條件下巖石斷裂韌性的實驗研究,研究方法：采用美國專利“在模擬地層條件下測量巖石斷裂韌性的方法”根據(jù)線彈性斷裂力學(xué)，假設(shè)

19、巖石為均質(zhì)各項同性材料，并且在完全破壞前，巖石破壞未彈脆性破裂。裂縫的非彈性區(qū)很小，因此裂縫應(yīng)力常表現(xiàn)為奇異性，應(yīng)力奇異強度即應(yīng)力集中系數(shù)為k。對于Ⅰ型裂縫，根據(jù)Irwins斷裂準則，當(dāng)應(yīng)力集中系數(shù)大于或等于巖石自身的斷裂韌性，即KIKIC時，巖石發(fā)生破裂，裂縫開始延伸。,不同應(yīng)力條件下巖石斷裂韌性的實驗研究,應(yīng)力集中系數(shù) KI =KI*J（l，w）Pimax

20、 (1) 其中：KI*J：圍壓條件下的一個無量剛函數(shù)，可由如圖所示的 Bowie ,O.L.等的 分析式 獲得，見圖 ； w：巖樣內(nèi)外徑之比，w=a/b； l： 無量剛縫長，l=L/[(w-1)a]，L為實際縫長； a： 巖樣內(nèi)

21、孔直徑； Pimax：巖石開始破裂時的最大內(nèi)孔壓力。,酸巖反應(yīng)動力學(xué),灰?guī)r：傳質(zhì)控制動力學(xué)白云巖：更易進入表面反應(yīng)控制動力學(xué)區(qū)域膠凝酸、乳化酸：同樣條件下，膠凝酸的有效擴散系數(shù)是普通酸的1/3同溫、同樣酸濃度下，乳化酸的有效擴散系數(shù)比膠凝酸小10到100倍,高溫酸巖反應(yīng)動力學(xué)實驗結(jié)果,普通酸反應(yīng)動力學(xué)方程20%HCl80℃ J=5.472×10-6C1.460105℃

22、 J=1.71×10-4C0.5133 120℃,稠化酸反應(yīng)動力學(xué)方程,60℃ J=9.335×10-7C1.6422 80℃ J=7.018×10-7C0.870 120℃,常溫外推結(jié)果與高溫反應(yīng)速度的差異,普通酸,稠化酸,普通酸：外推結(jié)果小于實際酸巖反應(yīng)速度 最大相對誤差21.4% 稠化酸：外推結(jié)果大于實際酸巖反應(yīng)速度 最大相對誤差110%

23、,不同酸液類型酸巖表面反應(yīng)速度比較,120℃,稠化酸的表面酸巖反應(yīng)速度為普通酸的1/2140℃,稠化酸的表面酸巖反應(yīng)速度為普通酸的1/3,高溫酸巖反應(yīng)動力學(xué)試驗研究,酸蝕裂縫導(dǎo)流能力試驗,試驗使用的酸蝕裂縫導(dǎo)流試驗裝置由廊坊分院壓裂酸化技術(shù)服務(wù)中心設(shè)計，美國STIM-LAB公司制造，可進行以下試驗 — 多級注入酸壓裂模擬試驗；— 酸蝕裂縫導(dǎo)流能力試驗；— 閉合酸化模擬試驗；— 酸液濾失模擬試驗；— 支撐裂縫導(dǎo)流能力試

24、驗；— 巖心滲透率測試。該模擬試驗裝置通過計算機控制和監(jiān)測試驗過程，并實時自動采集試驗數(shù)據(jù)，操作自動化程度高,主要組成及性能指標,Dake水壓機：閉合壓力范圍1MPa～80MPa 最高溫度150℃酸蝕裂縫室：采用耐酸材料Hastolloy C合金制造；采用平行板巖心，巖心厚度可調(diào)供液系統(tǒng)：1 ～10 l/min，模擬縫中雷諾數(shù)可達15000導(dǎo)流試驗：使用精密恒流泵，排量范圍0～40ml/min，壓力范圍0～10MPa,多級注

25、入酸壓--閉合酸化酸蝕裂縫導(dǎo)流試驗,多級注入酸壓閉合酸化試驗結(jié)果,酸蝕裂縫導(dǎo)流能力試驗結(jié)果,酸蝕裂縫導(dǎo)流試驗結(jié)果,多級注入稠化酸酸壓+閉合酸化酸蝕裂縫導(dǎo)流能力高，由于稠化酸緩速效果好，有效作用距離長，將產(chǎn)生好的增產(chǎn)效果多級注入常規(guī)酸壓+閉合酸化酸蝕裂縫導(dǎo)流能力較高，但酸蝕有效作用距離有限閉合酸化能顯著提高酸蝕裂縫導(dǎo)流能力,優(yōu)化設(shè)計壓裂酸化模擬 3D Wz2000,TerraFrac,FracPro,MFrac,Gohfer

26、P3D Stimplan, OWP 2D Western, BJ, MO,,,砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計軟件 軟件的酸巖反應(yīng)模型采用“一酸兩礦物”和“兩酸三礦物”模型，研究了井筒溫度、地層溫度對氫氟酸、氟硅酸與硅鋁酸鹽反應(yīng)的影響。并將分形溶蝕孔模型應(yīng)用于前置鹽酸的設(shè)計計算中，使得數(shù)值模擬結(jié)果更接近于現(xiàn)場酸化實際的酸巖反應(yīng)過程。酸液注入可選用三種方式：定排量、定井口壓力、最大排量壓力法?？紤]使用暫堵劑和不使用暫堵劑兩種方式,碳酸鹽巖

27、酸化優(yōu)化設(shè)計技術(shù),碳酸鹽巖酸化優(yōu)化設(shè)計技術(shù),● 酸化優(yōu)化設(shè)計軟件多級注入酸壓設(shè)計軟件三維酸壓設(shè)計軟件二維酸壓設(shè)計軟件酸壓壓力壓降分析軟件碳酸鹽巖基質(zhì)酸化軟件壓裂酸化試井解釋軟件,三維酸壓設(shè)計軟件,簡介：動態(tài)裂縫三維擴展模型考慮非反應(yīng)性前置液和反應(yīng)性酸液不同造縫能力酸巖反應(yīng)模型考慮酸巖反應(yīng)生成熱、同離子效應(yīng)、酸液的濾失等影響井筒溫度分布及縫中溫度分布模型功能：普通酸酸壓、前置液普通酸酸壓、稠化酸酸壓、前置液稠化酸

28、酸壓等不同工藝的優(yōu)化設(shè)計、模擬計算、敏感性分析研究。,Ⅰ類儲層三維酸壓優(yōu)化模擬計算結(jié)果（稠化酸酸壓）,Ⅱ類儲層三維酸壓優(yōu)化模擬計算結(jié)果（前置液稠化酸酸壓）,Ⅲ類儲層三維酸壓優(yōu)化模擬計算結(jié)果（多級注入酸壓）,,,基礎(chǔ)技術(shù)研究：F3D水力裂縫數(shù)模,在地應(yīng)力剖面下的水力裂縫擴展,46,44.5,46,45,A,B,C,D,197m3,182,100,42,18,11,,,,,A,B,C,D,,,,,,,197m3,150m3,106m

29、3,78m3,43m3,19m3,6m3,縫高＞排量＞酸濃度＞用酸量,多級注入酸壓設(shè)計軟件,特點考慮了井筒溫度場、縫中溫度場、液體流變特性、同離子效應(yīng)等對裂縫幾何尺寸、酸蝕作用距離、導(dǎo)流能力等參數(shù)的影響。對動態(tài)裂縫剖面實時跟蹤計算跟蹤每一級酸液和前置液在裂縫中的位置，每一級酸液的濃度分布，注入不同性能液體時的動態(tài)裂縫的幾何尺寸變化進行多達12級（可根據(jù)需要增大）的交替注入酸壓的設(shè)計計算,液體效率比較圖,酸壓裂壓力降落解釋軟件,特

30、點酸溶蝕孔穿透部分侵入?yún)^(qū)忽略溶蝕孔的壓力降落功能計算酸液濾失系數(shù)停泵時的裂縫動態(tài)縫長、平均縫寬停泵時液體效率地層閉合壓力,碳酸鹽巖基質(zhì)酸化優(yōu)化設(shè)計軟件,簡介：軟件采用分形幾何理論，即使用分數(shù)維突破傳統(tǒng)觀念來模擬酸液的溶蝕形態(tài)。以物質(zhì)平衡為基礎(chǔ)得到計算蚓孔等效半徑計算模型功能：計算處理后表皮系數(shù)酸化半徑優(yōu)化注入排量,基質(zhì)酸化酸液有效距離計算模型--體積模型,req：酸液有效作用距離NAC：酸能力數(shù) a：

31、鈣質(zhì)膠結(jié)百分數(shù)V：用酸量Cacid：酸液濃度,df：分形維數(shù)（1.6～1.7）q：注酸排量req：溶蝕孔長度b：試驗常數(shù)，1.7×104D：傳質(zhì)系數(shù),基質(zhì)酸化酸液有效距離計算模型--分形模型,壓裂酸化井試井解釋分析軟件,簡介建立并采用均質(zhì)無限大地層及無限大地層導(dǎo)流能力的垂直裂縫井的試井模型。功能計算地層系數(shù)、滲透率、表皮系數(shù)裂縫半長、裂縫導(dǎo)流能力外推地層壓力、井筒存儲系數(shù)等地層參數(shù),酸壓優(yōu)化設(shè)計結(jié)果,酸

32、壓優(yōu)化設(shè)計結(jié)果,儲層類型 滲透率 導(dǎo)流能力 有效縫長 用酸強度 酸壓工藝方法 md D.cm m m3 /m Ⅰ類儲層 ≥5 ≥50 20～30 1.0～2.5 常規(guī)酸壓 Ⅱ類儲層 1 ～ 5 ≥20 35～55 2.0～3.5

33、 前置液酸壓 Ⅲ類儲層 0.1～1 ≥10 50～65 4.0～6.0 多級注入酸壓+ 閉合酸化 Ⅳ類儲層 <0.1 ≥50 250～450 水力壓裂,酸液體系及添加劑,,酸液體系研究,酸液添加劑篩選,酸液綜合性能評價,緩蝕劑破乳劑助排劑緩速劑鐵離子

34、穩(wěn)定劑降阻劑粘土穩(wěn)定劑互溶劑,酸液穩(wěn)定性動態(tài)腐蝕性能靜態(tài)腐蝕性能破乳效果表面張力酸液濾出物流動傷害試驗,,,,,,,酸液系統(tǒng),酸液主要添加劑 緩蝕劑 FAH-811 轉(zhuǎn)向劑 FAJ-1 鐵離子穩(wěn)定劑 FAT-6 多效添加劑 CFR系列 酸液體系 轉(zhuǎn)向酸液體系 緩速酸液體系 乳化酸液體系 固體酸體系,壓裂酸化液體添加劑,FA—XD香豆膠稠化劑FA—GCL系列有機鋯復(fù)合交聯(lián)劑FA—BCL系列

35、有機硼交聯(lián)劑FA—LTB低溫破膠活化劑FA—DL系列助排劑多效添加劑FA—NBA—101延緩釋放型破膠劑FA—WLD烴類分散劑FA—CFR系列多效添加劑FA—VY101酸用稠化劑FA—HJZ酸用降阻劑FA—BR緩速劑FAC—8助排劑FAH—3緩蝕劑FAT—6鐵離子穩(wěn)定劑FAK—2防乳抗酸渣劑FAX—1洗油劑FAI—811高溫緩蝕劑,,FA—CFR系列多效添加劑 是一種復(fù)合型、多組分酸液添加劑。將水基

36、氟碳表面活性劑用于緩蝕劑的增效劑,提高了緩蝕劑的協(xié)同效應(yīng)。并復(fù)配其它功能添加劑,從而集緩蝕、緩速、降低表面張力、穩(wěn)定三價鐵離子等多功能為一休。具有低傷害、現(xiàn)場配制簡單、施工方便、減少浪費等特點，技術(shù)性能指標：1.溫度適用范圍:60℃-180℃（15%-28%HCL、常規(guī)土酸)2.緩速性能:緩速能力為普通酸的3一4倍。3.表面張力:鮮酸27達因/厘米,殘酸29達因/厘米。4.穩(wěn)定性能:長期放置無分層無沉淀。,現(xiàn)場應(yīng)用酸壓技術(shù),多級

37、注入酸壓閉合酸化技術(shù)前置液酸壓技術(shù)稠化酸酸壓技術(shù)降阻酸酸壓技術(shù)泡沫酸酸壓技術(shù)乳化酸酸壓技術(shù),現(xiàn)場應(yīng)用及效果,,中國氣田A酸壓技術(shù)應(yīng)用效果,針對白云巖儲層反應(yīng)速度較慢的特點，運用室內(nèi)閉合酸蝕導(dǎo)流能力試驗成果，陜甘寧盆地中部氣田，進行了“多級注入閉合酸壓工藝技術(shù)”的現(xiàn)場試驗研究S156井所取得的增產(chǎn)效果說明該項工藝的有效性。該井第一次常規(guī)酸化井口 測試產(chǎn)量為0.002×104m3/d，第二次稠化酸酸化后井口測試產(chǎn)量

38、1.2253×104m3/d，第三次采用多級注入閉合酸壓技術(shù)進行改造，酸化后井口產(chǎn)量增加至4.1263×104m3/d，其經(jīng)濟效益和社會效益顯著。效果：在陜甘寧盆地中部氣田深度酸壓工藝施工的同類儲層可對比井中，多級注入閉 合酸壓施工11井次，單井平均日產(chǎn)無阻流量從酸前的6.9×104m3/d， 增加到酸壓 后的17.5×104m3/d，創(chuàng)年凈收益5508萬元；稠化酸酸壓施工 10井次，單井平

39、均 日產(chǎn)量從酸壓前的2.3×104m3/d，增加到酸壓后的 6.1×104m3/d，創(chuàng)年收益1644 萬元。,多級注入閉合酸壓工藝技術(shù)應(yīng)用,A-56井所取得的增產(chǎn)效果該井第一次常規(guī)酸化井口測試產(chǎn)量0.002×104m3/d第二次稠化酸酸化后井口測試產(chǎn)量1.2253×104m3/d第三次采用多級注入閉合酸壓技術(shù)進行改造，酸化后井口產(chǎn)量增加至4.1263×104m3/d，其經(jīng)濟效益和社

40、會效益顯著。,中國氣田A酸壓技術(shù)應(yīng)用效果,----- 單井效果,超深井酸壓技術(shù)應(yīng)用實例,預(yù)探井，井深5940～5953m，灰?guī)r儲層，地層溫度120℃，滲透率1.47×10-3μm2，地層壓力65MPa。 采用三維三相裂縫性油氣藏數(shù)值模擬軟件對酸壓后的產(chǎn)量進行了歷史擬合，求取地層有效滲透率，驗證酸蝕裂縫導(dǎo)流能力及酸蝕裂縫長度。模擬表明： 地層基巖滲透率僅為0.1×10-3μm2， 有效滲透率為 1

41、.3～3.5×10-3μm2， 人工裂縫有效平均滲透率為304.7×10-3μm2。該井小型酸化后，產(chǎn)油32m3/d，大型重復(fù)酸壓（酸液量120m3）后獲高產(chǎn)油氣流，產(chǎn)油243m3/d，氣9482m3/d,特殊巖性油藏酸壓技術(shù)應(yīng)用實例,探井，井深4220～4250m，白云石33%，砂質(zhì)33%，泥質(zhì)33%，地層溫度120℃，孔隙度1～7%，滲透率≤0.47×10-3μm2，地層壓力42MPa。

42、采用降阻稠化酸酸壓+多組分酸閉合酸化工藝技術(shù)該井酸壓前產(chǎn)油10t/d，酸壓后產(chǎn)油104t/d，增產(chǎn)倍數(shù)為10倍，取得了好的生產(chǎn)效果。,玉門青西復(fù)雜巖性酸壓技術(shù)應(yīng)用應(yīng)用效果,塔里木盆地高溫深井壓裂酸化技術(shù)應(yīng)用效果,探區(qū) 重點探井 層位 井段 工藝措施 措施前后產(chǎn)量（m3/d） 輪南地區(qū) LG15 O 5726～5750 多級注入酸壓閉合酸化 47 /447

43、 LG9 O 5550～5600 大型前置液酸壓裂閉合酸化 20 / 60 LG11 O 5188～5271 前置液酸壓閉合酸化 1.88/71.22 45776/523550英買力地區(qū) YM206 O 5802～

44、5850 多級注入酸壓閉合酸化 17.4/134.48柯克亞地區(qū) KS101 E 6354～6389 溴鹽多級注入酸化 1/104.88\0/136869 大北地區(qū) DB1 K 5552～5586 加砂壓裂 32383/335683 DB2 K 5658～5669 解堵酸化 30574/301022

45、 E～K 5559～5593 暫堵酸化 210000/503000 迪那地區(qū) DN11 E 5518～5549 射孔酸化測試聯(lián)作 /70.4 /1163944吐孜地區(qū) TZ2 E 1704～1774 機械分層酸化 38209/88276 J 3506

46、～3522 加砂壓裂 1119/3025 0/115.4 TZ3 E 1628～1697 暫堵酸化 138930/197189,探井壓裂酸化已成為認識油氣藏的重要技術(shù)手段,A Large-scale Acid Fracturing for Heavy Oil Well,Well informationWell type: heavy oil wel

47、lOil vicosity: 32000mPa.s(70℃)Specific gravity:0.965Asphaltene content:28.31%Well depth: 5600mBHST: 129℃BHSP: 56.1 MPaNet height:50.29mFracture closure pressure: 60MPaCompletion: perforation Porosity:6.9%K*H

48、: 71.376*10-3μm2.mSkin factor: 0.85,Well A9,Treatment parametersPump rate: 13.1m3/minWellhead Pressure:44.9～66.7MPaMutual agent: 17m3 Pad volume:850m3Gelled acid volume:550m3Closed acid:58m3Total volume:1303.8m3

49、Production Pre 10.6 m3/d , Post 288 m3/d,●陜甘寧盆地中部氣田的應(yīng)用概況,●大港油田板深7井奧陶系儲層深度酸壓應(yīng)用,▲基本特點：裂縫孔隙型儲層，基質(zhì)滲透率低、低孔 地層溫度≥180 ℃, Φ=2.72%，K=0.32×10-3μm2 施工井段 ：5063.48～5089.38，23.7/3（25.90） ▲施工效果： 產(chǎn)液從0.75m3/d

50、增加到4.67 m3/d， 酸液超高溫緩蝕性能良好， 下入測試短節(jié)無點蝕等現(xiàn)象。,,扎納若爾油田壓裂酸化效果統(tǒng)計（截止到2002年7月31日）,扎納若爾油田壓裂酸化效果統(tǒng)計（截止到2003年11月28日）,技術(shù)服務(wù)成果,壓裂酸化中心在吐哈、塔里木、新疆、青海、勝利、長慶、大港、華北、河南、中原、四川、大慶、吉林等大油田開展了長期的、卓有成效的技術(shù)服務(wù)。,國際合作與反承包項目,哈薩克斯坦技術(shù)服務(wù)項目英特甘博油田（委內(nèi)瑞拉

51、）阿哈得布油田（伊拉克）四川油田（美國安然）大港油田（美國Stim-Lab）實驗項目：巖石力學(xué)、支撐劑（美國、英國）參與項目評估：約旦、敘利亞、吉爾吉斯、阿塞拜疆,,形成了砂巖基質(zhì)酸化技術(shù)長巖心酸化流動試驗及酸化二次傷害機理研究“兩酸三礦物”砂巖酸化模擬及優(yōu)化設(shè)計耐高溫低傷害有機緩速酸體系酸化施工現(xiàn)場實時監(jiān)測評估酸化前后儲層研究及效果評估,酸壓裂工藝方法,前置液酸壓技術(shù)稠化酸（膠凝酸）酸壓技術(shù)化學(xué)緩速酸酸壓技術(shù)

52、泡沫酸酸壓技術(shù)乳化酸酸壓技術(shù)地下交聯(lián)酸酸壓技術(shù)多級注入酸壓(Multifluid Acid-Fracturing)技術(shù),提高產(chǎn)量，最大限度取得NPV,推出工藝技術(shù)創(chuàng)新系列與實施,酸壓前地層評估,酸壓裂基本機制實驗研究,酸壓裂經(jīng)濟優(yōu)化設(shè)計,酸液系統(tǒng),酸壓后評估,經(jīng)濟分析,稠化酸酸壓閉合酸化技術(shù)多級注入酸壓閉合酸化技術(shù)稠化酸泡沫酸 酸壓裂技術(shù)乳

53、化酸,,,,,,,,,,,,酸壓裂技術(shù)系統(tǒng)基本框圖,解除污染，最大限度取得NPV,推出工藝技術(shù)創(chuàng)新系列與實施,酸化前地層評估,溶蝕孔形成機制研究,基巖酸化優(yōu)化設(shè)計,酸液系統(tǒng),酸后評估,經(jīng)濟分析,水平井基巖酸化技術(shù)轉(zhuǎn)向酸酸化技術(shù),,,,,,,,,,,酸化技術(shù)系統(tǒng)基本框圖,酸壓優(yōu)化設(shè)計研究,10m≤H≤40m,認 識,塔里木奧陶系碳酸鹽巖儲層特點：埋深大于5000m；低孔低滲；天

54、然裂縫較發(fā)育，但儲層裂縫發(fā)育規(guī)律復(fù)雜；儲層溫度大于120℃；閉合壓力較高；部分井為稠油等特征。酸壓改造需要解決的突出問題是： 緩速、降阻、降濾失、緩蝕、抗酸渣等。 形成的降阻緩速酸液體系和乳化酸體系具有良好耐高溫、緩速、低摩阻性能，能夠滿足輪南裂縫性儲層和酸壓工藝的需要,高溫酸巖反應(yīng)動力學(xué)研究表明：隨著溫度的增加，普通酸反應(yīng)速度急劇增加，稠化酸反應(yīng)速度增加的較緩慢高溫條件下,隨著溫度的增加,稠化酸氫離子傳質(zhì)系數(shù)呈數(shù)量級增加。相

55、同溫度條件下,稠化酸反應(yīng)速度只有常規(guī)酸的1/2～1/3。酸蝕裂縫導(dǎo)流能力實驗表明：隨著閉合壓力的增加，常規(guī)酸的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力下降幅度大大高于稠化酸的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力。稠化酸五級酸壓較三級注入酸壓最終酸蝕裂縫導(dǎo)流能力高。閉合酸化能顯著提高近井地帶的酸蝕裂縫導(dǎo)流能力10-100倍。,認 識,對不同儲層優(yōu)選了合適的酸化工藝措施及其規(guī)模大?。簩τ贗類儲層：（如輪古11井、輪古15井）采用常規(guī)酸壓、稠化酸酸壓、降阻酸酸壓+閉合酸化，酸

56、液用量適中，排量適中；對于II類儲層：采用前置液稠化酸酸壓+閉合酸化，乳化酸酸壓裂+閉合酸化，酸液用量及排量適中；對于III類儲層：采用多級注入酸壓+閉合酸化，乳化酸酸壓裂+閉合酸化。,認 識,將研究成果推廣應(yīng)用到英買力地區(qū)和塔西南柯深101井取得了顯著的增產(chǎn)效果。異常高溫高壓超深井柯深101井：溴鹽三級注入酸化技術(shù)，酸前折算產(chǎn)量約1m3/d到酸后產(chǎn)氣為13.4×104m3/d,產(chǎn)油104.88m3/d。這種酸化工藝在

57、國內(nèi)外尚屬首次采用，為今后其他類似的異常高壓超深井的改造提供了可借鑒的經(jīng)驗。在國內(nèi)外首次提出并建立了考慮酸溶蝕孔對壓力降落影響的新的數(shù)學(xué)模型，編制了新型的酸壓裂壓力降落評估軟件，并采用酸壓裂壓力降落評估軟件對酸壓裂施工井進行了評估。,認 識,酸化壓裂技術(shù)仍是提高油氣井產(chǎn)能、開發(fā)低滲油氣藏的主要 的、有效的技術(shù) 深刻的地質(zhì)認識、優(yōu)質(zhì)的材料體系、優(yōu)化的設(shè)計及全程的質(zhì) 量控制是壓裂酸化技術(shù)成功的關(guān)鍵 壓裂酸化技術(shù)服

58、務(wù)中心在增產(chǎn)措施前地層評估、材料體系的 研究優(yōu)化、優(yōu)化設(shè)計及增產(chǎn)措施后評估等方面擁有齊全的、 國際水準的設(shè)備和軟件，并已形成了配套的技術(shù)體系、相關(guān) 產(chǎn)品和一支強有力的專業(yè)技術(shù)隊伍 大量國、內(nèi)外壓裂酸化技術(shù)服務(wù)取得了可喜的成果，并積累 了較為豐富的經(jīng)驗,結(jié) 束 語,,奧陶系灰?guī)r儲層非均質(zhì)性十分嚴重，對奧陶系裂縫性灰?guī)r儲層的裂縫發(fā)育程度和含油氣情況有待進一步研究。酸壓是作為認識油氣藏、重新評估地層含油氣性

59、能的重要手段輪南奧陶系儲層為雙重介質(zhì)油藏，天然裂縫將是油氣的主要滲流通道。鉆井完井液的大量漏失以及酸后的二次傷害，給地層造成了十分嚴重的污染，因此，壓開地層解除污染，溝通地層天然裂縫系統(tǒng)，是取得較好的酸壓效果的關(guān)鍵。酸巖反應(yīng)動力學(xué)實驗表明,利用常溫數(shù)據(jù)外推高溫情況有較大差距。普通酸酸巖反應(yīng)最快，其次為稠化酸，反應(yīng)速度最慢為地下交聯(lián)酸酸化壓裂技術(shù)是一系統(tǒng)工程，油藏是基礎(chǔ)、液體是關(guān)鍵、工藝是核心、效果是目標,結(jié) 束 語,近期酸化壓裂技

60、術(shù)在低滲儲層增產(chǎn)改造上已形成了成熟的技術(shù)系統(tǒng)；應(yīng)用與優(yōu)化的重點在于研究儲層特性與工藝的匹配上，以取得最好的效果與凈現(xiàn)值充分研究與認識本油田需改造增產(chǎn)的低滲儲層，是本項目的工作基礎(chǔ)，也是當(dāng)前的重要工作在對低滲層認識的基礎(chǔ)上，應(yīng)進一步展開工作系統(tǒng)的基本實驗與設(shè)計研究,結(jié) 束 語,感謝各位領(lǐng)導(dǎo)、專家！ 敬請批評指正！,水力壓裂技術(shù)發(fā)展回顧,’90S：重復(fù)壓裂、高滲層壓裂、壓裂—充填防砂、水平井壓裂,水力壓裂系統(tǒng)技術(shù),●優(yōu)化設(shè)計,●評估

61、,●實踐,’90S 攻關(guān)完善提高,’90S 陸相沉積透鏡狀致密氣層壓裂攻關(guān),’80S中、后期：低滲層壓裂增產(chǎn)與提高采收率研究煤層氣壓裂,’70S中、后期：致密氣層大型水力壓裂（MHF）,1947Hugoton第一次壓裂〈美〉,,,,,,,,,,,,,對酸壓裂技術(shù)的回顧,1932年 第一次基巖酸化,’70～80S 轉(zhuǎn)向酸化技術(shù) 基巖酸化模擬研究,’90S 水平井基巖酸化技術(shù) 泡沫轉(zhuǎn)向酸化技術(shù),顆粒轉(zhuǎn)向劑

62、機械暫堵技術(shù)堵球(浮球、沉球)完全溶解的化學(xué)轉(zhuǎn)向劑,溶蝕孔洞形成機制 網(wǎng)絡(luò)模型 分形模型,碳酸鹽巖基巖酸化技術(shù),,,,,,,對基巖酸化技術(shù)的回顧,★壓裂難點 —地層致密 井號 井 段 厚度 滲透率 孔隙度 含水飽和度 測井解釋 紅臺6井 2563-22584 18.0 0.06 12% 50% 氣層

63、 紅臺8井 2772.8-2790.8 18.0 0.013 9% 48% 氣層滲透率為地層測試解釋值 —能量偏低 井號 井 段 地層壓力 壓力系數(shù) 紅臺6井 2563-22584 21.7 0.842 紅臺8井 2772.8-2790.8

64、 24.5 0.882,吐哈紅臺6井、紅臺8井三間房組砂巖壓裂,,,多級注入酸壓技術(shù),先采用前置液造縫，再交替注入酸液與前置液特點：附加前置液段堵塞先前酸液在裂縫壁面形成的溶蝕孔洞，降低酸液濾失降低酸巖反應(yīng)速度，提高酸液有效作用距離前置液與酸液形成指進現(xiàn)象，增加裂縫導(dǎo)流能力適用于低滲儲層，濾失量大地層，重復(fù)酸壓井,前置液酸壓技術(shù),前置液粘性指進技術(shù)采用寬間距、稀孔密射技術(shù)前置液與酸液粘度比為200

65、-600：1，若粘度比小于 50：1，將產(chǎn)生酸液超覆前置液現(xiàn)象，從而失去指進 酸壓的作用Ben-Naceur等人的研究成果：μa=μp0.25前置液：膠凝水、水外相乳化液、油外相乳化液等酸液：以鹽酸為主,稠化酸酸壓技術(shù),適用于中滲儲層，酸蝕裂縫長度在20-50m之間，在高滲儲 層如要獲得一定的酸蝕裂縫長度，也可考慮采用稠化酸特點：乏酸具一定粘度（5-10mPa.s），具有攜帶裂縫中固 相微粒的能力，降低酸壓對地層的二次傷害摩

66、阻?。ㄇ逅?5%），為提高排量創(chuàng)造條件,泡沫酸酸壓技術(shù),成分：泡沫：普通酸與液氮通過泡沫發(fā)生器產(chǎn)生液體含量少，一般占總體積的10 - 40%特點：攜帶能力比普通酸高7倍以上，可攜帶酸巖反應(yīng)生成 的微粒，降低酸壓對地層的二次傷害易返排含液量少，使用于水敏性地層,平衡酸壓技術(shù),原理：利用裂縫延伸壓力和最小地下應(yīng)力的差別，在形成裂縫后，控制注液速度與酸液濾失速度相平衡，從而使縫中壓力低于裂縫延伸壓力，使裂縫保持張開卻不擴展，從