第二节酸化压裂技术
一、教学目的
了解酸化压裂的原理，掌握酸液的滤失，酸液的损耗，能够计算酸岩复相反应有效作用距离，了解前置液酸压设计方法。
二、教学重点、难点
教学重点
1、酸化压裂原理
2、酸液的损耗
3、前置液酸压设计方法
教学难点
1、酸液的滤失
2、酸岩复相反应有效作用距离
三、教法说明
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表
四、教学内容
本节主要介绍四个方面的问题：
一、酸液的滤失
二、酸液的损耗
三、酸岩复相反应有效作用距离
四、前置液酸压设计方法
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，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。
酸压效果：
???
?????????以及不均匀刻蚀程度量对底层岩石矿物的溶解导流能力：取决于酸液裂缝内的流速控制酸盐反应速度酸液的滤失特性裂缝有效长度 (一)酸液的滤失
滤失主要受酸液的粘度控制
控制酸液的滤失常用的方法和措施：
(1)固相防滤失剂
刺梧桐胶质：在酸中膨胀并形成鼓起的小颗粒，在裂缝壁面形成
桥塞，阻止酸蚀孔道的发展，降低滤失面积。
硅粉：添满或桥塞酸蚀孔道和天然裂缝。
粒径大小不等的油溶树脂：大颗粒桥塞大的孔隙；亲油的树脂形
成更小的颗粒，变形后堵塞大颗粒的
孔隙，从而有效地降低酸液的滤失。
(2)前置液酸压
优点：①采用前置液破裂地层形成裂缝，并在裂缝壁面形成滤饼，
可以降低活性酸的滤失；
②冷却井筒和地层，减缓酸液对油管的腐蚀，降低酸岩反
应速度，增大酸液有效作用距离。
(3)胶化酸
以某些表面活性剂作酸液的稠化剂，能够形成类似于链状结
构的胶束稠化酸。
优点：①受剪切后胶束链能很快重新形成，稳定性好；
②粘度大，在形成废酸前能有效地防止酸液的滤失。
(4)乳化酸和泡沫酸
（二）酸液的损耗
影响酸沿碳酸盐岩地层裂缝行进距离的因素：
酸液的类型、酸液浓度、注入速度、地层温度、裂缝宽度及地层矿物成分等
注入速率增加，穿透距离增加
图7-6 注入速率对酸穿透距离影响
裂缝宽度增加，穿透距离增加
温度增加，穿透距离减小
浓度增加，穿透距离增加
（三）酸岩复相反应有效作用距离
残酸：当酸浓度降低到一定浓度时，酸液基本上失去溶蚀能力。
图7-7 裂缝宽度对酸穿透距离影响
图7-8 温度及酸浓度与酸穿透距离关系
活性酸的有效作用距离：酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距
离。
裂缝的有效长度：酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离。
1、酸岩反应的室内试验方法简介
由两个半圆形岩芯形成，中间留一裂缝，置于2
12油管内，将酸液通过，测出末端的酸浓度及相应的时间，即可得到反应速度，这样基本上如实的模拟了酸液在地下流动反应的情况。
②动力模拟试验（俗称旋转圆盘试验）
将岩芯置于高温高压反应器中，岩芯转动而酸液静止，利用一定的相似模拟处理方法，得出动态试验结果。
2、裂缝中酸浓度的分布规律
研究方法
??++H D H 传质系数物理模拟：确定酸浓度分布的数学规律数学模拟：求出裂缝中
边界条件：
()()?????
??????====±==00,,0200y W y x y C y x C C y x C ??
图版应用方法：
方法一：（已知断面位置x ）
①根据物理参数计算皮克利特数N P
②根据给定裂缝中任意断面的位置x ，计算相应的无因次距离L D ③利用计算图，两坐标位置的垂线相交，得到x 位置的无因次酸
浓度值，即任意断面位置x 的酸浓度C 值。
方法二：（已知C/C 0）
根据皮克利特数N P ，给定的C/C 0值，利用图版查出相应的无因
次距离L D 。从而算出酸浓度降至预定的C/C 0时，活性酸的有效作用
图7-9 酸沿平板流动反应俯视示意图
图7-10 有滤失情况下酸液有效作用距离计算图
距离x 值。 破裂地层后某一时间时活性酸有效作用距离的步骤：
①由滤失系数C 计算酸液平均滤失速度-
v ；
②计算时间t 时的动态裂缝尺寸（长度L 及平均缝宽W ）； ③根据排量Q 、油层有效厚度h 及缝宽W 求裂缝入口端平均流速
0v ； ④根据H +有效传质系数求皮克利特数N P ；
⑤根据图版查无因次距离数L D ；
⑥求酸液有效作用距离x 。
(3)确定有效传质系数的物理模拟原理
①物理模型的简化
假设岩板不滤失,对流扩散微分方程: 2
20y C D x C u H ????+= ②简化偏微分方程的解
用分离变量法和傅立叶级数，得到x 方向任一横断面上的平均酸
浓度为：()∑∞
=?+-?+=0)12(2202)12(18n S n e n C x C π 202W u x D S H +=π u 0 u 0
图7-11 无滤失情况下酸沿裂缝流动反应示意图
令x=L ，则∑∞=?+-?+=0)12(2202)12(18)(n s n e n C L C π ++==H H D W
Q Lh W u L D S 2202ππ (4)有效传质系数曲线图
注意事项：
①必须选用实际产层温度条件下的曲线；
②岩性不同，传质系数值不同。因此各油气田应用本产层的岩心
作流动模拟试验，作出有效传质系数与流动雷诺数关系曲线，
其它油气田的试验结果只能作为参考。
（5）有效作用距离的计算
①计算沿缝长任意时刻的平均滤失速度： t C /滤失=υ
②计算的液流入裂缝的雷诺数： vh
Q v u w N 22Re == 因裂缝模型出口断面位置的酸浓度可以直接测量。
图7-12 有效传质系数与雷诺数关系曲线图
若L x =时，()()L c x c =
则有：()()
()∑?+-?+=s n e n c L c 2122201218π 式中：s ——无因次数群 ++
==
H D Lh
L D s 22ππ
h Q L w u L x D D e υυ
2/2=??= （6）增加酸液有效作用距离的方法或措施：
从以下四个方面考虑：
①压宽裂缝
D
②低的+
H
③高的Q
④小的滤失速度
由Peclet数的定义知：
υ
+
前置液酸压：在酸压过程中，用高粘液体当作前置液，先把地层压开
裂缝，然后再注入酸液的这样一种压裂工艺。
优点：粘度高，滤失量小，可形成较宽、较长的裂缝
作用机理：
①减少裂缝的面容比，从而降低酸液的反应速度，增大酸的有效
作用距离
②预先冷却地层，岩石温度下降，起缓蚀作用
③酸液在高粘液体中指进现象。
设计步骤：
(1)计算裂缝几何尺寸
简化计算方法：认为缝的几何尺寸由注入的前置液造成。
(2)计算缝中酸液温度
简化为在某一平均温度（地层温度）下的酸的反应。
(3)计算酸液有效作用距离
图7-15 酸液指进示意图
用上一节的酸液有效作用距离计算方法。
(4)计算酸压后裂缝导流能力
先求出在壁面上均匀溶蚀的缝宽和缝的理论导流能力，再考虑裂缝在应力作用下的导流能力。
4、黄春等. BH-211缓速酸增注技术及应用. 石油钻采工艺
七、复习思考题
1、为什么酸压比常规酸化的有效作用距离长？影响酸岩反应有效作用距离的因素有哪些？如何提高酸岩反应有效作用距离？
压裂技术详解 第一节压裂设备 1．压裂车： 压裂车是压裂的主要设备，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑剂挤入裂缝。压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。压裂泵是压裂车的工作主机。现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。 2．混砂车： 混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂，并把混砂液供给压裂车。它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。 3．平衡车： 平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内，保护封隔器和套管。另外，当施工中出现砂堵、砂卡等事故时，平衡车还可以立即进行反洗或反压井，排除故障。 4．仪表车： 仪表车的作用是在压裂施工远距离遥控压裂车和混砂车，采集和显示施工参数，进行实时数据采集、施工监测及裂缝模拟并对施工的全过程进行分析。
5．管汇车： 管汇车的作用是运输管汇，如；高压三通、四通、单流阀、控制阀等。第二节压裂施工基本程序 1．循环： 将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。循环路线是液罐车-混砂车-压裂泵-高压管汇-液罐车，旨在检查压裂泵上水情况以及管线连接情况。循环时要逐车逐档进行，以出口排液正常为合格。 2．试压： 关死井口总闸，对地面高压管线、井口、连接丝扣、油壬等憋压30-40Mpa，保持2-3min不刺不漏为合格。 3．试挤： 试压合格后，打开总闸门，用1-2台压裂车将试剂液挤入油层，直到压力稳定为止。目的是检查井下管柱及井下工具是否正常，掌握油水的吸水能力。 4．压裂： 在试挤压力和排量稳定后，同时启动全部车辆向井内注入压裂液，使井底压力迅速升高，当井底压力超过地层破裂压力时，地层就会形成裂缝。5．支撑剂： 开始混砂比要小，当判断砂子已进入裂缝，相应提高混砂比。 6．替挤：
1 目的 本程序规定了压裂酸化施工工序QHSE方面的要求，旨在确保环境、健康安全的基础上提高施工质量，满足用户要求，降低或避免压裂酸化施工过程对环境的影响和员工的职业健康安全风险程度。 2 适用范围 本程序适用于压裂酸化施工过程各工序的控制。 3 参照文件 QHSE/FYXJ-M-2007《QHSE管理手册》 4 术语与定义 4.1 压裂（油层水力压裂）：利用地面高压泵组，向井内高速注入具有一定粘度的液体，利用液体传压性质，在井底形成某一足够高的压力，将油层中原来的岩石压力作用下的致密油（气）层压开，形成一条或数条裂缝，然后加入支撑剂，支持已形成的裂缝，增加油层的渗滤能力，减少油层中的油流阻力，提高油（气、水）井生产能力的工艺方法。 4.2 酸化：利用酸液与油层岩石中的矿物和粘土成份起化学作用，提高油层渗透性，增加产油（气）量和注水量的办法。 4.3 入井材料：压裂、酸化施工时注入井内的施工液体（压裂液、酸化液）、支撑剂以及配制施工液体所使用的化工原料的总称。 5 职责 5.1生产管理部负责压裂酸化施工设计的接收及数据参数的确认工作，对生产施工所需的入井材料、设备、施工技术人员进行合理调配、组织衔接。 5.2作业队负责配合压裂酸化作业施工。 5.3承包商负责压裂酸化施工。 6 实施步骤 6.1 接收设计 生产管理部接收用户或用户委托部门提供的《××井地质设计》、《××井压裂（酸化）工艺设计》，并进行登记，下发给作业队。 6.2 生产管理部对《××井压裂（酸化）工艺设计》的内容进行了解、确认，若发现以
下方面与施工现状不适宜时，应及时与用户进行沟通，并协调修改。 a)施工井的基础数据，工艺数据； b)选择的入井材料规格和性能； c)施工设备能力； 6.3承包商的选择 承包商的选择，执行QHSE/FYXJ-P12-2007《供方(承包商)控制程序》。 6.4 生产组织、衔接： 作业队按《××井地质设计》、《××井压裂（酸化）工艺设计》的要求合理调配、组织、衔接，编写《××井施工设计》和《××井施工大表》，由相关部门签字认可，做到均衡生产，执行QHSE/FYXJ-P11-2007《设计控制程序》。 6.5 施工准备： 6.5.1 作业队接到施工任务后，应： a)进行井况调查，落实施工作业环境，保证道路、井场满足施工作业条件，并填写《××井井史井况调查》； b)搬上开工前，安排专人与用户进行井口、场地等的现场交接，并填写《××井现场交接及施工质量验收记录》，由用户和作业队保存； c)作业队技术员组织有关人员进行技术交底，填写相关记录； d)生产管理部协调生产计划，值班调度填写《调度值班记录》并保存。 6.5.2 安全机动部对施工作业现场进行开工验收，并填写《××井安全标准化验收开工通知单》，验收合格后方可进行施工。 6.5.3 用户提出对施工准备情况进行现场验收时，由生产管理部调度室负责联络。 6.6 施工过程控制 6.6.1 施工作业设备的使用、维护保养执行QHSE/FYXJ-P08-2007《设备控制程序》。6.6.2 施工作业中各工序的风险和重要环境因素的控制 6.6.2.1 作业队在施工过程中风险控制，执行： a)QHSE/FYXJ-P18-2007《危险化学品搬运贮存使用控制程序》； b)QHSE/FYXJ-P17-2007《职业健康安全和环境运行控制程序》。
压裂酸化技术服务中心（以下简称“中心”）自1985年成立以来，始终强调发展和创新，长期致力于压裂酸化应用技术与基础理论的研究，努力解决生产中的技术难题，为低渗透油气藏的勘探与开发提出新理论、新工艺、新技术、新方法、新材料，逐渐形成了一系列压裂酸化特色技术。“十五”期间，“中心”在国内外开展了卓有成效的现场技术服务。在国内，为16个油田的450余口重点井或疑难井提供了综合性科研攻关和技术服务，解决了塔里木、玉门等十几个油田的众多压裂酸化改造技术难题，为中石油的增储上产做出了贡献；在国外，为哈萨克斯坦、阿塞拜疆等8个国家（地区），设计施工180余口井，增产效果显著，为中国石油在国际上赢得了声誉。 “中心”获得了50项科研成果，其中获省部级以上科研成果奖14项，2004年获得中国石油天然气股份公司“油气田开发先进技术”金牌，2005年获中国石油天然气集团公司“优秀科技创新团队”等多项荣誉称号。
一、低渗透油藏开发压裂技术
二、复杂岩性储层酸压技术 研究对象：复杂岩性储层——碎屑岩、碳酸盐岩、粘土矿物各占1/3；以砂砾岩为主，交互白云质细砂岩、白云质泥岩。 累产113000吨，有效期2060天，目前41m 3/d。 累产123000吨，有效期910天，目前167.9m 3/d。 0.01 0.11101001000100000 10 20 30 40 50 60 70 闭合压力(MPa) 导流能力(μm 2.c m ) 复杂岩性：碎‘屑岩、碳酸盐岩、粘土矿物各占1/3
三、低渗油藏重复压裂技术 ●研究对象：针对低渗透油气藏前次压裂失效的井层，以增产稳产、提高开发效果为目的。 ●技术内容：该技术主要包括重复压裂井油藏与工程研究（复压前储层物性评价、剩余可采储量及地层能量评估、原有水力裂缝及其工艺技术评估等）、重复压裂前地应力场及重复压裂时机研究，转向重复压裂优化设计及其实施工艺技术，选井选层研究，中高含水期油藏重复压裂的油藏数值模拟技术，重复压裂材料与施工参数的研究、高砂比压裂施工工艺技术，重复压裂诊断与压后效果评价等技 主应力差值为3MPa 重复压裂选井
《压裂酸化技术手册》 前言 近几年来，随着新压裂设备机组、连续油管设备和液氮泵车设备的引进以及对外合作的加强，施工工艺技术呈现出多样化，施工作业难度加大，施工技术要求较高，为了满足工程技术人员对装备的深入了解，提高施工技术、保证施工质量，组织技术人员历经两年时间编写了这本《压裂酸化技术手册》。该手册收集了井下作业处压裂酸化主要设备、液氮设备、连续油管设备等的性能规范和作业技术要求，井下工具、油套管、添加剂、支撑剂等的常用数据，以及单位换算、常用计算公式、摩阻曲线，地面工艺流程等内容。该手册目前仅在处内发行，请大家在使用中多提精品文档，知识共享，下载可修改编辑！
宝贵意见，以便今后修订。谢谢！精品文档，知识共享，下载可修改编辑！
目录 第一章压裂酸化设备 (1) 一、车载式设备 (1) (一) HQ2000型压裂车 (1) (二) BL1600型压裂车（1650型） (3) (三) SMT型管汇车 (7) (四) FBRC100ARC型混砂车 (9) (五) CHBFT 100ARC型混砂车 (14) (六) FARCVAN-Ⅱ型仪表车 (19) (七) GZC700/8型供液车 (22) (八) NC5200TYL70型压裂车 (23) (九) HR10M型连续油管作业机组 (24) (十) TR6000DF15型液氮泵车 (42) (十一) NTP400F15型液氮泵车 (44) (十二) NC-251-F型液氮泵车 (46) (十三) 赫洛ZM443液氮槽车 (48) (十四) 东风日产液氮槽车 (48) (十五) 赫洛ZM403运砂车 (49) (十六) YY10型运液车 (50) (十七) CTA12型运酸车 (50) (十八) NC5151ZBG/2500Y型背罐车 (51) (十九) CYPS-Ⅱ型配酸车 (51) 精品文档，知识共享，下载可修改编辑！
第二节酸化压裂技术 一、教学目的 了解酸化压裂的原理，掌握酸液的滤失，酸液的损耗，能够计算酸岩复相反应有效作用距离，了解前置液酸压设计方法。 二、教学重点、难点 教学重点 1、酸化压裂原理 2、酸液的损耗 3、前置液酸压设计方法 教学难点 1、酸液的滤失 2、酸岩复相反应有效作用距离 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表 四、教学内容 本节主要介绍四个方面的问题： 一、酸液的滤失 二、酸液的损耗 三、酸岩复相反应有效作用距离 四、前置液酸压设计方法 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，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。 酸压效果： ??? ?????????以及不均匀刻蚀程度量对底层岩石矿物的溶解导流能力：取决于酸液裂缝内的流速控制酸盐反应速度酸液的滤失特性裂缝有效长度 (一)酸液的滤失 滤失主要受酸液的粘度控制 控制酸液的滤失常用的方法和措施： (1)固相防滤失剂 刺梧桐胶质：在酸中膨胀并形成鼓起的小颗粒，在裂缝壁面形成 桥塞，阻止酸蚀孔道的发展，降低滤失面积。 硅粉：添满或桥塞酸蚀孔道和天然裂缝。 粒径大小不等的油溶树脂：大颗粒桥塞大的孔隙；亲油的树脂形 成更小的颗粒，变形后堵塞大颗粒的 孔隙，从而有效地降低酸液的滤失。 (2)前置液酸压 优点：①采用前置液破裂地层形成裂缝，并在裂缝壁面形成滤饼， 可以降低活性酸的滤失；
油田分层压裂（酸化）工艺技术探讨 摘要：在油田勘探开采的发展中，常规石油中有诸多工艺技术，而分层压裂液液、酸化液工艺是中国油田试油作业中不可缺少的过程，也是从钻井步骤一直到油田生产过程中承上启下的关键工艺，同时也是油田开发工程中工艺技术服务的重要组成部分。本文阐述了我国油田的压裂液工艺技术以及酸化液工艺技术，并进一步研究这两种技术在油田施工过程中的应用、效果分析。 关键词：油田分层压裂液酸化液工艺技术效果分析 油田试油技术在广义上就是指试油施工的整个过程，其中包括了各方面的工艺技术例如：地层的测试、常规试油的工艺技术程序、试井测试和技术改造措施，这些工作全部是为了取得油田实际储油参数而进行的，压裂液工艺技术以及酸化液工艺技术，在中国石油集团渤海钻探工程技术研究院的工作学习中，我对石油技术做过颇多分析，本文就针对油田分层压裂酸化工艺技术展开探讨，分析压裂液技术与酸化液技术在我国油田种的应用、效果。 一、压裂技液术与酸化液技术的概述 1.压裂液技术 油田压裂液工艺技术应用上主要是压力将地层压开，形成裂缝并用支撑剂将它支撑起来，以减小流体流动阻力的增产、增注措施。 压裂液主要有前置液、携砂液、顶替液组成的。压裂液的性能要求：黏度高，润滑性好，滤失量小，低摩阻，对被压裂的流体层无堵塞及损害，对流体矿无污染，热稳定性及剪切稳定性能好、低残渣、配伍性好、破胶迅速、货源广，便于配制，经济合理。 压裂液主要作用在概括来说有以下几方面：1、携带支撑剂到地层；2、压开裂缝；3、降低地层温度。 2.酸化液技术 酸化液技术分为压裂酸化工艺技术和基质酸化工艺技术两种，主要是利用酸液解决生产井和注水井周围污染问题，进一步的清除缝隙中的堵塞物质，达到扩大地层裂缝，提高渗透率的一种工艺技术。压裂酸化技术指的是在酸化的基础上压裂，将天然裂缝加宽、扩大、延伸，或是通过压裂岩石形成新的岩缝。形成之后的岩缝凹凸不平，在施工后形成槽油、沟油等流通道，改善了之前的汽油景田流渗状况，提高产油量。还有一种普通盐酸的酸化工艺称之为解堵酸技术，用以压裂压力低于破裂压力时的酸化处理的工艺。这种技术用途不如前类宽泛，只能解除汽油井眼周围小范围的堵塞，但该技术具有低成本、工艺技术操作简单、对地层的溶解度高的优点；目前的酸化技术主要分为：酸洗酸化；解堵酸化；压裂
压裂酸化技术难点和挑战 正如在我国石油工业“十五”规划报告指出的一样：现在我国石油工业面临的形势是新区勘探开发困难，老区的增产挖潜还有大量的工作要做。其中，常规的井网加密已经效果不大，对酸化压裂措施的认识不够。同时，增产措施改造的对象越来越复杂，改造目标已经从低渗、单井发展到了中、高渗和油田整体，主要的难题集中在以下几个方面： 1、复杂岩性油气藏 指的是陆源碎屑岩、碳酸盐岩和粘土矿物以一定比例均匀存在，没有任何一种成份占主导地位。典型的代表是玉门酒西盆地的清溪油田，该油田储量高、品位好，但是储层矿物组成十分复杂。由于矿物的不连续分布，酸压后只能形成均匀、低强度的刻蚀；而水力压裂由于发生支撑剂嵌入和粘土矿物的水敏、碱敏现象严重，因此目前酸压和水力压裂技术对这类储层多为低效或无效。只能考虑从液体体系上改进工艺措施。 2、高温、超高温、深层、超深层和异常高压地层 以准葛尔盆地、克à玛依、塔里木和吐鲁番为代表，如柯深101井，压力系数为2.0，温度135摄氏度，千米桥潜山地区井深4000m —5700m，温度在150摄氏度到180度之间。这种地层的技术难点往往是需要的施工压力和压裂酸化液体不能达到要求；酸液的反应时间短，酸蚀作用距离短。 3、低渗、低压、低产、低丰度“四低”储层 如中石油的长庆苏里格气田压力系数在0.8—0.9，渗透率为0.5—3.0达西，中石化的大牛地油田压力系数0.67—.0.98，渗透率仅为0.3—0.9达西。类似的这种储层在我国占很大的比例，由于
产生水锁现象进而产生很难解除的水相圈闭，如果不采用特殊的工艺手段，很难得到高效开发。 4、凝析气藏 代表有千亿方的塔里木迪那气田和中?白庙深层凝析气藏。这类油田酸化压裂最大的问题是由于压力降低后凝析油的析出产生凝 析油环，大大降低了天然气的产量。 5、高含硫，高含二氧化碳油田 这类油田有被誉为“南方海相勘探之光”的普光气田（储量高达1144亿立方米）；580亿立方米的罗家寨气田。这两个气田的含硫量都在10%—12%，远远超过3%的行业标准。硫化氢的高还?性和 化学反应活性容易产生单质硫和硫化亚铁沉淀，在酸化压裂施工中造成二次伤害。同时，高含硫还会加大钻、采、集、输、外运的困难，尤其是在地形复杂，自然条件恶劣的四川丘陵地区。 6、异常破裂压力油藏 这种油藏埋藏深度和破裂压力不成正比，以川西致密须家河组和赤水地区为例：2000多米的井深破裂压力高达90多兆帕，现场经预处理措施之后，施工压力仍然高达80多兆帕。造成的直接后果就 是压不开地层，酸液不能进入，对设备的损害比较大。 7、缝洞型、裂隙型碳酸盐岩 我国“九五”规划最大的整装油田——塔河油田就是这类油田的代表。塔河油田560万吨产量中有80%是依靠压裂酸化措施取得的。
酸化、压裂作业课件 作业二大队作业八队 伍轲
酸化 一、概念：酸化是通过井眼向地层注入一种或几种酸液（或酸性混和液），利 用酸与地层可反应矿物的化学反应，溶蚀储层中的连通孔隙或天然（水力）裂缝壁面岩石，增加孔隙、裂缝的流动能力，从事使油气井增产（或注水井增注）的一种工艺措施。它是指一切以酸作工作液对油气（水）层进行的增产（注）措施的统称。 二、分类：如图1 图1 解堵酸化：靠酸液的溶解作用解除井筒附近地层内在钻井和完井过程中造成的损害，提高油气井的完善程度。 深穿透酸化：应用物理或（和）化学方法提高酸液在地层中的有效穿透距离，在较大范围内改善地层渗透性能。 基质酸化: 也称常规酸化，在低于储集层岩石破裂压力下将酸液挤入储集层孔隙间，使酸液沿径向渗入地层而溶解低层孔隙空间内的颗粒以及其他堵塞物，扩大孔隙空间而恢复或提高地层渗透率。 压裂酸化：其增产原理与水力压裂基本相同，即沟通井筒附近高渗带或其它裂缝系统、清除井壁附近污染、增大有其向井流通面积、改善油气向井流动方式和增大井附近渗流能力。 按酸液不同分：常规酸解堵酸化、泡沫酸酸化、乳化酸酸化、前置液与酸液多级交替注入、变粘度酸酸化等。 三、酸化机理： 1、碳酸盐岩酸化机理 碳酸盐岩经过成岩作用和次生作用，其岩石主要矿物成分是方解石[CaCO3]、白云石[CaMg(CO3)2]，其储集空间可以分为孔隙型、裂缝型以及溶蚀孔洞型。按照施工压力，在碳酸盐岩中的酸化也分为基质酸化和酸压。
基质酸化是在小于地层破裂压力条件下泵酸，溶解基质、孔隙间的颗粒及堵塞物，溶蚀并扩大孔隙，解除近井地带的储层污染，从而达到增产增注的目的。 酸液与碳酸盐岩的化学反应 酸液与方解石、白云石反应式可以写为： ↑→++2223CO O H Ca CaCO 2H ＋＋＋ ↑+→++22222 3CO 2O H 2Ca Mg CO MgCa 4H ＋＋）（＋＋ 2、碎屑岩酸化机理 碎屑岩矿物的化学成分非常复杂，常见的有二氧化硅（石英）、硅酸盐（长石和粘土等）及其它（如生物化石）碎屑。除石英外，其它矿物的化学分子式都十分复杂。 碎屑岩中所含矿物的化学成分都比较复杂。然而更复杂的是，在碎屑岩中一般都含有多种矿物，如典型的长石石英砂岩，组分分析后发现，除含主体成分石英和长石（一般为正长石和斜长石共存）外，胶结物通常为粘土类（或碳酸盐岩类），成分多达4-5种以上，所以很难用单一的化学分子式来描述。 碎屑岩储层空间和渗流通道就是砂粒与砂粒之间未被胶结物完全充填的孔隙，碎屑岩酸化施工通常使用由盐酸和氢氟酸组成的混和酸（如土酸，3%HF+12%HCl 等）。使用盐酸的目的主要有①用来首先溶解可与氢氟酸反应生产沉淀的钙质、铁质等堵塞；②保持较低的pH 值，防止产生氟化钙等沉淀。使用氢氟酸主要是解除储层空间的硅质矿物堵塞。主要化学反应方程式如下： ● 氢氟酸与碳酸盐矿物的化学反应 ↑++↓→+2223CO O H CaF HF 2CaCO ↑++↓+↓→+222223CO 2O H 2F M CaF HF 4)CaMg(CO g 可见氢氟酸会与地层中的Ca 2+、Mg 2+等矿物成分生成沉淀，所以在碎屑岩酸化时，在泵注土酸之前，首先泵注一定量的盐酸作为预处理（或称前置酸）液。 ● 氢氟酸与石英的化学反应 O H 2SiF HF 4SiO 242+?+ 624SiF H HF 2SiF ?+ 或 O H 2SiF H HF 6SiO 2622+?+ ● 氢氟酸与硅酸盐矿物的化学反应 O H 4NaF 4S iF HF 8S iO Na 2444++?+ 624SiF Na SiF 2NaF ?+ 624SiF H HF 2SiF ?+ 可见通过上述化学反应，从而解除地层中石英、粘土矿物等的堵塞，疏通地层中油流通道，提高地层渗透率，达到增产增注的目的。 四、酸液及添加剂的种类 其中酸液及添加剂选择是酸化技术关键，合理酸液及添加剂使用，对酸处理效果起着重要作用。随着酸化工艺及化学工业的发展，国内现场使用的酸液种类和添
地热井压裂酸化增产工艺优化新方法 胜利油田石油工程技术研究院 苏权生（山东东营） 关键词：地热、压裂、酸化、增产 目前社会经济飞速发展，能源消耗越来越多，随着煤炭、石油、天然气等化石燃料消耗的加剧，也带来了严重的环境污染和生态破坏问题，探索清洁环保型能源是未来发展的方向。地热能作为一种清洁、可再生能源，越来越受到各国政府的重视，国外已经开始对地热能进行深入研究，并取得了一定的成果，目前主要的应用领域包括：发电、供暖、工业利用、医疗、洗浴、水产养殖、农业温室、矿泉水生产、农业灌溉等。 目前地热井研究主要集中在两个方面：一是浅源低温地热井，完井方式包括裸眼完井和套管射孔完井，其储层性质与油气储层相似，由于地层发育不理想或沉积物堵塞导致完井产能低下，在常规洗井措施增产受限的情况下，可借鉴采用油气井酸化压裂增产工艺，沟通裂缝通道提高储层导流能力，以达到预期的水温、水量要求；二是深源高温地热系统，称为增强型地热系统EGS（Enhanced Geothermal Systems），是一种通过介质循环（水或C02)来提取深部干热岩体中的地热资源，并将其用来发电及供暖的工程技术集成。 本文主要针对目前应用较为广泛的浅源低温地热井，如何将目前油气领域成熟的压裂酸化技术应用在地热井增产方面，并对遇到的问题进行讨论。 1．地热井压裂增产优化技术 压裂工艺就是通过大排量将一定粘度的流体注入地层，当注入能力超过地层吸收能力的时候，地层岩石就会破裂，随着流体的不断注入，地层岩石裂缝会逐渐向远离井筒方向延伸，通过加入支撑陶粒，就在地层中形成了人工高导流能力裂缝，为流体流向井筒提供通道。 数值模拟技术是压裂设计优化的核心，通过在计算机上建立地质模型，可以方便、快捷的进行不同压裂方案模拟、对比、评价，从中优选出经济合理的施工方案。目前比较成熟的数值模拟软件GOHFER、FracPro-PT、StimPlan均可实现压裂施工参数和经济优化，设计优化过程如下： 一、地质建模