酸化的机理和选井原则
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一、酸化措施前的准备工作:1 根据我厂生产实际情况,根据厂、所领导的措施工作量安排。
上报药品材料计划,包括药品数量、名称、规格、型号、生产厂家、预计价格。
2 药品进来后由物资管理部门负责验收。
按油田有关部门的有关规定通知采油院进行药品检测,经检验合格后,方可进行施工准备。
3严格按工艺措施要求,围绕“三个清楚”和“三关”即酸化目的清楚,对结垢井分布规律、程度、部位认识清楚,酸化的潜力清楚;把住酸洗前选井关、酸化中的监督关、酸化后的管理关。
三个清楚:1、酸化目的清楚:酸化的目的:维持油井正常生产需要、解除近井地带堵塞,发挥油井最大产能,延长油井免修期,实现经济效益最大化。
2、结垢成因及分布规律、结垢程度、结垢部位认识清楚:扶余采油厂经历了三十多年的注水开发,存在着注入水与地层水配伍性不好、水质差等问题,且频繁的井下作业,使大量的压裂液、洗井液及其它措施的工作液注入油层,在采油过程中,流体由地层、井底、井筒的温度、压力等条件的变化,促成油水混合物中的Ca2+和Mg2+在油层中、套管、油管外壁、泵筒等部位形成化合物CaCO3、MgCO3等沉淀,原油中的重组分与垢共同析出,使油井产量下降。
注水见效越好的区块、越容易造成结垢。
即酸化目的清楚,对结垢井分布规律、程度、部位认识清楚,酸化的潜力清楚;把住酸洗前选井关、酸化中的监督关、酸化后的管理关。
二、酸化措施目的:维持油井正常生产需要、解除近井地带堵塞,恢复油井生产能力,延长油井免修期、实现经济效益最大化。
三、选井方向:从全厂结垢现状,酸化的适应性等分析看,选井方向还要放在主力区块和注采完善区块,对其它区块进行控制。
主力区块含油饱和度高,注采井网完善,地层能量补充及时,地层压力稳定,酸化后增产幅度大,并且有效期较长,有效率也高,80%以上的结垢井适合酸化。
接替区块和其他区块注采井网完善程度差,能量补充不及时,增产效果较差,有效率也低,只有小部分井适合酸化。
所以我们要合理分配资金,争取以最小的投入,获得最大的经济效益。
常⽤酸化⼯艺常⽤酸化⼯艺酸化⼯艺作为增产措施⾃应⽤于现场以来,为了满⾜不同改造对象和措施作业的要求,酸化⼯艺得到了不断完善和发展,形成了不同的类型酸化⼯艺。
酸化⼯艺按照岩性主要可分为碳酸盐岩和砂岩储层酸化技术。
考虑到⽔平井酸化的特殊性,本部分对⽔平井酸化⼯艺也做了简单介绍。
1. 碳酸盐岩储层酸化⼯艺在碳酸盐岩储层酸化改造中,主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术,习惯上⽤酸化表⽰基质酸化,⽤酸压表⽰压裂酸化。
1) 基质酸化⼯艺基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化,如前所述,其基本特征是在施⼯压⼒⼩于储层岩⽯破裂压⼒的条件下,将酸液注⼊储层。
碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔的形成和微裂缝的扩⼤,其增产机理与蚓孔密切相关。
2) 酸压⼯艺控制酸压效果的主要参数是酸蚀裂缝导流能⼒和酸蚀缝长。
影响酸蚀缝长的最⼤障碍有:⼀是酸蚀缝长因酸液快速反应⽽受到限制,其次是酸压流体的滤失影响酸压效果。
另外,为产⽣适⾜的导流能⼒,酸必须与裂缝⾯反应并溶解⾜够的储层矿物量。
因此,为了获得好的酸压效果,提⾼裂缝导流能⼒和酸蚀缝长从降低酸压过程中酸液滤失、降低酸-岩反应速度、提⾼酸蚀裂缝导流能⼒等⼏个⽅⾯⼊⼿。
酸压过程中酸液的滤失问题通常考虑从滤失添加剂和⼯艺两⽅⾯着⼿;降低酸-岩反应速率也可以缓速剂的使⽤及⼯艺上来进⾏;加⼊缓速剂,使⽤胶凝酸、乳化酸、泡沫酸和有机酸并结合有效的酸化⼯艺可起到较好的缓速效果;提⾼裂缝导流能⼒可从选择酸液类型和酸化⼯艺着⼿,其原则是有效溶蚀和⾮均匀刻蚀。
压裂酸化⼯艺以能否实现滤失控制,延缓酸-岩反应速度形成长的酸蚀裂缝和⾮均匀刻蚀划分为普通酸压和深度酸压及特殊酸压⼯艺。
(1)普通酸压⼯艺普通酸压⼯艺指以常规酸液直接压开储层的酸化⼯艺。
酸液既是压开储层裂缝的流体,⼜是与储层反应的流体,由于酸液滤失控制差,反应速度较快,有效作⽤距离短,只能对近井地带裂缝系统的改造。
⼀般选⽤于储层污染⽐较严重、堵塞范围较⼤,⽽基质酸化⼯艺不能实现解堵⽬标时选⽤该⼯艺。
一、酸化及其历史简介酸化是一种使油气井水井增产增注的主要工艺方法之一,已经有100多年的历史。
油气井酸化的方法最早是1890年代提出的,最初使用的酸是盐酸,主要用于地层解堵。
随后开发了适用于各种地层的酸液以及各种添加剂。
现在常用的氢氟酸酸化方法是1933年由J.R.Wilson 首次提出,同年A.M.Mepherson首次把此方法应用于现场。
1940年道威尔公司把土酸用于油井中钻井液沉积物的清除获得了成功。
到70年代酸化技术形成了较完善的系统,80年代至今,酸化技术主要集中于增加活性酸的作用距离,延缓酸岩反应时间方面,并且形成了一些成熟的工艺方法,开发各种工作酸液体系和添加剂。
近年来国外已经有人开发了酸化专家系统,并且用它结合工程师的经验来对酸化的工艺设计。
二、酸化的机理及分类1.酸化的原理酸化是一种使油气井增产的有效方法,它是通过井眼向地层注入工作酸液,利用酸与地层中可反应的矿物的化学反应,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,从而使油气井增产或注水井增注的一种工艺措施。
2.酸化的分类按照酸液在地层中的作用可分为基质酸化(常规酸化)和压裂酸化。
(1)基质酸化基质酸化也称常规酸化或解堵酸化,是指在井底施工压力小于储层破裂压力的条件下,将酸液注入地层,解除井筒附近的伤害,恢复储层产能的酸化。
在基质酸化中酸液不压开地层,酸液主要在岩石孔隙和天然裂缝内流动,并与孔隙或裂缝中的堵塞物质反应,使之溶解于酸液中达到解堵的目的。
基质酸化广泛应用于砂岩和碳酸盐岩储层。
对砂岩储层进行常规酸化作业时一般使用土酸,它是由盐酸和氢氟酸以及多种添加剂组成。
氢氟酸主要溶蚀孔隙中的石英、粘土、泥浆颗粒和泥饼等硅酸盐矿物,盐酸主要用于防止氢氟酸与粘土等硅酸盐类以及碳酸盐反应生成沉淀,同时盐酸与砂岩储层中的碳酸盐矿物反应可以使氢氟酸能够充分发挥溶蚀粘土的作用。
对碳酸盐岩储层进行基质酸化时,工作酸液常用盐酸,另外辅加多种添加剂。
一、酸化处理井层的选择
2.选井选层的基本原则
—储层含油气饱和度高、储层能量较为充足。
—产层受污染的井。
—邻井高产而本井低产的井应优先选择。
—优先选择在钻井过程中油气显示好,而试油效果差的井层。
—产层应具有一定的渗流能力。
—油、气、水边界清楚。
—固井质量和井况好的井。
在考虑具体井的酸化方式和酸化规模时,应对井的动态资料和静态资料进行综合分析,确定储层物性参数,并根据物性参数及油井的历史情况综合分析,准确确定出油气井产量下降或低产(水井欠注)的原因以及该井可改造的程度,为酸化作业提供地质依据。
1.碳酸盐岩储层酸化工艺技术
—在碳酸盐岩储层酸化改造中,主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术,习惯上用:
酸化(Matrix Acidizing)表示基质酸化
酸压(Acid-Fracturing)表示压裂酸化。
1.碳酸盐岩储层酸化工艺技术-基质酸化
—基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化,基本特征是在施工压力小于储层岩石破裂压力的条件下,将酸液注入储层。
—碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔(Wormhole)的形成和微裂缝的扩大,其增产机理与蚓孔密切相关。
1.碳酸盐岩储层酸化工艺技术-酸压技术
−酸压是依靠对裂缝(包括天然裂缝)、不整合的裂缝表面酸蚀以提供导流能力。
−酸压效果取决于裂缝导流能力和酸液有效作用距离。
−研究方向主要集中在三个方面:降低酸压过程中流体或酸液滤失的物质和技术;降低注液过程中酸岩反应速率的物质和技术;提高酸蚀裂缝导流能力的物质和技术。
一、酸化及其历史简介
酸化是一种使油气井水井增产增注的主要工艺方法之一,已经有100多年的历史。
油气井酸化的方法最早是1890年代提出的,最初使用的酸是盐酸,主要用于地层解堵。
随后开发了适用于各种地层的酸液以及各种添加剂。
现在常用的氢氟酸酸化方法是1933年由J.R.Wilson 首次提出,同年A.M.Mepherson首次把此方法应用于现场。
1940年道威尔公司把土酸用于油井中钻井液沉积物的清除获得了成功。
到70年代酸化技术形成了较完善的系统,80年代至今,酸化技术主要集中于增加活性酸的作用距离,延缓酸岩反应时间方面,并且形成了一些成熟的工艺方法,开发各种工作酸液体系和添加剂。
近年来国外已经有人开发了酸化专家系统,并且用它结合工程师的经验来对酸化的工艺设计。
二、酸化的机理及分类
1.酸化的原理
酸化是一种使油气井增产的有效方法,它是通过井眼向地层注入工作酸液,利用酸与地层中可反应的矿物的化学反应,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,从而使油气井增产或注水井增注的一种工艺措施。
2.酸化的分类
按照酸液在地层中的作用可分为基质酸化(常规酸化)和压裂酸化。
(1)基质酸化基质酸化也称常规酸化或解堵酸化,是指在井底施工压力小于储层破裂压力的条件下,将酸液注入地层,解除井筒附近的伤害,恢复储层产能的酸化。
在基质酸化中酸液不压开地层,酸液主要在岩石孔隙和天然裂缝内流动,并与孔隙或裂缝中的堵塞物质反应,使之溶解于酸液中达到解堵的目的。
基质酸化广泛应用于砂岩和碳酸盐岩储层。
对砂岩储层进行常规酸化作业时一般使用土酸,它是由盐酸和氢氟酸以及多种添加剂组成。
氢氟酸主要溶蚀孔隙中的石英、粘土、泥浆颗粒和泥饼等硅酸盐矿物,盐酸主要用于防止氢氟酸与粘土等硅酸盐类以及碳酸盐反应生成沉淀,同时盐酸与砂岩储层中的碳酸盐矿物反应可以使氢氟酸能够充分发挥溶蚀粘土的作用。
对碳酸盐岩储层进行基质酸化时,工作酸液常用盐酸,另外辅加多种添加剂。
在进行酸化作业时,注入酸液在低于地层破裂压力下,酸液首先进入近井地带高渗透区,依靠酸液中盐酸的溶蚀作用形成溶蚀孔道,从而解除近井地带的堵塞,提高了储层的渗流能力。
(2)压裂酸化又称为酸压,一般只应用于碳酸盐岩储层,酸压时的井底压力高于地层的破裂压力或天然裂缝的闭合压力,酸液张开的裂缝流动并与缝壁反应,形成在施工结束后也不能完全闭合的流动槽沟,最终在储层中形成具有一定导流能力的油气通道,从而提高了储层的渗流能力。
酸化的效果与酸化作用的有效距离以及酸岩的反应速度有关,增加酸化的有效距离和降低酸岩反应速度是酸化取得良好效果的关键。
3. 酸液的类型
酸化最初主要是使用盐酸处理,后来又增加了氢氟酸,形成了盐酸和氢氟酸的复配酸(土酸),一直到目前这两种酸仍是油水井酸化处理的基本酸系。
4.酸液添加剂
缓蚀剂、表面活性剂、互溶剂、铁控制剂、转向剂
5.酸化新技术
除了常规的酸化及酸压工艺技术之外,近年来,国内外已经形成了许多种酸化新技术,现列举如下:暂堵酸化技术,闭合酸化技术,泡沫酸酸化技术,固体复合酸酸化技术,液体转向酸酸化技术,乳化酸酸化技术,稠化酸酸化技术等。
另外,国外还出现了许多酸化软件及专家系统。
三、酸化选井选层原则
1.原则
酸化选井选层是酸化措施成功与否的一个重要方面,酸化效果的好坏取决于储层的渗透能力和是否受到损害。
低渗污染储层的酸化在短期内有效,中高渗污染储层可获得较好的效果,无污染储层酸化效果差,要大幅度提高需采用加砂压裂等其它措施。
2.酸化选井选层一般要考虑如下因素:
①目的层具有较为充足的能量和相当的压力梯度;
②目的层具有一定的渗流能力,国内外早期推荐的渗透率值必须大于IOx 1 0-'JAM'
或地层系数大于50x 10-'Om'-m;近年提高到大于5x 10-'ltmz或地层系数至少大于
30x 10-'}tm'-m;目前随着东部油田开发的主要对象逐步转到低渗透储层,酸化水平的进
一步提高,渗透率大于0.5x 10 -'um'的储层只要采取适宜的工作液体系和工艺措施,也
可望获得较好的增注效果;
③能够判断目的层受到污染,具有一定的表皮系数,确定损害带半径和损害带渗
透率及损害程度;
④对目的层矿物成份及重复酸化资料进行分析,确定酸化规模和用酸类型,看是
否与原设计方案有较大出入;
⑤固井质量要好,以免酸化窜层:因重复酸化对固井质量有影响,更应注意;
⑥油、气、水边界清楚,以免造成油并过早见水。
四、建议及注意事项
1.对于具体的油井及注水井进行酸化时,一定要先分析储层的岩石以及流体的性质,储层伤害的原因,然后根据室内实验来选择具体的酸化方法和工作酸液以及添加剂。
2.深入地对储层伤害的机理进行研究,并建立实际的应用模型和酸化软件。
3.加强开发低伤害和无伤害的酸化产品的研究,同时开发对环境无公害个酸化产品和添加剂。