油井酸化工艺技术交流材料课件.ppt
桩西采油厂工艺研究所,油井酸化工艺技术交 流 材 料,酸化过程中的一些问题,桩西厂近几年酸化情况,酸化基本原理,酸化基本原理,酸化是一种使油气增产的有效方法（也是我厂主要油层改造措施、主要增产措施之一。每年的7万措施增油中有12万吨是采用酸化措施获得）。向地层注入一种或几种酸液，利用酸液与地层中物质的化学反应，溶蚀储层中连通空隙或天然裂缝避免岩石及堵塞物，增加流动能力，从而使油气井增产。按照不同的习惯和方法，可将其分为多类。,酸化基本原理,常用酸化工艺分类,酸洗,基质酸化,清除井筒、射孔孔眼中酸溶性物质,在低于岩石破裂压力下将酸液注入地层空隙。,压裂酸化,在足以压开地层相乘裂缝或张开地层原有裂缝的压力下，将酸液注入地层。,区别：酸量方式,区别：压力,酸化基本原理,酸化储层分类,碳酸岩地层,油气储层占全世界一半，产量占60。,砂岩酸化，我们厂主要的储层,碳酸岩酸化,碳酸岩地层的主要成份为方解石（CaCO3)和白云石CaMg(CO3)2。,2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2HCl+CaMg(CO3)2(白云石)CaCl2+MgCl2+H2O+CO2,两种作用：解除污染扩大空隙、裂缝。121、121-2（700、600、1000）、11-6、107-4、89块。,砂岩酸化,砂岩酸化,砂岩酸化的目的是溶解空隙中的堵塞物，恢复产能。在改善渗流能力方面的作用十分有限。74块S3下的74-7-2、74-14-10、74-9-9。66块（66-20、66-4、66-19、66-18、66-17）。62块、59块。几种主要酸化配方：土酸酸化。氟硼酸酸化。低伤害酸酸化。其它（应用较少）。,土酸酸化,土酸主要至815盐酸16氢氟酸。主要用于不含或少含灰岩的砂岩储层，如S3。,SiO2(砂子)+6HFH2SiF6（氟硅酸）+H2OAl2Si4O10(OH)2(粘土)+36HF4H2SiF6（氟铝酸）+12H2O+2H3AlF6 NaAlSi3O8(OH)2(钠长石)+22HF3H2SiF6+8H2O+NaF+AlF3 CaCo3+2HFCaF2+H2O+CO2,主要反应式,土酸酸化,常用配方：,前置液 815的盐酸,溶解碳酸胶结物，防止CaF2,处理液 815盐酸16氢氟酸,作用：溶解堵塞物。盐酸作用,顶替液（后置液）污水,作用：将土酸顶入地层,土酸酸化,常用配方：,3.顶替液污水5.2m3,HBF4H2O HBF3OH+HF（慢）HBF3OH H2O HBF2(OH)2+HFHBF2(OH)2 H2O HBF(OH)3+HF HBF(OH)3 H2O H3BO3+HF Al2Si4O10(OH)2(粘土)+36HF4H2SiF6（氟铝酸）+12H2O+2H3AlF6,主要反应式,氟硼酸酸化,氟硼酸酸化,前置液 815的盐酸（碳酸胶结物少可省略）,溶解碳酸胶结物，防止CaF2,处理液 815盐酸16氢氟酸,作用：溶解近距离堵塞物。,处理液 2530缓速酸,作用：溶解深部堵塞物。,氟硼酸酸化,3、顶替液污水9m3,低伤害酸酸化,H3PO4 H+H3PO4（慢）H2PO4-H+HPO4 2-HPO4 2-H+PO4 3-MCO3+2H3PO4M(H2PO4)2+CO2+H2O,主要反应式,主要成份为：磷酸和氢氟酸,低伤害酸酸化,常用配方：,前置液 815的盐酸,溶解近井地带碳酸胶结物、灰质,处理液 2530低伤害酸,作用：溶解深部堵塞物。深部灰质,顶替液（后置液）污水,作用：将酸顶入地层,低伤害酸酸化,3、顶替液污水,酸化过程中的一些问题,桩西厂近几年酸化情况,酸化基本原理,桩西厂近几年酸化情况-1.油井解堵分类,油井解堵,化学解堵,物理解堵,基质酸化,防膨剂,下管柱酸化,带泵酸化,常规酸化,酸 洗,常规酸化,酸 洗,冲击波,振动解堵,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型,酸化成功与否主要取决于污染是否存在，因此，对油井污染的判断是酸化工艺中十分重要的环节。油井储层伤害类型一般分为：钻井、固井、射孔污染。作业污染。生产污染。下面结合我厂一些实际情况逐一介绍。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（钻井、固井、射孔污染）,钻井污染主要包括钻井泥浆中固相物质侵入和钻井滤液的侵入。根据有关资料，钻井泥浆可以侵入至井筒周围0.13米，由此使渗透率下降90；钻井滤液可侵入4.5米，它对储层的伤害程度取决于地层对滤液的敏感性，渗透率的下降取0100的任何值都有可能。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（钻井、固井、射孔污染）,固井过程中水泥浆的滤液会对地层产生污染。射孔时总会引起地层的附加损害。无论是在正压或在负压下的射孔，射孔眼周围的岩石总会受到挤压，并形成平均厚度0.5英寸的一个带，该带的渗透率平均下降80，杵堵。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（钻井、固井、射孔污染）,一般资料都将钻井污染放在比较重要的位置，其次是固井、射孔污染，但根据近几年酸化经验，钻井污染在我厂表现并不明显。20012002年共实施新井解堵18口(包括补孔改层)，有效5井次，有效率27.8。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（钻井、固井、射孔污染）,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（钻井、固井、射孔污染）,一些区块因能量较低，钻井过程中泥浆滤液侵入，投产不成功，通过酸化解堵能正常生产，但不可能获得高产，一般日油在5吨以内（如桩54-5），我厂绝大多数井不存在泥浆污染。因此认为钻井污染在我厂各种污染中不占主导地位。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（钻井、固井、射孔污染）,702-1,该井于2003.2.12投产，初期产量15.3/0/100%，至2月20日不出,停产前产量为6.4/5.2/20%，累计产液93m3，累计产油26吨，功图供液不足，液面无显示。现确定采用有机土酸酸化解堵。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（作业污染）,作业过程中产生的污染主要包括各种入井液、射孔杵堵、防砂等污染，防砂作业对地层产生的污染最为普遍，对地层污染程度较大，污染后液量、油量会明显下降，其他类型的作业污染由于污染程度较小，发生的频度较小，不能通过生产数据明显的反应出来。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（作业污染）,近几年在106块实施了涂料砂防砂和砾石充填防砂，防砂后一般产量都有大幅度的下降，主要原因是106块粘土含量高同时粘土中蒙脱石含量高。采用X衍射对桩106块储层粘土的主要成份进行分析。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（作业污染）,61.1,13.3,16.1,9.6,粘土总量15.4,61.1,13.3,16.1,9.6,一般粘土矿物的主要成份为高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石四种，其中高岭石、伊利石和绿泥石为非膨胀粘土矿物，在地层流体的冲刷下分散、运移产生堵塞，而蒙脱石因其独特的分子结构决定了它即可以吸水膨胀又可以分散、运移产生堵塞，因此它对地层的伤害最大，由分析结果可以看出桩106块储层粘土中主要成份为蒙脱石，因此，在作业过程中如果地面水进入地层很容易产生粘土膨胀。,速敏,储层敏感性评价结果,水敏,酸敏,碱敏,中等偏强速敏、中等水敏、中等偏强酸敏、弱碱敏。,DK=56.8,DK=62.7,DK=57.5,DK=8.6,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（作业污染）,防砂污染特点：污染半径较大。由于防砂过程中入井液用量较大，污染半径就比较大.这一点从施工压力变化可以明显看出：一是施工压力下降幅度大，二是压力下降速度慢。如：106-22-X13于2001年实施带泵酸化，主要是为了解除涂料砂防砂污染，设计酸量20m3，酸液挤进地层三分之二时压力才从7.5MPa开始下降，最后降至4.5MPa。因此对该类型的堵塞一般用酸量要大。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（作业污染）,106-21-X14,该井投产后四个月内液量较高，后因地层出砂液量急剧下降。2001年3月涂料砂防砂后液量比较低。分析认为地层存在防砂过程中产生的污染堵塞。确定采用土酸缓速酸酸化解堵。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（作业污染）,106-21-X14,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（作业污染）,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（作业污染）,1-69,该井自2002.10.25日扩射后供液不足，11.12日扩射后仍供液不足，于11.17日计关至今。经现场了解，由于射孔后溢，两次作业中均卤水压井，分析存在作业污染，为此采用有机土酸酸化，延缓反应速度，达到深部解堵目的。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（作业污染）,1-69,设计处理半径1.5米，设计总酸量16m3（考虑该井2002年9月补孔后高含水，目前射孔井段仍为油水同层，上油下水，因此设计最小酸量，解除卤水压井等污染）。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（生产污染）,根据以往酸化解堵的经验，生产污染在各种污染中占主导地位，部分井通过解除这种污染获得了高产。生产污染主要可分为结垢、颗粒运移污染两种类型。,地层水结垢是油井主要污染堵塞之一。部分井在生产过程中因近井地带的生产压差较大，导致地层水中的二氧化碳大量溢出，使地层水中的溶解性较好的碳酸氢钙大量分解为溶解性较差的碳酸钙，在近井地带形成大量的水垢堵塞，其化学反应式为：Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（结垢污染）,地层水垢污染程度完全取决于地层的离子成份，目前已知我厂易结垢区块见下表。一口井是否是结垢主要从3个方面来判断：该井是否位于易结垢区块。该块以前酸化过的油井压力变化、酸化效果。生产数据的变化。结垢造成污染堵塞，一般液量、油量都会有较大幅度的下降。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（结垢污染）,对易结垢区块的部分油井地层水进行全分析，预测结垢趋势。,饱和指数 L.I.pH-pHs,pHs=（9.3+A+B）-C-D 对结垢油井，采用土酸处理反应速度快解堵半径较小。我们采用有机盐酸加有机土酸解堵，延缓反应速度，达到深部解堵的目的，同时使地层在较长时间内保持较低的pH值，防止二次沉淀的产生。,桩1-18是油层结垢污染堵塞的比较典型的例子。该井99年5月补孔Ed5后3个月之内液量从31m3降下至13 m3，99年10月补开Ed4后8个月之内液量又从38m3降至9m3，结合桩1块水分析结果认为Ed4和Ed5在射开后因生产压差较大，地层水中的二氧化碳大量溢出，在近井地带形成大量的水垢堵塞。酸化压力18MPa降至2MPa。该井酸化后日增油22.3吨，目前已累计增油10000吨以上。结垢井酸化后容易出现高产井。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（结垢污染）,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（结垢污染）,1-18,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（结垢污染）,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（结垢污染）,202-4,该井2002年10月检泵、填砂、注灰后生产正常，动液面井口。2003年1月下旬产量下降明显，至1月29日量油不出，憋压不起，功图供液不足，液面无显示，计关至2月16日开井，8小时后液面由井口降至无显示，供液不足关井。2003年2月实施酸化、认为存在生产污染，确定采取带泵酸化，用盐酸预处理，有机土酸处理，以解除地层堵塞。酸化后日增油21吨。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（颗粒运移污染）,在生产过程中粘土、细纱等颗粒随流体运移在储层空隙结构喉道、砾石充填层及金属滤内外堆积，产生堵塞。这些可以移动并产生堵塞的粘土和细纱通称为细粒（粒径小于64微米）。颗粒运移污染堵塞在油井中普遍存在，能够比较直观体现运移污染的是金属滤污染堵塞。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（颗粒运移污染）,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（颗粒运移污染）,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（颗粒运移污染）,106-19-X7,该井2002年7月投产后液量较低，带泵酸化前试挤压力高于20MPa 并继续上涨，未实施酸化。2002年7月23日探冲砂下滤时发现砂埋油层（砂面1343.9米，冲出地层砂1.8方）。下滤后一直低液量生产，目前以56*800*3*5参数生产，.8/0.4/88.9，功图供液不足，液面779米。分析认为地层存在一定污染堵塞，确定缓速酸加土酸带泵酸化,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（颗粒运移污染）,106-19-X7,除以上污染堵塞以外，含有其它类型的污染，如：乳状液、润湿反转（沥青石蜡沉淀引起）、水堵（近井地带含水饱和度增大引起）等等。总之，污染类型十分复杂，并且随时都有可能发生：洗井时、冲砂、压井时等等。认识它们可以有效防止，同时为解堵液的选择提供可靠依据。,桩西厂近几年酸化情况-2.我厂油井主要污染类型（污染污染）,桩西厂近几年酸化情况-3.解堵液的选择,解堵液选择对污染是否能够解除或者说能否彻底解除是十分重要的。虽然对储层污染的判断十分重要，但是污染类型不是选择酸液配方的唯一依据，选择酸液配方另一个重要依据是储层的岩性，污染物相对储层胶结物来说总量要小得多。,桩西厂近几年酸化情况-3.高渗区块解堵液的选择,由于粘土颗粒体积小，它与土酸的接触面积远远高于与砂粒的接触面积，因此，HF与土酸的反应是在瞬间完成的，砂粒与土酸反应速度较慢。桩106块储层粘土含量高，当酸液进入地层时优先与粘土反应，并且反应速度块，在较短的时间内把酸液消耗掉，使残酸的PH值迅速上升，容易产生Na2SiF6、K2SiF6等二次沉淀，影响酸化效果，因此，对于桩106块高泥质含量疏松砂岩在选择解堵液时，尤其要考虑解决酸液与储层矿物反应产生二次沉淀的问题。目前在桩106块主要使用FGH缓速酸土酸进行酸化，在引进缓速酸之前我们在室内做了大量的评价实验，并结合粘土矿物分析、敏感性评价和金属滤解剖分析结果以及现场试用效果，对FGH酸液配方进行了调整，然后在桩106块推广应用。,桩西厂近几年酸化情况-3.高渗区块解堵液的选择,A、溶蚀率测定。根据有关资料及近几年使用的酸液采用5种配方进行实验，取一定量的酸液和岩芯，测定不同酸液配方在不同时间下的溶蚀率，绘制曲线。,桩西厂近几年酸化情况-3.高渗区块解堵液的选择,由图可以看出当HF浓度增大时反应速度加快，溶蚀率升高，HF浓度过大时与储层过度反应容易破坏近井地带地层骨架也容易产生二次沉淀（一般HF浓度选用12），因此即使对桩106块这样高泥质含量砂岩也不易采用HF浓度过高的土酸进行酸化。,B、测定残酸PH值变化。酸化后如果残酸PH值上升过快，酸液溶解污染物和矿物后的产物就会再次沉淀重新堵塞孔道，因此研究残酸的PH值变化规律对酸液的选择十分重要。本次实验采用表4中的2号（主要成份为土酸）和5号（缓速酸）酸液配方，取一定量的岩芯测定溶蚀后残酸PH值的变化，绘制曲线（见图）。,桩西厂近几年酸化情况-3.高渗区块解堵液的选择,残酸PH值变化曲线,防止 Na2SiF6 K2SiF6 Na2AlF6 K2SiAl6 CaCl2,综合上述几点，缓速酸相对于土酸更适合桩106高泥质疏松砂岩使用，另外，缓速酸中的氟硼酸对膨胀性粘土有较强的“脱敏”作用，它与粘土结构中的铝生成氟铝酸盐络离子而使其溶解，从而在粘土表面形成硅和硼的玻璃涂层，对粘土进行固定使其不能膨胀和运移。在应用中我们用缓速酸与土酸配合使用，这样可以用土酸把缓速酸推得更远，扩大酸化半径，节约酸液成本。,桩西厂近几年酸化情况-3.高渗区块解堵液的选择,桩西厂近几年酸化情况-3.低渗区块解堵液的选择,解堵液选择一般采用岩心流动实验，在进行实验之前一般要进行储层物性分析、储层敏感性评价等工作。近几年我厂-,桩西主要低渗区块储层矿组成分析结果,桩西厂近几年酸化情况-3.低渗区块解堵液的选择,桩西主要低渗区块储层敏感性评价结果,桩西厂近几年酸化情况-3.低渗区块解堵液的选择,桩西厂近几年酸化情况-3.解堵液的选择,酸液和残酸对管、杆、泵腐蚀速度测定,C、腐蚀速度测定。目前酸化井有很大一部分采用带泵酸化，因此对酸化缓蚀剂提出更高的要求，测定了表4中不同配方的腐蚀速度,可以看出酸液及残酸对钢材的腐蚀速度低于标准要求.,20012002年对以前进行酸化的143口油井资料进行整理，对不同酸液配方对不同储层酸化效果进行归类分 酸液配方优选,962002年油井解堵液效果统计,通过以上相关分析研究及对已酸化井效果归纳，从酸化解堵角度把我厂各种储层归为以下四类,桩西厂近几年酸化情况-3.解堵液的选择,对酸量大小的影响因素包括：油层厚度。射孔厚度。孔隙度。污染类型。是否有底水。由于目前不能准确的判断各种污染的半径，酸液用量的确定主要依据以上5个方面，油层厚度、射孔厚度、孔隙度大、污染严重则酸液应加大，如果有底水或油水同层则应减小酸液用量，以防酸化后高含水。,酸化过程中的一些问题,桩西厂近几年酸化情况,酸化基本原理,酸化过程中的一些问题,1.使用清水配制酸液，严禁使用污水配制。,原因两方面：温度高反应速度快，氟硼酸分 解速度增加300倍。温度，腐蚀速度加快。清水干净，污油、悬浮固体。,酸化过程中的一些问题,2 4 6 8小时,水解度,桩西厂近几年酸化情况-3.解堵液的选择,残酸PH值变化曲线,防止 Na2SiF6 K2SiF6 Na2AlF6 K2SiAl6 CaCl2,酸化过程中的一些问题,1.使用清水配制酸液，严禁使用污水配制。,原因两方面：温度高反应速度快，氟硼酸分 解速度增加300倍。温度，腐蚀速度加快。清水干净，污油、悬浮固体。,酸化过程中的一些问题,2、酸化施工后，及时排酸彻底。现场挖土池子，混排出口管线用硬管线，出口用地锚固定。气比较大的井尽量不混排。,人工井底 3421.2,尾深3373,3364.6 S1-23379.3,酸化过程中的一些问题,3、池、罐应提前清洗干净，不能有油污、泥土。,4、其他方面：安全方面,不妥之处请批评指正！,
