采油厂长2 油层酸化解堵工艺的应用.doc
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1、子长采油厂长2 油层酸化解堵工艺的应用摘要子长采油厂长2 油层酸化解堵工艺应用摘要:酸化是油气井增产、注入井增注的又一项有效的措施。其原理是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,从而达到油气井增产、注入井增注的目的。酸化按照工艺的不同可分为酸洗、基质酸化和压裂酸化(也称酸压)三大类。子长采油厂长2 油层从1997年开始大规模开发, 2001年进行转注试验, 随着开采年限的增加,,地层压力逐步下降,近井地带结垢严重。本文主要介绍碳酸盐岩和砂岩油气层的酸化原理、工艺方法、酸化用酸和添加剂的特性。并且将该酸化工艺在子长油田地区进行了应用,施
2、工后增产、增注十分明显,取得了良好的效果。关键词:酸化、酸洗、基质酸化、压裂酸化 Ganguyi Oil Field resolve the acid blocking the application processAbstract:Acidification is the production of oil and gas wells, injection wells by a further injection of effective measures. The principle adopted is the acid rock formation cement or pores, c
3、racks, etc. within the plug of the dissolution and dissolution,sestore or enhance the cracks and pore formation permeability, so as to achieve production of oil and gas wells, injection wells by the purpose of Note. According to the acidification process can be divided into different pickling, the m
4、atrix acidizing and fracturing acid (also known as acid pressure) three categories.In this paper, carbonate rocks and sandstone layer of oil and gas acidification principle of methods, with acidification of acid and additives, and the acidification of Ganguyi oilfield in the areas of application, af
5、ter the construction of production is very clear, have achieved good results.Keywords: acidizing ,pickling,matrix acidizing,fracturing and acidizing目 录1 前 言- 1 -1.1目的及意义- 1 -1.2应用现状及前景- 1 -1.3研究方法- 2 -2酸化解堵工艺的基本原理- 3 -2.1油层酸化概述- 3 -2.2酸岩反应机理- 3 -2.2.1地层岩性和矿物成分- 3 -2.2.2酸岩反应的基本理论- 5 -2.2.3盐酸酸岩反应机理- 6
6、 -2.2.4土酸酸岩反应机理- 6 -2.3酸化解堵工艺的增产原理- 7 -2.3.1碳酸盐岩基质酸化增产原理- 7 -2.3.2碳酸盐岩储层酸压增产原理- 8 -2.3.3砂岩储层基质酸化增产原理- 8 -3 酸液与添加剂的选择以及用量计算- 10 -3.1酸液与添加剂- 10 -3.1.1常用酸- 10 -3.1.2添加剂- 10 -3.2酸液类型- 12 -3.3酸液及添加剂用量计算- 12 -3.3.1浓酸用量计算- 12 -3.3.2添加剂用量计算- 13 -4 子长采油厂长2油层酸化解堵工艺的应用- 14 -4.1子长采油厂长2油层地质概况- 14 -4.2 酸化施工工艺流程-
7、15 -4.3 实际应用与效果分析- 16 -4.3.1子长采油厂8319井酸化施工过程介绍- 16 -4.3.2应用效果分析- 17 -5 结束语- 18 -参 考 文 献- 19 -1 前 言1.1目的及意义目前,石油工业发展所面临的主要问题是,怎样才能在现有的油田区块内开采出更多的石油,因此提高油井的采收率是当前油气前开发的首要课题。注水、压裂、酸处理等方法都是在油气田开发中常用的增产措施,根据不同的油井和油层采取不同的方法,从而达到提高油井采收率的目的。本文将主要对酸化技术进行介绍和阐述,分析其主要的原理、方法,以及在砂岩油田的现场施工过程和应用效果。1.2应用现状及前景油层酸化是碳酸
8、岩油藏油、气井的重要增产措施,也是砂岩油藏的油、水井解堵、增产增注的一项有效措施,而且随着工艺技术的发展,油层酸化的应用越来越广泛,例如:在修井措施中,可用酸液作前置液、破乳剂、破胶剂、预洗液等,以保证修井施工的顺利进行和取得良好的结果。酸化解堵工艺目前在国内各大砂岩油田应用十分广泛。海上绥中361油田某一井区,由于钻井泥浆污染等原因,投产之后,产油量没有达到设计要求。经过井底取样和对岩心的化验分析,采用盐酸加氟硼酸的混合液进行酸化之后,油井平均日产量增加一倍以上,产油量大大超过设计指标,取得良好效果。在晋45砂岩油田开发过程中,结合储层特点和油水井表皮堵塞特点,发展和优选了酸化工艺技术,即开
9、发前期应用普通土酸酸化进行表皮解堵;中期应用自生土酸进行重复深度酸化;后期进行暂堵酸化。该技术已在晋45砂岩油田经过多井次现场应用,增产、增注效果明显。原文留油田文16断块储层渗透率低(210-36010-3m2),温度高(123130),长石含量高,油井重复酸化效果差、有效期短,分析了用土酸或含(潜在)氢氟酸的酸液处理砂岩储层造成的各种伤害,在现场试验中将有机缓速酸体系用于4口井的进行酸化,均获得了良好的增油效果。由此可以看出,酸化解堵是一项具有着良好前景和广泛的推广意义的油井增产工艺措施。1.3研究方法本文对酸化技术的原理和方法进行了详细的介绍,并且将其运用到延长油田股份有限公司子长采油厂
10、长2 油层砂岩区块当中进行酸化处理,对该区块作了详细的研究分析。2酸化解堵工艺的基本原理2.1油层酸化概述油层酸化是碳酸岩油藏油、气井的重要增产措施,也是砂岩油藏的油、水井解堵、增产增注的一项有效措施,而且随着工艺技术的发展,油层酸化的应用越来越广泛。酸化工艺按其施工方法目前有酸洗、基质酸化和压裂酸化三大类。酸洗是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;基质酸化是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渗透性;酸压(酸化压裂)是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
11、蚀形成高导流能力的裂缝。2.2酸岩反应机理2.2.1地层岩性和矿物成分(1)碳酸盐岩碳酸盐岩分布较广,它既可生油,又可储油,目前世界上近一半的油、气田属碳酸盐岩型。在我国,华北和西南地区碳酸盐岩地层都很发育。碳酸盐岩根据方解石和白云石的相对含量,可分为两大类型(见表2.1);方解石含量大于50%者属石灰岩类,白云石含量大于50%者属白云岩类。表2.1 碳酸盐岩成分分类岩石类型矿物成分含量,%方解石白云石石灰岩类石灰岩90100100含白云质灰岩75902510白云质灰岩50755025白云岩类灰质白云岩25507550含灰质白云岩10259075白云岩01010090 (2)砂岩砂岩是碎屑岩中
12、分布最广泛的一类,它是主要的储油岩层,我国已发现的油田中大都是砂岩储油,世界上约有50%的油田为砂岩储油;砂岩的物质成分主要是碎屑物质、胶结物及少量重矿物,砂岩的主要碎屑成分是石英、长石、岩屑,三者含量占砂岩碎屑总量的90%以上,依据砂岩中这三种成分含量的比例可将砂岩分成三大类七小类,见表2.2。表2.2 砂岩成分分类名称石英含量,%长石含量,%岩屑含量,%石英砂岩类石英砂岩80100010010长石质石英砂岩65901025 10岩屑质石英砂岩6590 101025长石岩屑质石英砂岩508010251025长石类长石砂岩075 25 10岩屑质长石砂岩065 251025岩屑砂岩类岩屑砂岩0
13、75 10 25(3)常见矿物化学分子式常见矿物化学分子式见表2.3。表2.3 常见矿物化学分子式成分矿物化学分子式石英SiO2长石正长石Si3AlO8K钠长石Si3AlO8Na斜长石Si23Al12O8(Na,Ca)云母黑云母(AlSi3O10)K(Mg,Fe)3(OH)2白云母(AlSi3O10)KAl2(OH)2绿泥石(AlSi3O10)Mg5(Al,Fe)(OH)8粘土高岭石Al4(Si4O10)(OH)8伊利石Si4xAlxO10(OH)2KxAl2蒙脱石(1/2Ca,Na)0.7(AlMg,Fe)4(Si,Al)8O20(OH)4nH2O碳酸盐方解石CaCO3白云石CaMg(CO3
14、)2铁白云石Ca(Fe,Mg)(CO3)2硫酸盐石膏CaSO42H2O硬石膏CaSO4其他盐NaCl氧化铁FeO,Fe2O3,Fe3O42.2.2酸岩反应的基本理论在酸化施工的特定条件下,酸液与岩石的化学反应只能在固液截面上发生。反应的实质是酸中的氢离子与岩石矿物反应生成金属离子。如: HCL=H+CL 21 2H+CaCO3=Ca2+H2O+CO2 22所以,保证持续反应的条件为: 反应中酸液要持续离解出氢离子; 离解出的氢离子不断向固相界面运动; 运动到固相界面的氢离子与岩石矿物发生化学反应; 反应产物金属离子离开界面。2.2.3盐酸酸岩反应机理盐酸多用于碳酸盐地层及含碳酸盐成分较高的砂岩
15、地层酸化处理。其反应机理是盐酸与地层中的碳酸盐反应,生成可溶性盐类。盐酸对石灰岩反应式:CaCO3+2HCL=CaCL2+CO2+H2O 23盐酸对白云岩反应式:CaMg (CaCO3)2+4HCL=CaCL2+MgCL2+2CO2+2 H2O 24反应生成物CaCL2和MgCL2都可溶于水,CO2为气体,酸化后通过自喷或抽汲排液,就可以将反应后的残酸液,包括溶解在其中的盐类返排至地面。2.2.4土酸酸岩反应机理盐酸与氢氟酸的混合液称为土酸。土酸应用于碳酸盐含量较低、泥质成分较高的砂岩地层酸化处理。土酸反应机理是混合酸中的盐酸溶解地层中的碳酸盐类胶结物和部分铁质、铝质,氢氟酸溶解地层中硅酸盐矿
16、物和粘土。氢氟酸对石英砂的化学反应式:SiO2+4HF=SiF4+2H2O 25SiO2+6HF= H2SiF6+2H2O 26氢氟酸与硅酸盐矿物的化学反应式:Na4SiO4+8HF= SiF4+4NaF+4 H2O 27 氢氟酸与泥质砂岩的化学反应式:CaAL2Si2O8+16HF=CaF2+ 2ALF3+ 2SiF4+8 H2O 28 氢氟酸与碳酸盐的化学反应式:CaCO3+2HF= CaF2+ CO2+ H2O 29CaMg (CaCO3)2+4HF= CaF2+ MgF2+ 2CO2+ 2H2O 210在氢氟酸与砂岩矿物的化学反应过程中,会生成CaF2和MgF2沉淀,若不进行处理,会对
17、地层形成二次伤害。为解决这一矛盾,在土酸处理前,应预先进行盐酸处理,生成可溶于水的CaCL2和MgCL2。2.3酸化解堵工艺的增产原理酸化就是一切以酸作为工作液对油气(水)井进行的增产(注)措施的统称。酸化处理是油、气、水井的有效增产措施之一,它可以解除或者缓解完井及生产过程中,完井液或注水管线腐蚀后生成的氧化铁和细菌繁殖对地层的污染堵塞。它是利用酸液能溶解地层中的酸溶性矿物质和外来物质,溶蚀地层中孔隙或天然(水力)裂缝壁面岩石矿物的特性,增加地层中孔隙、裂缝的流动能力,改善油、气、水的流动状况,从而达到增加油、气井产量和注水井注入量的目的。2.3.1碳酸盐岩基质酸化增产原理(1)碳酸盐岩储层
18、低产原因在钻井、完井作业中,由于钻井液、完井液的污染而降低近井地带储层渗透率,当污染严重时,将堵塞储层的缝洞。近井地带的缝洞被次生方解石充填,渗透性降低。由于地层裂缝发育不均,井位恰好位于缝洞不发育的低渗透带。(2)增产原理钻井、完井过程中,泥浆中的粘土颗粒、岩屑等沉积在井壁周围形成泥饼,或沿缝洞浸入地层而造成堵塞,虽然堵塞范围通常只限于近井地带,但却严重降低储层的天然渗透能力。碳酸盐岩储层酸化通常采用盐酸液。盐酸可直接溶蚀碳酸盐岩和堵塞物从岩石表面剥蚀下来。在低于地层破裂压力的泵注压力下,酸液首先进入近井地带高渗透区(大孔隙或缝洞),依靠酸液的化学溶蚀作用在井筒附近形成溶蚀孔道,从而解除近井
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