壓裂酸化設(shè)備簡(jiǎn)介

壓裂酸化設(shè)備簡(jiǎn)介第1頁(yè)/共46頁(yè)分二部分一、壓裂現(xiàn)場(chǎng)工藝技術(shù)簡(jiǎn)介二、酸化現(xiàn)場(chǎng)工藝技術(shù)簡(jiǎn)介第2頁(yè)/共46頁(yè)壓裂基礎(chǔ)知識(shí)壓裂：依靠地面注入設(shè)備，以高于儲(chǔ)層吸收能力的排量向地層注入流體，在儲(chǔ)層中產(chǎn)生裂縫，在裂縫中填入一定量的支撐劑，形成高導(dǎo)流能力的流動(dòng)通道。壓裂的目的：加快石油流體的產(chǎn)率壓裂的增產(chǎn)機(jī)理：減少流體流動(dòng)的阻力，改善近井地帶的滲流環(huán)境。（向井流線性流）第3頁(yè)/共46頁(yè)壓裂基礎(chǔ)知識(shí)向井流線性流流動(dòng)方向改變示意圖第4頁(yè)/共46頁(yè)壓裂基礎(chǔ)知識(shí)裂縫的形狀：二維模型：PKN與GDK

項(xiàng)目PKNGDK垂直剖面橢園形狀矩形水平剖面拋物線形橢園形裂縫形態(tài)長(zhǎng)而窄短而寬第5頁(yè)/共46頁(yè)P(yáng)KNGDK第6頁(yè)/共46頁(yè)壓裂基礎(chǔ)知識(shí)

普通三維模型沒(méi)有對(duì)裂縫方位作假設(shè)；適合于研究水力裂縫起裂的細(xì)節(jié)平面三維模型假設(shè)裂縫是平面的，其方向與最小主應(yīng)力方向垂直；適應(yīng)研究裂縫的主體在起裂地層以外或壓裂液垂向流動(dòng)比水平流動(dòng)更強(qiáng)烈的情況擬三維模型以單元為基礎(chǔ)對(duì)裂縫形態(tài)進(jìn)行研究三維模型：第7頁(yè)/共46頁(yè)壓裂施工的基本步驟壓裂組織流程：壓裂地質(zhì)方案壓裂工程設(shè)計(jì)壓裂準(zhǔn)備（井場(chǎng)準(zhǔn)備、配液、備砂）壓裂施工壓裂資料交接壓裂評(píng)價(jià)考核壓裂現(xiàn)場(chǎng)施工流程：井場(chǎng)壓裂設(shè)備布置壓裂高低壓管線連接走泵排空井口、管線試壓注入前置液注入攜砂液注入替置液施工結(jié)束第8頁(yè)/共46頁(yè)儲(chǔ)液罐砂罐低壓管匯混砂車供液管匯壓裂泵車高壓管匯監(jiān)控車壓裂井口壓裂施工現(xiàn)場(chǎng)示意圖第9頁(yè)/共46頁(yè)壓裂現(xiàn)場(chǎng)第10頁(yè)/共46頁(yè)第11頁(yè)/共46頁(yè)第12頁(yè)/共46頁(yè)2500型壓裂泵車壓裂施工主要設(shè)備簡(jiǎn)介第13頁(yè)/共46頁(yè)2500型壓裂泵第14頁(yè)/共46頁(yè)外型尺寸：10.94×2.6m×4.05m

額定最大排量：15.9m3/min額定最大輸砂：10909Kg/min工作液最大含砂濃度：1820Kg/?添加支撐劑、為壓裂泵車供液、添加化學(xué)添加劑第15頁(yè)/共46頁(yè)外型尺寸：10.8×2.5m×3.97m液吊最大吊重：8000Kg試壓泵最高試驗(yàn)壓力：103.4MPa3″高壓管匯最大推薦排量：2.86m3/min（18bbl/min）第16頁(yè)/共46頁(yè)外型尺寸：11m×2.6m×3.7m罐有效容量：7.5m3最高工作壓力：103.4MPa最大液氮排量：97.96l/min最大氮?dú)馀帕浚?01.2Nm3/min

第17頁(yè)/共46頁(yè)采集施工參數(shù)、控制壓裂泵車第18頁(yè)/共46頁(yè)第19頁(yè)/共46頁(yè)壓裂施工曲線第20頁(yè)/共46頁(yè)供液車第21頁(yè)/共46頁(yè)第22頁(yè)/共46頁(yè)水力壓裂控制縫高技術(shù)1、影響裂縫幾佑形態(tài)因素有：*流體的粘度和密度。*支撐劑濃度。*施工排量。*射孔孔眼位置分布2、垂直裂縫即可以向上延伸主要因素是：*可向下延伸。*控制裂縫向上延伸在壓裂液的前置液中加入漂浮暫堵劑，在裂縫頂部形成一個(gè)低滲透層，改變壓裂過(guò)程中裂縫頂部應(yīng)力狀態(tài)，堵塞裂縫向上延伸通道。*暫堵劑是固體顆粒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)油造成傷害由于裂縫在吉壁附近處延伸高度最大*在裂縫形成的早期就必須加以控制。第23頁(yè)/共46頁(yè)第24頁(yè)/共46頁(yè)煤層氣壓裂配套技術(shù)*煤層氣是一種儲(chǔ)存于煤層及其鄰近巖層中的天然氣。*是我國(guó)尚待開(kāi)發(fā)的重要天然氣資源。*煤層氣在煤田開(kāi)采中，一直被視為災(zāi)害氣體。*以美國(guó)為代表的煤層氣開(kāi)發(fā)已形成工業(yè)開(kāi)采，年產(chǎn)量超過(guò)2000億m3，*我國(guó)是一個(gè)煤碳大國(guó)，目前正在進(jìn)行勘探和開(kāi)以應(yīng)用研究，但最關(guān)鍵的技術(shù)之一就是煤層改造工藝技術(shù)。*煤層特點(diǎn)：①煤層的原始滲透性一般都比較差，主要導(dǎo)流能力的主要是煤層的原生和次生裂隙。②這些裂隙的連通性受多種因素響很難相互溝通，這注需要改造。③最常用的改造方法，是壓裂和洞穴應(yīng)力釋入法。第25頁(yè)/共46頁(yè)CO2壓裂特點(diǎn)與應(yīng)用范圍泡沫由氣液兩相組成，具有靜液柱壓力低、濾失量小、攜砂性能好、助排能力強(qiáng)、對(duì)地層傷害小等特點(diǎn)。泡沫壓裂特別適合于低滲透、低壓及水敏地層的油氣藏改造。N2－－泵注時(shí)為氣體，井口形成泡沫CO2－－泵注時(shí)為液體，在井底或地層中氣化，形成泡沫。CO2泡沫液優(yōu)點(diǎn)：

CO2與水反應(yīng)生成碳酸使體系的pH值降低，減少了對(duì)地層的傷害，也降低了壓裂液的表面張力，有助于壓后返排。第26頁(yè)/共46頁(yè)第27頁(yè)/共46頁(yè)第二部分：酸化工作概況及其配套工藝技術(shù)一、酸化基礎(chǔ)知識(shí)二、灰?guī)r酸化技術(shù)三、砂巖酸化技術(shù)第28頁(yè)/共46頁(yè)基質(zhì)酸化(孔隙酸化，常規(guī)酸化)

原理：不壓破地層的情況下將酸液注入地層孔隙(晶間，孔穴或裂縫)的工藝。利用酸液溶解砂巖孔隙及喉道中膠結(jié)物和堵塞物,改善儲(chǔ)層滲流條件,提高油氣產(chǎn)能。目的：解堵。特點(diǎn)：不壓破地層。第29頁(yè)/共46頁(yè)壓裂酸化

原理：壓破地層的情況下將酸液注入溶蝕裂縫壁面形成溝槽的工藝。利用裂縫壁面的不整合,建立高導(dǎo)流通道，改善儲(chǔ)層滲流條件,提高油氣產(chǎn)能。目的：改善滲流環(huán)境特點(diǎn)：壓破地層。第30頁(yè)/共46頁(yè)基質(zhì)酸化酸化增產(chǎn)原理1、酸液進(jìn)入孔隙或裂隙與巖石發(fā)生反應(yīng)，溶蝕孔壁或縫壁，增大孔隙體積，擴(kuò)大裂縫寬度，改善流體滲流條件。

2、酸液溶蝕孔道或裂縫中的堵塞物，或破壞堵塞物的結(jié)構(gòu)使之解體，然后隨殘酸液一起排出地層，起到疏通流道的作用，恢復(fù)地層原始滲透能力。第31頁(yè)/共46頁(yè)壓裂酸化增產(chǎn)原理1、酸溶蝕壓開(kāi)的人工裂縫，形成大大高于地層原始滲透率的酸蝕裂縫，提高油氣滲流能力。2、酸蝕裂縫溝通高滲透裂縫帶，擴(kuò)大泄流面積3、酸液進(jìn)入裂縫壁面孔隙或裂隙與巖石發(fā)生反應(yīng)，溶蝕孔壁或微縫壁，改善流體向裂縫滲流條件。4、酸液溶蝕孔道或裂縫中的堵塞物，或破壞堵塞物的結(jié)構(gòu)使之解體，疏通流道，恢復(fù)地層原始滲透能力。第32頁(yè)/共46頁(yè)酸化壓裂與加砂壓裂的關(guān)系1、完全不同的兩種工藝（傳統(tǒng)增產(chǎn)措施）2、使用的液體不同3、形成高滲透裂縫的原理不同4、對(duì)地層的適應(yīng)性不同（酸壓只用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層）5、增產(chǎn)原理相似6、使用的施工工藝相似7、使用的設(shè)備相似第33頁(yè)/共46頁(yè)碳酸鹽酸化1.碳酸鹽礦物分類方解石：碳酸鈣礦物。白云石：碳酸鈣礦物和碳酸鎂礦物的比為1：1。2.碳酸鹽礦物物理性質(zhì)

雙重孔隙或滲透率不均勻分布。3.碳酸鹽酸化特點(diǎn)

常選用鹽酸，其目的是溶解基質(zhì)和旁通傷害物。第34頁(yè)/共46頁(yè)碳酸鹽酸化

碳酸鹽酸化一般用鹽酸，其目的是產(chǎn)生高導(dǎo)流能力的通道（也稱酸蝕孔洞），以旁通傷害物或存在低滲透裂縫性油層中被堵塞的裂縫。 為解決地層溫度高于205℃情況下的腐蝕問(wèn)題，可用有機(jī)酸代替鹽酸?？赏ㄟ^(guò)鹽酸乳化形成微乳液，降低酸與巖石的接觸面積，可達(dá)到深穿透的目的，此種情況下，在酸的有效作用范圍內(nèi)孔隙尺寸均勻增加，無(wú)酸蝕孔洞的產(chǎn)生。 第35頁(yè)/共46頁(yè)碳酸鹽酸化有機(jī)酸的使用甲酸和乙酸可一起使用，但常僅選用一種酸；可將有機(jī)酸和鹽酸混合使用；有機(jī)酸與巖石的反應(yīng)比鹽酸更均勻，但需要的液量較大。溶解單位體積的巖石所需的有機(jī)酸的費(fèi)用大大高于所用鹽酸的費(fèi)用，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮作業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；第36頁(yè)/共46頁(yè)碳酸鹽酸化酸化反反應(yīng)過(guò)程 鹽酸與碳酸鹽礦物的反應(yīng)，包括以下步驟： （1）氫離子（H+)傳遞到礦物表面； （2）離子與礦物反應(yīng)； （3）反應(yīng)產(chǎn)物從礦物表面?zhèn)鬟f到本體溶液。 若這些步驟中的某一步驟比其它步驟慢，則這一步驟決定整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)速度，并被稱作決速步驟。第37頁(yè)/共46頁(yè)酸巖反應(yīng)步驟1、酸至反應(yīng)壁面的傳遞

2、表面反應(yīng)

3、反應(yīng)產(chǎn)物離開(kāi)表面酸分子巖面濾失第38頁(yè)/共46頁(yè)三維徑向酸蝕孔洞形式的實(shí)驗(yàn)?zāi)M（據(jù)Daccord和Lenormand。1987）第39頁(yè)/共46頁(yè)砂巖酸化砂巖儲(chǔ)層的酸化通常不進(jìn)行酸壓：砂巖儲(chǔ)層的膠結(jié)疏松，酸壓可能由于大量溶蝕，致使巖石松散，引起油井過(guò)早出砂；酸壓可能壓破地層邊界以及水、氣層邊界，造成地層能量虧空和過(guò)早見(jiàn)水、見(jiàn)氣；由于酸沿縫壁均勻溶蝕巖石，不能形成溝槽，酸壓后裂縫大部閉合，形成的裂縫導(dǎo)流能力低，且由于用土酸酸壓可能產(chǎn)生大量沉淀物堵塞流道。砂巖一般只做解堵酸化。第40頁(yè)/共46頁(yè)砂巖酸化砂巖儲(chǔ)層酸化主要使用土酸，即HF和HCl的混合液，其它使用的多數(shù)酸液，如氟硼酸、濃縮土酸、膠束土酸、互溶土酸、地下生成酸等，其主體部分都是HF、HCl，都是利用HCl溶解砂巖儲(chǔ)層中的鈣質(zhì)成分，利用HF溶解砂巖中其它膠結(jié)物或基質(zhì)。第41頁(yè)/共46頁(yè)酸液添加劑添加劑對(duì)于油井，在前置液或酸中加入互溶劑可使地層變?yōu)樗疂?rùn)濕，這有助于處理與巖石更充分地接觸；酸用緩蝕劑和增效劑用于保護(hù)管柱。表面活性劑和破乳劑也是必要的，它們的作用為降低處理液和油藏流體間的界面張力和防止乳化；抗渣劑、防垢劑和鐵離子穩(wěn)定劑的使用可克服特殊的問(wèn)題；混合添加劑，不同組分間的配伍性和它們與井底條件的配伍。第42頁(yè)/共46頁(yè)常規(guī)酸化工藝常用工序：

1.洗井，用1－2m3HCl正替入油管后用清水正洗井目的：清除管壁臟物及鐵銹2.注前置液：鹽酸作預(yù)處理目的：溶解碳酸鹽巖類礦物，防止CaF2

頂走地層水，防止Na2SiF6、K2SiF6清洗近井帶油垢保持較低的pH值第43頁(yè)