油井增產(chǎn)措施

油井增產(chǎn)措施第1頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、油氣井增產(chǎn)、水井增注途徑1.提高或恢復(fù)地層滲透率2.保持壓力增加地層能量3.降低井底回壓4.降低原油粘度1.水力壓裂HydraulicFracturing2.酸化Acidizing3.爆炸Explosion4.其它三、油氣井增產(chǎn)和水井增注方法第2頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、各類儲(chǔ)層中增產(chǎn)方法的使用砂巖儲(chǔ)層SandstoneFormation水力壓裂、基質(zhì)酸化碳酸鹽巖儲(chǔ)層

水力壓裂、基質(zhì)酸化、酸壓特低滲堅(jiān)硬儲(chǔ)層

高能氣體壓裂五、水力壓裂、酸化的作用在勘探階段---增加工業(yè)可采儲(chǔ)量在開發(fā)階段---油氣井增產(chǎn)---水井增注---調(diào)整層間矛盾改善吸水剖面---二次和三次采油中應(yīng)用控制井噴其它---煤層氣開采---工業(yè)排污第3頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月利用100%的液體二氧化碳和石英砂進(jìn)行壓裂，無(wú)水無(wú)任何添加劑，壓后壓裂液幾乎完全排出地層，可避免地層傷害。其關(guān)鍵技術(shù)是混合砂子進(jìn)入液體二氧化碳中的二氧化碳混合器。適用于對(duì)驅(qū)替液、凍膠或表面活性劑的傷害敏感的地層，適合的儲(chǔ)層包括滲水層、低壓層及有微粒運(yùn)移的儲(chǔ)層以及水敏性儲(chǔ)層。壓裂的定義：用壓力將地層壓開一條或幾條水平的或垂直的裂縫，并用支撐劑將裂縫支撐起來(lái)，減小油、氣、水的流動(dòng)阻力，溝通油、氣、水的流動(dòng)通道，從而達(dá)到增產(chǎn)增注的效果。壓裂的種類：(根據(jù)造縫介質(zhì)不同)水力壓裂高能氣體壓裂干法壓裂利用特定的發(fā)射藥或推進(jìn)劑在油氣井的目的層段高速燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，壓裂地層形成多條自井眼呈放射狀的徑向裂縫，清除油氣層污染及堵塞物，有效地降低表皮系數(shù)，從而達(dá)到油氣井增產(chǎn)的目的的一種工藝技術(shù)。第4頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月利用地面高壓泵組，將高粘液體以大大超過(guò)地層吸收能力的排量注入井中，在井底憋起高壓；當(dāng)此壓力大于井壁附近的地應(yīng)力和地層巖石抗張強(qiáng)度時(shí)，在井底附近地層產(chǎn)生裂縫；繼續(xù)注入帶有支撐劑的攜砂液，裂縫向前延伸并填以支撐劑，關(guān)井后裂縫閉合在支撐劑上，從而在井底附近地層內(nèi)形成具有一定幾何尺寸和導(dǎo)流能力的填砂裂縫，使井達(dá)到增產(chǎn)增注目的工藝措施。水力壓裂：水力壓裂的工藝過(guò)程：憋壓造逢裂縫延伸充填支撐劑裂縫閉合第5頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)降低了井底附近地層中流體的滲流阻力：裂縫內(nèi)流體流動(dòng)阻力小。水力壓裂增產(chǎn)增注的原理:(1)改變流體的滲流狀態(tài)：使原來(lái)徑向流動(dòng)改變?yōu)橛蛯优c裂縫近似的單向流動(dòng)和裂縫與井筒間的單向流動(dòng)，消除了徑向節(jié)流損失，降低了能量消耗。第6頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖7-1裂縫形成過(guò)程示意圖a—形成井底高壓b—產(chǎn)生裂縫c—注入支撐劑d—壓裂前為徑向流e—壓裂后為單向流

第7頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油氣層水力壓裂示意圖S1S2S3S4壓裂壓裂第8頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月水力壓裂控制井噴

S1S2S3S4壓裂第9頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月造縫機(jī)理裂縫形成條件裂縫的形態(tài)裂縫的方位井網(wǎng)部署提高采油速度提高原油采收率所以，有利的裂縫狀態(tài)及參數(shù)能夠充分發(fā)揮其在增產(chǎn)、增注的作用。第10頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓裂液壓裂液任務(wù)：破裂地層、造縫、降溫作用。一般用未交聯(lián)的溶膠。攜帶支撐劑、充填裂縫、造縫及冷卻地層作用。必須使用交聯(lián)的壓裂液(如凍膠等)。末尾頂替液：替液入縫，提高攜砂液效率和防止井筒沉砂。前置液攜砂液頂替液中間頂替液：攜砂液、防砂卡；第11頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓裂液類型水基壓裂液：油基壓裂液：泡沫壓裂液：用水溶脹性聚合物(稱為成膠劑)經(jīng)交鏈劑交鏈后形成的凍膠。施工結(jié)束后，為了使凍膠破膠還需要加入破膠劑。不適用于水敏性地層。多用稠化油，遇地層水后自動(dòng)破膠。缺點(diǎn)是懸砂能力差、性能達(dá)不到要求、價(jià)格昂貴、施工困難和易燃等?；憾嘤玫Ⅺ}水、聚合物水溶液；氣相為二氧化碳、氮?dú)狻⑻烊粴?；發(fā)泡劑用非離子型活性劑。特點(diǎn)是易于返排、濾失少以及摩阻低等。缺點(diǎn)是砂比不能過(guò)高、井深不能過(guò)大。第12頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月支撐劑填砂裂縫的導(dǎo)流能力：在油層條件下，填砂裂縫滲透率與裂縫寬度的乘積，常用FRCD表示，導(dǎo)流能力也稱為導(dǎo)流率。一、支撐劑的性能要求(1)粒徑均勻，密度小(2)強(qiáng)度大，破碎率小(3)圓度和球度高(4)雜質(zhì)含量少(5)來(lái)源廣，價(jià)廉閉合壓力第13頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、支撐劑的類型按其力學(xué)性質(zhì)分為兩大類：脆性支撐劑如石英砂、玻璃球等特點(diǎn)是硬度大，變形小，在高閉合壓力下易破碎韌性支撐劑如核桃殼、鋁球等特點(diǎn)是變形大，承壓面積大，在高閉合壓力下不易破碎目前礦場(chǎng)上常用的支撐劑有兩種：一是天然砂；二是人造支撐劑（陶粒）。第14頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(一)天然砂主要礦物成分是粗晶石英適用于淺層或中深層的壓裂，成功率很高。(二)人造支撐劑(陶粒)礦物成份是氧化鋁、硅酸鹽和鐵—鈦氧化物形狀不規(guī)則，強(qiáng)度很高，適用于深井高閉合壓力的油氣層壓裂。陶粒的密度很高，特別在深井條件下由于高溫和剪切作用，對(duì)壓裂液性能的要求很高。(三)樹脂包層支撐劑中等強(qiáng)度，密度小，便于攜砂與鋪砂。第15頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高能氣體壓裂一、高能氣體壓力增產(chǎn)機(jī)理二、高能氣體發(fā)生器三、高能氣體壓裂施工工藝第16頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Pt爆炸壓裂高能氣體壓裂水力壓裂三種壓裂的p-t曲線第17頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、高能氣體壓裂增產(chǎn)機(jī)理1主能氣體壓裂的特點(diǎn)（1）三種壓裂方法主要參數(shù)對(duì)比壓裂方法峰值壓力（Mpa)升壓時(shí)間(S)加載速率(Mpa/s)總過(guò)程(s)爆炸壓裂>10410-7106~10710-6高能氣體壓裂10210-3103~104101水力壓裂10110210-1~10-2104第18頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2高能氣體壓裂增產(chǎn)機(jī)理（1）由于升壓迅速，可同時(shí)產(chǎn)生若干條裂縫---可溝通天然裂縫（2）產(chǎn)生剪切錯(cuò)動(dòng)，從而不會(huì)閉合（3）高溫、高壓、高頻沖擊，使縫面產(chǎn)生碎屑脫落，自行支撐裂縫（4）高溫可溶解孔隙中的蠟質(zhì)、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，高溫還能使原油降粘第19頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、高能氣體壓裂工藝1.鋼絲繩起下，水泥塞封堵，地面引燃施工工藝鋼絲繩上水泥塞氣體發(fā)生器下水泥塞油層H①起管柱，通井，沖砂②替出施工段以上液體③在施工段以下打懸空水泥塞④下入氣體發(fā)生器第20頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.電纜起下，液柱壓擋，地面引燃施工工藝電纜上水泥塞氣體發(fā)生器油層①起管柱，通井，沖砂②替出施工段以上液體③下入氣體發(fā)生器④注入壓擋液體（500~1000m）⑤地面引燃?xì)怏w發(fā)生器⑥起電纜⑦試油，生產(chǎn)第21頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.油管輸送，封隔器加環(huán)壓復(fù)合壓擋，撞擊引燃施工工藝加環(huán)壓10~20MPa撞擊點(diǎn)火器氣體發(fā)生器①起管柱，通井，沖砂②用油管輸送氣體發(fā)生器③封隔器坐封④打平衡壓力10~20MPa⑤向油管內(nèi)投撞擊棒，引爆氣體發(fā)生器⑥封隔器解封⑦試油，生產(chǎn)第22頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酸化原理：通過(guò)酸液對(duì)巖石膠結(jié)物或地層孔隙(裂縫)內(nèi)堵塞物等的溶解和溶蝕作用，恢復(fù)或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。酸洗基質(zhì)酸化壓裂酸化將少量酸液注入井筒內(nèi)，清除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及結(jié)垢等，并疏通射孔孔眼。在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層，依靠酸液的溶蝕作用恢復(fù)或提高井筒附近較大范圍內(nèi)油層的滲透性。在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層，在地層內(nèi)形成裂縫，通過(guò)酸液對(duì)裂縫壁面物質(zhì)的不均勻溶蝕形成高導(dǎo)流能力的裂縫。第23頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月碳酸鹽巖地層的鹽酸處理碳酸鹽巖地層主要成分：方解石和白云石目的：解除孔隙、裂縫中的堵塞物質(zhì)，或擴(kuò)大溝通油氣巖層原有的孔隙和裂縫，提高油氣層的滲流性一、鹽酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)2HCl+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑4HCl+MgCa(CO3)2→CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑生成物狀態(tài)：氯化鈣、氯化鎂全部溶于殘酸中。二氧化碳?xì)怏w大部分呈游離狀態(tài)的微小氣泡，分散在殘酸溶液中，有助于殘酸溶液從油氣層中排出。第24頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月高濃度鹽酸處理的優(yōu)點(diǎn)：(1)濃度越高，其溶蝕能力越強(qiáng)，溶解一定體積的碳酸鹽巖石所需要的濃酸體積較少，殘酸溶液也較少，易于從油、氣層中排出。(2)能解決酸化中的腐蝕問(wèn)題，可獲得較好的酸化效果。(3)高濃度鹽酸活性耗完時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)，酸液滲入油氣層的深度也較大，酸化效果好。第25頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酸化壓裂技術(shù)酸化壓裂：用酸液作為壓裂液，不加支撐劑的壓裂。作用原理：(1)靠水力作用形成裂縫；(2)靠酸液的溶蝕作用把裂縫的壁面溶蝕成凹凸不平的表面，停泵卸壓后，裂縫壁面不能完全閉合，具有較高的導(dǎo)流能力，可達(dá)到提高地層滲透性的目的。酸壓與水力壓裂相比：相同點(diǎn)：基本原理和目的相同。不同點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)其導(dǎo)流性的方式不同。第26頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月裂縫有效長(zhǎng)度導(dǎo)流能力酸液的濾失特性取決于酸液對(duì)地層巖石礦物的溶解量以及不均勻刻蝕的程度酸壓效果酸巖反應(yīng)速度裂縫內(nèi)的流速控制

這時(shí)酸液同時(shí)發(fā)揮化學(xué)作用和水力作用來(lái)壓開、擴(kuò)大、延伸和溝通裂縫，形成延伸遠(yuǎn)、流通能力高的油氣滲流通道。第27頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

壓裂酸化是碳酸鹽地層中加入某些化學(xué)物質(zhì)，以改善酸液的性能和防止酸液對(duì)地層產(chǎn)生有害的影響。這些化學(xué)物質(zhì)統(tǒng)稱為添加劑。常用添加劑的種類有：緩蝕劑、緩速劑、穩(wěn)定劑、表秒活性劑等，有時(shí)還加入增粘劑、減阻劑、暫時(shí)堵塞劑、破乳劑、殺菌劑等。具體選用哪幾種添加劑及用量如何應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)層巖石和油氣水的特性而定。近年來(lái)在這方面的研究工作取得了很大的成績(jī)。第28頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月砂巖油氣層的土酸處理砂巖砂粒粒間膠結(jié)物石英和長(zhǎng)石硅酸鹽類(如粘土)和碳酸鹽類物質(zhì)砂巖油氣層的酸處理通過(guò)酸液溶解砂粒之間的膠結(jié)物和部分砂粒，或孔隙中的泥質(zhì)堵塞物，或其它酸溶性堵塞物以恢復(fù)、提高井底附近地層的滲透率。第29頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酸化原理：1)氫氟酸與硅酸鹽類以及碳酸鹽類反應(yīng)時(shí)，其生成物中有氣態(tài)物質(zhì)和可溶性物質(zhì)，也會(huì)生成不溶于殘酸液的沉淀。2HF+CaCO3=CaF2↓+CO2↑+H2O16HF+CaAl2Si2O8=CaF2↓+2AlF3+2SiF4↑+8H2O酸液濃度高，CaF2處于溶解狀態(tài)；酸液濃度低，產(chǎn)生沉淀。2)氫氟酸與石英的反應(yīng)6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O氟硅酸(H2SiF6)在水中可解離為H+和SiF62+；后者與Ca2+、Na+、K+、NH4+等離子相結(jié)合，生成的CaSiF6、(NH4)2SiF6易溶于水，而Na2SiF6及K2SiF6均為不溶物質(zhì)，會(huì)堵塞地層。第30頁(yè)，課件共31