常規(guī)酸化設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算方法研究

1、第3 期 一 4 3．常規(guī)酸化設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算方法研究 郭保 衛(wèi) ( 中原油 田分公司采油二廠 ，河南 濮陽(yáng) 4 5 7 5 3 2 )[ 摘 要] 采油過(guò)程 中，酸化是油 氣井增產(chǎn) 、注水井增注的主要措施。砂巖基質(zhì) 酸化和碳 酸巖基質(zhì) 酸化都是在低于儲(chǔ) 層破 裂 壓力的條件下向地層 中注入 酸液，溶解 地層 中的可溶物質(zhì) ，清除孔 隙或裂縫 中的堵塞物質(zhì) ，從 而使油氣井增產(chǎn)或注 水井增 注的一種工藝措施 。本文 著重討論 了砂巖酸

2、化的設(shè)計(jì)計(jì)算方法 ，并 由此建立一套基質(zhì) 酸化設(shè)計(jì)方法。[ 關(guān)鍵詞]砂巖油藏；常規(guī)酸化；設(shè)計(jì)參數(shù)；計(jì)算方法．酸 化 施 工 的 目的 是 使 油氣 井 增 產(chǎn) 或 注 水 井 增 注 。 施 工設(shè) 計(jì) 是 在 綜 合 考 慮儲(chǔ) 層 及 其 流 體 和 工 作 液 的 性質(zhì) 及 其 相 互 間物 理 化 學(xué) 作用 的基 礎(chǔ) 上 ，計(jì) 算 酸 化 的有 效 作 用 范 圍 ，對(duì) 比不 同施 工 方 案 的 經(jīng) 濟(jì)投 入增 產(chǎn) 增 注 效 果

3、 ，達(dá) 到用 最 小 的經(jīng) 濟(jì) 投 入 獲 得最 大增產(chǎn) 收益 的優(yōu) 化施 工方 案 。1 需要 收集 的數(shù)據(jù) 1 ． 1井 的基 本數(shù) 據(jù) ：井 所 處 的構(gòu)造 位 置 ；完鉆 層位 及 井 深 ，m；工井 底位 置 ，m；完 井 方法 ；施 工層 位 ；射 孔 井 段 ，m；孔 眼 密度 ，T L ／ m；井 口裝 置 型號(hào) ；井深結(jié)構(gòu)及 固井質(zhì)量 ；油層套管各段的壁 厚 、 內(nèi)徑 、鋼 級(jí) 、抗 內(nèi)壓 強(qiáng)度 和抗 外擠 強(qiáng)度 等

4、。1 ． 2 儲(chǔ) 層 的 基 本 數(shù) 據(jù) ：儲(chǔ) 層 巖 石 性 質(zhì) ： 灰 巖 、白 云 巖 、 砂 巖 等 ； 儲(chǔ) 層 有 效 厚 度 ，m ； 有 效 孔 隙度 ，％；空氣滲透 率 ，1 0 - 3 u m；井滲透 率 ，1 O - S u m ；原始 含 水飽 和 度 ，％； 原始 地層 壓力 ，MP a ； 目前地層壓力 ，MP a ；井底靜止溫度，℃；地 層 流 體 粘 度 ，mP a · S ； 施 工 前 測(cè) 試

5、 數(shù) 據(jù) ( 管 壓 力 ，M P a ； 油 管 壓 力 ，MP a ； 井 底 流 動(dòng) 壓 力 ，MP a ；上 流溫 度 ，℃ ；測(cè) 試產(chǎn) 量 ，m／ d 或t ／ d )。1 ． 3施工 目的及 依據(jù) ；1 ． 4施工參 數(shù)計(jì) 算及 方案優(yōu) 化 結(jié)果 ；1 ． 5工作 液配方 及主 要性 能 ；1 ． 6 施 工前 的準(zhǔn) 備工 作 ：1 ． 7泵 注程序 ；1 ． 8勞 動(dòng)組 織及 安全注 意事 項(xiàng) ；1 ． 9材料 及施 工

6、費(fèi)用預(yù) 算 ；1 ． 1 0設(shè) 計(jì)計(jì) 算結(jié) 果 ；1 ． 1 1附 圖 ( 井深 結(jié)構(gòu)及施 工管 管柱示 意 圖、施 工 目的層 ( 包 括蓋 、底 層 )測(cè)井 曲線 、試 井 曲線 )。2基質(zhì)酸 化設(shè)計(jì)步驟 基 質(zhì) 酸 化 要 在 不 壓 開(kāi) 地 層 的條 件 下 施 工 ，設(shè) 計(jì)計(jì)算應(yīng)按下述程序進(jìn)行。2 ． 1第一 種基 質(zhì)酸化 設(shè) 計(jì)步 驟 2 ． 1 ． 1 確 定地層破裂梯度G，G e = ( I S I P + AP H )

7、 ／ H 式 中 ： Gf —— 地 層 破 裂 梯 度 ，k Pa ／ m；I s I P — — 壓 裂 施 工 測(cè) 得 的 瞬 時(shí) 停 泵 壓 力 ，MP a ；△P— —基 質(zhì) 酸化 時(shí) 的靜液 柱壓 力 ，MP a ；H—— 施工井段中部深度，m。當(dāng)擬施工 的油氣層無(wú)壓裂 資料確定瞬 時(shí)停泵 壓力I S I P 時(shí)，可按下式估算破裂梯度 ：G ，a + ( G P一 日 ) {式 中： 口 — — 經(jīng)驗(yàn) 系數(shù) ，a = 1 0

8、 ~ 1 2 k P a ／ m；G?！?— 上 覆 巖 層壓 力 梯度 ，G= 2 4 ~2 8 k P a ／ m；P— — 儲(chǔ)層 壓 力 ，MP a ；H= 儲(chǔ)層 中部深度 ，m。2 ． 1 ． 2確定不壓開(kāi)地層 的最大排量 ( G f H 式 中 ：Q?！?不壓 開(kāi)地 層 的最 大 排 量 ，m ／ mi n ；K— — 地 層 平 均滲 透 率 ， 1 O - S u m ；u —— 酸 液粘度，m P a ·

9、s 。2 ． 1 ． 3 確 定最大注 入壓力P( 泵壓 )以不壓裂儲(chǔ)集層 為基本 原則 ，注液初期可適 當(dāng)提 高 泵 壓 ， 一 旦注 酸 成 功 ，應(yīng) 降低 排 量 以控 制 泵 壓 。通 常 ， 最 大 注 入壓 力 按破 裂 壓 力 與酸 液 液 柱壓 力之 差估 算 。作者簡(jiǎn)介 ：郭保衛(wèi) ( 1 9 7 O 一)，男， 畢業(yè)于江漢石油學(xué)院石油工程 系礦機(jī) 專業(yè) ，在采油二廠從 事采油工藝研究工作 第3 期 郭保 衛(wèi) 常規(guī)酸

10、化設(shè)計(jì)參 數(shù)計(jì) 算方法研 究 一 4 5 —2 ． 1 ． 7 基質(zhì)酸化增產(chǎn)倍 比計(jì)算 未 傷害 地層 基質(zhì) 酸 化 的增產(chǎn) 倍 數(shù)J／ J 。 與酸 液有 效 穿透 深度 的關(guān) 系如 圖2 所 示 。圖 中折 算 穿透 深度 R 與 酸液有 效 穿透深度 L a 的關(guān) 系為R = 3 ． 2 8 L。差折算 曩麓 囔 -盟圖2 無(wú)傷 害井 基質(zhì) 酸化 增產(chǎn)效果 曲線 對(duì) 于 施 工前 儲(chǔ) 集 層 已被 傷 害 的 ， 先按 Mu

11、s k a t公 式得到 折算 的無(wú)傷 害井 產(chǎn)量 ：： 塾釜再按 無(wú)傷 害井 處理 ，因此 實(shí)際增 產(chǎn)倍 比為 ：一 Jl一．jsJsj式 中 ：J／ J—— 酸處 理 后 增 產(chǎn) 比；J／ J 。 —— 傷 害 后 與傷 害 前 的產(chǎn) 量 比 ；K 。 —— 儲(chǔ) 集層 滲透 率 ；K —— 傷 害 帶 滲 透 率 ；r—— 傷 害 半徑 ；r— — 泄 油半 徑 ；r— —井 半徑 。2 - 2第 二種 基質(zhì) 酸化 設(shè)計(jì) 步驟 2

12、 ． 2 ． 1確 定處理井 是 由于油氣層 損害造 成 的低產(chǎn) 或低 注 入量 。主 要采用 試井 分析 確定表 皮 系數(shù) ，結(jié)合 鉆 井 和生 產(chǎn)過(guò)程 確 定儲(chǔ)層 損害 的類 型 、原 因、位置及 范圍。2 ． 2 ． 2選擇適 宜 的處理 液配方 ，包括能清 除損害 、不 形 成二 次沉淀 酸液 及添加 劑 等 ，這 需要 根據(jù) 巖心 實(shí) 驗(yàn)確定 。酸 化 施 工 的關(guān) 鍵 是 弄 清 儲(chǔ) 層 損 害 的類 型 ，做 好 酸 液

13、體 系 與 地 層 流 體 、 酸液 體 系 與 地 層 礦 物 的 配 伍 性 ， 以最 少 的 酸液 用 量解 除損 害 ，避 免 過(guò) 度 溶 蝕而 破 壞地 層 骨架 造 成 的新 的傷 害 。表 1 給 出 了砂巖 酸化 的典型步 驟和 酸液 用量 清單 。表1 砂巖酸化典型步驟與酸液用量清單 序號(hào) 施工步驟 主要 目的 信息來(lái)源 步驟 組成 用液量 防止 油與 酸形成 酸渣 1原油頂替 酸一 原油酸渣污染試驗(yàn)

14、芳香烴溶劑 完成l m 徑向半徑 的頂 替 傷害地層 地層水 分析得 NH C 0 3 和 2地層水頂替 預(yù)防結(jié)垢沉淀 N H 4 C L3 ％ ～8 ％完成 l m 徑 向半徑 的頂替 S 0含量 地 層 中 的 鐵 化 合 物 C a C o％用量m／ m( 黃 鐵礦 、菱 鐵礦 、0 ， ～5O ． 3 l3醋 酸 x 射線衍射分析 ( X R D )3 ％ ～8 ％ 醋 酸 5 ～l 0O ． 6 2赤鐵 礦

15、)粘土、 綠 泥 1 O ～ 1 50 ． 9 3石、 沸石 1 5 ～ 2 01 ． 2 4鹽 酸 溶 失 總量m／ mC a C o 3 和別 的鹽酸溶解 鹽 酸 溶解 率試 驗(yàn) 和x 衍 根 據(jù) 巖 心 礦 物 特 征 率％4鹽酸 < 5O ． 6 2物 射 3 ％ ～ 1 5 ％ 鹽酸 5 ～ l 01 ． 2 41 O ～ 2 02 ． 4 8 8主 體 酸 ( 不 用在 碳 酸 根 據(jù) 地 層 礦

16、 物 5鹽 巖 和砂 巖 鹽酸 溶 解 除去粘 土 ，其他 微粒 X R R D 分 析 、S E M 分 析 、3 ％～ 13． 5 ％ 鹽 酸 和 0 ． 9 3 ～1 ． 2 4 m／ m和泥質(zhì)傷害 H C 1 和H F 溶解 率 能 力 大 于2 0 ％ 的 儲(chǔ) 層 )0 ． 5 ％ ～ 3 ％ 氫 氟 酸 3 ％ ～8 ％ 或N HC L 3 ％ ~5 ％后 沖洗液用 量是1～ 2 倍 消 耗酸、 將殘 酸 頂替