酸化压裂基础知识.
压裂酸化介绍范文
压裂酸化介绍范文压裂酸化是一种常用于深层油气井的增产技术。
本文将从压裂酸化的定义、原理、工艺步骤、应用领域以及优缺点等方面进行详细介绍。
一、定义压裂酸化是通过注入一定比例的酸液进入油气井内，使岩石中存在的含石英砂等物质溶解，从而扩大油气井的有效产能的一种技术方法。
二、原理压裂酸化的原理主要有两个方面，分别是酸液的溶解作用和压裂作用。
1.酸液的溶解作用油气井地层中的石英砂、方解石等物质可以被酸液溶解，使岩石裂缝更加明显，从而扩大油气的渗流通道，提高井产能。
2.压裂作用通过注入高压液体或气体，在井筒内形成压力，使地层产生裂缝，进而通过岩石裂缝的连接，以提高油气井的产能。
三、工艺步骤压裂酸化工艺主要分为准备阶段、加酸阶段、压裂阶段和清洗阶段。
1.准备阶段包括井筒清洗、封堵固井和原油采集等步骤，确保井筒没有杂质和固化物，以及采集样品进行分析。
2.加酸阶段将酸液以一定浓度和流速注入井筒，与地层中的石英砂等物质发生反应，溶解岩石裂缝，扩大产能。
3.压裂阶段通过注入高压液体或气体，使地层形成裂缝，提高油气的渗流通道和产能。
4.清洗阶段通过注入清洗液进入井筒，清洗井筒和油管，清除沉积物和杂质。
四、应用领域压裂酸化主要适用于深层、低渗透、高阻力和低产油气井，可以显著提高油气的产量，改善井底流动条件。
五、优缺点1.优点：（1）可以有效扩大产能，提高油气的采收率；（2）适用于深层、低渗透的油气井，改善井底流动条件；（3）操作简单，工艺成熟，成本相对较低。
2.缺点：（1）存在一定的环境污染风险，酸液可能对地下水和周边环境产生影响；（2）对设备和井筒可能造成损坏，增加生产成本；（3）需要进行大量的工程设计和技术控制，操作不当可能导致不稳定的地质条件。
六、结论压裂酸化是一种常用的增产技术，通过注入酸液溶解岩石裂缝和施加压力形成裂缝，可以显著提高油气井的产能和采收率。
然而，其应用依然面临环境污染风险和设备损坏的问题，需要加强技术控制和环境保护措施。
压裂基础知识培训
压裂是一种通过注入流体来创建裂缝并改善油气开采的技术。
了解压裂技术
1
什么是压裂？
压裂是一种通过高压注入液体或气体以
压裂的背景和历史
2
改善地下储层流动性的油气采收技术。
追溯压裂技术的发展和应用历史，从早
期实验到现代化的油气开采。
3
压裂在油气生产中的重要性
展示压裂技术对提高油气产量和增强井 本透水性的重要性。
压裂技术的优势和劣势
Hale Waihona Puke 1 优势提高产量、增加油气井寿命、改善储 层流动性
2 劣势
地下水污染风险、振动和噪音、社区 和环境影响
压裂技术的类型
1 常规压裂
使用水和特殊添加剂，以增加储层渗 透性
2 酸压裂
使用酸处理储层岩石，以增加流体渗 透性
3 增强压裂
使用多孔介质（如微珠子）填塞储层裂缝，以提高渗透性
1
提高渗透性
2
支撑剂增加了流体在裂缝中的渗透性
保持裂缝张开
支撑剂填充裂缝，并防止其关闭
压裂过程中使用的化学添加剂
1 消泡剂
减少压裂过程中气体泡沫的形成
3 酸化剂
促进酸压裂过程中的储层溶解
2 阻垢剂
防止沉积物在裂缝中堵塞
压裂与环境的关系
1 地下水污染
了解水污染的潜在风险和预防措施
3 社区与环境影响
压裂过程
1
设计阶段
确定压裂目标和设计压裂方案
准备阶段
2
准备井口设备并深入了解井口条件
3
执行阶段
注入压裂液，创建裂缝并释放固体颗粒 以维持裂缝张开状态
压裂液的组成
基础液体
水和添加剂（如酸、溶剂和表面活性剂）
油藏及酸化压裂知识
油藏及压裂酸化知识320、孔隙度:岩石的孔隙体积与岩石外观体积的比值。
321、渗透率:在一定压差条件下，岩石能使流体通过的性能叫岩石的渗透性，岩石渗透性的好坏以渗透率数值表示，流体通过孔隙介质时服从达西公式。
322、绝对渗透率：岩石中只有一种流体通过时，求的得渗透率值称绝对渗透率。
通常则以气体渗透率为代表。
323、有效渗透率：岩石中有两种或三种流体，岩石对其中每一相的渗透率称有效渗透率或相渗透率。
324、相对渗透率：有效渗透率与绝对渗透率的比值称相对渗透率。
325、达西定律：描述一定流体通过多孔介质单位截面积渗流，其速度与沿渗流方向上的压力梯度成正比的定律。
326、油层物性主要是指油层岩石的孔隙性和渗透性能，这两种物性决定了储层所含油气的产能。
327、饱和度：孔隙体积中某相流体所占有的百分数。
328、束缚水饱和度：油层中不参与流动的水的饱和度，称为束缚水饱和度。
329、残余油饱和度：在一定开采方式下，不能被采出而残留在油层中的油的饱和度。
330、润湿性：当固体表面存在不相容的流体时某相流体优先附着到固体表面的趋势。
也称为选择性润湿。
331、亲水性：油层岩石对所储水相的润湿亲和能力大于对所储油相的润湿亲和能力时为亲水性。
332、润湿反转：指岩石表面在一定条件下亲水性和亲油性相互转化的现象。
333、孔隙：砂岩中由三个或三个以上的颗粒（胶结物）包围的空间称为孔隙。
334、喉道：砂岩中孔隙（孔腔）之间的连接部分称为喉道，其几何尺寸要明显小于孔隙。
喉道的大小以累积频率图表示，图上相应于50%的喉道值称喉道中值。
335、渗透率突进系数：层内最大渗透率与平均渗透率的比值，也称非均质系数。
336、胶结物：指成岩期在岩石颗粒之间起粘结作用的化学沉淀物。
有钙质,硅质,铁质,泥质及可溶盐等。
337、常规岩心分析：分为部分分析和全分析。
部分分析是使用新鲜或者经过保护处理的岩样只进行孔隙度和空气渗透率的测定。
全分析是使用新鲜或者经过保护处理的岩样进行空气渗透率、孔隙度、粒度、碳酸盐含量以及油、气、水饱和度的测定。
采油厂酸化压裂讲义-hyj
较大的有效酸化处理范围。
乳化酸
乳化酸即为油包酸型乳状液，其外相为原油，或在原油中混
合柴油、煤油、汽油等石油馏分，或 为 柴油、煤油等轻馏分
。其内相一般为15～31％浓度的盐酸，或有机酸、土酸等。
油酸乳化液的粘度较高，用油酸乳化液压裂时，能形成较宽
的裂缝，减少了裂缝的面容比，有利于延缓酸岩的反应速度。
铁离子稳定剂
当一定量铁质呈三价铁离子状态（Fe3+）溶于酸时，酸化 后就会发生沉淀，使渗透率降低。铁质来源为（1）管壁锈蚀物， （2）管垢，（3）地层矿物含铁。从作业的观点出发，注水井 中这类问题最常见。 长期以来国内采用的铁离子稳定剂为醋酸、柠檬酸、NTA、 NTS、JCS。90年代初辽河油田钻采工艺研究院开发成功了氨基 三乙酸铁离子稳定剂， 1993年四川石油管理局天然气研究院开 发出由还原剂、糖及其发酵产物在常温下混合而成的铁离子稳 定剂CT1－7，在酸中具有很好的铁离子稳定作用。
第4章、酸
化
工
艺
1.储层改造思
路和对策
储层的分析和认识 储层构造、物性，孔、洞缝及断层分布 储层分布(小层、隔层，油、气、水层) 岩性及矿物组成、分布 储层条件(温度、压力) 钻、完井分析 井身结构、完井方式 钻、完井参数 钻、完井液性能 测试和试采情况 生产历史 试采情况(油、水、气产出情况) 储层伤害分析
有 机 酸
2)甲酸和乙酸
甲酸和乙酸都是有机弱酸，反应速度比同浓度的盐酸 要慢几倍到十几倍。
甲酸或乙酸与碳酸盐作用生成的盐类，在水中的溶解
度较小。一般甲酸液的浓度不超过10％；乙酸液的浓 度不超过15％。
采油工程-压裂酸化
砂裂缝（具有很高的导流能力）
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2
第六章——水力压裂
（Hydraulic Fracturing）
2.压裂工艺发展简况 3.裂缝形态
垂直裂缝：裂缝面垂直于水平面 水平裂缝：裂缝面平行于水平面
h
3
第六章——水力压裂
（Hydraulic Fracturing）
4.目的
油水井增产增注措施
压裂（Fracturing）
水力压裂（Hydraulic Fracturing）
高能气体压裂（High Energy Gas Fracturing ）
酸化（Acidizing or Acid Stimulation）
碳酸盐岩地层的盐酸酸化
砂岩地层的土酸酸化
物理法增产增注技术
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1
第六章——水力压裂
5.增产增注原理 3）开辟了“新”的产油区
通过压裂，沟通了井底与微裂缝、透镜 体的联系，而死油区成了“新”的产油区。
h
7
第六章——水力压裂
（Hydraulic Fracturing）
5.增产增注原理
4）裂缝使油、水流“绕过”了伤害区
钻井时泥浆污染，注水井水质不合格而 造成的污染堵塞，这样就限制了油井的产量、 水井的注水量。通过压裂，提高了井底附近 地层的渗透率，相当于使油（水）流“绕过” 了伤害区。
（1）增产增注 （2）封堵大厚层底水 （3）提高油气田工业开采价值（勘探阶 段）
h
4
第六章——水力压裂
（Hydraulic Fracturing）
5.增产增注原理
1）改变了地层中流体渗流方式
压前：径向流 压后：流体→裂缝→井底（直线流） 径向流（压前）→直线流（压后），使压 力损失减少10倍。
压裂酸化
原理→方案→设备→工艺→现场1、压裂过程：利用高压液体（压裂液）在井底生产层造成裂缝或扩展原始裂纹，再用支撑剂（砂子或其它固体颗粒）充填，以形成高渗透区域。
2、酸化过程：向井底注入酸液，以解除井底堵塞或溶去一部分地层岩石颗粒，从而提高油层渗透率。
近年来在裂缝性灰岩中发展了一种酸化-压裂联合处理的有效方法。
这种方法实质上是压裂，只不过用酸液代替了压裂液，不加支撑剂。
经过酸化-压裂处理后，可得到导流能力强，裂缝能力强的通道，增产效果好。
实践证明，进行压裂或酸化后，油、气井产量可增加几倍至十几倍。
酸化溶解物：基质矿物、堵塞物使用的主要酸液：盐酸、磷酸、硝酸或硝酸和盐酸压裂液及其原理有水基压裂液、油基压裂液、乳状压裂液、泡沫压裂液及酸基压裂液5种基本类型。
压裂的实质是利用高压泵组，将具有一定粘度的液体高速注入地层。
当泵的注入速度大于地层的吸收速度时，地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙张开，形成较大的裂缝。
随着液体的不断注入，已形成的裂缝向内延伸。
为了防止停泵以后，裂缝在上部岩层的饿重力下重新闭和，要在注入的液体中加入支撑剂，使支撑剂充填在压开的饿裂缝中，以支撑缝面。
根据压裂液在压裂过程中不同阶段的作用，可分为前置液，携砂液和顶替液。
1. 前置液：前置液的作用是破裂地层，造成一定几何尺寸的裂缝，以备后面的携砂液进入。
在温度较高的地层里，还可以起到一定的降温作用。
2. 携砂液：携砂液的作用是用来将地面的支撑剂带入裂缝，并携至裂缝中的预定位置，同时还有延伸裂缝、冷却地层的作用。
3. 顶替液：顶替液的作用是将携砂液送到预定位置，将井筒中的全部携砂液替入裂缝中。
4．支撑剂：支撑剂是指用压裂液带入裂缝，在压力释放后用以支撑裂缝的物质。
5．破坏剂：破坏剂包括破胶剂、破乳剂、降粘剂等。
破胶剂是用来破坏冻胶交联结构的。
破乳剂用于破坏乳状液的稳定性，降粘剂用于减少稠化液的粘度。
6．减阻剂：减阻剂是通过减少紊流，减少流动时的能量损失来减少压裂液的流动摩阻。
压裂基础知识
Optimum Fracture Geometry?
Yes
Design Treatment for Optimum Fracture Geometry Using Fracture Simulator
No
Preliminary Treatment Schedule
SRT Schedule Minifrac Schedule
式中： m =
162.6 qm
kh
API 表皮系数计算公式:-
根据测试数据计算
表皮系数
大多数井的表皮系数在2~50之间， 尽管有的高渗井可能高达200
S = 0 理想井 S > 0 真实 (被伤害的) 井 S < 0 增产井（采取增产措施后）
支撑剂
6.闭合应力
01
添加标题
闭合应力越大，渗透率越低，
02
添加标题
通常是支撑剂产生的粉末造成的
03
添加标题
闭合应力越大，需要的材料强度越高
支撑剂
非达西流 在高流速下发现附加压降 圆球度越低、颗粒尺寸分布越不均匀 则附加压降越大
支撑剂
8.多相流
相对渗透率影响 与非达西流一样，降低有效渗透率
支撑剂
Example Treatments
Obtain Well data: Logs, DST’s, Mud Logs, Production History (if any), PVT Data, Completion Diagram, Previous Treatments
Use Frac Model Production Simulator
0% 压裂液，防砂液
至
聚合物浓度
水基压裂液
压裂酸化技术知识知识讲解
目录
• 一、概述 • 二、压裂材料 • 三、压裂工艺技术 • 四、压裂设备 • 五、现场施工及质量控制 • 六、安全风险评估
水力压裂就是利用压裂车组将一定粘度的液体以足
够高的排量沿井筒注入油气层，由于注入速度远远大 于油气层的吸液速度，所以多余的液体在井底憋起高 压，当此压力和进入油气层的液体使井壁上某处的岩 石所受的应力超过岩石强度后，油气层就会在此处开 始破裂形成裂缝。
5.连续油管分层压裂工艺技术 连续油管底带封隔器+射孔枪 连续油管带双封分层压裂 连续油管喷射水力封隔分层压裂 连续油管喷砂留砂塞分层压裂 连续油管喷砂底带封隔器分层压裂
(二)水平井压裂技术
裸眼封隔器分段压裂 裸眼喷砂水力封隔分段压裂 泵送快钻桥塞分段压裂 投球暂堵分段压裂 拖动封隔器分段压裂 连续油管分段压裂
(四) 压 裂 液 类 型 简 介
1、水基压裂液 2、油基压裂液 3、泡沫压裂液 4、乳化压裂液 5、醇基压裂液 6、清洁压裂液 7、酸基压裂液
1、水基压裂液：危险性小，使用最广泛 2、油基压裂液：易燃，有危险性，很少使用 3、泡沫压裂液：液氮和CO2防止泄露冻伤，使用较多 4、乳化压裂液：配置过程中油相易燃，有危险性，很少使用 5、醇基压裂液：蒸汽易燃，有危险性，使用较少 6、清洁压裂液：危险性小，使用较少 7、酸基压裂液：有腐蚀性 ，使用较少
2.限流法分层压裂ຫໍສະໝຸດ 术限流法分层压裂是 通过控制各层的射孔孔 眼数量和直径，并尽可 能提高注入排量，利用 最先被压开层孔眼产生 的摩阻，提高井底压力 ，使其他它层相继被压 开，从而达到一次分压 几个层的目的 。
破裂压力低的层减 少射孔数量和直径
3.定位平衡分层压裂技术（目前使用较少）
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泡沫压裂液
适用:
K<1MD， 粘土含量高的砂岩气藏 低压、低渗浅油气层压裂
液相 + 气相 + 添加剂泡沫液 液相:
清水、盐水、冻胶水、原油或成品油、酸液
气相
氮气、二氧化碳、空气、天然气等
24
泡沫质量：
泡沫质量＝泡沫中气体体积/泡沫总体积
特点:
在压裂时的井底压力和温度下，泡沫质量 一般为６０％～８５％ 随着泡沫质量的增加，泡沫压裂液的粘度增加、摩阻增大、滤失减 少、压裂液效率增 滤失少（气体本身就是降滤剂） 排液较彻底，对地层伤害小 悬砂能力特别强，砂比可高达７０％
常规水力压裂 Conventional Hydraulic Fracturing
大型水力压裂 MHF---Massive Hydraulic Fracturing
6
各类储层中增产方法的使用
砂岩储层 Sandstone Formation
水力压裂、基质酸化 碳酸盐岩储层 水力压裂、基质酸化、酸压 特低渗储层 MHF 特低渗坚硬储层 高能气体压裂
7
水力压裂概念
水力压裂就是利用地面压裂车组将一定粘度的液体以 足够高的压力和足够大的排量沿井筒注入井中。由于注入速 度远远大于油气层的吸收速度，所以多余的液体在井底憋起 高压，当压力超过岩石抗张强度后，油气层就会开始破裂形 成裂缝。当裂缝延伸一段时间后，继续注入携带有支撑剂的 混砂液扩展延伸裂缝，并使之充填支撑剂。施工完成后,由于 支撑剂的支撑作用，裂缝不致闭合或至少不完全闭合，因此 即可在油气层中形成一条具有足够长度、宽度和高度的填砂 裂缝。此裂缝具有很高的渗滤能力，并且扩大了油气水的渗 滤面积，故油气可畅流入井，注入水可沿裂缝顺利进入地层 ，从而达到增产增注的目的。
31
防膨剂
目的:
控制油气层中的粘土膨胀
粘土膨胀要降低流动通道
粘土种类:
蒙脱石 伊利石 高岭石 绿泥石
32
防膨剂种类A
酸类防膨剂作用:
调节基液的ｐＨ值
将粘土的ｐＨ值控制在３～７
盐类防膨剂:
氯化钾、氯化钠、氯化钙和氯化铵 稳定粘土，将浓度控制在1～3％以内，可避免絮 凝效应
33
防膨剂种类B
甲醇:
酸化 Acidizing
4
酸化 Acidizing
• 常规酸化 Matrix Acidizing
–（基质酸化 、解堵酸化）
• 压裂酸化 Acid Fracturing （简称酸压 ）
–前置液酸压 –普通酸压或一般酸压
• 酸洗 Acid Wash
5
水力压裂 Hydraulic Fracturing
油田增产措施——酸化 压裂基础知识培训
油气井产量低的主要原因
近井地带受伤害，导致渗透率严重下降 油气层渗透性差 地层压力低，油气层剩余能量不足 地层原油粘度高
2
2
油气井增产途径
提高或恢复地层渗透率 保持压力增加地层能量 降低井底回压 降低原油粘度
3
3
常用增产方法
水力压裂 Hydraulic Fracturing
滤失低 携砂能力强
污染小
深穿透、饱填砂 防止井筒沉积
摩阻低、比重大
稳定性好 配伍性好 残渣少 易于返排 货源广、价格便宜、便于配制
防砂卡
热稳定性 抗剪切稳定性
与岩石矿物配伍 与储层流体配伍
13
(三) 压裂液类型
水基压裂液 油基压裂液 乳化压裂液
泡沫压裂液
液化汽压裂液 酸基压裂液
14
水基压裂液种类A
粘度高
摩阻低 滤失性类似于冻胶水 耐温性好 抗剪切能力强， 破胶水化彻底 施工简单
22
乳化压裂液
两份油 + 一份稠化水(聚合物) 油相<50%，压裂液粘度太低
外相为水冻胶 摩阻低 粘度高
>80%， 不稳定或粘度太高
热稳定性好
悬砂能力特别强 滤失低，压裂液效率高
伤害小
在某些地返排困难 在大多数情况下，易返排
常用破胶剂:
二硫酸铵 黑曲酶
破胶剂用量
依据冻胶的浓度、压裂液的用量、井底温度和裂缝中的温度 以及破胶速度或时间而定。
29
降滤剂A
降滤剂有:
固体型 液体型
常用的降滤剂:
硅粉
硅粉和聚合物的混和物
天然聚合物 油溶性树脂
3
降滤剂选择:
考虑颗粒大小与孔隙大小分布的适应性、对地层渗 透率的伤害程度，在低浓度下是否有效以及成本等 因素。
18
水基压裂液种类E
羟丙基胍胶压裂液
热稳定性好 抗剪切性能强
残渣少
19
油基压裂液
适应:
水敏性地层 有些气层
发展:
矿场原油 稠化油 冻胶油
20
油基压裂液之 稠化油
基液:
原油 汽油
稠化剂:脂肪酸皂
脂肪酸铝皂 磷酸脂铝盐等
柴油
煤油 凝析油
特点:
遇地层水后会自动破乳。
21
油基压裂液之冻胶油
特点:
8
(一 )压裂液组成
前置液 携砂液 顶替液
9
前置液
作用
造缝 降温 减少 携砂液滤失 防砂卡
要求
一定粘度 足够用量
10
携砂液
作用 将支撑剂代入裂缝 继续扩张裂缝 冷却地层 要求
粘度高
携砂能力强
11
顶替液
作用 中间顶替液
尾注顶替液
要求 用量适当，避免过量顶替
12
（二） 压裂液性能要求
造长、宽缝 用量小、压裂液效率高、成本低 防砂卡
羟丙基羧甲基速溶田箐胶水基压裂液
工艺复杂，成本高，货源缺
16
水基压裂液种类C
羧甲基纤维素（CMC）水基冻胶压裂液
流变性 热稳定性 残渣 2.5~9.7% 滤失量 破胶 摩阻 6.5毫升/30分
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水基压裂液种类D
聚丙烯酰胺(PAM)与甲叉基聚丙烯酰胺(PAMM)水基 压裂液
已成系列， 适应40~150º C 抗剪切性能强 低温时残渣低 90º C以上不易破胶 不易溶解， 配制较难
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液化汽压裂液
适用:
某些对水、残渣特别敏感的气层
特点:
悬砂能力较差 滤失大 费用高 配制困难
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酸基压裂液
适用:
碳酸盐储层
种类:
常规酸 稠化酸 冻胶酸 乳化酸
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(四 ) 压裂液添加剂
破胶剂
降滤剂
防膨剂 杀菌剂
表面活性剂
ｐＨ值调节剂 稳定剂
28
破胶剂
破胶机理:
与冻胶接触使其发生化学水解及氧化作用，造成聚合物断链 降解而破胶。
田箐胶水基压裂液
成胶剂：田箐 交链剂：硼砂、硼酸、重金属盐类
破胶剂：淀粉酶、氧化剂
特点 A、丰富、配制方便 B、摩阻低 C、悬砂性能较好，砂比可达20～25％ D、滤失低 E、不溶物较多，水溶液易变质
15
水基压裂液种类B
羧甲基田箐胶水基压裂液
成胶剂：羧甲基田箐 特点 与前相比，不溶物较少，残渣含量由20～30％下降到5～ 10％