酸化压裂
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。
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。
压裂酸化及设备
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酸化设备
通过将酸液泵入地层，在酸液的 作用下，岩石中的矿物质溶解， 从而扩大地层中的裂缝。
压裂酸化设备的选型与使用
根据不同的地质条件 和施工需求，选择合 适的压裂酸化设备。
在使用压裂酸化设备 时，需要进行日常维 护和保养，延长设备 使用寿命。
在使用压裂酸化设备 时，需要遵守操作规 程，确保安全施工。
压裂酸化设备种类及用途
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压裂设备
包括压裂车、混砂车、仪 表车等，用于实施压裂作 业。
酸化设备
包括酸化压裂车、酸液运 输车、前置液运输车等， 用于实施酸化压裂作业。
支撑剂
用于支撑裂缝，保持裂缝 开启，防止微粒堵塞。
压裂酸化设备的工作原理
压裂设备
通过高压将压裂液泵入地层，在 高压下压裂液将地层压开，形成 裂缝，然后泵入支撑剂将裂缝支 撑住，保持裂缝开启。
法的综合性技术。
随着技术的进步，压裂酸化技术 已经成为提高油气田1
02
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提高油气田的产量和经济效益 。
对低渗透油气藏进行改造，提 高其开采效率。
通过改造复杂油气藏，降低开 采难度和成本。
在环保方面，压裂酸化技术有 助于减少对环境的污染和破坏
。
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压裂酸化设备及工具
的技术。
水力压裂技术是通过向储层注入 高压水，使储层中的岩石产生裂 缝，从而增加储层的渗透性和石
油、天然气的流动性。
酸化压裂技术则是利用酸液对储 层进行腐蚀，形成更多的裂缝， 进一步增加储层的渗透性和流动
性。
压裂酸化技术的发展历程
采油工程-压裂酸化
砂裂缝（具有很高的导流能力）
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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
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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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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。
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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）
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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。
采油机械课件—压裂与酸化设备
2、输砂系统
（1）作用: 根据混砂液不同的混砂比，将砂子从地面或某一高度输送到混砂罐内。 输砂系统必须工作可靠，上砂均 匀并能调节砂量等要求。 输砂系统的输砂量一般应在30～ l00t／h范围内。
（2）输砂方式 A、螺旋输砂式
原理：利用螺旋叶片的旋转，使砂子沿螺旋槽斜面向前推移，达到输砂的目的。
JRPS50型固井泵撬
（2）水泵系统 由专用汽油发动机 (NJ-7 0型，当转速2800r／min时最大功率为52kW)通过 变速箱驱动水泵。水泵用立式三缸单作用柱塞泵， 最大压力为1.5MPa，当转速 204r／min时最大排量为1m3／min。可利用变速箱档次的改变来调节水量。
（3）水泥混合系统
4、混合装置(混砂罐)
作用:
将不同性质的压裂液和支撑剂，按不同比例均匀混合。 混合方式有水力式和机械式两种，也有两种方式联合应用的。 (1)水力式混合法 从供液泵出口管线引出2～3根支管，支管出口作成喷嘴形。压裂液进入支 和砂子均匀混合。也有使砂、液先在喉管内进行混合，然后再送到罐内。 优点是结构简单，制造容易，效果好。
2、结构： 如图4-15示，储罐是卧式椭圆形的钢板焊制容器，容积为9m3， （1）罐内有四块波形隔板，把储罐分成连通的五格，其目的是为了减小行 车时液体的振荡。
d）密封方式：柱塞密封采用自封式叠置密封圈。由于柱塞有两种尺寸，密 封装置也有两种尺寸。
C、泵阀
分类：a）排出阀位于泵缸的最高点，使缸内不滞留气 体，以提高泵缸充满程度。b）吸入阀和排出阀尽量靠近泵 缸，以减小余隙容积和水力损失的影响。 组成：泵阀是自动作用式锥形盘阀，用四个导向翼导 向。阀盘和导向翼分成两体，用螺杆螺母或锁销连接。这 样便于单独拆换导向翼，加工方便。a）阀盘作成双工作锥 面，可掉转使用。 b）导向翼用薄板冲压件，以减轻阀重和 增加阀的过流断面。 材料：a）泵阀材料用30CrMnTi，渗碳淬火，渗碳深 度 在 1mm以 上 ， 工 作 锥 面 硬 度 HRC 57～ 61， 芯 部 硬 度 HRC34 ～ 35 。耐酸泵阀采用20Cr，表面堆焊镍铬硼硅耐 腐蚀合金。b）阀密封圈材料一般用耐油合成橡胶，如丁氰 胶。目前还用聚氨基甲酸酯(聚胺酯)为密封圈材料，密封效 果较好，但在高温下和高碱性介质中，性能受到较大影响。
压裂、酸化
一、压裂基本原理：
在地面利用高压泵组（压裂车组），将压裂 液在超过油层吸收能力的排量下泵入井中，井底 附近蹩起的高压超过井壁附近的地应力及岩石的 抗张强度时，在油层中形成裂缝，携砂液将支撑 剂挤入裂缝中，支撑剂沿裂缝均匀排列分布，从 而大大改善油层的渗透性，增加了油层的导流能 力，减少了油流阻力，从而可恢复或提高油井的 生产量。 影响压裂成败的因素中，是有重要影响的压 裂液和支撑剂。
二、压裂液：是指压裂施工中，向地层 挤注的全部液体总称。在施工不同阶段 有各自不同的任务和作用。 分为：前置液、携砂液、顶替液。
压裂液的主要作用： 传递压力、携带支撑剂
三、压裂液性能要求：
滤失量低 悬浮能力强 摩阻低 性能稳定 配伍性好 低残渣 要求货源广，便于配制，价格低。
、压裂液种类：
水基压裂液.主要羟丙基瓜尔胶
二）、施工步骤:
A井筒准备按设计完成施工管柱; B地面准备备罐、配液、井场管汇布置与连接； C地面管线试压，试压压力为工作压力的1.5 倍； D挤注酸液 替---挤---顶 E关井反应； 1小时左右由设计确定 F排液 排出量为挤入量的4-5倍 HP达到7-8 H投产；起出酸化管柱下生产管柱。
三）、酸化施工质量要求：
不排方面做了很多的研究工作。
杀菌增注：
杀菌增注应用于注水井微生物堵塞解堵。
原理：在注水井内注入一种杀菌剂，杀死井底附近的微
生物，并解除由微生物所引起的地层堵塞，以达到增注的目
的。0.1%的甲醛溶液和3%盐酸溶液作为杀菌剂。 甲醛能杀菌的原理在于它的还原作用，它能与细菌蛋白 质的氨基结合，使蛋白质变性杀死微生物。 R—NH2+HCHO→R—NH2CH2O 目前注水井解堵工艺较多，例如醋酸缓冲—稀酸活性液 增注、洗油剂转向—土酸选择性酸化增注、复合低伤害酸解
分析酸化压裂技术在油气田开发中的应用
分析酸化压裂技术在油气田开发中的应用
酸化压裂技术是一种常用的油气田开发技术，通过注入高压酸液将油气层岩石打碎并形成裂缝，方便油气流动，从而提高油气产量。
酸化压裂技术广泛应用于页岩气、致密油等非常规油气田的开发，也被用于常规油气藏的提高采收率。
1. 提高裂缝网络：酸化压裂技术能够将注入的酸液在油气层岩石中发生化学反应，溶解岩石中的矿物质和水溶性物质，形成裂缝和孔隙，从而扩大油气层的有效渗透面积和裂缝网络，改善油气的流动性。
2. 提高产能：通过酸化压裂技术，可以将油气层打碎并形成裂缝，增加油气的渗透性和渗透率，从而提高油气的产能。
裂缝网络的增加可以提高原油及天然气的渗流面积，增加流体的储集和流动性。
3. 释放残余油气：在常规油气藏中，酸化压裂技术可以被用来释放油气藏中的残余油气，即通过打开已经几乎干涸的油气藏来提高残余油气的采收率。
这对于老旧油气田的开发来说具有重要意义。
4. 降低井底流体阻力：油气藏开发中，岩石的孔隙和裂缝是油气流动的通道，而水和气泡的存在会降低孔隙和裂缝的连通性，从而降低井底流体的流动能力。
酸化压裂技术能够通过扩大孔隙和裂缝来削弱水和气泡的阻力作用，提高井底流体的导流能力。
5. 加强水驱和气驱效果：在油气田开发中，常常需要利用水驱或气驱来推动原油或天然气的流动，提高采收率。
酸化压裂技术可以扩大油气层的有效渗透面积，改善渗水和渗气能力，从而增强水驱和气驱的效果。
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Φ700×2000（mm）
3、模拟液体输送管道（DN30）
4、系统布局区域占地约30m2。
2
酸化压裂作业仿真数据图像系统
1套
功能：酸化压裂设备的操作动作和动画投影交互的控制，如：混砂车及压裂车的控制动作与某种压裂工艺的演示动画的交互操作，正常模拟显示操作某井压裂工艺操作参数，并能非正常工作告警；模拟演示现场压裂油管、封隔器、喷砂器及压裂管柱的原理；不同压裂工艺的3D动画互动操作动态显示；动画模拟演示酸化压裂施工作业中压裂车组的组成、投影显示采用投影仪并配套计算机。
编号
设备名称
数量
技术参数
尺寸大小
1
混砂车模拟操作平台控制系统
1套
功能：可模拟压裂酸化作业现场混砂系统的作业功能。控制混砂车运行参数及各种压裂工艺，混砂车控制台上的控制与显示与混砂实际车保持一致
主要由各参数控制单元、监控系统及通讯系统、控制机柜、各种表头、控制开关、电器元件等组成。
技术指标：沙比控制10%-60%,混砂车正常工作油压、工作温度、正常速度调整、混砂车排量0-50立方米方。
主要由压力、流量、密度等压裂作业技术参数的传感器、变送器及数据采集处理板卡组成
附件：配备使用说明书、实训指导手册及其它相关资料。
1、混砂车操作模拟控制台（2）：1000×600×1400（mm）
2、系统占地区域：2m2
压裂酸化作业仿真系统软硬件功能
1、连接酸化压裂地面管线实训；2、酸化压裂地面管线试压实训；3、酸化压裂地面试循环实训；4、酸化压裂试挤实训；5、组配酸化管柱；6、组配不同压裂管柱；7、酸化压裂工艺实训；8、酸化压裂车操作实训；9、分层压裂工艺实训；10、混砂车操作实训；11、酸化压裂各类工具拆装训练；12、投球压裂实训；13、限流法压裂工艺实训；14、酸化压裂罐连接训练；15、酸化压裂失败的分析；16、酸化压裂仪表检测；17、平衡压裂训练；18、压裂酸化技能考核
附件：配备使用说明书、实训指导手册及其它相关资料。
1、压裂车操作模拟控制台（3）：1200×600×1400（mm）
2、系统占地区域：3m2
6
混砂车作业现场仿真数据采集系统
1套
功能：模拟混砂车操作控制，采集压裂仿真作业现场有关混砂技术参数数据并传输到混砂模拟控制平台，混砂车动态数据采集处理、显示告警、控制。
（1）.压裂车模拟操作平台控制软件；
仪表指挥车与其他设备信号的采集处理、监测及控制。
（2）.压裂施工动画演示软件；
包括：压前准备模拟实训、压前作业工艺模拟实训、压裂施工工艺模拟实训、压后作业工艺模拟实训。动态模拟原理讲解教学。
（3）.压裂施工动画演示软件
包括：压裂准备模拟实训、压裂作业工艺模拟实训；
系统组成：
1、正投弧形金属幕：
约7800×2400（mm）（长*高）
2、图像数据控制台：
2200×700×750（mm）
3、系统布局区域占地约20m2。
3
酸化压裂调度监控台
1套
功能：酸化压裂设备的操作动作和动画投影交互的控制，如：混砂车及压裂车的控制动作与某种压裂工艺的演示动画的交互操作，正常模拟显示操作某井压裂工艺操作参数，并能非正常工作告警，配套教师机一台
1套
功能：模拟压裂车操作操作控制台，可模拟现场压裂车运行参数及各种压裂工艺。压裂车的控制与显示与实际压裂车保持一致，能模拟控制压裂车的启动，选档。
主要由各参数控制单元、监控系统及通讯系统、控制机柜、各种表头、控制开关、电器元件等组成。
技术指标：可根据压裂仪表车控制，泵工作压力控制范围：25-125MPa。压裂车操作台：按照HS2000模拟。
计算机：戴尔四核i5-2320 4G内存500G硬盘1G独显GT530 DVD刻键鼠Win720英寸液晶显示器。
主要由数据通讯系统、控制系统、机柜、电器等组成。
附件：配备使用说明书、实训指导手册及其它相关资料。
1、压裂调度监控台：
800×600×1400(mm)
2、系统占地区域：0.6m2
4
压裂模拟操作平台控制系统
系统包括软件：
（1）.混砂车模拟操作平台控制软件；
混砂车与其他设备信号的采集处理、监测及控制。
（3）.施工动画实训、演示软件
包括：准备模拟混砂作业工艺实训；
（4）.混砂系统的操作技能操作考核评价软件。
附件：配备使用说明书、实训指导手册及其它相关资料。
系统组成：
1、混砂车模拟装置（1）：
5000×1500×1500（mm）
2330×550×1425（mm）
5、系统区域占地约40m2。
5
压裂仪表车仿真数据采集系统
1套
功能：模拟压裂车操作控制，采集压裂仿真作业现场有关压裂仪表车技术参数数据并传输到控制平台，压裂车动态数据采集处理，包含显示、告参数的传感器、变送器及数据采集处理板卡组成
（4）.压裂作业系统技能操作考核评价软件。
附件：配备使用说明书、实训指导手册及其它相关资料。
系统组成：
1、压裂车模拟装置（6）：
1000×800×600（mm）
2、压裂酸化模拟管柱工具（1）
6000×1000×700（mm）
3、高低压管汇模拟装置
1600×700×400（mm）
4、250真实压裂井口
投影仪：EIKILCD4000流明
投影幕：三通道环幕投影幕
计算机：戴尔四核i5-2320 4G内存500G硬盘1G独显GT530 DVD刻键鼠Win720英寸液晶显示器。
系统软件模拟演示以下工艺：
（1）.滑套式管柱分层压裂工艺；
（2）.投球法压裂工艺；
（3）.限流法压裂工艺
附件：配备使用说明书、实训指导手册及其它相关资料。