碳酸盐岩酸压工艺
碳酸盐岩高温储层酸压工艺应用现状
２０ ０７年
天 然 气 技 术
Ｎａ ｕ Ｍ ｓＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｔ ｒ Ｇａ ｃ ｎ ｌｇ
Ｖ １ ． Ｎ ． ｏ． １ ｏ６
Ｄｅ ．２ｏ ｃ ｏ７
第 １ ・ ６期 卷 第
文章编号：１７ — ０ ５ （０ ７ ６ ０ ４ — ４ ６ ３ ９ ３ ２ ０ ）０ — ０ ６ ０
形 成 酸 蚀 蚓 孔 ，并 得 到 酸 液 在 裂缝 中 流动 时 形 成 的 酸蚀 蚓孔 形 态 （ ａｋ ＤＬ ｎ ， Ｈ．．ａｒＥ一 ｉ Ｊｃ ．ｙ ｎ Ａ Ｎ ｓ— １Ｄ ｎ
（０ ０ ［） ２ ０ ） ，如 图 １。 】
２ 酸 压 中的酸 液滤 失机 理 【Ｉ ． ３
裂缝 壁 面
地 层
用 距 离 较 大 。前 置液 酸压 中 ，酸 液 顶 替 高粘 压 裂液 时会 产 生 粘 性 “ 进 ”效 应 ，酸液那样只在裂缝 壁面形
成 有 效 的滤 饼 ，而是 会 不停 地 穿 透 滤 饼 区 与 岩石 直 接 作 用 。酸 压 在 裂 缝 壁 面 将 形 成 垂 直 的 酸 蚀 蚓 孔 ，
、
碳 酸 盐 岩
酸 压 过 程 中 的 酸 蚀 蚓 子 效 应 Ｌ
１ 酸 压 中 的 酸 蚀 ． 蚓孔 现 象
对 天 然 裂缝 或 溶 洞 发 育碳 酸盐 岩 储 层 进 行 酸 压 时 ，酸液 滤失 将会 因缝 一 洞 的发育 而 加 剧 。Ｃ ｅ ｇ ｈｎｌ ｉ
Ｄ ｎ ，ＤＺ ｕ２０ ） ｏｇ ． （ １ ｈ ０ …等人 的研究表明 ：当酸液进入
天然 裂缝 发 育地层 ，微裂 缝宽 度 Ｗ＜２×１ ｃ 时将 ０ ｍ
１ 前 置液酸 压 技术 ．
前 置液酸压是用高粘压裂液压开储层 ，形 成一
建南碳酸盐岩储层完井与酸压工艺适应性分析
其中， 约有 ４ Ｏ 的残渣粒径分布大于 １ ０ ０ ｍ， 约１ ０ 的
残渣粒径分布超过 １ ｒ ｎ ｒ ｎ ， 最大颗粒 的粒径约 为 ３ Ｈ ｍ，
这是可能由于胶凝酸 中的聚合物 导致粘 土矿物 颗粒缠 绕 聚并 ； 清洁酸 溶蚀岩石后 的残渣粒 径分布在 ５ ～ １ ０ ０肿 之 间的比例约 为 ９ ０ ， 仅有 １ ０ 的残渣 粒径大
于 １ ０ ０／ ａ ｎ 。
＿ １ ］ 陈志海 ， 戴 勇． 深层碳 酸盐岩储层酸压 工艺技 术现状 与展望［ Ｊ ］ ． 石 油钻探技 术， ２ ０ ０ ５ ， ３ ３ （ １ ） ： ５ ８ —６ １ ． ［ ２ ］ 张庆云， 蒙炯． 混 氮气酸化压 裂技 术研 究［ Ｊ ］ ． 科 技信
高东伟 ， 等． 建南碳酸盐岩储层完井与酸压工艺适应性分析 １ ） 降低酸液大量进 入漏失层 ， 以提 高酸液对裸 眼段
（ ４ ８ １ ． ２ ３ ｍ） 的整体改造效果 ；
３ ｌ
２ ） 通过前置液氮 ＋全程伴氮的工艺 ， 提高伴氮 比， 增 加地层能量 ， 促进返排 ， 并降低残液对储层的二次伤害 。
８ ０ ， 与第一次施工相 比（ 见表 １） ， 其返排率 明显提高 、
措施效果 显著 。
图３ Ｊ 一３ ６井 酸 压施 工 曲线 图
２ ． ３ 针对长二易塌储层 ， 采用套管完井 长二储层本 身物性较差 ， 然 而地层酸压后岩石 结构
里
发生 明显改变 ， 在上覆岩层压力和储层围压下极易垮塌 ，
酸压生产截 至 目前 ， Ｊ 一３ ５井 日产气 量为 ７ ． ０ ｘ １ Ｏ ４ ／ ｄ ， 累计 产气 量 ４ １ ４ ４ ． ５ ５ ×１ ０
，
， 累计产 水 １ ５ ３ ． ５ ０ ３
廊坊分院压裂酸化中心碳酸盐岩酸压技术介绍
十五年 Fifteen Year
战略 五年 Five Year Strategy 年度 Annual
低渗油藏开发 Low Permeability Reservoir Dev.
重大项目组织 Key projects organize
流体作用前后岩心微观结构对比
➢ HPG压裂液处理前后（2h，100℃） ➢ 局部放大500倍，处理前后变化不明显
局 部 放 大
处理前（放大500倍）
处理后（放大500倍）
不同应力条件下岩石断裂韧性的实验研究
研究方法：
采用美国专利“在模拟地层条件下测量岩石断裂韧性的方法”
根据线弹性断裂力学，假设岩石为均质各
酸压裂: 背景
rf w
rw
碳酸盐岩储层 非均匀刻蚀 一定的酸蚀缝宽 酸减弱岩石强度 重要参数: 裂缝长度、
导流能力
酸化压裂室内模拟试验研究
酸压裂基本机制实验研究
酸岩反应动力学实验研究 酸蚀裂缝导流能力实验研究 酸液滤失机制研究 酸液流变性研究 岩石力学参数实验研究
岩心核磁共振测试
模拟油藏就地条件（地应 力、孔隙压力、温度），研究 岩石孔隙度和渗透率与有效就 地应力的关系，测量岩石的杨 氏模量、泊松比、压缩系数、 断裂韧性、热传导系数、孔隙 弹性系数和地应力方向等
原子吸收光谱
动态腐蚀仪
可模拟地层 温度，动态模拟 酸液对油管、套 管的腐蚀。
应用长岩心夹持 器的串、并联的不同 组合模拟油气井暂堵 酸化过程，筛选评价 酸化暂堵剂
暂堵酸化岩心流动试验仪
可对含有油水岩心 经酸浸泡或岩心流动模拟试 验前后进行实体定位对比观 察
常用酸化工艺
常⽤酸化⼯艺常⽤酸化⼯艺酸化⼯艺作为增产措施⾃应⽤于现场以来，为了满⾜不同改造对象和措施作业的要求，酸化⼯艺得到了不断完善和发展，形成了不同的类型酸化⼯艺。
酸化⼯艺按照岩性主要可分为碳酸盐岩和砂岩储层酸化技术。
考虑到⽔平井酸化的特殊性，本部分对⽔平井酸化⼯艺也做了简单介绍。
1. 碳酸盐岩储层酸化⼯艺在碳酸盐岩储层酸化改造中，主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术，习惯上⽤酸化表⽰基质酸化，⽤酸压表⽰压裂酸化。
1) 基质酸化⼯艺基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化，如前所述，其基本特征是在施⼯压⼒⼩于储层岩⽯破裂压⼒的条件下，将酸液注⼊储层。
碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔的形成和微裂缝的扩⼤，其增产机理与蚓孔密切相关。
2) 酸压⼯艺控制酸压效果的主要参数是酸蚀裂缝导流能⼒和酸蚀缝长。
影响酸蚀缝长的最⼤障碍有：⼀是酸蚀缝长因酸液快速反应⽽受到限制，其次是酸压流体的滤失影响酸压效果。
另外，为产⽣适⾜的导流能⼒，酸必须与裂缝⾯反应并溶解⾜够的储层矿物量。
因此，为了获得好的酸压效果，提⾼裂缝导流能⼒和酸蚀缝长从降低酸压过程中酸液滤失、降低酸－岩反应速度、提⾼酸蚀裂缝导流能⼒等⼏个⽅⾯⼊⼿。
酸压过程中酸液的滤失问题通常考虑从滤失添加剂和⼯艺两⽅⾯着⼿；降低酸－岩反应速率也可以缓速剂的使⽤及⼯艺上来进⾏；加⼊缓速剂，使⽤胶凝酸、乳化酸、泡沫酸和有机酸并结合有效的酸化⼯艺可起到较好的缓速效果；提⾼裂缝导流能⼒可从选择酸液类型和酸化⼯艺着⼿，其原则是有效溶蚀和⾮均匀刻蚀。
压裂酸化⼯艺以能否实现滤失控制，延缓酸－岩反应速度形成长的酸蚀裂缝和⾮均匀刻蚀划分为普通酸压和深度酸压及特殊酸压⼯艺。
（1）普通酸压⼯艺普通酸压⼯艺指以常规酸液直接压开储层的酸化⼯艺。
酸液既是压开储层裂缝的流体，⼜是与储层反应的流体，由于酸液滤失控制差，反应速度较快，有效作⽤距离短，只能对近井地带裂缝系统的改造。
⼀般选⽤于储层污染⽐较严重、堵塞范围较⼤，⽽基质酸化⼯艺不能实现解堵⽬标时选⽤该⼯艺。
一种有效开发致密碳酸盐岩气藏的新工艺——体积酸压
越小越好 裂缝障碍存在于顶部与底部
产热的 KA& $ =& 与 T& , 含量低
干气窗 v!<% <R v&
v! M!' o% v&<') t'<&"
目标气藏指标 !" @"
'<''@ % *'
v@(X 碳酸盐岩 基本不含黏土
低膨胀性 垂直 Q水平方位 打开 Q充填自生碳酸盐岩
中国非常规天然气储量也很丰富$其中致密气 远景资源量达"!& V!''# M!'!& D$ )!* %因此$国内对 致密气的勘探开展相关的工作$并取得了重要进展' 在鄂尔多斯(四川(准噶尔(塔里木(松辽等几乎所有 含油气盆地均发现了致密油气资源$主要包含湖相 碳酸盐岩(深湖水下三角洲砂岩(深湖重力流砂岩三 类储层$总勘探有利面积在 &' M!'% \D& 以上$地质 资源总量为"!'(<) V!!!<"# M!'* P' 致密油气藏的 地质特征与常规油气藏有很大差别$一般具有孔隙 度低 " 一 般 小 于 !'X# ( 渗 透 率 低 " 一 般 小 于 '<!
78!"岩石脆性评价 岩石脆性特征对于体 积 改 造 具 有 重 要 影 响'
G7PP2/]L等)"* 对北美典型的页岩开发区块进行了总 结评价$认为相对黏土和长石来说$碳酸盐岩相对更 脆$应属于脆性矿物' 北美页岩数据库的矿物三角 图)(* "见图 &#表明富含石英或碳酸盐岩的储层在压 裂改造时易于形成缝网'
碳酸盐酸化原理及酸化工艺技术
缺点：
胶化酸
为了进一步提高稠化酸粘度和热稳定 性，在稠化酸中加入交链剂制成胶化酸。
配制：
盐酸＋稠化剂＋其它添加剂稠化酸
胶化酸
交链剂
胶化酸
交链剂：
有机交链剂如甲醛、聚甲醛、乙醛、丙 醛、 2-羟基丁醛、戊醛等有机醛类化合 物； 无机交链剂如氯化锂、硝酸铝、硫酸铝 等。
原理：
交链剂分子把稠化剂分子结成网状结 构。
酸液类型
盐酸 甲酸和乙酸 多组分酸 缓速酸类
稠化酸 胶化酸 乳化酸 化学缓速酸 泡沫酸
延迟酸 粉状酸
盐酸
概述：盐酸系无机强酸，它是氯化氢的
水溶液。纯盐酸是无色透明的液体，因 含FeCl3及其它杂质，故常看到的工业盐 酸略呈黄色，氯化氢气体具特殊的刺激 性气味。在空气中，浓盐酸常冒出白色 酸雾。盐酸是一种具有强腐蚀性的强酸 还原剂。
原理：
R-2，R-3，R-4三种物质加水配制成延迟酸， 在地层温度下，可缓慢释放出酸液(无需加入HCl)， 从而达到延迟酸岩反应速度的目的。
延迟酸
优点：
延迟酸RA系列与酸液添加剂配伍性好，
在高温下不会产生对地层的伤害；
酸液表面张力低，在高温和剪切后粘度降
低不大，较为稳定；
酸有效作用范围大。
碳酸盐岩储层酸压和基质酸化工艺技术
西南石油大学采油气工艺研究所
30
小结
5 酸蚀裂缝导流能力
寻求 技术
降低滤失的物质和技术 延缓反应速度的物质和技术 获得非均匀刻蚀的物质和技术
西南石油大学采油气工艺研究所
31
6 碳酸盐岩基质酸化工艺及其适应性
酸化 基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化，是指施工压力
小于储层岩石破裂压力的条件下，将酸液注入地层 适用范围
9
2 裂缝的形状
裂缝参数－韧性控制：
西南石油大学采油气工艺研究所
10
2 裂缝的形状
2.2 拟三维维扩展模型
Van Eekelen
模型
Advani 垂直截面 扩展模型
在垂向上流压不变，将高度延伸近似看成具有当量弹性 模量的均质油层中裂纹的延伸
用有限元法处理应力分布，找出裂缝高度、宽度、压 力及缝尖应力强度因子间关系，由选取的缝高和计算 的压力校正缝宽，用体积平衡式求新的缝长
定大小和长度的酸蚀蚓孔
➢ 这些蚓孔绕过污染区，扩大井
wormholes Acid
眼有效半径，达到增产的目的，
Carbonate Reservoir
从而获得增产效果
伤害带
西南石油大学采油气工艺研究所
33
6 碳酸盐岩基质酸化工艺及其适应性
常用工艺： ➢常规盐酸酸酸化 ➢泡沫酸酸化 ➢乳化酸酸化 ➢胶凝酸酸化 ➢转向酸酸化
西南石油大学采油气工艺研究所
36
7 碳酸盐岩储层酸压工艺
单一液体体系应用的酸压技术 普通酸酸压——————常规酸压技术 稠化酸（胶凝酸）酸压 化学缓速酸酸压 泡沫酸酸压 乳化酸酸压 高效酸（地下交联酸、滤失控制酸）酸压 粘弹性酸酸压
椭圆 模型
西南石油大学采油气工艺研究所
碳酸盐岩酸压工艺技术
2020 12:59:06 AM00:59:062020/10/10
• 11、自己要先看得起自己，别人才会看得起你。10/10/
谢 谢 大 家 2020 12:59 AM10/10/2020 12:59 AM20.10.1020.10.10
• 12、这一秒不放弃，下一秒就会有希望。10-Oct-2010 October 202020.10.10
•
6、意志坚强的人能把世界放在手中像 泥块一 样任意 揉捏。 2020年 10月10 日星期 六上午 12时59 分6秒0 0:59:06 20.10.1 0
•
7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我 。。20 20年10 月上午 12时59 分20.1 0.1000: 59October 10, 2020
5
二、酸压工艺技术简介
• 酸化的分类：
（3）压裂酸化又叫酸压：在井底施工压力大于地 层破裂压力的前提下,将酸液注入地层,在地层中造 出人工裂缝,酸液始终在张开的裂缝中流动并与岩石 反应,最终形成一条具有一定长度和酸蚀导流能力的 裂缝,以提高储层渗流能力的一项酸化技术。
6
二、酸压工艺技术简介
2、按酸液体系分类 （1）常规盐酸及其改性酸液类（乳化酸、胶凝酸
三、酸压技术及现场施工分析
30
三、酸压技术及现场施工分析
哈7-1井 酸压井段:6509.02-6575.0m,2010年7月16日，21:20酸 压施工开始，最大泵压77.9MPa、最小泵压6.6MPa，最大排量 4.0m3/min、最小排量0.5m3/min，挤入井筒总液量168.00m3，挤入 地层总液量168.00m3。
10
三、酸压技术及现场施工分析
• 一、普通酸压工艺 原理：用酸液压开并刻蚀裂缝,获得高导流能力的
碳酸盐岩酸压工艺
酸压工艺在碳酸盐岩储层中的应用——以塔河油田奥陶系储层为例**:***学号:*************:***日期:2007年1月碳酸盐岩作为一种特殊类型的储层，岩石成份复杂，岩性变化差异大，岩石结构及成因特征多种多样。
碳酸盐岩油藏储层通常埋藏深、地温高、非均质性强，储集空间主要以溶洞、溶孔和裂隙为主，孔喉配合度低，连通性差。
酸压储层改造主要通过产生的酸蚀裂缝长度及裂缝的导流能力来提高原油产量。
一、碳酸盐岩酸压的影响因素碳酸盐岩储层酸压增产措施，其控制酸压成功的主要因素有两个：一是最终酸压裂缝的有效长度；二是酸压后酸蚀裂缝的导流能力。
有效裂缝长度是受酸液滤失性、酸岩反应速度以及酸在缝中的流速、酸液类型等的影响。
酸蚀裂缝的导流能力受闭合、酸的溶解力、酸岩反应的酸蚀型态、酸对岩石的绝对溶解量等的影响。
因此碳酸盐岩储层酸压改造为提高酸化效果，追求的两个主要目标就是较长的酸蚀裂缝长度和较高的酸蚀裂缝导流能力。
1. 1酸液滤失是影响酸压效果的关键酸压过程中酸液的滤失直接关系到酸液有效作用距离和裂缝最终导流能力。
酸液是一种反应性流体，其滤失完全不同于压裂液的滤失。
在碳酸盐岩地层的酸压过程中，酸液不停地溶蚀裂缝，选择性地形成蚓孔，使得酸液滤失面积越来越大，一旦射孔形成，几乎全部酸液都流进裂缝壁内的大孔内。
蚓孔的产生和天然裂缝的扩大，会进一步加剧酸液滤失。
1. 2酸液类型对滤失的影响不同类型酸液的滤失效果不同。
实验研究表明（图1），乳化酸的降滤失效果最好，其次为胶凝酸，最差的是常规酸。
从试验后的岩心看，常规酸酸蚀严重，胶凝酸、乳化酸变化不大，这应符合酸液的滤失形态，即乳化酸和高粘酸滤失特性属于“点蚀密集型”，而常规酸的滤失特性属于“溶蚀孔洞型”。
图1、不同酸型的滤失量与时间关系1.3碳酸盐岩酸蚀有效作用距离的影响因素影响碳酸盐岩酸蚀有效作用距离的因素主要有:裂缝宽度、注酸排量和温度。
(1)裂缝宽度。
裂缝宽度越宽，酸蚀有效作用距离越长，由此说明在注酸之前注前置液和高粘酸的重要性。
碳酸盐岩压裂酸化方法范例
流体
液量，gal
1.非稠化酸
28%HCL+1500ft3/bbl CO2
2500
2.缓速酸
28%HCL化学缓速酸/胶凝酸+1500ft3/bbl CO2
2500
3.隔离液
降阻水，泡沫质量1500ft3/bbl CO2
2500
4.重复步骤（1）至（3）两次
5.非稠化酸
28%HCL+1500ft3/bbl CO2
碳酸盐岩压裂酸化方法范例
一、低温处理（<200。F）
表C-1低温白云岩的基本酸压方式（11~120。F）
程序
流体
液量/gal
1.预处理
水+垢抑制剂
6000
2.前置液
交联胶凝水
6000
3.酸
20%HCL+20pptg胶凝剂
交替注入2000gal酸和2000gal加胶凝剂和降滤失剂的水
4.顶替液
清水
2000
3.隔离液
交联胶凝水
15000
4.停泵闭合
5.基质酸化用酸
15%HCL
5000
酸液添加剂包括：缓蚀剂、铁离子稳定剂；前置液：同支撑压裂（但不加支撑剂）
表C-3白垩岩中温（150~200。F）地层大型酸压方法
程序
流体
液量/gal
1.预处理
清水+降阻剂
5000
2.酸
28%HCL（不加胶凝剂）交替注入5000gal酸和5000gal加降滤失剂和胶凝剂的水
40000
3.关井闭合
4.酸
28%HCL（不加胶凝剂）在低于破裂压力下注入
5000
5.顶替液
清水
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。