[工学]0保护油气层本科教学6章.ppt

第五章 钻井过程中 的保护油气层技术,钻井过程中造成油气层损害原因 保护油气层的钻井完井液技术 保护油气层的钻井工艺技术 保护油气层的固井技术,第5-1节 钻井过程中造成油气层损害原因分析,一、钻井过程中油气层损害原因 1、钻井液中固相颗粒堵塞油气层 2、钻井液滤液与油气层岩石不配伍引起的损害 水敏 盐敏 碱敏 润湿反转 表面吸附,一、钻井过程中油气层损害原因 3、钻井液滤液与油气层流体 不配伍引起的损害 无机盐沉淀 形成处理剂不溶物 发生水锁效应 形成乳化堵塞 细菌堵塞,一、钻井过程中油气层损害原因 4、油相渗透率变化引起的损害 滤液侵入改变井眼附近油气水分布 降低油气饱和度 5、负压差过大造成的油气层损害 中测时负压过大 负压钻井时负压过大,二、钻井过程中影响油气层损害程度 的工程因素 1、 压差 钻井压差越大，造成的地层损害越大。 影响钻井压差增大的原因： 采用过大的钻井液密度 压力激动（下钻、开泵） 地层压力检测不准 安全系数设计过大 井身设计不合理 钻井液流变参数设计不合理 井内钻屑浓度 等,二、钻井过程中影响油气层损害程度 的工程因素,2、浸泡时间 浸泡时间越长，滤液与固相颗粒侵入量越大造成的地层损害越大。 影响浸泡时间的主要因素有,纯钻进时间 辅助工作时间 完井电测 下套管前通井处理钻井液 下套管注水泥 事故处理时间 等,二、钻井过程中影响油气层损害程度 的工程因素 3、环空流速 高的环空流速一方面对井壁冲刷切力大，使井眼扩大，冲刷外泥饼，增大滤液和固相颗粒侵入量，另一方面增大环空循环压降，即增大对井底的压差。 影响环空流速的主要因素有 水力参数设计不合理 起下钻速度过快,渗透率比值（%）,细固相颗粒含量（%）,增加,截面损害比（%）,岩心长度， cm（截面损害位置）,2 7 12 17 22,40,80,60,100,20,P=0.7MPa,P=9MPa,工 作 液 侵 入 方 向,2cm,7cm,12cm,岩心柱,损害比（%）,浸泡时间， （小时）,1 2 3 4 5 6,40,80,60,100,20,P=0.7MPa T=70 =0.8m/s,第5-2节 保护油气层 的钻井液技术,一、保护油气层对钻井液的要求 1、钻井液密度 钻井液液柱压力尽可能接近油气层压力，即钻井液密度与地层压力系数在数值接近，实际作业中，为了钻井作业的安全，常附加一个安全系数，即： 钻井液密度=地层压力系数+0.05-0.15（g/cm3),一、保护油气层对钻井液的要求 2、降低钻井液中固相颗粒对油气层的损害 降低钻井液中的固相含量 采用无固相钻井完井液 减低钻井液固相颗粒侵入量 控制固相颗粒侵入深度,一、保护油气层对钻井液的要求 3、钻井液必须与油气层岩石/流体相配伍 降低钻井液中的滤液侵入量 采用抑制性强的钻井完井液 控制（提高）钻井液矿化度 采用盐水钻井完井液 采用封堵性暂堵剂控制滤液侵入量和侵入深度,二、钻开油气层的钻井液（狭义的完井液或称钻井完井液）类型 1、水基钻井完井液 2、油基钻井完井液 3、气基钻井完井液,水基钻井完井液的类型,无固相盐水钻井完井液 水包油钻井完井液 无膨润土暂堵型聚合物钻井完井液 低膨润土聚合物钻井完井液 改性钻井完井液 屏蔽暂堵钻井完井液,水基钻井完井液-无固相盐水钻井完井液 组成： 盐+降失水剂+增粘剂+缓蚀剂 +粘土稳定剂 +其它 特点 可以减少固相颗粒堵塞造成的损害 降低地层水敏损害,水基钻井完井液-无固相盐水钻井完井液 缺点 成本高 工艺复杂、维护困难 滤失严重 使用范围 密度可在1.02.30g/cm3范围内调节，常用在1.40 g/cm3以下； 适用于储层压力系统单一、储层特性清楚、已下套管的（强水敏）地层。,无固相盐水钻井完井液的类型 无固相清洁盐水钻井完井液 低固相盐水钻井完井液 无固相聚合物盐水钻井完井液 低固相暂堵型盐水钻井完井液,水基钻井完井液 -水包油钻井完井液 是一种将一定量油分散于水中，形成以水为连续相，油为分散相的无固相水包油钻井完井液。 基本组成： 水（盐水）+油（原油/柴油）+增粘剂 +乳化剂+降失水剂+其它,水基钻井完井液 -水包油钻井完井液 特点 水敏性抑制能力强，保护油气层效果好 滤失量大，成本高，维护困难，适用范围小 适用范围 适用于低压油气层 易发生漏失油气层,水基钻井完井液 -无粘土暂堵型聚合物钻井完井液 组成 暂堵剂+聚合物+降失水剂+KCl（其它盐）+填充粒子（FT-1/EP-1/油溶性树脂等）+其它（防卡剂、增粘剂、缓蚀剂）,原理 采用聚合物控制钻井完井液流变性 采用水溶性/油溶性/酸溶性暂堵剂和提高体系粘度控制滤液侵入量与深度 特点 成本高，维护困难 保护油气层效果较好 使用范围较小,水基钻井完井液 -低粘土聚合物钻井完井液 组成 粘土（1%-4%膨润土）+增粘剂+降失水剂+KCl（其它盐）+其它（防卡剂、缓蚀剂） 特点 降低了搬土用量，减少了搬土颗粒侵入造成的损害，但由此带来成本增高。 适用范围较广。,水基钻井完井液 -改性钻井完井液 组成 原钻井液+增粘剂+降失水剂+粘土稳定剂+暂堵剂+其它（防卡剂、缓蚀剂） 改性内容与目的 添加粘土稳定剂，抑制储层水敏损害 添加增粘剂和降失水剂，调节原浆流变性能，降低体系失水量 添加暂堵剂，调节颗粒级配，控制固相颗粒与滤液侵入。,改性钻井完井液 改性内容与目的 适当调节原浆密度，尽量降低体系密度 提高体系携砂能力，保证钻井完井作业安全进行 特点 保护油气层效果较好 配制改性简单，成本低，维护方便 应用范围广 体系保护油气层效果难以把握。,油基钻井完井液 -该类主要有油包水钻井完井液，以油为连续相，其滤液为油。 组成 油+乳化剂+增粘剂+加重剂+暂堵剂+其它 特点 避免了水相对储层的敏感性损害 流变性能好，利于钻井作业 成本高，维护困难，对环境污染大 适用范围小，现场很少使用。,气基钻井完井液（属于低压钻井技术 主要类型 空气钻井液 泡沫钻井液 充气钻井液,基本组成 空气钻井液由空气或天然气、防腐剂、干燥剂等组成； 泡沫钻井液由空气、水、发泡剂、稳泡剂等组成 充气钻井液是在钻井液中充入气体（空气或氦气等），并加入稳泡剂,特点 密度低，有利于提高钻井速度； 适用于低压地层钻井； 使用设备昂贵，成本高 仅在特殊地层条件下使用 如在克拉玛依油田、辽河油田进行过低压钻井试验,空气钻井Air Drilling Fluid 空气、氮气为钻井流体 特殊设备：空气压缩机、增压器、井口旋转头； 优点:钻速快(310倍)，钻头寿命长，井底压力1Mpa、遇油气立即进入井内。 空气钻井流体 缺点：易出现井下爆炸起火 氮气为钻井流体 缺点：氮气成本费用高 空气钻缺点：不适宜出水量大的地层,雾化钻井液Mist Drilling Fluid 将少量水、发泡剂、防腐剂，以雾状加入气流中，形成雾状流体； 特殊设备:雾化器、空气压缩机、增压器、井口旋转头 适用于出水量小的地层(23m3/h) 充气钻井液Arerad Drilling Fluid 将空气、氮气充在钻井液中，形成不稳定气液两相流，以降低液柱压力。 泡沫钻井液Foam Drilling Fluid 由基液（水）、空气（氮气）、发泡剂、稳泡剂经泡沫发生器形成的一种均匀、稳定气液两相流。,泡沫钻井的特点： 泡沫密度低(0.0320.064g/cm3 )，井底压力低； 携屑能量强 (10倍于水、45于泥浆)泡沫强度高、粘度大 液量低含水量低于25，水被束缚液膜中 流体中无固相 具有较好的封堵能力,三、屏蔽暂堵钻井完井液技术 1、概念 在钻井完井液中添加适当数量与大小的固相颗粒，以便在钻开油气层后能快速有效地在油气井近井壁带形成致密的桥堵带，从而防止钻井完井液固相颗粒与滤液继续侵入地层，然后通过射孔等完井方式打开屏蔽环。这种保护油气层的技术称屏蔽暂堵钻井完井液技术。,压差、孔喉与粒径比、屏蔽层厚度间的关系,2、几个关键词 快速：在5-10分钟以内 有效：稳定耐压耐冲洗 近井壁带：在井壁3-5 cm以内 致密：渗透率接近0,3、技术要点 1）测定油气层孔喉分布曲线及孔喉的平均直径 2）按1 / 2 2 / 3孔喉直径选择架桥粒子的颗粒尺寸，使其在钻井液中含量大于3% 3）加人可变形的粒子，如磺化沥青FT-1、乳化石蜡(EP-1)、氧化沥青、树脂等，加量一般为12%。 4）根据需要，调整钻井完井液性能与密度。,QS-1超细CaCO3颗粒粒度分布,EP-1颗粒粒度分布,4、采用屏蔽暂堵钻井完井液的必要性 不可能用调整钻井液滤液的矿化度的办法来要避免水敏或盐敏损害； 钻井液处理剂无法去掉，要满足井壁稳定的要求，保证泥浆的携屑等要求，就不可避免地要使用多种处理剂，它们对地层的损害也难以避免,只要使用 般土泥浆就存在固相损害，特别是对储层中物性较好的小层更为严重； 泥浆和水泥浆的滤液不可避免地会引起水锁损害； 水泥浆滤液的损害不可避免。,原钻井泥浆伤害实验,5、特点 、利用原对油气层有害的因素-钻井液中的固相颗粒、压差。 在一定的正压差作用下，在很短的时间内（分钟），在距井壁很近的距离内（5cm）形成有效堵塞（渗透率为零）的屏蔽环。它能阻止钻井液中大量固相和液相进一步侵入储层，同时由于它有一定的承压能力，也能在高压差下阻止水泥浆的固相和液相进入储层。最后利用射孔方式解除屏蔽环，使储层的渗透率恢复到原始水平。 、根据钻井液中各种粒子的粒径及分布情况，只需加入一定量的架桥粒子，即可将一般钻井液改造成具有优良保护效果的钻井完井液，施工简单，维护方便，成本低。,特点 、屏蔽暂堵技术只与钻井液中固相颗粒的粒径及分布和储层孔喉大小及分布有关，而与钻井液体系和储层的矿物及各类敏感性无关。因此，可以在较复杂的储层条件下保护油层，易于大面积推广。,6、主要研究内容与研究方法 1、储层特征尤其是储层孔喉大小分布研究 通过压汞、薄片技术、扫描电镜等 2、架桥粒子与填充粒子大小设计 3、原浆颗粒粒度分布与大小检测 4、架桥粒子与填充粒子加量设计 5、具体配方设计,6、暂堵强度实验 检测屏蔽环强度 7、暂堵深度实验 屏蔽环深度 8、返排解堵实验 屏蔽环返排能力，（70%） 9、架桥粒子与充填粒子对泥浆性能影响实验架桥粒子与填充离粒子,屏蔽暂堵实验（例）,配方1：细粒CaCO3+超细CaCO3+FT-1+原钻井液 配方2：细粒CaCO3+超细CaCO3+EP-1+原钻井液 配方3：超细CaCO3+EP-2+原钻井液 配方4：超细CaCO3+DYY-1+原钻井液,暂堵实验结果,暂堵强度实验（例）,反排解堵实验结果（2）,暂堵剂对泥浆流变性能的影响(2),7、具体实例 屏蔽暂堵型钻井完井液技术在塔里木油田的应用,第5-3节 保护油气层 的钻井工艺技术,除保护油气层钻井完井液技术外 近平衡钻井技术 负压钻井技术 提高压力预测准确率 改进井身结构,一、建立四个压力剖面，为井身结构和钻井密度设计提供科学 地层孔隙压力 破裂压力 地应力 坍塌压力等,二、确定合理井身结构 分开不同压力地层 满足近平衡钻井需要 防止钻井事故发生 降低钻井液密度,设计原则： 有效保护油气层，满足完井方法的需要 避免漏、喷、塌、卡复杂事故 具有一定的压井能力,三、实现近平衡压力钻井 地层压力pp 钻井液柱有效压力 pd，pm-静液柱压力 pa-环空阻力，pw-岩屑附加压力，ps-抽吸压力 平衡时 p= pd- pd=0 若钻井时 pd=pm+pa+pw=pp 则起钻时 pd=pm-pspp 因此，在钻井时，需要附加一个压力，这样钻井液静液柱压力为 pm=(1+s)pp s为安全系数，0.05-0.15,四、降低浸泡时间,快速钻进优选钻井参数（钻头选型、钻压、转速、水力参数泵压、排量、喷嘴组合）； 安全施工防喷、防漏、防塌、防卡； 尽量缩短非钻进时间顺利快速测试，提前作好设备保养和维护；,五、搞好中途测试 六、搞好井控 、防止井喷井漏对油气层损害,井喷：导致井壁垮塌，速敏，有机和无机沉淀, 压井容易导致压漏，引起损害。 井漏：导致固相和液相损害,钻复杂地层的保护方法 屏蔽暂堵法： 。上部为易塌高压泥页岩层的低压油气层； 。多组高坍塌泥页岩层夹多组易漏低压油气层； 预堵漏法： 。上部为易漏低压层的高压油气层；,第5-4节 保护油气层的固井技术,固井的主要目的是在套管与井壁之间形成均解剖学完整封固良好的水泥环。油气层套管固井是为了封隔各油气水层及夹层，防止油气水上窜，为各层组油气层分别投产或进行各项井下作业创造条件。 固井作业对油气层的损害主要反映在固井质量和水泥浆对油气层损害程度两个方面。,一、固井质量与保护油气层的关系 固井质量不好导致层间窜流 高压水窜入油气层 水化膨胀 生成沉淀 水锁 乳化堵塞 细菌堵塞 速敏损害 油相渗透率降低 油气窜入非产层或地面 增产作业液窜流 套管损坏,二、水泥浆对油气层的损害 水泥浆固相颗粒损害 水泥浆正的颗粒进入地层，形成水化固结孔喉和孔隙，导致永久性损害 水泥浆滤液进入地层导致的损害 形成无机沉淀堵塞喉道 滤液中有较多的Ca2+、Mg2+、Fe2+、OH、 CO32、SO42离子 碱敏矿物分散 Ca(OH)2、CaCO3、 CaSO4沉淀,三、水泥浆损害的特点 压差大 固相含量高 滤失时间断、滤失量高 滤液离子浓度高 内泥饼能有效降低固液损害,四、保护油气层的固井技术 提高固井质量改善水泥浆性能 合理压差固井 提高顶替效率 防止水泥浆失重引起环空窜流。 推广应用注水泥计算机辅助设计软件。 降低水泥浆失水量 采用屏蔽暂堵钻井液技术,第六章 完井过程中 的保护油气层技术,完井概念 广义上讲，建立油气水井与储层之间良好通道的一切作业称油气水井完井。 包括固井、射孔（其它完井方式）、测试、增产、修井、注水等作业 狭义而言，完井工程指油气水井固井、射孔、测试等钻开油气层后，油气水井生产之前的一切作业。 不包括增产、修井、注水等作业,主要内容 完井方式 射孔完井保护油气层技术 防砂完井保护油气层技术 试油过程中保护油气层技术,第一节 完井方法,一、各种完井方法和适用条件 射孔完井 裸眼完井 砾石充填完井 割缝衬管完井,1、射孔完井,适用： 复合油层 封固易塌油层 特点： 便于分层开采 缺点： 射孔压实损害大 射孔导致井壁附近岩石强度降低 井壁附近流速高,oil zone,2、裸眼完井,适用： 单一油气层 井壁坚固油层 碳酸盐裂缝油气层 特点：井壁渗流面积大，产能高 缺点：易出砂和井壁坍塌,oil zone,3、砾石充填完井,适用： 胶结疏松、出砂严重的油气层 特点：井壁渗流面积大，防砂效果好,套管砾石充填完井 适用于复合油气层,裸眼砾石充填完井 适用于单一油气层,4、割缝衬管完井,适用： 胶结疏松、出砂严重的油气层 特点：井壁渗流面积大，防砂效果好,二、完井方法选择原则 连通性最佳，油气层损害最小； 渗流面积最大，油流阻力最小； 有效封堵复杂层，防止层间干扰和出水； 有效防塌防砂，有利于长期稳定生产； 具备后期增产措施和修井作业； 工艺简单，成本低，完井速度快。,油气藏类型 孔隙型或裂缝型 单一或复合油气层 上下是否有水层 稠油或稀油油层 油气层特性 岩层坚固性，胶结性 渗透性 工程及施工要求 是否分层注水开采 是否酸化压裂 是否热采,三、选择完井方法应考虑的因素,一、射孔对油气层的损害机理,成孔形成压实带,第二节 射孔完井的保护油气层技术,聚能射孔弹爆炸过程,射孔孔眼的损害带,负压射孔与平衡射孔,射孔参数与产能的关系,Completions,Perforation Spacing (Dependent on Shot Density),Perforation Geometry,Completions,Completions,Perforation Depth (inches),Completions,Effect of Perforation Pattern on Productivity Ratio,打开程度不完善产生附加压降,射孔压差不当液固进入油气层 射孔液损害液相和固相损害,第3节 防砂完井的 保护油气层技术 （自学） 问题： 1、储层出砂的潜在地层因素和工程因素是什么？ 2、储层出砂造成地层损害的机理？ 3、防止储层出砂的完井方法有那些？,二、保护油气层的防砂完井技术,1、割缝衬管防砂技术 缝眼的功能 允许油能携带至地面的小砂粒通过 阻挡大砂粒，形成砂桥 缝眼尺寸和形状 缝眼形状内大外小梯形 缝眼口宽 缝眼数,2、砾石充填防砂技术 技术关键 砾石尺寸与岩石砂粒尺寸匹配Dg=(56)d50 砾石尺寸选择原则 有效防砂 有较高的渗透率 砾石质量 尺寸合格率9899% 磨圆度0.6 球度0.6 酸溶度1% 强度:破碎砂粒小于标准,砾石质量对产能的影响 磨圆度越低，菱角越多，容易破碎，降低渗透率 球度越低，砾石越细长扁平，渗透率越低 酸溶度越大，砾石越容易被酸溶解，砾石层就会形成洞隙，降低防砂效果。 强度:抗破碎能力。砾石破碎降低渗透率,砾石充填液性能要求 粘度适中，携砂能力强 悬浮性好，砾石沉降速度小 井底自动降粘稀释 无固相颗粒 滤液与岩石矿物和孔隙流体配伍不诱发水敏和碱敏，不解垢，不乳化堵塞,第4节 试油过程中的 保护油气层技术 试油过程中地层损害机理 保护油气层的试油完井液技术 保护油气层的试油工艺措施,一、试油过程中地层损害机理研究,研究意义 是研究与应用保护油气层试油完井液的基础。 是选择适当试油作业方式的基础之一。 选择优质试油完井液作业，不仅会减少或避免试油作业过程中的地层损害，而且会提高钻井完井过程中保护油气层工作的有效性。,一、试油过程中地层损害机理研究,主要机理： 裸眼测试造成地层损害 完井测试造成的地层损害 射孔工艺造成的地层损害 射孔液、压井液造成的地层损害,裸眼测试造成地层损害： （1）钻井完井液滤液及固相 （2）浸泡时间 （3）压差。 如果放喷压差过大或掏空压差过大，结果造成微粒运移，堵塞孔喉，严重时会造成地层出砂；另一方面试油压差过大，会造成地下原油脱气，形成气锁，从而降低油井产能。此外还可能造成储层应力敏感损害，其中对于低渗储层尤其以微裂缝为主要渗流通道的储层，由此造成的储层应力敏感损害常常是很严重的，多数情况下这种损害是不能恢复的。,完井测试 1、适合负压射孔的井段采用了正压射孔或负压设计不合理 2、不适合跨隔测试的井段采用了跨隔测试 3、测试过程中防喷压差太大 4、封隔器失效或其它测试事故等。,射孔工艺 1、正压差射孔 2、射孔参数不合理或产层打开不完善 3、压实带对产层的损害 4、射孔负压差太大或大小,钻井损害深度DH： 式中 DH-钻井损害深度，mm； P-钻井压差，MPa； rw-裸眼井半径，mm； -钻井液粘度，mPa； K-产层渗透率，10-3m2； -产层孔隙度，（小数）； T-钻井完井液总浸泡时间，mm。,0 100 200 300 400 500 600 孔深，mm,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,22 16 8 孔/米,DH=165mm,产率比,射孔液、压井液造成的地层损害 1、射孔液、压井液中固相颗粒的损害 2、射孔液、压井液液相侵入地层造成的损害 3、射孔液、压井液速敏损害 射孔液、压井液体系配方不当/工艺不当,塔里木试油井射孔液压井液体系及污染情况表,液锁造成的岩心渗透率下降现象,钻井完井液压差对地层微裂缝作用示意图,钻井完井液压差 对地层微裂缝作用示意图,Pd,Pp,微裂缝,实 例,塔北、库车地区射孔液、压井液 造成地层损害的主要原因 射孔液造成的地层水敏、盐敏损害 不适当压井液造成的地层损害 原钻井液 压井液密度过大 压井液中固相颗粒 压井液体系配方不当 压井液与地层流体不配伍 高分子聚合物的吸附 岩石润湿性的改变,二、保护油气层的试油完井液技术,常用射孔液、压井液体系及其特点 优选射孔液压井液体系的基本原则 实例研究,常用射孔液、压井液体系及其特点 有固相盐水射孔液压井液 保护油气层特点：利用固相形成泥饼，降低滤失，利用无机盐矿化度与地层水矿化度相匹配。 缺点：滤液与固相大量侵入，敏感性损害 应用情况：应用较少,常用射孔液、压井液体系及其特点 无固相聚合物盐水射孔液压井液 特点：利用聚合物降低滤失，利用无机盐矿化度与地层水矿化度相匹配，减少敏感性矿物发生变化。 缺点：滤液侵入，聚合物吸附、敏感性损害、 成本较高 应用情况：应用较少,常用射孔液、压井液体系及其特点 清洁盐水射孔液压井液 特点：利用粘土稳定剂避免敏感性损害，（利用聚合物降低滤失） 缺点：滤液与地层配伍 应用情况：应用较广,常用射孔液、压井液体系及其特点 改性钻井完井液（作为射孔液压井液） 特点：利用改性钻井完井液保护油气层的功能，在体系中再添加粘土稳定剂、缓蚀剂、杀菌剂等。 缺点：保护油气层效果比清洁盐水差 应用情况：成本低，应用更广,优选射孔液压井液体系的基本原则 1、不造成地层水敏、盐敏损害。要求所选择的压井液体系能防止地层粘土水化膨胀或收缩、分散与运移，实际上要求抑制水敏、盐敏损害达80以上。 2、压井液体系中应尽可能不含或少含固相颗粒，所含的固相颗粒不能造成地层水久性伤害，最好的是固相颗粒具有油溶性或酸溶性。,优选射孔液压井液体系的基本原则 3、能满足压井施工的要求。在密度上其调节范围应适应不同条件下的压井需要；在配制使用上要求简单方便。 4、对于特殊储层(如裂缝性储层、低渗或特低渗储层)或压井过程中有其它作业要求的油气层，所选择的压井液体系必须满足它们对压井液的特殊要求。,优选射孔液压井液体系的基本原则 5、压井液与地层流体相配伍。 6、成本低。 7、操作、维护方便,酸化的目的,解除钻井、完井作业损害 溶解一部分矿物，提高井筒周围岩石渗透率 驱动流体能量的50%是在井筒周围几米半径的范围内消耗 酸化费用被油气产量的提高而补偿,第5节 酸化过程中储层保护技术,酸化对油气层的损害,固相颗粒从油管进入地层，腐蚀物、钻屑、粘土、石蜡 乳化液堵塞，表面活性剂特别是缓蚀剂，使油气层亲油 施工参数不当，返排不彻底，水液锁（水锁、水堵） 与原油不配伍：石蜡、沥青沉积，酸渣沉积 与岩石矿物不配伍：地层松散化，微粒活化，分散/运移 二次沉淀：无机凝胶沉积，如氢氧化铁、硅胶、硫化铁、氟硅酸盐和氟铝酸盐等 缓蚀剂、减阻剂残渣,常规土酸酸化中铝垢的形成,8-12% HCl+3-6% HF 土酸处理，pH 为3.54.0 时易产生氟铝盐垢 HF+AlSi H+A1FX+H2SiF6+H2O H2SiF6+A1Si H+A1FX+SiO2XH2O H+AlFX+Al-Si H+AlFY+SiO2XH2O X：13，且YX,常规土酸酸化中铝垢的形成,二次反应：反应得到的氟硅酸与剩余的硅铝酸盐作用，生成SiO2XH2O胶体。 三次反应：二次反应得到的氟铝酸与硅酸盐进一步反应，增加产物中铝的百分数，X与Y值与反应流体中HCl含量有关，以及和三次反应的程度有关,砂岩酸化,氟硼酸型酸液 不使微粒失去稳定性，可以在水中缓慢溶解，缓慢地生成HF 必须单独使用，酸化用量是土酸的10倍 1.5%HF+10%醋酸型酸液 可避免与HCl酸敏矿物(绿泥石、沸石、方沸石)反应，适于处理含有大量HCl酸敏矿物的地层 使用醋酸而不用HCl，也能减少铝的化合物形成,砂岩酸化,H3PO4+3%HF型酸液 体系与方解石、白云石的反应速度很慢，在碳酸盐岩表面形成保护层，可避免形成Al(OH)3和AlF3沉淀 存在较多HF、H3PO4的情况下，与粘土、长石反应缓慢，活化HF能穿入较深,碳酸盐岩酸化,乳化酸 一种粘性非牛顿流体，其注入酸扫及系数高，通常是200-400 MPas。（室温、S-1剪切速率） 可采用各种注入方案，例如先用15（重）%HCl作前置（Preflush），有时也可用凝胶酸 减少活性酸与管柱的接触，减轻腐蚀，减少铁离子稳定剂及缓蚀剂的用量 垂直井、注水井、水平井处理均有良好效果,水力压裂概述 压裂液损害 选择压裂液指标 二氧化碳泡沫压裂的主要优点,第6节 压裂过程中储层保护技术,1、 水力压裂概述,水力压裂概念 泵注前置液以形成裂缝，并建立延伸 泵注混有支撑剂的携砂液 携砂液继续延伸裂缝，并携带支撑剂深入裂缝内 泵送完成后，压裂液化学破胶降为低粘度状态流向井内，流下一条高导流能力通道，油气顺畅流入井底,水力压裂设备,水力压裂裂缝形态,无量纲导流能力 CfD,CfD = Kf W / K xf 式中: Kf 裂缝渗透率； W 裂缝宽度； K 油气藏渗透率； xf 裂缝半长。,压裂的历史,1890-1950年，全世界石油工业通常使用液态的、后来是固态的硝化甘油进行爆炸压裂。因危险性使其受到限制 爆炸压裂后需要大量的井筒清洗工作 套管损坏 作业人员可能受到伤害 1948年，Stabolind石油天然气公司（Pan American石油公司，Amoco）宣布水力压裂法 最初压裂液排量0.76-1.5m3/d，随后发现规模越大，泵注排量越高，增产幅度越大，有效期越长，这也反映了1950-1974年的压裂技术发展面貌,水力压裂技术的应用,解除损害：钻井完井过程在井眼附近的损害 增加产量：在油气藏内形成深穿透、高导流能力的裂缝 油气藏管理：改变流体的流动型式，控制出砂、调整产液剖面，提高井的吸收能力和扫油效率，注水、蒸汽驱 环境保护：提高废液处理井和注水井的吸水能力,裂缝半长与渗透率的关系,渗透率与增产