胥云酸化 介绍了酸化和压裂的设计模型的发展与应用.ppt

21世纪初碳酸盐岩储层酸压技术现状与发展 胥 云地址：河北廊坊万庄石油分院电话 0100）email:xuyun2003@ 提 纲 一、碳酸盐岩储层酸压基本概念 二、酸岩反应机理研究现状与发展 三、碳酸盐岩储层酸压工艺技术现状与发展 四、酸压优化设计软件发展概况 五、酸压优化设计思路与设计方法 六、酸压增产技术现场实践应用模式 七、现场试验应用实例 一、碳酸盐岩储层酸压基本概念 ▲碳酸盐岩储层岩性特征 碳酸盐岩主要由方解石（CaCO3)和白云石(CaMg(CO3)2)组成，当方解石含量大于50%时，称为石灰岩；当白云石含量大于50%时，称为白云岩。 复杂岩性：复杂岩性储层是指碎屑岩、碳酸盐岩、粘土矿物在储层矿物组分中占有的比例相对均衡，或者某一类矿物与其它两类矿物总量之和的比例相均衡的储层，与单纯的碳酸盐岩占优，或者碎屑岩占优的储层不同。 ▲储层储集类型 根据孔隙、裂缝及储集油气的能力和它们在空间的组合形式，碳酸盐岩储层一般有三种类型： ①裂缝溶蚀孔洞型，微细裂缝及溶蚀孔洞是主要的储集空间，较大的裂缝则是主要的渗流通道； ②孔隙型，砾间、晶间等溶蚀孔是主要的储集空间和渗流通道： ③缝洞孔复合型（裂缝～微细孔型），孔隙是主要储集空间，裂缝是主要渗流通道，具有明显的双重介质特征。 ▲ 碳酸盐岩储层酸化技术类型 ◆酸洗 多作为洗井中的一种手段 ◆基质酸化 施工压力小于地层破裂压力，解除储层近井地带的伤害 ◆酸压裂（酸压） 压开地层，在地层内形成具有一定闭合裂缝导流能力的酸蚀裂缝，提高储层的渗流能力 是指采用能够与储层岩石发生化学反应的液体对储层进行压裂施工，或者用非反应性液体和反应性液体相结合来对储层进行压裂施工，且不使用支撑剂的一种增产技术方法。过去酸压裂的主要目的是使油气井增产和注水井增注，现在酸压裂也成为勘探开发中认识储层含油气能力的一种重要技术手段。 ▲ 酸化增产基本原理 ▲酸液进入孔隙或裂隙与岩石发生反应，溶蚀孔壁或缝壁，增大孔隙体积，扩大裂缝宽度，改善储层渗流条件。 ▲酸液溶蚀孔道或裂缝中的堵塞物，或破坏堵塞物的结构使之解体，然后随残酸液一起排出地层，起到疏通流道的作用，恢复地层原始渗透能力。 ▲酸液压开并溶蚀产生的人工裂缝，在裂缝壁面形成不均匀的酸蚀沟槽，扩大泻油面积，提高油藏整体渗流能力。 ▲酸岩反应的基本过程 ◆ 酸与方解石的化学反应 2HCL+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑ ◆酸与白云岩的化学反应 4HCL+CaMg(CO3)2 → CaCl2+MgCl2+2H2O+2Co2↑ ◆酸岩反应生成物 主要为 CaCl2 和 CO2 ——酸岩反应产生的CO2气体， 其溶解度与温度、压力、及CaCl2的浓度有关 ▲ 碳酸盐岩的酸岩反应过程 ●基本概念 ▲酸岩反应的几个基本概念 酸岩反应过程：就是酸液被岩石消耗及岩石被酸液溶解的过程。酸液浓度下降的快慢，可以用酸岩反应速度来表示。 酸岩反应速度：当酸从本体溶液通过对流或扩散到矿物表面时，酸岩之间将发生反应。在酸岩反应中，一般用单位时间内酸液浓度下降的快慢，或单位时间内被酸液溶蚀的岩石量来表示酸岩反应速度，其中，根据酸岩反应的特性又分为表面反应速度和传质反应速度。 ——在更多的研究中，表面反应与传质反应的影响总是包含在整个反应系统中的，因此，更多的时候研究系统反应速度。 ▲酸岩反应的几个基本概念 反应动力学方程—也称反应速度方程，表示各物质浓度对反应速度影响的数学方程式。 基元反应——也称简单反应，指进一步完成的反应。 反应机理——构成一个总反应的几个基元反应集合。 ——研究酸岩反应过程中的各种因素，如酸液浓度、酸压裂缝中的压力、井筒温度及缝中温度等因素对酸岩反应速度的影响，是酸岩反应动力学的主要研究课题。 二、酸岩反应机理研究现状与发展 ——酸岩反应动力学试验 ▲旋转岩盘试验 在高温、高压下让岩盘在酸液中旋转，模拟旋转流场下的酸岩反应，通过酸液在岩面上的反应来求取酸岩反应的有关动力学参数。 ▲求取参数 酸岩反应速度常数、反应级数； 酸岩反应活化能； 氢离子有效传质系数等数据。 ▲求取酸岩反应活化能 活化能表示酸岩反应时氢离子变为活化分子参加反应所需要的最低能量峰值。 根据阿累尼乌斯（Arrhenius）方程， 新结论新观点： 如Navarrete R.C(1998)等人系统进行了灰岩酸岩反应中酸液滤失及导流能力模拟试验研究，比较了普通盐酸和乳化酸的效果，试验表明，乳化酸的缓速能力是普通盐酸的8.5倍，而且乳化酸在高温储层比其它技