采油工程方案设计讲稿8new

1采油工程方案设计陈德春石油大学（华东）石油工程学院2004年3月28.1解堵工艺设计8.2油水井防砂工艺设计8.3清防蜡工艺设计8.4堵水与调剖工艺设计8.5清防垢工艺设计8.6防腐工艺设计第八章采油工程配套工艺设计主要内容：38.1解堵工艺设计油水井在建井、完井和油田开发的全过程中，由于内在或外在因素的变化及相互作用，在储层内部会发生物理的、化学的或生物的变化，造成储层渗透通道堵塞，产能下降。为此在编制采油工程方案时，应收集有关资料，分析和预测储层伤害的类型，根据预测结果进行诊断，研究并提出解堵的措施和概念设计。第八章采油工程配套工艺设计（1）可能造成油层损害的原因、损害类型及程度分析（2）解堵方法选择（3）解堵工艺参数设计（4）推荐解堵工艺方案4●五敏试验结果●孔隙结构分析报告（压汞试验和薄片扫描）、矿物全分析、粘土全分析（X衍射）●不稳定试井（现代试井解释，重点是表皮系数和堵塞半径）●储层流体的全分析（油、气、水）●高压物性试验●钻井和完井总结●开发试验区动态资料（重点是注水指示曲线、采油指数、产液指数变化等）8.1解堵工艺设计8.1.1研究储层伤害所必须的资料5①储层中所含的膨胀型粘土矿物如蒙脱石及伊蒙混层粘土矿物与水接触时会发生膨胀、分散，从而造成地层堵塞；②非膨胀型粘土矿物微粒运移堵塞；③外来流体中的固体颗粒堵塞；④泥浆滤液侵入引起油相渗透率下降造成的“水锁”；⑤入井液体与地层矿物不配伍，发生反应生成沉淀造成堵塞；⑥注入水中的微粒、微生物及其代谢产物引起的注水层堵塞。8.1解堵工艺设计8.1.2油层损害原因68.1解堵工艺设计8.1.3损害类型诊断与解除78.1解堵工艺设计8伤害程度用表皮系数大小来表示。8.1解堵工艺设计8.1.4损害程度91）应用不稳定试井，现代试井解释技术，求出表皮系数和堵塞半径，也可以计算其它评价伤害的标准。8.1解堵工艺设计8.1.5常用的解堵措施及概念设计2)确定伤害时间和伤害源，一般根据油藏动态资料分析判断伤害的时间，查清当时可能造成伤害的原因，伤害源的成分和产状，然后用室内流动试验加以核实。根据以上诊断结论，按伤害类型区分各种不同的伤害源，分析研究解堵方案，初步定出几种配方和工艺，再用室内静态、动态模拟试验优选最佳配方和工艺，作为概念设计的依据。（1）解堵前的诊断技术（2）解堵概念设计108.1解堵工艺设计8.1.6酸化解堵（1）几种常用的常规酸液的特点及适用范围解堵酸化使用常规酸酸化基质酸化采用缓速酸或常规酸加缓速添加剂11③自生缓速酸(服)体系。为了增加处理半径，采用的一种地下合成服的办法，延迟反应时间，加大酸窜距离。8.1解堵工艺设计8.1.6酸化解堵（2）常见的酸液体系①常规盐酸体系。典型配方为4％-28％浓度的HCl+缓蚀剂+表面活性剂+铁离子稳定剂，适用于碳酸盐岩油藏和钙质胶结的油藏。②土酸体系。典型配方为3％—6％浓度的HF+10％-15％浓度的HCl+缓蚀剂+表面活性剂+铁离子稳定剂。适用于溶解石英、粘土和长石。12⑤泡沫酸体系。使用一种或多种特殊的表面活性剂作起泡剂，使酸液与气体(N2或C02)经过强烈搅拌、混合，形成以酸为连续相、气体为分散相的泡沫体系，体系中气相体积占总体积的百分比称为泡沫质量。其特点是泡沫质量越高，粘度越高；温度越高粘度越低；泡沫质量越高，酸岩反应速度越慢，酸窜距离越大；泡沫质量越高反排能力越强。8.1解堵工艺设计8.1.6酸化解堵（2）常见的酸液体系④稠化酸体系。由酸液与稠化剂(或交联剂)配制而成。高粘酸液中的高分子结构束缚H+的传质而减小酸岩反应速度；高粘酸液减小滤失，增大流速，相对地获得缓速效果。13B．有机土酸，一般是在土酸配方的基础上，用浓度为9％的甲酸取代浓度为12％的盐酸，特别适合于高温地层(93—150℃)。优点是降低管线和设备的腐蚀速度，减少二次污染。缺点是溶蚀能力弱、成本高。8.1解堵工艺设计8.1.6酸化解堵（2）常见的酸液体系⑥多组分酸体系A．盐酸—有机酸，是利用HCl溶蚀能力强，提高渗流能力，又利用有机酸抗高温、低腐蚀的特性，待HCl耗尽后才电离而溶蚀岩石，它可以达到深度酸化的目的。14C．复合酸是为了弥补单一酸酸化的不足，针对不同的目的而采取的对症下药的酸液配方，通常由盐酸、氢氟酸、氟硼酸和乙酸组成，调整不同的浓度和用量，加之配以不同的添加剂，形成不同的性能和效果。由于盐酸和氢氟酸的存在，抑制了氟硼酸的水解速度，进一步扩大了处理半径。同时对地层骨架破坏小，而且具有良好的溶蚀石英、长石、粘土和硅酸盐的效果，同时还有缓蚀、防乳化、破乳、降低表面张力、防膨和稳定铁离子等作用。8.1解堵工艺设计8.1.6酸化解堵（2）常见的酸液体系⑥多组分酸体系15D、互溶土酸酸化是在酸化过程中采用土酸处理后，用互溶液作为后置液的酸化。具有对岩石溶蚀率高、避免沉淀、缓蚀效果显著、防乳化、破乳、降低表面张力、减少形成酸化过程产生的酸渣、改变岩石润湿性的能力。8.1解堵工艺设计8.1.6酸化解堵（2）常见的酸液体系⑥多组分酸体系⑦磷酸缓速酸化体系。磷酸电解度低，缓速效果明显，适用于钙质含量高的砂岩或碳酸盐岩油藏。168.1解堵工艺设计8.1.6酸化解堵①缓蚀剂②表面张力降低剂③防乳、破乳表面活性剂④铁离子稳定剂⑤助排剂⑥粘土稳定剂⑦降阻剂⑧转向酸化剂（暂堵剂）⑨胶凝剂（3）常见酸化添加剂17利用火药或火箭推进剂燃烧，瞬时产生高温、高压气体，压开多条径向裂缝，同时裂缝面会产生轻微的错动，当裂缝闭合后仍能保持一定的导流能力。这种措施由于总能量不大，故裂缝不长。燃烧时产生的高温能熔解有机垢（石蜡、胶质、沥青）解堵，水力震荡作用有助于解除机械堵塞。火药燃烧后产生的二氧化碳、氮气等气体，溶于原油会使原油粘度、表面张力降低，有助于增产，所以最适合解堵以及强水敏、酸敏地层，但不适用于疏松油藏。8.1解堵工艺设计8.1.7其它解堵方法（1）高能气体压裂188.1解堵工艺设计8.1.7其它解堵方法（2）水力震荡解堵技术利用水力脉冲震荡器，产生自激震荡形成的脉冲射流作用于油层，产生疲劳裂隙。由于振动波具有强的穿透能力，油层中流体快速往复振动，从而解除了油层中的机械堵塞物，增加产量。（3）水力旋转射流解堵技术（4）杀菌解堵技术利用井下的水力旋转射流震荡器，产生高压的震荡旋转射流，既有效地冲洗射孔孔眼，也有水力震荡解堵的作用。根据油田存在的细菌和预测细菌繁殖情况，经过室内试验筛选出杀菌剂配方和工艺。198.1解堵工艺设计8.1.7其它解堵方法（5）电脉冲井底处理技术通过井下液体中电容电极的高压放电，在油层中造成定向传播的压力脉冲和强电磁场，产生空化作用，解除油层污染，对油层造成微裂缝从而达到增产增注目的的工艺措施。（6）超声波井底处理技术利用超声波的振动、空化作用等作用于油层，解除近井地带的污染和堵塞，以达到增产增注目的的工艺措施。20（7）人工地震处理油层技术利用地面人工震源产生强大的波动场作用于油层进行振动处理，从而提高油层中油相渗透性及毛管渗流和重力渗流速度，促使石油中的原始溶解气及吸附在油层中的天然气进一步分离，以达到提高原油产量及采收率的目的。8.1解堵工艺设计8.1.7其它解堵方法21(8)微生物采油技术通过向油层注入选择的微生物，微生物为了生存就地生长，其产物随之发生激励和运移，从而提高原油采收率的技术措施。8.1解堵工艺设计8.1.7其它解堵方法微生物及其产物作用酸改造油层岩石增大孔隙度和渗透率与碱质岩石反应生成CO2生命体选择性或非选择性封堵对烃类粘附引起乳化作用改善固体表面降解和变质原油降低原油粘度和原油凝固点原油脱硫作用气体(COCHH242,,)使油层压力增加原油膨胀降粘对碳酸盐岩的溶解作用溶剂溶解原油表面活性剂降低界面张力乳化作用高分子聚合物流度控制选择性或非选择性封堵22解堵方法特点化学剂解堵既能解除有机物堵塞，又能解除无机物堵塞；对W/O型乳状液的堵塞有较强的解除能力水力振荡解堵施工简单、成本低、效率高；其选井条件要求油层渗透率较高且只能解除近井地带机械堵塞；适用于地层因机械杂质堵塞而又具有酸敏或水敏特性，不易实施酸化等其他解堵措施的油水井高压水射流解堵工艺简单、成本低、效果好、适用性强；除具有水力振荡解堵的优点以外，还能有效的清洗炮眼及解除近井地带堵塞高能气体压裂解堵虽不宜用作低渗油田的压裂改造，但可作为低渗油层近井地带的解堵措施；工艺简单、施工方便、周期短、成本低廉、不受地应力的影响及油层的酸敏、水敏限制；可在近井油层形成多条径向微裂缝基质酸化解堵效果好、应用广泛；适用岩性为砂岩、碳酸盐岩；对于酸敏性油层，要针对具体情况选用酸液体系主要解堵方法特点对比8.1解堵工艺设计23（1）出砂的可能性及出砂规律分析：根据储层特征、试油及试采资料，以及油水井的工作制度进行出砂预测。（2）防砂方法选择：针对储层岩石结构、出砂预测结果以及各种防砂工艺对油藏的适应性，选择高效、经济、适用的防砂方法。（3）防砂工艺参数设计及配套技术：针对所选定的防砂方法，优选工艺参数，提出配套技术。（4）推荐的油水井防砂工艺方案。8.2油、水井防砂工艺设计第八章采油工程配套工艺设计24地质因素是指储层的地质条件，如砂岩胶结物含量及分布、胶结类型、成岩压实作用、地质年代等，一般来说，胶结物含量低、地质年代新、埋藏浅、成岩强度低的砂岩，容易出砂。8.2油、水井防砂工艺设计8.2.1影响出砂因素(1)地质因素251)生产压差过大，采油速度过高；2)不适当的增产措施(酸化、压裂)及频繁的修井作业；3)油井含水上升；4)油田开采中、后期，为了保持油井稳产，大幅度提高油井产液量，加剧了对地层颗粒的冲刷。一般来说，油井出砂主要是地质原因造成的，其次才是开采过程中措施不当，从而加剧了油井出砂。8.2油、水井防砂工艺设计8.2.1影响出砂因素（2）开采因素268.2油、水井防砂工艺设计8.2.2出砂预测方法现场观测法经验法数值计算法实验室模拟法(1)现场观测法1)岩心观察。疏松砂岩用常规取心工具取心，收获率很低，取心筒提到地面后，岩心很容易从取心筒取出或自行脱落，取出的岩心用手一触即碎或停放数日后自行破裂，将岩心浸入淡水或盐水中，容易破碎。2)试油观察。在油井测试求产期间，如果发现原油中含有一定数量的地层砂或含砂量较多，则油井投产后肯定要出砂的。如果在产量测试时，未发现明显出砂，但仔细检查管柱及工具，发现在接箍台阶处附有砂粒，或者探井底时发现砂面上升，则油井可能出砂。3)对比观察，与本油田同一地质年代的相临油田对比，如果该相临油田在生产过程中出砂，则本油田出砂的可能性很大。271）模量法地层强度同岩石的动弹性参数如剪切模量、体积模量有良好的相关性。剪切模量是剪切载荷同横向应变之比；体积模量是岩石体积压缩系数的倒数，取决于岩石颗粒和流体的压缩性。国外通过大量生产实践总结出出砂预测的组合模量法和斯伦贝谢法。8.2油、水井防砂工艺设计(2）经验法28需要根据声速及密度测井资料，利用下式计算岩石的弹性组合模量（出砂指数、产砂指数或单向扬氏模量）：2/cCtCE根据岩心分析、测井资料解释和出砂史分析，Ec值越小越易出砂。胜利油田防砂中心用组合模量法在一些油气井中作过出砂预测，准确率在80%以上。对现场大量油气井出砂统计结果分析后得出如下结论：时，正常生产时油气井不出砂时，正常生产时油气井轻微出砂时，正常生产时油气井严重出砂MPaEc4100.2MPaEMPac44100.2105.1MPaEc4105.18.2油、水井防砂工艺设计a.组合模量法29b.斯伦贝谢方法ES×EB422216121cBStCEE式中：ES×EB是岩石密度、泊松比、声波时差的函数。8.2油、水井防砂工艺设计斯伦贝谢公司对墨西哥湾进行大量试验研究后提出：ES×EB小于3.3×107MPa时有可能出砂ES×EB大于3.8×107MPa时油气井不出砂30声波测井测出的声波时差（纵波）值同岩石的孔隙度有良好的对应关系，较小的声波时差值如50μs/ft（1