廊坊分院压裂酸化中心-碳酸盐岩酸压技术介绍

廊坊分院压裂酸化技术服务中心简介承德市北京宣化北京市交通示意图比例尺01020304050公里渤大港廊坊华北油田天津压裂酸化技术服务中心地理位置压裂酸化技术服务中心地理位置海湾FATSCCNPC…...PetroChinaServiceCoDaqingOilBranchLiaoheOilBranchXinjiangOilBranchSouthwestOilBranchPipelineBranchVariousPetro-chemical&salesbranchesDaqingOilServiceBranchLiaoheOilServiceBranchSouthwestOilServiceCoXinjiangOilServiceBranchHuabeiOilServiceCoDagangOilServiceCoRIPED.….科研组织管理ScientificResearchOrganizationalManagement财务Finance人事HumanResource科研ScientificResearch政策Policy信息Information天然气勘探开发NaturalGasExp.&Dev.低渗油藏开发LowPermeabilityReservoirDevelopment渗流流体力学PorousFlowMechanics环保EnvironmentProtection重大项目组织Keyprojectsorganize战略Strategy研究与开发R&D服务Service天然气NaturalGas新区跟踪PilotArea煤层气Coal-bedMethane环保EnvironmentProtection低渗油藏开发LowPermeabilityReservoirDev.年度Annual五年FiveYear十五年FifteenYear主要任务组织机构技术体系相关产品技术系列技术服务目录压裂酸化技术服务中心成立于1985年，隶属于中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院廊坊分院。目标：为经济有效开发低渗透油气藏提供技术支持压裂酸化技术服务中心概况“压裂酸化技术服务中心”的任务为决策部门提供综合性、长远性、战略性的技术信息与科学依据；从事压裂酸化应用技术与应用基础理论的研究攻关，解决生产关键与技术难题，提出新理论、新工艺、新技术、新方法；面对全国油气田增产改造的需要提供技术咨询、技术服务与技术培训。“压裂酸化技术服务中心”科研成果获奖情况授奖级别奖励等级获奖次数国家级二1总公司一3总公司二5总公司三3局级46压裂酸化技术服务中心技术委员会管理经营室油藏改造工程研究室流体研究室碳酸岩改造工程研究室压裂工程实验室气藏改造工程研究室压裂酸化技术服务中心组成结构油气藏改造重点实验室介绍压裂酸化技术服务中心面对油气田改造的要求，建立了五个具有国际90年代水平的基础实验室与数值模拟研究体系，拥有各类实验设备200多台套，固定资产3200多万。具备了在岩石力学与地应力场、流体力学、压裂酸化机理、压裂酸化设计与评估以及压裂酸化专用材料评估、研制等方面技术研究与技术服务的能力。压裂酸化技术服务中心实验室是中国石油天然气集团公司油气藏改造重点实验室的主体实验室。中国石油油气藏改造重点实验室组织机构CNPC\PetroChina油气藏改造重点实验室学术委员会油气藏改造重点实验室地应力及裂缝重点研究室(石勘院)水力压裂模拟重点研究室（石油大学）油气藏改造试井与评价重点研究室（大庆石油学院）碳酸盐岩酸化重点研究室（西南油气田公司采气工艺技术研究所）高能气体压裂重点研究室（西安石油学院）“压裂酸化技术服务中心”科技人员职称和学历构成科技人员职称构成（57名）科技人员学历构成（57名）职称人数（名）教授级高工1高级工程师17工程师35助理工程师4学历人数（名）博士6硕士19大学23大专9聘请专家4人主要压裂酸化技术开发压裂技术低渗油藏整体压裂技术深井超深井压裂酸化技术重复压裂技术煤层气井压裂技术泡沫压裂技术稠化酸酸压多级注入酸压闭合酸化技术砂岩基质酸化技术碳酸盐岩储层酸化技术研究与应用碳酸盐岩储层酸化技术研究实验室装置140万美圆酸化工程实验室78万美圆酸蚀裂缝导流实验仪、长岩心酸化流动实验仪、泡沫系统、耐酸管式流变仪、旋转园盘反应实验仪、原子吸收光谱RV-20耐酸旋转粘度计6万美圆RV-30耐酸旋转粘度计12万美圆ESEM-2020环境扫描电镜25万美圆CC-10动态腐蚀仪4万美圆CC-10S动态腐蚀仪5万美圆DCA-312动态接触角仪2万美圆超深井砂岩酸化技术酸岩反应及二次伤害机理研究长岩心酸化流动模拟试验ESEM环境扫描电镜微观分析ICP、19FNMR残酸离子分析储层伤害机理研究钻井完井修井造成伤害污水回注、稠油井乳堵有机伤害结垢、细菌、润湿性改变等新型缓速酸体系NAS-I、NAS-II(有机缓速酸)HV酸(含P缓速酸)乳化酸泡沫酸砂岩酸化优化设计优化设计专家系统“两酸三矿物”模型基质酸化实时监测与评估注水井重复酸化增注技术稠油井酸化解堵技术泡沫转向基质酸化技术砂岩基质酸化技术目标:油井增产水井增注砂岩基质酸化技术酸化前后储层评估技术酸岩反应及二次伤害机理研究长岩心酸化流动模拟试验残酸离子分析环境扫描电镜微观分析岩石力学参数研究“两酸三矿物”砂岩基质酸化模拟及优化设计低伤害缓速酸液体系基质酸化现场实时监测评估技术碳酸盐岩酸压技术酸压裂室内试验研究酸液滤失模拟试验酸岩反应动力学研究多级注入闭合酸化模拟酸液流变学研究酸化工作液体系研究稠化酸地下交联酸降阻酸泡沫酸乳化酸酸压前置液酸化优化设计软件三维酸压优化设计软件拟三维酸压优化设计软件多级注入酸压闭合酸化设计酸压试井解释软件酸压压力降落分析软件基质酸化优化设计软件现场应用技术前置酸酸压技术多级注入酸压闭合酸化技术稠化酸酸压技术泡沫酸酸压技术降阻酸酸压技术乳化酸酸压技术酸压前后储层评估技术酸压裂机理试验研究酸岩反应动力学研究酸蚀裂缝导流能力试验研究酸液滤失模拟试验研究深度酸化酸液体系VY101稠化酸体系研究HJZ-2降阻酸体系研究CFR-11化学缓速酸体系研究多级注入酸压闭合酸化工艺技术多级注入酸压闭合酸化设计软件三维、拟三维酸压优化设计软件酸压裂压力降落分析软件碳酸盐岩储层酸压技术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、导流能力酸压裂:背景rfrww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岩石力学实验系统模拟油藏就地条件（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多裂缝形态与多层压裂裂缝形态液体粘弹性测试系统多功能流动回路简介：该回路是与美国CER公司共同设计组装的大型模拟实验装置，可在模拟温度历史、剪切历史及其化学破胶降解条件下，测定交联或未交联压裂流体及泡沫流体随时间变化的流变参数，定量描述泡沫质量、泡沫粒径及其结构分布，以及压裂流体的流动摩阻和动态滤失性能等。流体表界面张力测试仪自动控制与数据采集泡沫系统输酸系统耐酸旋转粘度计动态腐蚀仪酸蚀裂缝导流试验仪长岩心酸化流动试验仪旋转圆盘酸岩反应试验仪原子吸收光谱耐酸管式流变仪酸化工程实验室泡沫系统耐酸管式流变仪酸蚀裂缝导流试验仪稠化酸酸压酸蚀裂缝导流能力试验研究常规酸酸压酸蚀裂缝导流能力试验研究长岩心酸化流动试验仪可模拟地层温度、压力、流速条件下，评价不同酸液体系对地层的酸化效果及二次伤害程度。岩心长可达25厘米，分为六段测定渗透率变化旋转圆盘流动试验仪高温酸岩反应动力学试验研究酸岩反应形态比较(120℃20%盐酸)普通酸稠化酸高温酸岩反应动力学试验研究耐酸旋转粘度计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。暂堵酸化岩心流动试验仪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ESEM－2020环境扫描电镜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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压裂液配方优化与伤害因素分析处理前（放大500倍）处理后（放大500倍）局部放大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，假设岩石为均质各项同性材料，并且在完全破坏前，岩石破坏未弹脆性破裂。裂缝的非弹性区很小，因此裂缝应力常表现为奇异性，应力奇异强度即应力集中系数为k。对于Ⅰ型裂缝，根据Irwins断裂准则，当应力集中系数大于或等于岩石自身的断裂韧性，即KIKIC时，岩石发生破裂，裂缝开始延伸。φ75mm75mm17mmφ10mm不同应力条件下岩石断裂韧性的实验研究应力集中系数KI=KI*J（l，w）Pimax(1)其中：KI*J：围压条件下的一个无量刚函数，可由如图所示的Bowie,O.L.等的分析式获得，见图；w：岩样内外径之比，w=a/b；l：无量刚缝长，l=L/[(w-1)a]，L为实际缝长；a：岩样内孔直径；Pimax：岩石开始破裂时的最大内孔压力。a酸岩反应动力学灰岩：传质控制动力学白云岩：更易进入表面反应控制动力学区域胶凝酸、乳化酸：同样条件下，胶凝酸的有效扩散系数是普通酸的1/3同温、同样酸浓度下，乳化酸的有效扩散系数比胶凝酸小10到100倍高温酸岩反应动力学实验结果普通酸反应动力学方程20%HCl80℃J=5.472×10-6C1.460105℃J=1.71×10-4C0.5133120℃4259.051044.2CJacid稠化酸反应动力学方程60℃J=9.335×10-7C1.642280℃J=7.018×10-7C0.870120℃1246.051091.1CJacid常温外推结果与高温反应速度的差异0246810酸岩反应速度（10-5/cm2.s）120140温度（℃）外推实测01234567酸岩反应速度（10-5/cm2.s）120140温度（℃）外推实测普通酸稠化酸普通酸：外推结果小于实际酸岩反应速度最大相对误差21.4%稠化酸：外推结果大于实际酸岩反应速度最大相对误差110%不同酸液类型酸岩表面反应速度比较120℃,稠化酸的表面酸岩反应速度为普通酸的1/2140℃,稠化酸的表面酸岩反应速度为普通酸的1/3高温酸岩反应动力学试验研究0123456789反应速度（10-5mol/cm2.s）60℃90℃120℃140℃温度（℃）普通酸稠化酸酸蚀裂缝导流能力试验试验使用的酸蚀裂缝导流试验装置由廊坊分院压裂酸化技术服务中心设计，美国STIM-LAB公司制造，可进行以下试验—多级注入酸压裂模拟试验；—酸蚀裂缝导流能力试验；—闭合酸化模拟试验；—酸液滤失模拟试验；—支撑裂缝导流能力试验；—岩心渗透率测试。该模拟试验装置通过计算机控制和监测试验过程，并实时自动采集试验数据，操作自动化程度高主要组成及性能指标Dake水压机：闭合压力范围1MPa～80MPa最高温度150℃酸蚀裂缝室：采用耐酸材料HastolloyC合金制造；采用平行板岩心，岩心厚度可调供液系统：1～10l/min，模拟缝中雷诺数可达15000导流试验：使用精密恒流泵，排量范围0～40ml/min，压力范围0～10MPa多级注入酸压--闭合酸化酸蚀裂缝导流试验单位:μm2·cm酸蚀裂缝导流能力闭合酸化前闭合压力(MPa)闭合酸化后闭合压力(MPa)增加倍数试验号级数酸液31020304040501人工模拟模拟酸蚀裂缝112010099078158157317