酸压滤失体积表征与计算方法研究

酸压过程中经常存在酸液滤失的问题,并且滤失量直接关系到工艺的增产效果。酸液滤失主要受化学、物理2方面因素的控制,酸压作业中无法有效测定滤失量,仅能依据室内实验结果判定、论证酸压效果。文中通过研究酸压滤失体积的实验表征与计算方法,在酸压实验中由突破体积确定滤失体积,经理论计算,可对酸压措施的设计和施工进行指导,从而为提高酸压作业的成功率及效果提供保障。     

酸液滤失对酸化施工的影响研究

碳酸盐岩酸化过程中酸液滤失较严重，这将直接影响施工效果。一方面在碳酸盐岩基质酸化时，由于酸蚀孔洞的形成将增加基质的孔隙度，同时地层流体可经酸蚀孔洞流入井筒，降低近井带的渗流阻力；但是，在酸压过程中，酸蚀孔洞的形成将导致酸液大量的滤失，严重降低酸液有效穿透距离，影响酸压增产效果，使得现场施工很难达到设计施工效果。从酸蚀孔洞的成因、酸液滤失机理、酸液滤失的控制等多方面进行了论述，讨论了控制酸液滤失的方法和有效的工艺措施，并对碳酸盐岩油藏酸化施工提出了切实可行的施工建议。     

酸液滤失实验模型的建立

在碳酸盐岩储层进行酸压工艺时 ,酸液滤失是影响酸压现场施工效果的重要参数 ,为了节约成本 ,必须开展室内实验模拟研究。根据碳酸盐岩储层的特点 ,初步建立了三种滤失模型 ,在原有基质滤失实验模型基础上 ,新建立了岩心破开滤失实验模型、岩心钻孔滤失实验模型及平行板岩样滤失实验模型 ,并确定了各自的适用范围及对象 ,提高了室内实验模拟作业真实情况的程度 ,形成了较为规范的酸液滤失室内评价技术 ,对推动碳酸盐岩储层控制酸液滤失技术的发展具有重要意义。     

考虑酸蚀蚓孔效应的酸液滤失模型及应用

碳酸盐岩高排量酸压施工过程中由于酸蚀蚓孔不可避免地生成,常常出现酸液过度滤失情况,严重制约了酸蚀主裂缝的延伸。因此,酸蚀蚓孔扩展机理研究和考虑酸蚀蚓孔滤失的酸压计算模型研究非常重要。在研究酸蚀蚓孔发育机理和酸液滤失机理基础上,将蚓孔沿长度方向分段,考虑每段蚓孔上酸液流动摩阻、流速、压力以及酸岩反应等对酸蚀蚓孔几何尺寸的影响,同时考虑基质中流体流动的影响,建立了考虑酸蚀蚓孔滤失的酸压数学模型。模型能够模拟和再现注酸过程中酸蚀蚓孔随注入排量、施工压力和时间而扩展的过程以及酸液的滤失量随时间的变化情况,与Frac PT10.1软件相比,计算结果更接近酸压实际情况。     

酸蚀蚓孔控制的酸压滤失计算方法研究

酸液在酸压裂缝内流动时，有少数较大的岩石孔隙或天然裂缝首先受到过量酸液的溶蚀而迅速增长形成蚓孔，使滤失主要在蚓孔内发生。因此研究酸液滤失，必须考虑酸蚀蚓孔的影响。文中剖析了酸压中经由酸蚀蚂蚓孔的酸液滤失机理，建立了单个蚓孔内酸液流动压降计算模型、酸蚀蚓孔的扩展模型、酸液在蚂蚓孔内流动反应模型。分别考虑酸液在酸蚀蚓孔中体积扩展滤失、沿酸蚀蚓孔壁面滤失和蚂蚓孔末端滤失，提出了定量计算酸压中酸蚀蚓孔滤失方法，为酸压施工中控制酸液的滤失提供理论依据。就影响蚓孔增长及滤失的裂缝净压力、酸液粘度等因素进行了计算分析，并分析了蚓孔对酸液有效作用距离的影响。     

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酸液滤失量是压裂液滤失量的数倍，在裂缝中穿透的距离将对酸化效果产生重大影响，在碳酸盐岩酸压施工的模拟计算中，它是必须考虑的因素。对碳酸盐岩酸压中酸液有效作用距离的预测方法进行了改进，通过考虑酸液流动过程中裂缝横截面积随时间和空间的变化，采用输运公式建立了酸液在缝中的流速分布方程，引入了δ函数，考虑了注入点的影响。同时，根据实际情况提出了根据酸液滤失判断有效作用距离的新方法，采用反应与滤失双重标准予以判定，使得酸液有效作用距离的计算更合理。模型考虑了同离子效应、温度场、酸岩反应热等因素的影响，较以前的模型更为准确地预测了酸液有效作用距离，从而为施工参数设计和施工效果预测提供了依据。     

白云岩储集层酸液滤失机理研究

在白云岩储集层中,酸液滤失是影响酸化压裂效果的关键参数之一。文中在研究酸液滤失机理方面,开展了大量的白云岩酸液滤失试验,进行了酸型、酸液流速和温度对酸液滤失影响因素分析,从而提出了选择适当的酸液体系和酸化工艺等控制酸液滤失的方法,为酸压施工,提高储集层产量对酸起到一定指导作用。     

碳酸盐岩储层酸压措施滤失控制方法新进展

酸压是碳酸盐岩储层一种增产增注措施,酸压施工获得的最大有效作用距离主要受酸液用量和液体滤失限制。酸液滤失控制方法已经成为酸压设计所考虑一项重要内容,本文主要从现场应用的角度总结近些年国外油田碳酸盐岩储层酸液滤失控制方法的发展现状。     

酸液滤失性评价及控滤对策

酸液滤失机理和控滤方法是酸化压裂改造中面临的重要课题.通过开展酸液滤失性评价实验,在实验结果的基础上进一步认识酸液滤失特征,分析总结出影响酸液滤失的主要因素是天然缝洞的存在及酸蚀蚓孔的生成,酸液性质、酸浓度以及注酸速度对滤失均有明显影响.根据上述影响因素提出了选择降滤失能力的酸液体系、适当降低酸浓度、优化阶段施工排量、采用交替注入、暂堵降滤工艺等针对性的控滤对策.     

裂缝性致密碳酸盐岩储层酸压多场耦合数值模拟与应用

深层高温致密裂缝性碳酸盐岩储层中，酸液在天然裂缝中的动态滤失减弱了酸液对水力裂缝的刻蚀，影响了酸压改造效果。为了提高此类储层酸压设计的准确性及有效性，建立了耦合裂缝扩展与天然裂缝动态滤失的"流场-温度场-化学场"三场耦合前置液酸压模型。以磨溪气田龙王庙组X井为例，采用所建立的酸压模型，基于酸压施工压力数据拟合获取了储层天然裂缝特征参数，分析了天然裂缝动态滤失特征及其对酸压裂缝参数的影响；基于无因次产能指数综合评价了不同施工参数下的酸压改造效果。研究结果表明：①酸液在天然裂缝的动态滤失对缝内流动、温度均存在较大影响，天然裂缝滤失的精确计算是准确模拟预测酸压效果的关键；②裂缝性储层中的酸液滤失量并不随注酸时间的增加而降低，而是随着沟通天然裂缝数量的增加呈现出锯齿状的动态平衡；③在裂缝性致密碳酸盐岩储层中，最优注酸排量随注酸量的增加而提高，天然裂缝滤失是施工参数优化最重要的影响因素；④综合考虑施工条件及经济因素，X井的最优注酸参数中注酸量为500~600 m³、注酸排量为6 m³/min，优化后计算得到的无因次产能指数为拟合所得的2.5倍。     

全三维酸液流动反应模型在酸压中的应用

酸液浓度分布计算是酸压模拟计算中的重要内容，传统的酸岩反应模型都是基于酸液的一维流动，忽略了裂缝高度方向酸液流动及酸岩纵向反应速度的变化，不考虑缝中酸液浓度随时间的变化。酸压裂缝在缝高方向延伸过程中必然引起酸液的纵向流动，酸液在缝高方向的流动必然导致缝高方向存在酸液浓度差。考虑酸液在缝高方向的流动、缝中酸液浓度随时间的变化以及同离子效应的基础上，建立了酸压过程中全三维缝中酸液流动反应模型，并给出数值求解方法。计算结果表明，缝高方向的酸液浓度和酸液流速都呈抛物线分布，越靠近裂缝中部酸浓度越高，在裂缝中部达到最大值；酸液在缝高方向的流动影响酸液有效作用距离的大小，全三维模型计算的酸液有效作用距离比二维模型计算的要小。     

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陕甘宁盆地碳酸盐岩储层具有低压、低渗、非均质性强等特点，酸化改造是天然气勘探、开发中一个必不可少的重要技术环节，亦是试气完井中的一项必备的工艺。文章介绍了长庆石油勘探局五年来针对该类储层酸化压裂工作所开展的室内研究和现场实践，阐述了三大酸化压裂工艺技术（低粘度酸压、稠化酸酸压、多级注入酸－闭合酸化）各自的技术特点、应用模式和应用效果，对该地区碳酸盐岩储层酸化压裂工作作了全面深入的总结：认为在地质分析和室内实验的基础上，通过酸化模拟计算和现场资料分析所建立的陕甘宁盆地酸化工艺模式和与之相适应的四项配套技术（负压射孔与预处理技术、塑料球选压技术、排液技术、质量控制技术与监测技术）是行之有效的。     

两性表面活性剂酸液体系在基质酸化及酸压中的应用

自1997年Schlumberger Dowell公司推出基于阳离子粘弹性表面活性剂（VES）的清洁压裂液以来，粘弹性表面活性剂技术已在油气田增产措施中得到广泛的应用。根据VES使用的经验，近两年来，国外已研究出了性能优越的基于两性表面活性剂的粘弹性酸。文章分析了国外将这种酸液体系应用于基质酸化和酸压时相对于其他酸液体系所具有的独特优点和作用机理，介绍了其粘弹性行为和流变性，以及各种酸液添加剂对其流变性的影响。用岩心流动实验结果分析了这种酸液体系应用于基质酸化时的自主分流特性以及应用于酸压时的滤失、返排和酸蚀裂缝导流特性。     

压裂酸化管柱载荷分析与优化设计软件

由于钻井技术的进步和目前油气勘探开发的实际要求，深井、超深井所占比重不断增加，为了满足这种形势的要求，在普通井压裂酸化管柱强度设计软件的基础上，较全面地研究了深井、超深井以及分层压裂酸化管柱载荷的特点，综合考虑传统压裂酸化管柱设计方法、三轴应力设计方法等，完成了压裂酸化管柱优化设计系统的开发研究。它具有普通井、深井和超深井以及分层压裂酸化管柱配套设计等诸多功能，并且其输入输出操作简单，便于现场推广应用。     

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天然气欠平衡钻井完井技术是一项新技术，可以实现从钻井到完井全过程储层无外来流体的伤害，它可将储层伤害减小到最低程度。近几年四川石油管理局经过攻关，研究形成了天然气欠平衡钻井完井技术。文章介绍了天然气欠平衡钻井完井的实施条件，利用欠平衡钻井数值模拟软件对井内压力分布规律、环空速度分布、环空岩屑浓度分布及井口回压影响规律进行了分析，讨论了地层出液对天然气钻井的影响，分析了天然气排量与井底压力的关系，介绍了天然气欠平衡钻井注入参数的确定、循环流程及天然气欠平衡钻井完井技术措施。应用该套技术，在井浅2井、平落19井和白浅111H井进行了现场实践，取得了良好的技术经济效益。     

新型压裂酸化实时监测系统及应用

压裂酸化的实时施工曲线已经成为增产作业施工期间及施工后进行实时监测、分析并获得施工参数、后期工程评估以及增产工艺评价的基础资料，但目前对它的认识和掌握还不够全面。为此，基于在新疆塔里木盆地近千井次的现场施工作业情况，分析了常规压裂酸化实时施工曲线的构成、特点和作用，并参考了从美国引进压裂设备配套的施工实时监测软件，研究出适用于低渗油气藏压裂酸化的实时监测软件。现场应用表明，该软件实用性强、可靠性高，解决了许多施工监控、紧急情况处理和施工效果预测等技术难题，还对研究人员了解、掌握施工曲线提供一定的帮助。     

塔河油田深层碳酸盐岩油藏混气酸压实践

塔河油田碳酸盐岩储集层具有岩性纯,埋藏深,地温高,裂缝连通性差的特点。酸压改造的关键是制造连通裂缝,实施混注氮气工艺,有效控制酸液滤失,减缓酸岩反应速度,增加裂缝的穿透距离,混气酸压的作用机理在于注入氮气的降滤,缓速,助排作用。介绍了混气酸压工艺技术和注气特点。结合酸液滤失特征确定出施工各阶段混注氮气程序,现场应用效果较好。     

配入非活性硝酸粉末的混合酸酸化工艺技术

介绍了非活性硝酸粉末的理化特性、对地层的溶解力及其与常规酸化工艺的差别,分析了配入非活性硝酸粉末酸化工艺的增产因素。现场试验表明该硝酸粉末与其它酸配合使用,可增大酸化区域,降低酸化成本,同时还能有效地降低地层二次污染。探讨了非活性硝酸粉末在酸化过程中所起的特殊作用。该工艺实施简单方便,增产效果显著。