砂岩油气层氟硼酸酸化数学模型研究

氟硼酸深部酸化处理能保证油气井稳产、高产。但现有的砂岩氟硼酸酸化数学模型都没有考虑氟硼酸在施工过程中要不断地水解出氢氟酸,这样会使酸溶液中氢氟酸的浓度偏低,所以不能对酸浓度和矿物浓度分布进行准 确的模拟。文章重点考虑了氟硼酸在施工过程中不断地水解出氢氟酸,建立了新的更符合实际的砂岩氟硼酸酸化数学模型,根据酸浓度和矿物浓度分布模型编制了砂岩油气层氟硼酸酸化优化设计计算程序。计算结果表明,新模型比以前的模型能更准确地模拟储层中氢氟酸浓度分布。     

国内外酸化技术发展近况

介绍了 80 年代以来,国内外酸化作业中一些主要酸液添加剂——缓速剂、缓蚀剂、粘土稳定剂和铁离子稳定剂等产品的技术现状和目前国内外现有的几种主要缓速酸——胶凝酸、乳化酸、胶束酸等的发展应用状况。     

水平井泡沫分流酸化数学模型及其数值解法

由于钻井过程中钻井液对储层的伤害,水平井的产能受到影响。酸化是一种常用的水平井增产措施,常规酸化存在地层进酸不均的问题;而泡沫酸化能有效地封堵高渗透储层,提高低渗透储层的渗透性,达到更有效的酸化增产效果。通过研究泡沫流体在水平井段流动和在油藏中的渗流特性,建立了水平井泡沫分流酸化数学模型,并对模型进行求解,得到了沿水平井段酸液的流量和压力的变化关系,以及沿水平井段流入地层泡沫酸量的变化规律。结果表明,沿水平井段流入地层的酸液量变化不大。因此,泡沫酸化能够解决地层进酸不均、解堵不均的问题,提高酸液利用效率,均匀改善受污染储层,提高受污染储层的渗透性,达到良好的均匀酸化的效果。     

低产油井酸化增产效果评价数学模型推导及应用

低产油井酸化增产效果中，常常含有解堵和改造两部分。依据达西渗流原理，推导出一种低产油井酸化增产效果的评价方法，利用措施前、后的采油指数和综合表皮系数计算出的JoD、J'o、ΔJ'o理、ΔJ6激和ΔJo总等评价参数，能够对增产效果进行精细描述，为油井酸化前期增产潜力评估和方案的制定提供依据。     

泡沫酸酸化技术及其在气井酸化中的应用

在常规酸化过程中，对于多层非均质地层而言，由于渗透率的差异，酸液主要是进入其中的高渗透层，低渗透层或堵塞严重的地层就不能进酸或进酸太少，这影响酸化效果。针对上述问题，对泡沫酸酸化技术进行了研究；通过室内实验筛选出了耐酸耐盐的起泡剂DY-1+SJ-8和稳泡剂KMS-2，并对不同起泡剂浓度下的泡沫酸性能进行了评价，确定了其使用浓度；在此基础上进行了泡沫的岩心分流实验，实验结果表明泡沫流体可以增加低渗透岩心的分流量，减少高渗岩心的分流量，使泡沫流体在不同渗透率岩心内均匀推进，基于此原理，泡沫酸酸化可以增加中低渗透层的酸液注入量，减少高渗层的吸酸量，提高酸化效果。泡沫酸酸化技术在中原油田气井酸化中获得了成功，增产效果显著，目前已被中原油田作为气井酸化的推荐工艺加以推广应用。     

硝酸粉末酸化技术研究及现场应用

硝酸粉末酸化工艺技术是利用硝酸与盐酸按一定比例形成的“王水”所具有的强腐蚀性,有效地去除地层油路通道中的堵塞,而不破坏地层结构,提高地层渗透率。通过试验优选出基础配方为:(15％～18％)H1+(3％～5％)H2+(7％～10％)WN-02+1.0％FR-Cl/LH-9+1.5％NTA+2.0％高温缓蚀剂+1.0％增效剂+其它添加剂。现场应用表明,硝酸粉末酸化工艺不仅适用于碳酸盐岩,也适用于砂岩和特殊岩性,它具有暂堵转向、深穿透、高溶失和低伤害的特点,对岩心的溶失率比常规酸化提高20％以上,可以解决水堵、油堵等,同时与地层配伍性好,对原油的破乳率高达95％以上;硝酸粉末酸化工艺对油管及套管的腐蚀率小,腐蚀速率仅为3.31 g/(m2·h)。该技术在现场施工有效率达到100％,平均增产倍数达13.48,取得了很好的经济效益。     

泡沫酸配方体系研究及性能评价

泡沫酸与常规土酸相比具有反应速度慢、腐蚀率低、易返排、低伤害等特点,同时对于非均质性储层可较好地实现酸液的转向分流,对低压、低渗、非均质、高含水油气藏的增产改造是一种十分理想的酸液体系。采用搅拌法,以泡沫的半衰期及起泡体积作为主要评价指标,开展了泡沫酸添加剂的评价,并利用正交设计法筛选出高效的泡沫酸配方体系;针对优选的泡沫酸配方开展室内性能评价。结果表明:泡沫酸具有较好的缓速、缓蚀性能,且泡沫质量越高,其缓速、缓蚀性能越好。泡沫酸具有很好的分流效果,过酸之后,并联岩心渗透率均增加,且渗透率差异减小。     

复杂砂岩气藏酸化酸液体系优选

砂岩矿物组成的复杂性决定了酸化酸液体系选择困难,采用室内物理模拟实验,结合电镜扫描技术,分析了经验选择的酸液体系对TZ气藏两类典型砂岩储层的酸化效果影响,根据酸化物理模拟实验优选了两类储层的酸液体系。实验结果表明,碳酸盐矿物含量高(大于20%(w))、岩石胶结疏松的储层,仅用15%(w)HCl酸化不能解除钻井液污染,需采用前置酸(15%(w)HCl)与主体酸(12%(w)HCl+1%(w)HF)相结合,并适当减小用酸量;泥质含量高、岩石胶结强度高的储层,采用前置酸(12%(w)HCl)与主体酸(13.5%(w)HCl+2%(w)HF)相结合,适当增加用酸量。实验研究表明,一套酸液体系难以解决复杂砂岩储层的酸化问题。现场应用试验表明,实验优选的酸液体系能较好地解除储层污染,提高酸化效果。     

二连哈南油田油井复合解者酸化液研究及应用

哈南油田属低渗透复杂断杂油田，储层物性差，油层总厚度虽然大，但储层多而且单层薄。由于粘土运移及蜡和胶质沥青质垢的生成，近年来油井产量逐年下降。因此决定在解除地层有机伤害和无机伤害的同时提高地层基质渗透率，采用有机解堵剂和深度基层酸化相结合的方法，提高油井产量，在内对酸液，添加剂进行了优选，确定采用有机和盐酸为前置酸，选择由分散剂，有机溶剂和破乳剂等组成的FAX－1油垢 洗剂，能将垢（除无机质外）完全，快速地溶解并不产生乳状液；采用廊坊分院压裂酸化中心的FAH缓蚀剂，开发了高性能的FAD综合添加剂，前置酸，后置酸和主体酸的性能评价结果表明，在80℃下静置48h后，无异常变化，动态腐蚀速率为6．23g/m^2.hm(80℃），表面张力为25.96mN/m;20min内完全破乳，先后进行了3口井的酸化，酸后表皮系降低，产油量明显提高。     

硝酸粉末酸化工艺技术及应用效果

硝酸粉末酸化工艺技术,是利用固体硝酸粉末与盐酸以一定的比例混合后,生成氧化能力很强的氯化亚硝酰.它能够激烈地局部溶蚀岩石及其堵塞物,而不破坏地层结构,从而疏通油路,提高地层的渗透率.与常规酸化工艺技术相比,硝酸粉末具有解除无机物堵塞、暂堵、穿透深、二次污染小、解除油堵和水堵等作用.现场应用表明,该工艺技术不仅对碳酸盐岩储层有明显的作用,而且对埋藏较深的粗面岩也具有较好的应用效果.因此,该工艺技术具有广泛的推广应用价值.     

自转向酸酸化体系的室内研究及现场应用

长庆三叠系油藏非均质性强,微裂缝发育,常规酸化时酸液易进入高渗带或微裂缝,进一步扩大出水通道,酸化后含水大幅度上升。针对这一问题,研制出一种新型黏弹性表面活性剂SUA-3—Gemini季铵盐自转向酸液体系,由于SUA-3分子结构中含有两个烷基和两个季铵盐,所以用其配置的胶束流体具有良好的黏弹性。该体系在60℃时与碳酸钙反应过程中黏度能迅速达到460 mPa.s,待体系pH值升高到6时,遇油黏度迅速降低至78 mPa.s,在地层中能够形成自转向,达到均匀布酸,自动破胶的目的。在现场进行了初步的应用,增产效果显著。     

双重介质气层重复酸化理想产能跟踪平价数学模型推导及认识

双重介质碳酸盐岩地层受到严重损害时，重复酸化是重要的增产措施。依据达西定律推导出的理想产能跟踪监测数学模型，利用天然气井动态信息，可求取理想产能评价指示，精确描述酸化效果，并能连续跟踪监测出较大的理想产能，作为改造措施效果评估基础。实践表明，该方法简便、可操作性强、易于推广应用。     

压裂酸化效果分析与决策系统

为满足油田生产资料的数字化和信息化管理要求,降低工作强度,提高现场工程技术人员决策的科学性、合理性,以压裂酸化资料数据库为基础,以灰色系统理论和BP（Back Pmpagation）神经网络理论为支撑,研制开发了压裂酸化效果分析与决策系统。该软件能帮助现场技术人员快速查询区块、井数据信息,分析措施效果并推荐决策参数。选取黄场区块45口井,其中7口为待选压裂井,其他井为学习样本,实现该系统施工决策模块的压裂井优选和参数推荐。经现场应用,系统运行稳定,分析计算结果符合实际,提高了工作效率,具有广阔的应用前景。     

泥饼结构物理模型与数学模型研究

通过对泥饼结构的物理模型与数学模型进行研究，可以准确地定量分析出14项泥饼质量参数。将钻井液静态滤失形成的真实泥饼的针入度曲线归结为5种类型，各反映不同泥饼内在质量的差别。通过分析泥饼在纵向压力作用下发生破坏的过程中力学特征的变化，建立了泥饼层状结构物理模型，解释了虚泥饼以及泥饼的可压缩层、密实层和致密层间的差别及其物理意义。将各类泥饼针入度曲线视为由4段连续光滑的直线和曲线组成的同一种典型曲线演变而成，建立了其数学模型。用数字化仪读入实测泥饼针入度曲线后，用泥饼质量评价软件CSEFCP可定量求解涉及泥饼厚度、强度和弹塑性等的14项泥饼质量参数，以快速、准确、方便地对泥饼质量进行定量评价。     

超低渗油藏在线分流酸化增注技术研究与应用

酸化是超低渗油藏最有效的增注措施之一，但由于储层物性差、非均质性强等问题，造成目前常规酸化措施普遍具有施工周期长、有效率低、有效作用距离短等不足，且酸化过程中存在指进现象和储层二次伤害。针对这一问题，选取鄂尔多斯盆地环江油田三叠系超低渗油藏为研究对象，提出了在线分流酸化技术，并配套研制了一种多元缓速螯合酸COA-1S和一种新型的水溶性分流剂COA-1P。通过室内评价实验和在线分流酸化模拟实验，发现该技术在缓速性、配伍性、水溶性、螯合能力和暂堵功能等方面均显著优于常规酸化；现场先导性实验结果表明，酸化后剖面吸水均匀程度从28.5%上升至50.9%，视吸水指数增加2倍左右，降压增注效果显著；同时，该技术还具有“不停井、不泄压、不动管柱、不返排”的特点，简化了常规分流酸化工序、降低了安全环保风险，是一种能够很好地适应超低渗油藏特征的酸化增注技术。     

水平井酸化中井筒/油藏耦合流动模型

为了探讨水平井酸化过程中酸液流动的机理及流动过程,追踪酸液前沿的流动位置,建立了酸液沿水平井筒变质量流动模型、井筒周围储层的渗流模型以及2个流动系统之间的耦合模型。同时,把井筒周围储层分为酸化区、污染区以及未污染区,用数值方法对模型进行求解,分析了酸液沿水平井筒的流动状况、沿程进酸量以及酸液前沿到达的时间,并对有关参数进行了敏感性分析。结果显示:随着井筒注入酸量的增加,进入井筒附近各小层的酸量也相应增加;井筒附近由于渗透率的不同,进入的酸量会有很大差异,酸液进入渗透率高的储层远大于渗透率低的储层。研究结果可为水平井酸化的实施提供一定的理论参考。     

酸化增注和精细过滤工艺提高孤南131断块开发水平

孤岛油田孤南131断块油藏的主要特征是埋藏深,渗透率低,注水困难,采出程度低,采收率低,2000年采用酸化解堵增注措施和精细过滤注水装置,改善了注入水水质,增加了注水量,取得了较好的解堵增注效果,其原油产量比治理前翻了一番。     

对苯二甲酸加氢精制反应器数学模型及计算

在宏观动力学模型基础上,按气液固三相反应的原理,建立了包括液固传质阻力在内的对苯二甲酸(TA)加氢精制宏观动力学模型,并参考有关传质关联方程,估算了该宏观动力学模型中液固相间的传质系数;按平推流流动模型和绝热反应器简化假设,建立了TA加氢精制固定床反应器数学模型;根据实际生产数据,对数学模型中氢气在TA溶液中溶解的浓度项进行了修正;提出了TA加氢精制固定床反应器反应温度、气相中氢气分压、操作压力和液相进料中TA的含量等条件的选择依据和计算方法。模型计算值与实际生产数据偏差较小,所建立的TA加氢精制固定床反应器数学模型可供TA加氢精制工艺条件优化和反应器放大设计参考。     

压裂酸化井层模糊综合评价模型的改进与应用

针对传统模糊综合评判法在压裂酸化选井实际应用中暴露出的不足,采用相对优属度矩阵、模糊层次分析法及非线性模糊矩阵合成算子,改进了模糊综合评价模型。改进的模糊综合评价模型可综合考虑各因素的影响并权衡技术、经济等指标,求取压裂井层的优属度。改进模型的评价结果与实际相符,具有评价优势,可为现场优选压裂方案及优选压裂酸化井层提供理论依据。     

定向井井身轨迹数学模型及软件实现

通过建立井身轨迹数学模型,采用平均角法进行程序设计,计算出垂深、地下坐标、狗腿等数据,得到井身的变化规律。主要结论为:采用该数据模型,提高了程序的运行效率和井身精度;采用该方法得到的井身轨迹资料更符合实际,提高了钻井的准确性。