【正文】 以便阻止經(jīng)過孔隙介質(zhì)運移的油藏巖石顆粒進入井內(nèi)的方法 。 濾砂管是用來保持礫石充填位置的裝置 。 這種阻止油藏巖石顆粒進入油井中的方法會引起顆粒在近井區(qū)域沉積和礫石充填后滲透率的降低 (即傷害 )。 （ 2） 水平井開發(fā) （ 3）壓裂充填 壓裂和礫石充填的結(jié)合。既要在地層壓開并充填支撐裂縫，又要在井底進行繞絲篩管礫石充填。作業(yè)可分一次或兩次完成。主要用于井底污染較嚴重、目的層松軟、出砂嚴重的情況。 優(yōu)點： 利用了裂縫的防砂作用、解堵導流增產(chǎn)作用；繞絲篩管礫石充填防砂作用，比單純的礫石充填防砂效果好，且解堵增產(chǎn)。 缺點： 作業(yè)較復雜 （ 4）壓裂防砂 不進行井內(nèi)礫石充填，單純依靠壓裂作業(yè)達到防砂和解堵增產(chǎn)作用。適用的地層應有一定的硬度以保證裂縫閉合后能擠住填砂裂縫使壓裂砂不返進井內(nèi)。對軟地層裂縫用固結(jié)劑固結(jié)，稍硬地層則不用。 23 端部脫砂技術(shù) 端部脫砂壓裂技術(shù)是一種非常規(guī)的壓裂技術(shù) ，當裂縫達到預定的縫長時 ，前置液全部濾失完，這時在裂縫端部將發(fā)生脫砂 (即砂堵 )，裂縫凈壓力急劇升高，迫使裂縫在寬度方向上發(fā)展，以獲得比常規(guī)壓裂寬幾倍至幾十倍的支撐裂縫。 施工： 端部脫砂壓裂是在水力壓裂過程中有控制的使支撐劑在裂縫的端部脫出，形成砂堵，阻止裂縫繼續(xù)向前延伸，同時以一定排量繼續(xù)泵注高砂比壓裂液，迫使裂縫膨脹變寬，從而造出一條較高導流能力的裂縫。 fkxwfkfDC ?中高滲油層壓裂實現(xiàn)短寬裂縫的原因 無因次裂縫導流能力的大小，代表了裂縫實際導流能力和自然滲透能力的差異大小，當該值較大時，才能形成明顯的雙線性流動形式。 當壓裂層 K值較大時，限制縫長（分母）并盡可能產(chǎn)生較高縫導流能力（分子）才能獲得較高的無因次裂縫導流能力。 脫砂帶的形成過程： 砂漿進入裂縫之后，前置液繼續(xù)快速濾失，砂漿前緣逐漸向裂縫周邊運移，然后開始在周邊地帶的某一局部區(qū)域形成砂橋。 隨著液體的繼續(xù)濾失，砂漿前緣進一步外移，已形成的砂橋會沿著周邊方向逐漸接續(xù)，最終形成封閉性周邊脫砂帶。 脫砂帶封閉以后，在后續(xù)流體的推動下，砂漿仍試圖向裂縫周邊靠近，部分液體會滲濾到脫砂帶的外側(cè)，砂粒被擋在脫砂帶內(nèi)側(cè)，脫砂帶厚度逐漸積聚增大。 （ 1）端部脫砂技術(shù) 脫砂之后縫內(nèi)狀態(tài)示意圖 ?187。 裂縫擴展的力學條件： ?187。 裂縫擴展的物質(zhì)條件： ? ? 供液速度 濾失速度 ?? tfP ?? m i n脫砂帶對裂縫擴展的控制作用原理 造縫 (與傳統(tǒng)壓裂相同 )和縫拓寬、充填 (端部脫砂 ) 端部脫砂技術(shù)中的縫寬擴張 （ 2）難點 控制、檢測 （ 3）與常規(guī)壓裂不同點 濾失 —— 其一是因為高滲層是典型軟地層并且彈性模數(shù)值低；其二是因為流體體積相對較小而濾失量很高 (高滲透性可壓縮油藏流體和非造壁性壓裂液 )。 充填 —— 縫內(nèi)砂漿前緣提前到達裂縫邊緣，從而限制縫長和縫高的進一步增長，促使縫寬增大。 24 處理方法設(shè)計和實施 （ 1） 作業(yè)程序 ?） 射開產(chǎn)層； 2） 下入礫石充填篩管防砂裝置； 3） 用酸浸泡清洗孔眼； 4） 測試并解釋處理前診斷數(shù)據(jù)； 5） 在診斷 、 檢查設(shè)計變量基礎(chǔ)上設(shè)計端部脫砂泵送方案； 6） 充填結(jié)束或作業(yè)管中留下足以形成環(huán)空充填體積后 ， 進行端部脫砂處理； 7） 降低泵速到 1～ 2桶 /分 ， 打開環(huán)空閥循環(huán)并充填 、 候凝； 8） 當油壓達到安全上限后停泵； 9） 準備投產(chǎn) 。 （ 2）注意問題 射孔：孔數(shù) 測試：基礎(chǔ) 機械設(shè)備：高支撐劑濃度 —— 大功率設(shè)備 （ 3）理論 （ 4）壓裂工藝及設(shè)計 造縫到出現(xiàn)頂端脫砂階段（低砂比攜砂液）；裂縫膨脹變寬及支撐劑大量充填階段（高砂比攜砂液） 端部脫砂壓裂過程可分為 兩個階段 ：造縫到出現(xiàn)端部脫砂的常規(guī)壓裂；裂縫膨脹變寬及支撐劑大量充填階段 。 對第一階段采用常規(guī)壓裂的擬三維或全三維壓裂模型進行設(shè)計 ，對第二階段則以第一階段結(jié)束時的參數(shù)為為初始參數(shù) ， 通過物質(zhì)平衡或其它方法進行壓裂設(shè)計 。 端部脫砂壓裂施工的 成功率 取決于壓裂設(shè)計的合理性 。其中壓裂液的濾失系數(shù)最為關(guān)鍵 ， 因此應準確的取值 ， 一般可通過小型壓裂來確定 。 （ 5） 端部脫砂壓裂適用范圍 端部脫砂壓裂技術(shù)主要 適用 于中 、 高滲油氣藏和不穩(wěn)定松軟地層的油井解堵 、 防砂 。 可形成高導流能力的裂縫 。 該技術(shù)已作為一種新的 完井方法 ， 與其它方法配合成功地進行各類油氣藏的完井 。 在一些膠結(jié)較差的油氣層 ， 應用端部脫砂壓裂與礫石充填 、 篩管等方法配合完井 ， 可以有效地防砂 。 三、酸 化 前 言 （ 1）增產(chǎn)增注原理 ：解堵；提高油層滲透率 （ 2）優(yōu)點 ：規(guī)模小，經(jīng)濟投入小 （ 3）缺點： 與壓裂比提高產(chǎn)能的潛力有限； 易造成新的傷害 酸化原理 :通過酸液對巖石膠結(jié)物或地層孔隙 、 裂縫內(nèi)堵塞物的溶蝕作用 ， 提高地層孔隙和裂縫的滲透性 。 酸化分類 ： 按照工藝可分為酸洗 、 基質(zhì)酸化和壓裂酸化 。 ① 酸洗 ： 將少量酸液注入井筒內(nèi) ， 清 除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及結(jié)垢等 ， 并疏通射孔孔眼； ② 基質(zhì)酸化 ： 在低于破裂壓力下將酸注入地層 ， 靠酸液溶蝕作用提高井筒附近較大范圍內(nèi)油層的滲透性； ③ 酸壓 ： 在高于破裂壓力下將酸注入地層 ， 在地層形成裂縫 ，通過酸對裂縫壁面不均勻溶蝕形成高導流能力的裂縫 。 常用酸液種類及性能 ? 碳酸鹽巖油氣層的酸化主要用鹽酸 ， 有時也用甲酸 、 醋酸 、 多組分酸和氨基磺酸等酸液 。 為了延緩酸的反應速度 ， 也采用油酸乳化液 、稠化鹽酸液 、 泡沫鹽酸液等 。 ? 砂巖 油氣層 的酸化主要用土酸 。 (1)鹽酸 ? 鹽酸處理的主要優(yōu)點： ① 屬于強酸 ， 與許多金屬 、 金屬氧化物 、 鹽類和堿類都能發(fā)生化學反應； ② 由于鹽酸對碳酸鹽巖的溶蝕力強 ， 反應生成的氯化鈣 、氯化鎂鹽類能全部溶解于殘酸水 ， 不會產(chǎn)生化學沉淀； ③ 反應生成的 CO2部分溶于殘酸 ， 部分呈小氣泡狀態(tài)分布于殘酸中 ， 對酸化效果影響較小； ④ 酸壓時對裂縫壁面的不均勻溶蝕程度高； ⑤ 成本較低 。 ? 高濃度鹽酸處理的 優(yōu)點 ① 酸巖反應速度相對變慢 ， 有效作用范圍增大； ② 單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多的 ， 利于廢酸的排出； ③ 單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多氯化鈣 、 氯化鎂 ， 提高了廢酸的粘度 ， 控制了酸巖反應速度 ， 并有利于懸浮 、 攜帶固體顆粒從地層中排出； ④ 受到地層水稀釋的影響較小 。 ? 鹽酸處理的主要缺點： ① 與石灰?guī)r反應速度快 ， 特別是高溫深井 ， 由于地層溫度高 ， 鹽酸與地層作用太快 ， 因而處理不到地層深部； ② 鹽酸會使金屬坑蝕成許多麻點斑痕 ， 腐蝕嚴重 。 ③ 對 H2S含量較高的井 ， 鹽酸處理易引起鋼材的氫脆斷裂 。 2)甲酸和乙酸 ? 甲酸和乙酸都是有機弱酸 ， 反應速度比同濃度的鹽酸要慢幾倍到十幾倍 。 ? 甲酸或乙酸與碳酸鹽作用生成的鹽類 ， 在水中的溶解度較小 。 一般甲酸液的濃度不超過 10％ ；乙酸液的濃度不超過 15％ 。 ? 甲酸比乙酸的溶蝕能力強 ， 售價便宜 。 ? 適用于 鹽酸液的緩速和緩蝕問題無法解決 的 高溫深井碳酸鹽巖層。 (3)多組分酸 ? 多組分酸是一種或幾種有機酸與鹽酸的混合物 。 ? 多組分酸有緩速作用 。 酸巖反應速度依據(jù)氫離子濃度而定 。 多組分酸 中的氫離子數(shù)主要由鹽酸的氫離子數(shù)決定 。 根據(jù)同離子效應 ， 極大地降低了有機酸的電離程度 ， 當 鹽酸活性耗完后 ， 有機酸才離解起溶蝕作用 。 所以 ， 鹽酸在井壁附近起溶蝕作用 ， 有機酸在地層較遠處起溶蝕作用 ， 混合酸液的反應時間近似等于鹽酸和有機酸反應時間之和 ， 因此可以得到較大的有效酸化處理 范圍 。 (4)乳化酸 ? 乳化酸即為油包酸型乳狀液 ， 其外相為原油 ， 或在原油中混合柴油 、 煤油 、 汽油等石油餾分 ， 或為 柴油 、 煤油等輕餾分 。 其內(nèi)相一般為 15～ 31％濃度的鹽酸 ， 或有機酸 、 土酸等 。 ? 油酸乳化液的粘度較高 ， 用油酸乳化液壓裂時 ，能形成較寬的裂縫 ， 減少了裂縫的面容比 ， 有利于延緩酸巖的反應速度 。 ? 油酸乳化液存在的主要問題是摩阻較大 ， 使 施工注入排量受到限制 。 (5)稠化酸 ? 稠化酸是指在鹽酸中加入增稠劑 ， 使酸液粘度增加 。 ? 特點： ① 降低了氫離子向巖石壁面的傳遞速度 ， 起到了緩速的作用 。 ② 高粘度的稠化酸與低粘度的鹽酸溶液相比 ， 酸壓時還具有能壓成寬裂縫 、 濾失量小 、 摩阻低 、 懸浮固體微粒的性能好等特性 。 ③ 稠化酸在地層溫度條件下 ， 經(jīng)過一定時間 ， 即自動破膠 ， 便于返排 。 ④ 目前 使用 的增稠劑在地層溫度較高時 ， 會很快在酸液中降解 ， 從而使稠化酸變稀 。 (6)泡沫酸 泡沫酸 是用少量泡沫劑將氣體 (一般用氮氣 )分散于酸液中所制成 。 特點： ① 在酸壓中濾失量低 ， 相對增加了酸液的溶蝕能力； ② 排液能力大 ， 減了對油氣層的損害； ③ 粘度高 ， 在排液中可攜帶出對導流能力有害的微粒； ④ 有降低粘土不利影響方面的作用 。 (7)土酸 ? 土酸： 10％ ～ 15％ 濃度鹽酸和 3％ ～ 8％ 濃度的氫氟酸與添加劑所組成的混合酸液 。 ? 土酸中的氫氟酸是一種強酸 ， 對砂巖中的一切成分 (石英 、 粘土 、 碳酸鹽等 )都有溶蝕能力 ， 但不能單獨用氫氟酸 ， 由于氫氟酸與碳酸鈣和鈣長石(硅酸鈣鋁 )等反應生成氟化鈣沉淀 ， 與地層水接觸生成氟硅酸鈉和氟硅酸鉀堵塞地層 。 因此要與鹽酸混合配制成土酸使用 。 酸液添加劑 ? 添加劑 ：酸化時要在酸液中加入某些物質(zhì) ， 以改善酸液性能和防止酸液在油氣層中產(chǎn)生有害影響 。 ? 常用的添加劑種類 有：緩蝕劑 、 表面活性劑 、穩(wěn)定劑 、 緩速劑 ， 有時還加入增粘劑 、 減阻劑 、暫時堵塞劑及破乳劑等 。 (1)緩蝕劑 ? 緩蝕劑的主要作用在于減緩局部的電池的腐蝕作用 。 其機理有三方面： ① 抑制陰極腐蝕； ②抑制陽極腐蝕； ③ 于金屬表面形成一層保護膜 。 ? 國內(nèi)外使用的鹽酸緩蝕劑分為兩大類： ? 無機緩蝕劑 ， 如含砷化合物 (亞砷酸鈉 、 三氯化砷等 )；有機緩蝕劑 ， 如胺類 (苯胺 、 松香胺 )，醛類 (甲醛 )、 喹啉衍生物 、 烷基吡啶 、 炔醇類化合物等 。 (2)表面活性劑 ? 酸液中加入表面活性劑 ， 可以降低酸液的表面張力 ， 減少注酸和排出殘酸時的毛細管阻力 ， 防止在地層中形成油水乳狀物 ， 便于殘酸的排出 。 ? 一般較多地采用陰離子型和非離子型表面活性劑 。 ? 油層酸化時油層內(nèi)有乳化物生成時 ， 可 在 酸中加入破乳劑 ， 如有機胺鹽類 ， 或季銨鹽類和聚氧乙烯烷基酚類活性劑 。 (3)穩(wěn)定劑 ? 酸液與金屬設(shè)備及井下管柱接觸 ， 溶解鐵垢和腐蝕鐵金屬 ， 使酸液含鐵量增多 。 油層本身含有二價鐵和三價鐵的氧化物 ， 酸液進入地層以后 ， 也會生成鐵離子 。 ? 為防止氫氧化鐵沉淀 ， 避免發(fā)生地層堵塞現(xiàn)象 ，而加入的某些化學物質(zhì) ， 稱為穩(wěn)定劑 。 ? 常用的穩(wěn)定劑有醋酸 、 檸檬酸 ， 有時用乙二胺四醋酸 (EDTA)及氮川三乙酸鈉鹽 (NTA)等 。 (4)增粘劑和減阻劑 ? 增粘劑：酸液中加入高粘度的增粘劑能延緩酸 巖 反應速度 ，增大活性酸的有效作用范圍 。 ? 常用的增粘劑 :HPAM、 羥乙基纖維素和胍膠等 。 ? 增粘劑也是很有效的減阻劑 ， 可使稠化酸的摩阻損失低于水 。 (5)暫時堵塞劑 ? 將一定數(shù)量的暫時堵塞劑加入酸液中 ， 隨液流進入高滲透層段 ， 可將高滲透層段的孔道暫時堵塞起來 ， 使以后泵注的酸液進入低滲透層段起溶蝕作用 。 ? 常用的有膨脹性聚合物如聚乙烯 、 聚甲醛 、 PAM等 。 ? 碳酸鹽巖地層的主要礦物成分是方解石和白云石 。 ? 碳酸鹽巖的儲集空間分為孔隙和裂縫兩種類型 。 根據(jù)孔隙和裂縫在地層中的主次關(guān)系又可把碳酸鹽巖油氣層分為三類：孔隙性碳酸鹽巖油氣層 、 孔隙 — 裂縫性碳酸鹽巖油氣層 (孔隙是主要儲集空間 ， 裂縫是滲流通道 )、 裂縫性碳酸鹽巖油氣層 。 ? 碳酸鹽巖油氣層酸處理 ： 就是要解除孔隙 、 裂縫中的堵塞物質(zhì) ， 或擴大溝通油氣巖層原有的孔隙和裂縫 ，提高油氣層的滲流性 。 鹽酸與碳酸鹽巖的化學反應