采油課程設(shè)計(jì)--砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科工程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　石油(采油)工程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p><b>　　砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2012年3月14日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p

2、><b>　　一、設(shè)計(jì)題目1</b></p><p><b>　　二、目的及要求1</b></p><p>　　三、砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的要點(diǎn)及要求1</p><p>　　四、砂巖酸化設(shè)計(jì)內(nèi)容1</p><p>　　五、砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)原則1</p><p>

3、;　　六、張家坪構(gòu)造儲(chǔ)層特征1</p><p>　　七、設(shè)計(jì)所需的原始數(shù)據(jù)及氣井基本情況(已給條件)2</p><p>　　八、油井分析及措施目的11</p><p>　　九、施工設(shè)計(jì)技術(shù)思路11</p><p>　　十、現(xiàn)場(chǎng)材料及工具資料12</p><p>　　十一、酸化方式13</p>

4、<p>　　十二、已知施工參數(shù)設(shè)計(jì)13</p><p>　　十三、其它已知數(shù)據(jù)13</p><p>　　十四、完成以下設(shè)計(jì)計(jì)算及內(nèi)容14</p><p>　　十五、設(shè)計(jì)報(bào)告裝訂順序及格式(統(tǒng)一用word文檔A4紙打印)14</p><p><b>　　參考資料15</b></p><

5、;p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　張家X井須二氣藏基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、目的及要求</b></p><p>　　(1)目的：通過(guò)設(shè)計(jì)了解砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)方法、基本的設(shè)計(jì)計(jì)算、砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書(shū)的基本設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)思路，并掌握方案設(shè)計(jì)的基本方法、步驟以及設(shè)計(jì)中所涉及

6、的基本計(jì)算，加強(qiáng)系統(tǒng)的工程訓(xùn)練，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。</p><p>　　(2)要求：根據(jù)張家X井須二氣藏的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)要求，完成張家X井須二氣藏砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)，并針對(duì)所計(jì)算和設(shè)計(jì)的內(nèi)容完成張家X井須二氣藏基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)報(bào)告(要求寫(xiě)出所采用的設(shè)計(jì)計(jì)算公式、過(guò)程及步驟)，并根據(jù)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容填寫(xiě)砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書(shū)(見(jiàn)石油工程設(shè)計(jì)教材的采油部分，附錄4砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書(shū))。</p>

7、<p>　　三、砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的要點(diǎn)及要求</p><p>　　參見(jiàn)石油工程設(shè)計(jì)教材的采油部分，第八章砂巖地層基質(zhì)酸化第一節(jié)。</p><p>　　四、砂巖酸化設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　參見(jiàn)石油工程設(shè)計(jì)教材的采油部分，第八章砂巖地層基質(zhì)酸化第一節(jié)。</p><p>　　(1)寫(xiě)出詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程；</p>

8、;<p>　　(2)按設(shè)計(jì)報(bào)告格式編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告(附設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù))；</p><p>　　(3)采用Word文檔編寫(xiě)報(bào)告，要求A4紙打印，字跡工整，文字通順，思路清晰，計(jì)算結(jié)果正確；</p><p>　　(4)按石油工程設(shè)計(jì)教材的采油部分，附錄4砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書(shū)填寫(xiě)完設(shè)計(jì)內(nèi)容(沒(méi)有涉及到的不填，保留空缺)。</p><p>　　五、砂巖基質(zhì)酸化設(shè)

9、計(jì)原則</p><p>　　參見(jiàn)《石油工程設(shè)計(jì)》教材的“采油工程設(shè)計(jì)”，第八章砂巖地層基質(zhì)酸化第一節(jié)。</p><p>　　六、張家坪構(gòu)造儲(chǔ)層特征</p><p><b>　　1.儲(chǔ)層巖石學(xué)特征</b></p><p>　　張家坪地區(qū)須二段儲(chǔ)層以灰白、淺灰色厚層塊狀中粒長(zhǎng)石石英砂巖、中粒巖屑砂巖為主，次為細(xì)粒巖屑砂巖、中

10、粒石英砂巖、中粒長(zhǎng)石巖屑砂巖夾黑色頁(yè)巖條帶，其中砂巖層厚占須二段總厚的70％左右。對(duì)3口井巖心觀察、149塊薄片鑒定（巖心、巖屑），其基本特征如下：</p><p>　　石英含量高，為60％～80％，顆粒粗大，石英次生加大普遍。</p><p>　　長(zhǎng)石主要為正長(zhǎng)石，少量斜長(zhǎng)石，長(zhǎng)石含量在5％～15％之間。長(zhǎng)石粘土化深，個(gè)別蝕變作用極深，已部分或全部轉(zhuǎn)換為粘土巖，部分長(zhǎng)石方解石化。<

11、/p><p>　　巖屑主要為沉積巖屑中的泥頁(yè)巖和粉砂巖，次為變質(zhì)石英等。</p><p>　　以膠結(jié)物形式出現(xiàn)的粒間充填礦物主要為方解石和白云石，含量在0.5％～18％之間，未見(jiàn)硅質(zhì)膠結(jié)。</p><p><b>　　2.儲(chǔ)集空間類(lèi)型</b></p><p>　　張家M井在須二段取心1次，取心進(jìn)尺7.80m，心長(zhǎng)7.80m，

12、收獲率100％，為灰白色石英細(xì)砂巖，32條無(wú)充填水平裂縫，2條無(wú)充填直裂縫貫穿巖芯，縫長(zhǎng)1.82～2.17m，共見(jiàn)28處冒氣。 </p><p>　　張家M井處于構(gòu)造軸線(xiàn)，裂縫發(fā)育情況較理想。巖心薄片上常見(jiàn)微裂紋，寬0.01～0.03mm，未充填。</p><p>　　裂縫發(fā)育程度對(duì)產(chǎn)能具有重要的控制作用，構(gòu)造核心部位的井張裂縫線(xiàn)密度大，同時(shí)其產(chǎn)量也高，裂縫線(xiàn)密度與產(chǎn)量具有正相關(guān)關(guān)系。&l

13、t;/p><p>　　七、設(shè)計(jì)所需的原始數(shù)據(jù)及氣井基本情況(已給條件)</p><p><b>　　1. 酸化選井選層</b></p><p>　　查明張家坪構(gòu)造須二氣藏的含氣性，探明氣藏儲(chǔ)量；同時(shí)利用就近現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)，獲得天然氣后能盡快投產(chǎn)，增加川西地區(qū)天然氣產(chǎn)量，加快開(kāi)發(fā)張家坪構(gòu)造須二氣藏。而且，鄰井張家M井須二段酸化后產(chǎn)氣6.155萬(wàn)方，無(wú)

14、阻流量7.949萬(wàn)方。因此，決定對(duì)張家X井須二上段：3850.0~3917.5m和須二下段4014.0~4122.5m分別進(jìn)行基質(zhì)酸化。</p><p>　　須二下段：4014.0~4122.5m。</p><p>　　2. 張家X井基本情況</p><p>　　張家X井基本數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-1。</p><p>　　表1-1 張家X井基本數(shù)據(jù)&

15、lt;/p><p>　　3.施工層段基本數(shù)據(jù)</p><p>　　張家X井施工層段基本數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-2和表1-3。</p><p>　　表1-2 張家X井鉆探層位基本數(shù)據(jù)</p><p>　　表1-3 張家X井施工層段基本數(shù)據(jù)</p><p><b>　　4.鉆頭及套管程序</b></p>

16、<p>　　張家X井鉆頭、套管程序見(jiàn)表1-4。</p><p>　　表1-4 鉆頭、套管程序</p><p><b>　　5.油層套管數(shù)據(jù)</b></p><p>　　張家X井油層套管數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-5。</p><p>　　表1-5 油層套管數(shù)據(jù)</p><p><b>

17、　　6.鉆井液使用情況</b></p><p>　　張家X井須二段鉆井液使用情況見(jiàn)表1-6。</p><p>　　表1-6 須二段鉆井液使用情況</p><p><b>　　7.固井質(zhì)量</b></p><p>　　張家X井施工段固井質(zhì)量見(jiàn)表1-7。</p><p>　　表1-7

18、施工段固井質(zhì)量</p><p><b>　　8.油管數(shù)據(jù)</b></p><p>　　張家X井油管數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-8。</p><p>　　表1-8 油管數(shù)據(jù)</p><p><b>　　9. 井底落物數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　無(wú)落物</b>

19、;</p><p><b>　　10.套管損壞情況</b></p><p><b>　　未損壞</b></p><p>　　11.油井生產(chǎn)措施歷史數(shù)據(jù)及施工層鉆井顯示</p><p><b>　　(1)試油歷史數(shù)據(jù)</b></p><p><b&g

20、t;　?、俪Ｒ?guī)試油數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　無(wú)</b></p><p>　　②Ｄ.Ｓ.Ｔ測(cè)試數(shù)據(jù)</p><p><b>　　無(wú)</b></p><p><b>　?、凵淇讛?shù)據(jù)</b></p><p>　　張家X井施工層位射孔

21、數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-9。</p><p>　　表1-9 施工層位射孔數(shù)據(jù)</p><p><b>　?、懿蓺鈿v史數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　該井為新井。</b></p><p>　　⑤以往壓裂酸化措施歷史數(shù)據(jù)</p><p>　　新井，未進(jìn)行過(guò)壓裂和酸化措施和其它措施

22、。</p><p>　　(2)鉆井過(guò)程中油氣水顯示</p><p>　　張家X井于2009年1月15日開(kāi)鉆，2009年8月10日鉆至井深4170.00m進(jìn)入須一段46.50m完鉆，鉆井中油氣水顯示如表1-10。</p><p>　　表1-10 張家X井須二段鉆井過(guò)程中油氣水顯示</p><p>　　12.儲(chǔ)層特征及測(cè)井綜合解釋</p&g

23、t;<p><b>　　(1)巖性特征</b></p><p>　　張家X井須二氣測(cè)異常段巖性特征見(jiàn)表1-11。</p><p>　　表1-11 張家X井須二氣測(cè)異常段巖性特征</p><p>　　(2)綜合測(cè)井解釋成果</p><p>　　根據(jù)測(cè)井解釋資料， 須二下段綜合解釋含氣層15段，裂縫層4段有效

24、儲(chǔ)層厚度33.1m，各段解釋相關(guān)測(cè)井圖1-2(黃色段為設(shè)計(jì)射孔井段)及表1-12。</p><p>　　圖1-2 須二下段測(cè)井圖</p><p>　　13.張家X井身結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　張家X井須二下段酸化井身結(jié)構(gòu)圖1－3</p><p>　　14.酸化井段上下距水層距離</p><p>　　酸化井段上下無(wú)

25、水層。</p><p><b>　　15.距斷層距離</b></p><p>　　酸化井段周?chē)鸁o(wú)斷層。</p><p>　　八、油井分析及措施目的</p><p><b>　　1. 增產(chǎn)潛力分析</b></p><p>　　(1)張家坪構(gòu)造具有所處圈閉的構(gòu)造背景好、靠近烴源巖

26、、儲(chǔ)層發(fā)育、蓋層有效和生儲(chǔ)蓋組合搭配合理等有利的成藏條件，具有良好的生產(chǎn)潛力。</p><p>　　(2)通過(guò)鄰井張家M井——該構(gòu)造唯一一口井的資料顯示：該氣藏為常壓的斷層～構(gòu)造圈閉的彈性氣驅(qū)氣藏，本含氣構(gòu)造須二氣藏暫無(wú)氣水界面，對(duì)于增產(chǎn)措施的進(jìn)行有著良好的條件。</p><p>　　(3)鄰井張家M井是該構(gòu)造鉆達(dá)須二段的第一口井，該井2004年12月28完井，完井測(cè)試獲得2.355

27、15;104m3/d的工業(yè)氣流。2007年通過(guò)酸化解堵得儲(chǔ)層改造措施，在井底仍有積液的情況下，獲得了6.155×104m3/d的天然氣，且不含硫化氫。表明本構(gòu)造須二段天然氣富集程度較高，且圈閉的埋深、圈閉面積及閉合高度適中，地層能量充足，有較大的儲(chǔ)量規(guī)模。</p><p><b>　　2. 施工目的</b></p><p>　　張家X井是張家坪構(gòu)造的一口生產(chǎn)

28、井，須二段鉆井顯示多次井漏、氣測(cè)異常，通過(guò)酸化解堵解除近井筒地帶的污染堵塞，改善油氣滲流通道，提高該井產(chǎn)能。</p><p>　　九、施工設(shè)計(jì)技術(shù)思路</p><p>　　(1)須二段鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生過(guò)井漏，同時(shí)根據(jù)測(cè)井資料，須二段有裂縫，本次施工的主要目的是解除近井污染堵塞。</p><p>　　(2)該層段巖心分析，以細(xì)砂巖為主，儲(chǔ)層本身也具有土酸酸化的基礎(chǔ)。因此

29、，酸液采用緩速配方，前置酸為緩速鹽酸，主體酸為緩速土酸，后置酸為緩速鹽酸，可達(dá)到深部進(jìn)入解堵的目的。前置液和后置液的比例為1：1。</p><p>　　(3)根據(jù)張家X井酸溶蝕率實(shí)驗(yàn)結(jié)果，儲(chǔ)層巖性較純，鹽酸的溶蝕率比較高，達(dá)到25.8%，土酸的溶蝕率為36.6%，按照處理液：鹽酸約1：1的比例設(shè)計(jì)。</p><p>　　(4)本井壓力系數(shù)不高，儲(chǔ)層酸化后有可能出現(xiàn)排液困難，施工中混注液氮。

30、</p><p>　　(5)為了盡量縮短酸液在地層停留時(shí)間，酸化施工后采用8mm油嘴盡快開(kāi)井放噴排液，不能自噴則采用液氮?dú)馀e排液措施。</p><p>　　十、現(xiàn)場(chǎng)材料及工具資料</p><p><b>　　1.工作液</b></p><p>　　注：須二上段和須二下段酸液配方設(shè)計(jì)相同。防膨液作為頂替液使用。添加劑中NH

31、4Cl(粘土穩(wěn)定劑)為固體，SAN-122為緩蝕劑，OPZ-3為表面活性劑，LHH-3鐵離子穩(wěn)定劑，其余均為液體，液體添加劑密度均為1000kg/m3。施工前井筒內(nèi)為KCl水。</p><p>　　①根據(jù)施工設(shè)計(jì)技術(shù)思路第(3)的要求：</p><p>　　建議緩速鹽酸(前置液和后置液)用量：0.8m3/m。</p><p>　　建議處理液緩速土酸(處理液)用量：0

32、.8m3/m。</p><p>　　2.施工井口、管柱結(jié)構(gòu)、工具</p><p><b>　　(1)井口裝置</b></p><p>　　采用KQ65-70(一號(hào)、四號(hào)總閘門(mén)、直管掛、蓋板法蘭為KQ65-105MPa雙總閘施工)井口裝置。</p><p><b>　　(2)施工管串</b></

33、p><p><b>　　①須二上段</b></p><p>　　油管鞋＋啟動(dòng)接頭+Φ73mm油管+水力錨+Y344-100封隔器+水力錨+側(cè)孔節(jié)流器+Φ73mm油管+Y344-148封隔器+水力錨+Φ88.9mm油管+油管掛+油補(bǔ)距=4033m。</p><p>　　Y344-100封隔器在3955.84m，Y344-148封隔器在3636.69m

34、。避開(kāi)套管接箍。</p><p><b>　?、夙毝露?lt;/b></p><p>　　油管鞋＋啟動(dòng)接頭+Φ73mm油管+Y344-148封隔器+水力錨+Φ88.9mm油管+油管掛+油補(bǔ)距=4122m。</p><p>　　Y344-148封隔器位置為3950m。避開(kāi)套管接箍。</p><p><b>　　(3)

35、主要施工設(shè)備</b></p><p>　　注：壓裂車(chē)型號(hào)和計(jì)算根據(jù)《石油工程設(shè)計(jì)》第三部采油工程設(shè)計(jì)附表3-3-1壓裂車(chē)型號(hào)及整車(chē)技術(shù)參數(shù)表確定。</p><p><b>　　十一、酸化方式</b></p><p><b>　　封隔器分層酸化</b></p><p>　　十二、已知施工參

36、數(shù)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.注入方式</b></p><p>　　油管帶封隔器注入。施工時(shí)混注液氮，液氮排量90Sm3/min。</p><p><b>　　2.施工排量</b></p><p>　　考慮張家坪儲(chǔ)存存在微裂縫，因此，適當(dāng)提高施工排量，假設(shè)施工排量按如下給出(忽略公式計(jì)算)

37、：</p><p>　?、夙毝隙危焊邤D時(shí)排量2.4m3/min，低替時(shí)排量小于0.5m3/min。</p><p>　?、陧毝露危焊邤D時(shí)排量2.2 m3/min，低替時(shí)排量小于0.5m3/min。</p><p><b>　　3.井口平衡壓力</b></p><p>　　平衡壓力20～30MPa。</p>

38、<p><b>　　十三、其它已知數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　1．井筒溫度參數(shù)</b></p><p>　　氣藏地層溫度梯度為：2.44℃/100m；地面溫度為：25℃；恒溫點(diǎn)溫度：20℃；恒溫點(diǎn)深度：20m；酸液比熱：1KCal/kg℃；地層導(dǎo)熱系數(shù)：0.025 kcal/mmin℃；鋼材導(dǎo)熱系數(shù)：0.62KCal/

39、mmin℃；環(huán)空液導(dǎo)熱系數(shù)：0.08KCal/mmin℃；井筒酸液密度：1075kg/m3；</p><p>　　2.酸濃度和礦物濃度計(jì)算參數(shù)</p><p>　　地層初始孔隙度：須二上段φ0＝6%，須二下段φ0＝3%；井半徑：根據(jù)鉆頭尺寸確定；DamKahler數(shù)；NDa＝2；無(wú)量綱酸容量數(shù)：NAC＝0.02；取rD＝1，1.5，2，2.5，┉┉，5。</p><p&

40、gt;　　3.酸化孔隙度和滲透率參數(shù)</p><p>　　假設(shè)地層只有不溶礦物和可溶礦物兩種，可溶礦物占50%，可溶礦物摩爾質(zhì)量為：55；可溶礦物的密度2550kg/m3；地層原始滲透率：須二上段為0.17mD，須二下段為0.07mD。</p><p>　　4.酸化效果預(yù)測(cè)參數(shù)</p><p>　　傷害帶地層滲透率：0.005mD；供氣面積：500m；井半徑：rw=

41、0.0746m；假設(shè)傷害半徑rd=ra(即酸化處理的有效距離)。</p><p>　　5.酸化工藝選擇及施工參數(shù)</p><p>　　已知破裂壓力梯度：F＝0.022 MPa/m；假定酸液在井筒流動(dòng)為紊流，雷諾數(shù)Re=2500；酸液密度L＝1075 kg/m3；射孔孔徑12mm；為了不壓破地層，建議取施工井口最高限壓略小于或等于最大井口施工壓力；取高壓管匯試壓高于最大施工壓力6MPa；低壓

42、管匯試壓取0.4MPa。BL1600型壓裂車(chē)機(jī)械效率為0.75。</p><p>　　十四、完成以下設(shè)計(jì)計(jì)算及內(nèi)容</p><p>　　1. 工作液類(lèi)型選擇(已知)及計(jì)算配制酸液量、添加劑用量。</p><p>　　2. 酸化工藝、方式選擇及施工參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.計(jì)算注完酸液時(shí)的井筒溫度數(shù)據(jù)(用解析模型)，列出數(shù)據(jù)表并繪制

43、井筒溫度分布曲線(xiàn)(不計(jì)算注酸時(shí)地層溫度)。</p><p>　　4.計(jì)算注完酸液時(shí)的無(wú)量綱酸濃度和無(wú)量綱礦物濃度(用解析模型)，列出數(shù)據(jù)表并繪制無(wú)量綱徑向距離與無(wú)量綱酸濃度和無(wú)量綱礦物濃度的關(guān)系曲線(xiàn)。</p><p>　　5. 酸化后孔隙度和滲透率計(jì)算。</p><p>　　6. 酸化效果預(yù)測(cè)。</p><p>　　7. 按照石油工程設(shè)計(jì)教材

44、的采油工程設(shè)計(jì)部分附錄4 砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書(shū)，填寫(xiě)完成設(shè)計(jì)內(nèi)容(沒(méi)有涉及到的不填，保留空缺)。</p><p>　　十五、設(shè)計(jì)報(bào)告裝訂順序及格式(統(tǒng)一用word文檔A4紙打印)</p><p><b>　　(1)封面；</b></p><p><b>　　(2)任務(wù)書(shū)；</b></p><p>

45、<b>　　(3)次封面；</b></p><p><b>　　(4)報(bào)告目錄；</b></p><p>　　(5)正文，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：</p><p>　　① 前言或設(shè)計(jì)概要；</p><p>　?、?油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、已知條件及設(shè)計(jì)思路；</p><p>　?、?酸化設(shè)計(jì)過(guò)程

46、，包含每一步詳細(xì)計(jì)算公式、計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果及曲線(xiàn)、表格；</p><p>　?、?按采油工程設(shè)計(jì)“附錄4 砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書(shū)” 填寫(xiě)完成設(shè)計(jì)書(shū)。</p><p><b>　　(6)報(bào)告正文格式</b></p><p>　　頁(yè)面設(shè)置：上下左右2.5cm；</p><p>　　一級(jí)標(biāo)題：小二號(hào)黑體；</p>

47、<p>　　二級(jí)標(biāo)題：三號(hào)黑體；</p><p>　　三級(jí)標(biāo)題：四號(hào)黑體；</p><p>　　四級(jí)標(biāo)題：小四黑體；</p><p><b>　　正文：小四宋體。</b></p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1]唐海,周開(kāi)吉,陳冀

48、嵋主編.石油工程設(shè)計(jì). 北京：石油工業(yè)出版社，2011，12.</p><p>　　[2]石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)． 采油工程方案設(shè)計(jì)編寫(xiě)規(guī)范． 北京：石油工業(yè)出版社，1995.</p><p>　　[3]采油技術(shù)手冊(cè).北京：石油工業(yè)出版社（修訂本）.</p><p>　　[4]李穎川主編.采油工程. 北京：石油工業(yè)出版社，2009，2.</p><p

49、><b>　　井號(hào)：張家X井</b></p><p><b>　　井別：開(kāi)發(fā)井</b></p><p><b>　　井型：直井</b></p><p>　　X井砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p><b>　　目 錄</b></p>&

50、lt;p><b>　　前 言1</b></p><p>　　一、 酸化設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備2</p><p>　?。ㄒ唬?張家坪構(gòu)造儲(chǔ)層特征2</p><p>　　1. 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征2</p><p>　　2. 儲(chǔ)層空間類(lèi)型2</p><p>　?。ǘ?酸化選井選層2</p&g

51、t;<p>　?。ㄈ┦┕ぞY料3</p><p>　　2. 施工層段基本數(shù)據(jù)3</p><p>　　3. 鉆頭及套管程序4</p><p>　　4. 油層套管數(shù)據(jù)5</p><p>　　5. 鉆井液使用情況5</p><p><b>　　6. 固井質(zhì)量5</b><

52、/p><p><b>　　7. 油管數(shù)據(jù)6</b></p><p>　　8. 井底落物數(shù)據(jù)6</p><p>　　9. 套管損壞情況6</p><p>　　10. 油井生產(chǎn)措施歷史數(shù)據(jù)及施工層鉆井顯示6</p><p>　　11. 儲(chǔ)層特征及測(cè)井綜合解釋8</p><p&

53、gt;　　14. 酸化井段上下距水層距離13</p><p>　　15. 距斷層距離13</p><p>　?。ㄋ模┢渌阎獢?shù)據(jù)13</p><p>　?。ㄎ澹┯途治黾按胧┠康?4</p><p>　　1. 增產(chǎn)潛力分析14</p><p>　　2. 施工目的14</p><p>

54、　　（六）設(shè)計(jì)思路14</p><p>　　二、酸液體系選擇15</p><p>　?。ㄒ唬?酸液類(lèi)型確定15</p><p>　　（二） 酸液的配制15</p><p>　　1. 鹽酸用量的確定16</p><p>　　2. 土酸用量的確定16</p><p>　　3. 添加劑用量

55、計(jì)算17</p><p>　　三、 酸化工藝選擇及施工參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算19</p><p>　?。ㄒ唬?酸化工藝及注入方式的確定19</p><p>　　1. 酸化工藝19</p><p>　　2. 注入方式19</p><p>　　（二） 井口施工壓力計(jì)算19</p><p>　　1.

56、 破裂壓力計(jì)算20</p><p>　　2. 酸液在井筒中的沿程摩阻計(jì)算20</p><p>　　2. 射孔孔眼摩阻的計(jì)算21</p><p>　　4. 靜液柱壓力21</p><p>　　（三） 最大排量及實(shí)際施工排量的確定22</p><p>　　1. 最大排量計(jì)算22</p><p

57、>　?。ㄋ模毫言O(shè)備參數(shù)確定22</p><p>　　1. 施工功率22</p><p>　　2. 壓裂車(chē)數(shù)22</p><p>　　四、 酸化模型及設(shè)計(jì)計(jì)算23</p><p>　?。ㄒ唬?溫度場(chǎng)模型及計(jì)算23</p><p>　　1. 井筒溫度計(jì)算模型23</p><p>

58、　?。ǘ?酸濃度及礦物濃度分布計(jì)算25</p><p>　　1. 酸濃度分布計(jì)算27</p><p>　　2. 礦物濃度分布計(jì)算28</p><p>　　（三） 砂巖酸化孔隙度和滲透率模型及計(jì)算29</p><p>　　1. 孔隙度模型及計(jì)算29</p><p>　　2. 滲透率模型及計(jì)算29</p

59、><p>　?。ㄋ模?砂巖酸化效果預(yù)測(cè)30</p><p>　　1. 儲(chǔ)層受污染30</p><p>　　五、砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書(shū)32</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　采油工程是油田開(kāi)采過(guò)程中根據(jù)開(kāi)發(fā)目標(biāo)通過(guò)生產(chǎn)井和注入井對(duì)油藏采取的各項(xiàng)技術(shù)措施的總稱(chēng)。作為一

60、門(mén)綜合應(yīng)用學(xué)科，它所研究的是可經(jīng)濟(jì)有效地作用于油藏，以提高油井產(chǎn)量和原油采收率的各項(xiàng)工程技術(shù)措施的理論、工程設(shè)計(jì)方法及實(shí)施技術(shù)。</p><p>　　酸化是油氣井投產(chǎn)、增產(chǎn)和注入井增注的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。其基本原理是按照一定順序向地層注入一定類(lèi)型、濃度的酸液和添加劑組成的配方酸液，溶蝕地層巖石部分礦物獲空隙、裂縫內(nèi)的堵塞物，提高地層或裂縫滲透性，改善滲流條件，達(dá)到恢復(fù)或提高油氣井產(chǎn)能（或注入井注入能力）的目的。砂

61、巖酸化是通過(guò)反應(yīng)性工作液溶解地層巖石礦物和外來(lái)堵塞物來(lái)獲得增產(chǎn)。</p><p>　　酸化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是正確認(rèn)識(shí)處理層，包括油藏壓力、物性、巖性、油藏流體性質(zhì)以及巖石礦物酸液的反應(yīng)特征等，并以他們?yōu)榛A(chǔ)設(shè)計(jì)酸液體系類(lèi)型、酸液和礦物的濃度分布、酸液有效作用半徑，確定酸化規(guī)模，預(yù)測(cè)酸化后滲透率與增產(chǎn)倍比等。砂巖儲(chǔ)層酸化設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工程設(shè)計(jì)過(guò)程，其中包括酸濃度及礦物濃度分布計(jì)算，井筒和縫內(nèi)溫度場(chǎng)模型和計(jì)算，酸化的孔隙

62、度和滲透率分布計(jì)算，增產(chǎn)效果預(yù)測(cè)。</p><p>　　酸化設(shè)計(jì)的目的是最大限度地發(fā)揮油層潛能，是酸化后的生產(chǎn)井或注入井達(dá)到最佳狀態(tài)，同時(shí)還要求酸化井的有效期和穩(wěn)產(chǎn)期長(zhǎng)。</p><p>　　通過(guò)設(shè)計(jì)了解砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)方法、基本的設(shè)計(jì)計(jì)算、砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書(shū)的基本設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)思路，并掌握方案設(shè)計(jì)的基本方法、步驟以及設(shè)計(jì)中所涉及的基本計(jì)算，加強(qiáng)系統(tǒng)的工程訓(xùn)練，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際工程問(wèn)

63、題的能力。</p><p><b>　　酸化設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備</b></p><p><b>　　張家坪構(gòu)造儲(chǔ)層特征</b></p><p>　　1. 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征</p><p>　　張家坪地區(qū)須二段儲(chǔ)層以灰白、淺灰色厚層塊狀中粒長(zhǎng)石石英砂巖、中粒巖屑砂巖為主，次為細(xì)粒巖屑砂巖、中粒石英砂巖、中粒長(zhǎng)石

64、巖屑砂巖夾黑色頁(yè)巖條帶，其中砂巖層厚占須二段總厚的70％左右。對(duì)3口井巖心觀察、149塊薄片鑒定（巖心、巖屑），其基本特征如下：</p><p>　　石英含量高，為60％～80％，顆粒粗大，石英次生加大普遍。</p><p>　　長(zhǎng)石主要為正長(zhǎng)石，少量斜長(zhǎng)石，長(zhǎng)石含量在5％～15％之間。長(zhǎng)石粘土化深，個(gè)別蝕變作用極深，已部分或全部轉(zhuǎn)換為粘土巖，部分長(zhǎng)石方解石化。</p>&l

65、t;p>　　巖屑主要為沉積巖屑中的泥頁(yè)巖和粉砂巖，次為變質(zhì)石英等。</p><p>　　以膠結(jié)物形式出現(xiàn)的粒間充填礦物主要為方解石和白云石，含量在0.5％～18％之間，未見(jiàn)硅質(zhì)膠結(jié)。</p><p><b>　　2. 儲(chǔ)層空間類(lèi)型</b></p><p>　　張家M井在須二段取心1次，取心進(jìn)尺7.80m，心長(zhǎng)7.80m，收獲率100％，為

66、灰白色石英細(xì)砂巖，32條無(wú)充填水平裂縫，2條無(wú)充填直裂縫貫穿巖芯，縫長(zhǎng)1.82～2.17m，共見(jiàn)28處冒氣。 </p><p>　　張家M井處于構(gòu)造軸線(xiàn)，裂縫發(fā)育情況較理想。巖心薄片上常見(jiàn)微裂紋，寬0.01～0.03mm，未充填。</p><p>　　裂縫發(fā)育程度對(duì)產(chǎn)能具有重要的控制作用，構(gòu)造核心部位的井張裂縫線(xiàn)密度大，同時(shí)其產(chǎn)量也高，裂縫線(xiàn)密度與產(chǎn)量具有正相關(guān)關(guān)系。</p>

67、<p><b>　　酸化選井選層</b></p><p>　　查明張家坪構(gòu)造須二氣藏的含氣性，探明氣藏儲(chǔ)量；同時(shí)利用就近現(xiàn)有天然氣管網(wǎng)，獲得天然氣后能盡快投產(chǎn)，增加川西地區(qū)天然氣產(chǎn)量，加快開(kāi)發(fā)張家坪構(gòu)造須二氣藏。而且，鄰井張家M井須二段酸化后產(chǎn)氣6.155萬(wàn)方，無(wú)阻流量7.949萬(wàn)方。因此，決定對(duì)張家X井須二上段：3850.0~3917.5m和須二下段4014.0~4122.5m

68、分別進(jìn)行基質(zhì)酸化。</p><p>　　(1)須二上段：3850.0~3917.5m。</p><p>　　(2)須二下段：4014.0~4122.5m。</p><p>　　本次酸化井選為須二段下段進(jìn)行施工。</p><p><b>　　（三）施工井資料</b></p><p>　　1. 張家X

69、井基本情況</p><p>　　張家X井基本數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-1。</p><p>　　表1-1 張家X井基本數(shù)據(jù)</p><p>　　2. 施工層段基本數(shù)據(jù)</p><p>　　張家X井施工層段基本數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-2和表1-3。</p><p>　　表1-2 張家X井鉆探層位基本數(shù)據(jù)</p><p>

70、;　　表1-3 張家X井施工層段基本數(shù)據(jù)</p><p>　　3. 鉆頭及套管程序</p><p>　　張家X井鉆頭、套管程序見(jiàn)表1-4。</p><p>　　表1-4 鉆頭、套管程序</p><p><b>　　4. 油層套管數(shù)據(jù)</b></p><p>　　張家X井油層套管數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-5。&

71、lt;/p><p>　　表1-5 油層套管數(shù)據(jù)</p><p>　　5. 鉆井液使用情況</p><p>　　張家X井須二段鉆井液使用情況見(jiàn)表1-6。</p><p>　　表1-6 須二段鉆井液使用情況</p><p><b>　　6. 固井質(zhì)量</b></p><p>　

72、　張家X井施工段固井質(zhì)量見(jiàn)表1-7。</p><p>　　表1-7 施工段固井質(zhì)量</p><p><b>　　7. 油管數(shù)據(jù)</b></p><p>　　張家X井油管數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-8。</p><p>　　表1-8 油管數(shù)據(jù)</p><p><b>　　8. 井底落物數(shù)據(jù)</b

73、></p><p><b>　　無(wú)落物</b></p><p><b>　　9. 套管損壞情況</b></p><p><b>　　未損壞</b></p><p>　　10. 油井生產(chǎn)措施歷史數(shù)據(jù)及施工層鉆井顯示</p><p>　　(1) 試油歷

74、史數(shù)據(jù)</p><p><b>　　①常規(guī)試油數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　無(wú)</b></p><p>　?、冢?Ｓ.Ｔ測(cè)試數(shù)據(jù)</p><p><b>　　無(wú)</b></p><p><b>　?、凵淇讛?shù)據(jù)</b>&l

75、t;/p><p>　　張家X井施工層位射孔數(shù)據(jù)見(jiàn)表1-9。</p><p><b>　?、懿蓺鈿v史數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　該井為新井。</b></p><p>　?、菀酝鶋毫阉峄胧v史數(shù)據(jù)</p><p>　　新井，未進(jìn)行過(guò)壓裂和酸化措施和其它措施。</

76、p><p>　　(2) 鉆井過(guò)程中油氣水顯示</p><p>　　張家X井于2009年1月15日開(kāi)鉆，2009年8月10日鉆至井深4170.00m進(jìn)入須一段46.50m完鉆，鉆井中油氣水顯示如表1-10。</p><p>　　表1-10 張家X井須二段鉆井過(guò)程中油氣水顯示</p><p>　　11. 儲(chǔ)層特征及測(cè)井綜合解釋</p>

77、<p><b>　　(1) 巖性特征</b></p><p>　　張家X井須二氣測(cè)異常段巖性特征見(jiàn)表1-11。</p><p>　　表1-11 張家X井須二氣測(cè)異常段巖性特征</p><p>　　(2) 綜合測(cè)井解釋成果</p><p>　　根據(jù)測(cè)井解釋資料，須二上段綜合解釋含氣層12段，裂縫層4段，有效儲(chǔ)層

78、厚度34.5m。須二下段綜合解釋含氣層15段，裂縫層4段有效儲(chǔ)層厚度33.1m，各段解釋相關(guān)測(cè)井圖見(jiàn)1-1(黃色段為設(shè)計(jì)射孔井段)及表1-12。</p><p>　　圖1-1 須二下段測(cè)井圖</p><p>　　表1-12 張家X測(cè)井綜合解釋</p><p>　　13. 張家X井身結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　(1) 張家X井須二下段酸化井

79、身結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　14. 酸化井段上下距水層距離</p><p>　　酸化井段上下無(wú)水層。</p><p><b>　　15. 距斷層距離</b></p><p>　　酸化井段周?chē)鸁o(wú)斷層。</p><p><b>　　（四）其它已知數(shù)據(jù)</b></p>

80、<p><b>　　1．井筒溫度參數(shù)</b></p><p>　　氣藏地層溫度梯度為：2.44℃/100m；地面溫度為：25℃；恒溫點(diǎn)溫度：20℃；恒溫點(diǎn)深度：20m；酸液比熱：1KCal/kg℃；地層導(dǎo)熱系數(shù)：0.025 kcal/mmin℃；總導(dǎo)熱系數(shù)：0.035KCal/mmin℃；鋼材導(dǎo)熱系數(shù)：0.62KCal/mmin℃；環(huán)空液導(dǎo)熱系數(shù)：0.08KCal/mmin℃；

81、井筒酸液密度：1075kg/m3；</p><p>　　2.酸濃度和礦物濃度計(jì)算參數(shù)</p><p>　　地層初始孔隙度：須二上段φ0＝6%，須二下段φ0＝3%；井半徑：根據(jù)鉆頭尺寸確定；DamKahler數(shù)；NDa＝2；無(wú)量綱酸容量數(shù)：NAC＝0.02；取rD＝1，1.5，2，2.5，┉┉，5。</p><p>　　3.酸化孔隙度和滲透率參數(shù)</p>

82、<p>　　假設(shè)地層只有不溶礦物和可溶礦物兩種，可溶礦物占50%，可溶礦物摩爾質(zhì)量為：55；可溶礦物的密度2550kg/m3；地層原始滲透率：須二上段為0.17mD，須二下段為0.07mD。</p><p>　　4.酸化效果預(yù)測(cè)參數(shù)</p><p>　　傷害帶地層滲透率：0.005mD；供氣面積：500m；井半徑：rw=0.0746m；假設(shè)傷害半徑rd=ra(即酸化處理的有效距

83、離)。</p><p>　　5.酸化工藝選擇及施工參數(shù)</p><p>　　已知破裂壓力梯度：F＝0.022 MPa/m；假定酸液在井筒流動(dòng)為紊流，雷諾數(shù)Re=2500；酸液密度L＝1075 kg/m3；射孔孔徑12mm；為了不壓破地層，建議取施工井口最高限壓略小于或等于最大井口施工壓力；取高壓管匯試壓高于最大施工壓力6MPa；低壓管匯試壓取0.4MPa。BL1600型壓裂車(chē)機(jī)械效率為0.

84、75。</p><p>　?。ㄎ澹┯途治黾按胧┠康?lt;/p><p><b>　　1. 增產(chǎn)潛力分析</b></p><p>　　(1)張家坪構(gòu)造具有所處圈閉的構(gòu)造背景好、靠近烴源巖、儲(chǔ)層發(fā)育、蓋層有效和生儲(chǔ)蓋組合搭配合理等有利的成藏條件，具有良好的生產(chǎn)潛力。</p><p>　　(2)通過(guò)鄰井張家M井——該構(gòu)造唯一一口

85、井的資料顯示：該氣藏為常壓的斷層～構(gòu)造圈閉的彈性氣驅(qū)氣藏，本含氣構(gòu)造須二氣藏暫無(wú)氣水界面，對(duì)于增產(chǎn)措施的進(jìn)行有著良好的條件。</p><p>　　(3)鄰井張家M井是該構(gòu)造鉆達(dá)須二段的第一口井，該井2004年12月28完井，完井測(cè)試獲得2.355×104m3/d的工業(yè)氣流。2007年通過(guò)酸化解堵得儲(chǔ)層改造措施，在井底仍有積液的情況下，獲得了6.155×104m3/d的天然氣，且不含硫化氫。表明

86、本構(gòu)造須二段天然氣富集程度較高，且圈閉的埋深、圈閉面積及閉合高度適中，地層能量充足，有較大的儲(chǔ)量規(guī)模。</p><p><b>　　2. 施工目的</b></p><p>　　張家X井是張家坪構(gòu)造的一口生產(chǎn)井，須二段鉆井顯示多次井漏、氣測(cè)異常，通過(guò)酸化解堵解除近井筒地帶的污染堵塞，改善油氣滲流通道，提高該井產(chǎn)能。</p><p><b&g

87、t;　?。┰O(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　(1)須二段鉆進(jìn)過(guò)程中發(fā)生過(guò)井漏，同時(shí)根據(jù)測(cè)井資料，須二段有裂縫，本次施工的主要目的是解除近井污染堵塞。</p><p>　　(2)該層段巖心分析，以細(xì)砂巖為主，儲(chǔ)層本身也具有土酸酸化的基礎(chǔ)。因此，酸液采用緩速配方，前置酸為緩速鹽酸，主體酸為緩速土酸，后置酸為緩速鹽酸，可達(dá)到深部進(jìn)入解堵的目的。前置液和后置液的比例為1：1。&

88、lt;/p><p>　　(3)根據(jù)張家X井酸溶蝕率實(shí)驗(yàn)結(jié)果，儲(chǔ)層巖性較純，鹽酸的溶蝕率比較高，達(dá)到25.8%，土酸的溶蝕率為36.6%，按照處理液：鹽酸約1：1的比例設(shè)計(jì)。</p><p>　　(4)本井壓力系數(shù)不高，儲(chǔ)層酸化后有可能出現(xiàn)排液困難，施工中混注液氮。</p><p><b>　　二、酸液體系選擇</b></p><

89、p><b>　　酸液類(lèi)型確定</b></p><p>　　注：須二上段和須二下段酸液配方設(shè)計(jì)相同。防膨液作為頂替液使用。添加劑中NH4Cl(粘土穩(wěn)定劑)為固體，SAN-122為緩蝕劑，OPZ-3為表面活性劑，LHH-3鐵離子穩(wěn)定劑，其余均為液體，液體添加劑密度均為1000kg/m3。施工前井筒內(nèi)為KCl水。</p><p>　　①根據(jù)張家X井酸溶蝕率實(shí)驗(yàn)結(jié)果，儲(chǔ)

90、層巖性較純，鹽酸的溶蝕率比較高，達(dá)到25.8%，土酸的溶蝕率為36.6%，按照處理液：鹽酸約1：1的比例設(shè)計(jì)。</p><p>　　建議緩速鹽酸(前置液和后置液)用量：0.8m3/m。</p><p>　　建議處理液緩速土酸(處理液)用量：0.8m3/m。</p><p><b>　　酸液的配制</b></p><p>

91、<b>　　已知：</b></p><p>　　清水密度： 1000kg/m3 商品鹽酸密度： 1155kg/m3 </p><p>　　商品氫氟酸密度： 1128kg/m3 其他液體添加劑密度： 1000kg/m3</p><p>　　須二下段射孔厚度： 64

92、.5m 12%HCl+3%HF土酸密度： 1066kg/m3</p><p><b>　　所以用算量確定：</b></p><p>　　前置液用量：0.8m3/m * 52m /2=25.8 m3</p><p>　　處理液用量：51.6m3</p><p>　　后置夜用量：25.8m3</p>

93、<p>　　頂體液用量：V頂 = </p><p>　　πr2(H+30) = 3.14159*0.071^2*(4122.5+30) = 65.76 m3</p><p><b>　　鹽酸用量的確定</b></p><p>　　由鹽酸濃度（31%）可確定該鹽酸密度為：1155kg/m3 ，取酸液密度為：1075kg/m3，可按下式

94、計(jì)算出配置該鹽酸溶液所需的商品鹽酸用量：</p><p>　　式中 V1 , V2————商品酸和需配置的鹽酸的體積，m3；</p><p>　　γ1 , γ2————商品酸和需配置的鹽酸的密度，kg/m3；</p><p>　　C1，C2————商品酸和需配置的鹽酸的濃度，%。</p><p>　　所以可得： V1 = 1075 * 15

95、% / (1155 * 31%) * 51.6 = 23.24 m3 </p><p>　　配置烯酸夜所需的清水量為：</p><p>　　V清水 = V2 - V1 - V3 </p><p>　　式中 V清水————清水體積，m3;</p><p>　　V3————除商品酸和清水外加入酸液中的各種添加劑的總體積，m3。</p>

96、;<p>　　其中 V3 = 51.6 * 8.5% = 4.39 m3</p><p>　　所以 V清水 = 51.6 – 23.24 – 4.39 = 23.97 m3</p><p><b>　　土酸用量的確定</b></p><p>　　緩速土酸的用量和配方確定后，所需商品酸的用量，可有下列公式進(jìn)行確定：</p&

97、gt;<p>　　式中 V1————所需商品鹽酸的體積，m3；</p><p>　　C1————商品鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；</p><p>　　C'1————土酸中商品鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；</p><p>　　γ1————商品鹽酸的密度，kg/m3；</p><p>　　Vm————土酸體積，m3；</p>

98、<p>　　V2————所需商品氫氟酸的體積，m3；</p><p>　　C2————商品氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；</p><p>　　C'2————土酸中氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；</p><p>　　γ2————商品氫氟酸的密度，kg/m3；</p><p>　　γm————土酸密度，kg/m3。</p>&

99、lt;p>　　所需商品鹽酸的用量： V1 = 1066 * 12/(1155 * 31) * 51.6 = 20.28 m3</p><p>　　所需商品氫氟酸的用量：V2 = 1066 * 3/ (1128 * 40) * 51.6 = 3.56 m3</p><p>　　配置土酸所需清水量為：</p><p>　　V清水 = Vm - V1 - V2 -

100、 V3</p><p>　　式中 V清水————清水體積，m3；</p><p>　　V3————除商品酸和清水外假如酸液中的各種添加劑的總體積，m3。 </p><p>　　其中 V3 = 51.6 * 8.5% = 4.39 m3</p><p>　　所以 V清水 = 51.6 -20.28-3.56-4.39=23.37m3<

101、;/p><p><b>　　添加劑用量計(jì)算</b></p><p><b>　　液體添加劑用量</b></p><p>　　液體添加劑用量按下式確定；</p><p>　　V添 = V酸 Y添</p><p>　　式中 V添————添加劑用量，m3；</p>&l

102、t;p>　　V酸————施工所用的酸液總體積。m3；</p><p>　　Y添————酸液中加入的添加劑的體積分?jǐn)?shù)，%。</p><p>　　所以 在緩速鹽酸中： V添 = 51.6 * 8.5% = 4.39 m3</p><p>　　在緩速土酸中： V添 = 51.6 * 8.5% = 4.39 m3</p><p><

103、b>　　固體添加劑用量</b></p><p>　　對(duì)于固體添加劑，若用量少，一般不考慮加入酸液后酸液總體積的變化，則:</p><p>　　W添 = V酸 γ酸 X添</p><p>　　式中 W添————添加劑的用量，kg；</p><p>　　V酸————施工所用的酸液總體積，m3；</p><p

104、>　　X添————添加劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；</p><p>　　γ酸————酸液密度，kg/m3。</p><p>　　所以 在緩速鹽酸中： W添 = 51.6 * 1075 * 2.5% = 1386.75kg</p><p>　　在緩速氫氟酸中： W添 = 51.6 * 1066 * 2.5% = 1375.14kg</p><p&

105、gt;　　酸液配制各組分含量表</p><p>　　酸化工藝選擇及施工參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　酸化工藝選擇及施工參數(shù)設(shè)計(jì)主要包括酸化工藝及注入方式、酸化方式及管住、施工排量設(shè)計(jì)、破裂壓力、施工泵壓、酸液流動(dòng)摩阻以及井口設(shè)備選擇和壓裂車(chē)數(shù)設(shè)計(jì)。 </p><p>　　酸化工藝及注入方式的確定</p><p><b>　　酸化

106、工藝</b></p><p>　　酸化工藝的確定主要包括選擇適當(dāng)?shù)乃嵋号浞?、注酸順序和酸化方式。由酸液體系選擇確定了酸液配方。而注酸順序：前置液、處理液、后置夜、頂替液。注酸方式：封隔器分層酸化。</p><p><b>　　注入方式</b></p><p>　　注入方式：油管帶封隔器注入。施工時(shí)混注液氮，液氮排量90Sm3/min

107、。</p><p><b>　　井口施工壓力計(jì)算</b></p><p>　　基質(zhì)酸化是在低于地層破裂壓力的條件下將酸液注入地層。因此，注酸壓力應(yīng)為在地層破裂壓力下計(jì)算的井口壓力，在破裂壓力條件下計(jì)算的井口施工壓力應(yīng)是施工的最大井口壓力。</p><p>　　因?yàn)槭俏补苌淇?，j即套管射孔井：</p><p>　　pmax

108、 = pF - pH + ph + pper</p><p>　　式中 pmax————井口最大施工壓力，MPa;</p><p>　　ph————酸液在油管內(nèi)流動(dòng)摩阻，MPa;</p><p>　　pH————井筒靜液柱壓力，MPa;</p><p>　　pper————射孔孔眼摩阻，MPa;</p><p>　　

109、pF————油層破裂壓力，MPa;</p><p><b>　　破裂壓力計(jì)算</b></p><p><b>　　油層破裂壓力為：</b></p><p>　　pF = αF · H</p><p>　　式中 F————地層破裂壓力梯度，MPa/m；</p><p&g

110、t;　　H————酸化地層中部深度，m。</p><p><b>　　解：</b></p><p>　　已知 F＝0.022 MPa/m H =(4014+4122.5)/2= 4068.25 m</p><p>　　所以得油層破裂壓力：</p><p>　　pF = 0.022 * 4068.25 =89.5MPa

111、</p><p>　　酸液在井筒中的沿程摩阻計(jì)算</p><p>　　沿程摩阻包括酸液在井筒中和地面管線(xiàn)中的流動(dòng)，工程上常用試驗(yàn)獲得的減阻率計(jì)算管流摩阻，也可按流體理論計(jì)算。</p><p>　　根據(jù)流體力學(xué)理論，可得：</p><p>　　式中 f————酸液摩阻系數(shù)，無(wú)量綱；</p><p>　　L————計(jì)算管

112、長(zhǎng)，m；</p><p>　　D————酸液流過(guò)的圓管直徑，m；</p><p>　　ρL————酸液密度，kg/m3；</p><p>　　υ————酸液在圓管中的流速，m/s。</p><p><b>　　已知：</b></p><p>　　酸液在井筒流動(dòng)為紊流，雷諾數(shù)Re = 2500，f

113、= 0.079/Re0.25 = 0.0112</p><p>　　L = 4122.5 m D = (0.076*2500+0.062*1622.5)/4122.5 = 0.0705 m</p><p>　　ρL = 1075 kg/m3 υ = 4Q/(πD2) = 4*2.2/60/(3.14159*0.0705^2) = 9.40 m/s</p><

114、p>　　pft = 10-6 *0.0427*4122.5*1075*9.40^2/0.0705/2 = 31.1 MPa</p><p><b>　　射孔孔眼摩阻的計(jì)算</b></p><p>　　美國(guó)AMMOCO采油公司公式：</p><p>　　式中 pper————射孔孔眼摩阻，MPa；</p><p>

115、　　ρL————酸液密度，kg/m3；</p><p>　　Q————施工排量，m3/min；</p><p>　　Dp————射孔孔眼直徑，m；</p><p>　　Np————有效孔數(shù)。</p><p>　　pper = 1.79*10-4*1075*2.2/(10322*122*10-6) = 2.76*10 -3 MPa</p&

116、gt;<p><b>　　靜液柱壓力</b></p><p><b>　　靜液柱壓力為：</b></p><p><b>　　所以靜液柱壓力為：</b></p><p>　　pH = 10-6*1075*4068.25*9.8 = 42.86 MPa</p><p&g

117、t;　　綜上可確定井口最大施工壓力：</p><p>　　pmax = 89.5-42.86+31.1+2.76*10 -3 = 77.74 Mpa</p><p>　　為了不壓破地層，建議取施工井口最高限壓略小于或等于最大井口施工壓力</p><p>　　故p=77.74MPa</p><p>　　最大排量及實(shí)際施工排量的確定</p

118、><p>　　考慮張家坪儲(chǔ)存存在微裂縫，因此，適當(dāng)提高施工排量，假設(shè)施工排量按如下給出(忽略公式計(jì)算)：</p><p>　　須二上段：高擠時(shí)排量2.2m3/min，低替時(shí)排量小于0.5m3/min。</p><p>　　所以確定實(shí)際施工排量為2.2m3/min。</p><p><b>　　最大排量計(jì)算</b></p

119、><p>　　由于實(shí)際施工以最大施工排量為依據(jù)，按經(jīng)驗(yàn)確定，一般實(shí)際施工排量按下式計(jì)算：</p><p>　　Q = 0.9 Qmax</p><p>　　所以可確定 Qmax = 2.2/0.9 =2.44 m3/min</p><p>　?。ㄋ模毫言O(shè)備參數(shù)確定</p><p><b>　　施工功率<

120、/b></p><p>　　施工功率按下式計(jì)算：</p><p>　　W = 16.67 pmax Qmax</p><p>　　式中 W————壓裂所需功率，kW；</p><p>　　pmax————地面最大泵壓，MPa；</p><p>　　Qmax————最大排量，m3/min。</p>

121、<p>　　取高壓管匯試壓高于最大施工壓力6MPa；低壓管匯試壓取0.4MPa</p><p>　　pmax = 77.74 +6 = 83.74 MPa Qmax = 2.44 m3/min</p><p>　　W = 16.67*83.74*2.44 = 3406.1 kW</p><p><b>　　壓裂車(chē)數(shù) </b><

122、;/p><p>　　本設(shè)計(jì)使用BL1600型壓裂車(chē)，其單車(chē)功率Hη = 1193 kW，機(jī)械功率η = 0.75，則所需壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)為：</p><p>　　N1 = W/(η Hη) + (1～2) = 3406.1/0.75/1193 + (1～2) =3.8+ (1～2)</p><p>　　該壓裂車(chē)單車(chē)排量q = 0.688 m3/min，則需壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)為：<

123、;/p><p>　　N2 = Qmax/q + (1～2) = 2.44/0.688 + (1～2) = 3.65 + (1～2) </p><p>　　在允許的情況下的，取上述兩者的較大值，即所需壓裂車(chē)臺(tái)數(shù)為6臺(tái)。</p><p><b>　　酸化模型及設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p><b>　　溫度場(chǎng)模型及計(jì)

124、算</b></p><p>　　溫度是酸—巖復(fù)相反應(yīng)的重要敏感參數(shù)之一，它影響酸液的有效作用半徑。酸液溫度越高，反應(yīng)速度越快，酸液有效作用半徑越小。因此，研究溫度的影響對(duì)計(jì)算酸液的有效作用半徑的準(zhǔn)確結(jié)果具有重要的實(shí)際意義。</p><p>　　1. 井筒溫度計(jì)算模型</p><p>　　井筒溫度分布計(jì)算有數(shù)值模擬法和解析法。解析法計(jì)算井筒溫度分布相對(duì)簡(jiǎn)便

125、，采用如下公式可預(yù)測(cè)在不同注夜時(shí)刻和不同深度處的井筒溫度：</p><p>　　式中 T(ZH , t)————任意深度ZH 處，t時(shí)刻的井筒內(nèi)溫度，℃；</p><p>　　ω————地溫梯度，℃/m；</p><p>　　Ts————注入夜地面溫度，℃；</p><p>　　Tb————恒溫點(diǎn)溫度，℃；</p><

126、p>　　Zb————恒溫點(diǎn)深度，℃；</p><p>　　ZH————井筒內(nèi)任意點(diǎn)深度，m；</p><p>　　cL————酸液比熱容，kcal/(kg·℃)；</p><p>　　λ————地層導(dǎo)熱系數(shù)，kcal/(kg·min·℃)；</p><p>　　uT————總導(dǎo)熱系數(shù)，kcal/(kg

127、83;min·℃)；</p><p>　　Khs————鋼材導(dǎo)熱系數(shù)，kcal/(kg·min·℃)；</p><p>　　Khan————環(huán)空液導(dǎo)熱系數(shù)，kcal/(kg·min·℃)；</p><p>　　ρL————井筒酸液密度，kg/m3；</p><p>　　dti————油管外徑，