油田化学论文Word格式文档下载.docx

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尽管油层有很高的压力,但由于油层的连通性、渗透性差,产量仍很低,另外,现今世界上大油田已面临枯竭,这就迫使许多国家日益重视发展完善各种增产技术,以提高油井产量。

从改善油层的渗透性提高油的产量角度考虑,目前各国普遍采用油层酸化处理、水力压裂以及堵水等办法,增加油田的采收率。

油层的酸化处理

油层酸化处理是将按一定技术要求配制的酸液从地面经井筒注入到油层中。

注入油层的酸液可溶解岩石孔隙中的堵塞物（如泥浆）和岩石中的某些组分,增加孔隙量并使原有的孔隙扩大,从而提高井底附近岩石的渗透率,达到增产目的。

（1）前置液酸压技术该技术以前置液!

粘性指进∀酸压为主,为实现指进酸压,多采用宽间距,稀孔密射孔技术,并要求前置液和酸液之间的粘度比一般为（200-600）:

1,至少要达到150:

1。

该工艺特别适合。

（2）稠化酸（胶凝酸）酸压技术由于稠化酸摩阻较小,为提高排量创造了条件,深井、超深井多采用稠化酸酸压。

另外,稠化酸具有一定的降滤失作用,对裂缝发育地层,可实现较长的酸蚀缝长。

稠化酸现场应用的技术难点在于要求稠化酸具有较高的粘度和较好的热稳定性能,而对于致密地层,由于粘度相对较大,不易于返排。

（3）化学缓速酸酸压技术采用化学方法来延缓酸岩反应速度的方法之一是,向酸中加入一种表面活性剂,当这种缓速表面活性剂与地层裂缝壁面接触时,就吸附在壁面上,使裂缝壁面的碳酸盐岩物质不易受到酸的溶蚀,达到延缓反应速度的目的。

另一种方法是,当酸岩反应生成CO2时,一些活性缓速剂能够与之形成一种稳定的泡沫,这种稳定的泡沫在岩面上可形成一个隔层,起到延缓岩面与酸相遇的物理隔膜作用,达到延缓反应速度的目的。

化学缓速酸酸压技术控制滤失较差,主要适合酸岩反应速度受表面反应控制的低温白云岩地层。

（4）泡沫酸酸压技术在普通酸中加入液氮,并通过泡沫发生器形成泡沫,制成泡沫酸。

泡沫酸中的主要成分是气体,液体含量很少,一般仅占总体积的10%-40%。

泡沫的携带能力较强,利于将酸岩反应生成的微粒和岩屑带到地面。

泡沫酸易于返排,不会引起粘土膨胀,特别适合在含水敏性粘土储层的酸压改造。

（5）乳化酸酸压技术乳化酸通常是指使用油和酸液两种不相溶的液体通过乳化剂构成的分散体系,一般以油外相乳化酸为主。

国外在大型重复酸压中使用乳化酸较多,塔河油田压后评估分析表明,在相同条件下乳化酸酸压比稠化酸酸压形成的酸蚀缝长要大于40%以上。

乳化酸的摩阻较普通酸高20%,限制了施工排量的提高;

另外,粘度大,乳化液对地层有一定的伤害。

（6）多级注入酸压技术多级注入酸压技术是将数段前置液和酸液交替注入地层进行酸压施工的工艺技术,形成较长且导流能力较高的酸蚀裂缝,从而提高酸压效果。

类似前置液酸压,但其降滤失性及对储层的不均匀刻蚀优于前置液酸压。

该工艺的主要优点在于作用范围大,可以获得较长的酸蚀裂缝穿透距离,酸液滤失低,酸蚀裂缝的导流能力高。

该项技术已成为实现深度酸压的主流技术。

（7）闭合裂缝酸压技术该技术是在高于破裂压力下先注酸形成裂缝,然后在低于闭合压力下继续注酸,改善裂缝特别是近井地带裂缝导流能力。

闭合裂缝酸压是针对较软以及均质程度较高储层的一种工艺技术,对经常酸压后裂缝导流能力不高的储层尤其适合。

闭合裂缝酸压可与多级交替注入酸压技术结合,其优点在于:

利用交替注入实现较深部的酸压,利用闭合酸压改善裂缝特别是近井地带裂缝的导流能力,改善油气向井流动的渗流条件。

该工艺适合含油面积大、储层物性差的碳酸盐岩储层酸压改造,目前已成为国内外碳酸盐岩储层增产改造的主流技术之一。

（8）平衡酸压技术平衡酸压是针对低温白云岩和控制裂缝高度的一种特殊工艺技术,该技术的特点是:

最大限度延长酸液与裂缝面的接触时间,并使动态裂缝几何尺寸得到控制,使其在获得最大增产效益的同时不压开其上下非产层或水层。

水力压裂

目前，世界范围内低渗透油田资源十分丰富，分布非常广泛。

随着能源需求的日益增加和勘探技术的不断发展，低渗透油田所起的作用、所占的比重将越来越大。

低渗透油田最基本的特点就是流体渗透能力差、产能低，一般需要进行增产改造才能维持正常生产。

储层改造可以解除、弱化钻井、完井及生产作业造成的伤害，但改造措施本身也可能造成储层伤害。

如何减小储层伤害，提高低渗透油田开发效果，是增产改造技术的重要发展方向。

目前，整体优化压裂技术已成为低渗透油田一项比较成熟的压裂工艺技术，在国内外油田得到推广应用。

低伤害压裂技术

低伤害压裂技术是近年来随低伤害或无伤害压裂材料的发展而建立起来的压裂工艺集成技术，在低渗透油田的增产改造中应用非常广泛。

低伤害压裂技术的实质就是从压裂设计、压裂施工，到压后管理等各环节，采取措施最大限度地减小支撑裂缝、储层的伤害，获得最优化的支撑缝长和裂缝导流能力。

它的核心内容是低伤害或无伤害的压裂材料、压裂液体系的开发。

其技术要点有：

（1）储层伤害和裂缝伤害的定量模拟和实验技术；

（2）低伤害或无伤害压裂液技术，如低稠化剂浓度压裂液、低分子量压裂液、清洁压裂液、CO2泡沫压裂液等；

（3）工艺优化技术，如支撑剂分布优化技术（如前置液量优化、顶替液量优化、压后返排策略优化等）、压裂液分段破胶优化技术等。

目前应用较为成熟的低伤害压裂技术有：

液氮助排压裂技术；

清洁压裂液压裂技术；

CO2泡沫压裂技术；

清水压裂技术；

低稠化剂浓度压裂技术等。

重复压裂技术

水力压裂技术是低渗透油藏改造的主要措施，但经过水力压裂后的油气井，在生产过程中由于种种原因可能导致水力裂缝失效。

对这类油井很自然就会采取重复压裂措施以保证油藏稳产增产、提高油田采收率。

国内外常用的重复压裂技术有：

（1）疏通、延伸原有裂缝。

采用加大压裂规模继续延伸原有裂缝，或者提高砂量以增加裂缝导流能力。

这是目前最通常的重复压裂概念。

为了获得较长的增产有效期，必须优化设计重复压裂规模（液量、砂量）。

（2）堵老缝压新缝。

采用一种封堵剂有选择性地进入并有效封堵原有压裂裂缝和射孔孔眼，再在新孔眼中进行压裂开新缝或部分封堵老裂缝，在老裂缝缝面再开新裂缝，从而为侧向油储量提供通道。

重复压裂技术经过50多年的发展，在储层评估、选井选层新技术、压裂液、压裂井动态预测、重复压裂裂缝转向机理、重复压裂优化设计与工艺技术研究、裂缝诊断与效果评价等方面均取得了飞速的发展。

特别是最近二十年来，随着压裂技术的不断发展，重复压裂技术在选井选层、裂缝转向、定向射孔、转向条件下的油藏模拟技术方面有了进一步的完善和发展，重复压裂的单项技术有了很大进展，已成为老油田综合治理、控水稳油的关键改造技术。

高能气体压裂技术

高能气体压裂通过推进剂爆燃或化学燃烧，产生高速、高压气体脉冲，由炮眼作用于地层岩石上，压开多条不受地应力控制的辐射状径向裂缝。

高能气体压裂不仅穿透近井地带污染区，使油层导流能力大大提高，而且增加了沟通天然裂缝的机会。

另外，高能气体压裂产生的压力高于静态破裂压力，超出岩层的屈服极限而产生一些不可恢复的塑性变形，这种塑性变形使裂缝在闭合后能保持一定的残余缝宽。

同时，高能气体压裂破坏裂缝表面的晶粒结构，形成部分岩石碎屑，这些碎屑在裂缝中起到支撑作用。

高能气体压裂过程中火药燃烧释放出大量的热能将井内液体汽化，通过炮眼将热量传递给地层，使其温度升高，有效地清除井筒附近结蜡及沥青胶质堵塞。

同时，高能气体压裂动态过程中，压力变化是脉冲式的逐渐衰减过程，在井筒附近形成较强的水力冲击波，对油层的机械杂质堵塞起到一定的解堵作用。

因此，通过高能气体压裂，可提高低渗透油层的导流能力，解除近井地带污染，达到增产、增注的目的。

高能气体压裂技术无需大型压裂设备、压裂液及支撑剂，具有施工作业方便快速、对地层伤害小（甚至无伤害）、作业费用低等优点，适用于：

天然裂缝发育的油层；

污染或堵塞严重的油层；

坚硬致密的油层；

水敏、酸敏及碳酸盐岩油层；

其他增产措施的预处理及综合压裂；

有些井隔层太薄，担心水力压裂压窜，可采用高能气体压裂。

高能气体压裂技术在低渗透油藏增产改造中发挥出一定的作用，但由于压裂作业时峰值压力高，易造成套管损坏等问题，目前大规模推广应用受到限制。

压裂技术的发展趋势

目前，世界上应用比较多、比较先进的压裂工艺有重复压裂、分层压裂、复合压裂和二氧化碳泡沫压裂。

近10来年，各国油田对水平井压裂技术在投入了很大研发精力后取得了进展，压裂技术向水平井发展是一个趋势，而水平井压裂对软件的设计要求则更为精确。

根据各个油层地质性质和力学性质的不同，应用Notel-Smith曲线形成压裂压力解释的模式，就可以对多层的压裂描述得更准确，建立起全三维模型。

有了这样一个更复杂、更精确的工具软件，就可以对压裂难度很大的井，特别是水平井进行压裂设计优化，能更好地指导压裂施工，并提高压裂成功率。

压裂不仅仅是提高产量的技术手段，它还是提高石油采收率的一个重要措施。

世界上很多油田从开发设计时，将压裂作为一种更好的油田开发和采油手段。

压裂技术正在逐步使油田开发走向一个新的阶段。

堵水技术

我国自上个世纪50年代开始堵水技术的探索和研究，最初是用水泥浆堵水，后发展了油基水泥、石灰乳、树脂、活性稠油等；

60年代以树脂为主；

70年代水溶性聚合物及其凝胶开始在油田应用，大庆油田在机械堵水、胜利油田在化学堵水方面发展较快，其它油田也有相应的发展。

80年代初提出了注水井调整吸水剖面来改善一个井组或一个区块整体的注水入波及效率的目标。

堵水作业根据施工对象的不同，分为油井堵水和水井调剖二类。

其目的是补救油井的固井技术状况和降低水淹层的渗透率，提高油层的采收率。

堵水剂一般是指用于生产井堵水的处理剂，调剖剂则是用于注水井调整吸水剖面的处理剂。

油田中采用的堵水方法可分为机械堵水和化学堵水两类：

化学法堵水是化学堵水剂的化学作用对出水层造成堵塞。

机械法堵水是用分隔器将出水层位在井筒内卡开，以阻止水流入井内。

而目前普遍应用的主要是化学堵水。

根据堵水剂对油层和水层的堵塞作用，化学堵水可分为非选择性堵水和选择性堵水。

根据施工要求还有永久堵和暂堵。

经过多年发展，我国相应地研制成功八大类百余种堵水、调剖化学剂。

同时，开展了机理研究，进行了微观、核磁成像物模的试验研究，使堵水、调剖机理的认识深入一步，为进一步发展打下了技术基础。

我国油田堵水调剖技术概况

1、机械堵水、调剖技术

以大庆油田为主，研究发展了多种以封隔器、配产器组合的堵水管柱，包括：

整体式堵水管柱、卡瓦悬挂式堵水管柱、可钻式封隔器插入堵水管柱和平衡式堵水管柱等。

其原理是：

利用可膨胀坐封元件（ISE）将组合套筒送入井中。

组合套筒由热固树脂和碳纤维制成，因而在送入井眼时会很柔软并可变形。

当该工具与要处理的作业层相对时，可膨胀坐封元件就会膨胀，把组合套筒推至紧贴套管内壁的预定位置，加热使树脂发生聚合反应。

然后，可膨胀坐封元件收缩并拔离组合套筒，而在套管里留下一个硬的耐压衬里。

该法在油田中起到了较好的堵水效果，可作为一种经济、有效地降低非期望采水量的措施。

2、油井化学堵水技术

向含水井的高含水层注入化学剂，降低近井地带地层的水相渗透率，封堵高渗透层或水流大通道，降低高压含水层对油层段的层间干扰，改善产液剖面，从而达到降低油井产水量，增加产油量，改善开发效果的目的。

3、注水井调剖技术

对注水开发的油田，采用封隔器和配水器，分隔各吸水层，进行分层配水。

或者采用化学方法，向高吸水层注入化学剂，降低注水井近井地带的渗透率，或封堵高吸水层段或大孔道，从而控制高吸水层位吸水量，提高注入压力，提高低吸水层的吸水量，达到改善吸水剖面，提高波及体积，提高采收率的目的。

4、油水井对应堵水、调剖技术

在注水井调剖的同时，对相应的采油井进行堵水措施，以在改善吸水剖面的同时也改善油井的产液剖面，提高对应油水井的注水和采油效果，扩大见效范围，提高产油量，降低产水量，改善油田区块的注水开发效果，延长注水见效期。

5、油田区块整体堵水调剂技术

在一个油田区块筛选出不少于全部注水井1/3的调剖目标井，进行相应的调剖和油井堵水措施。

并根据开发的整体要求辅助以其他措施，如压裂、酸化、补孔、调参等，以达到该油田区块以调剖、堵水为主的综合治理的目的，改善油田区块整体开发效果。

6、深部调剖技术

用不同的注入方法，如段塞法或大剂量法等，将化学剂注入油藏较深部位，其部位根据各油藏开发特点而有所不同，例如，对正常高含水区块，其处理半径可采取1/3～1/4井距，而对其具有明显的裂缝或大孔道的注水井可采用1/2井距或更大的处理半径，以达到在油藏较深部位封堵高渗透吸水层段，迫使液流转向，扩大波及体积，改善开发效果，提高采收率。

7、堵水、调剖的机理研究取得了新进展

我国自上个世纪80年代就开展了堵水、调剖机理的研究，主要有宏观和微观物理模拟研究，核磁共振平面物理模拟研究，数值模拟研究等。

90年代后期，用可视性物模研究了颗粒在孔隙介质中的流动规律及弱凝胶对孔隙介质的“变形虫”和“蚯蚓虫”通过机理等进行了研究。

8、以油田整体堵水调剖为目标，配套了施工工艺技术

根据不同类型油藏的特点，经过多个油田实践，逐渐形成了以下堵水调剖工艺技术：

（1）高含水油藏的油藏描述技术；

（2）油田堵水、调剖，封堵大孔道的数值模拟技术；

（3）示踪剂注入和解释技术；

（4）优化施工设计技术，在方案优选、处理半径、堵剂用量、颗位堵剂大小的适用范围等方面的研究都取得了新的进展。

（5）施工工艺技术，对油井堵水和注水井调剖的施工工艺进行了改进，堵水调剖的注入设备经由水泥车、压裂车注入，逐步转化为固定或撬装泵组注入，并研究设计制造了成套的注入设备和流程。

结束语：

对低渗透、特低渗透油气藏的水力压裂、酸化改造以及堵水技术这些方法可以最大程度的提高单井的产量,同时降低开发成本,提高开发效益。

低渗透石油资源在我国占有举足轻重的地位,而且随着未来石油勘探程度的加深,其所占的比例还将继续增大。

改革开放以后,国内对石油这种能源的需求日益增加,并且近几年来的国际形势的发展变化也很大程度上是对石油这种能源的占有引发的。

所以开发新技术来使油田增产显得迫在眉睫，科技是第一生产力，我们应该向着低投人、多功能、高效率的方向发展，这样我们才能为我们的祖国打造出一个美好的明天！

参考文献：

【1】《浅析油田增产改造技术的应用》张兴辉（长江大学地球化学系434025）

【2】《长庆油田压裂工艺技术的现状及发展方向》侯东红（长庆石油勘探局工程技术部　陕西西安710021）

【3】《低渗透油田压裂技术及发展趋势探讨》程玉银（大庆采油七厂敖包塔作业区地质队，黑龙江大庆163517）

【4】《国内油田堵水调剖的研究与应用现状》李建忠，武天海，冯广正（青海油田采油一厂，青海海西816400）

【5】《中原油田压裂配套技术及发展方向》李明志（中原油田分公司采油工程技术研究院）

【6】《我国油田堵水调剖技术的发展与思考》刘翔鹗（中国石油勘探开发研究院）