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高温高压水岩模拟试验仪在石油地质中的应用—刘宝军—

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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高温高压水岩模拟试验仪在石油地质中的应用胜利油田地质科学研究院2012年 04月汇报提纲一、引言二、高温高压水岩模拟实验仪工作原理三、储层有效性模拟实验四、实验存在问题及分析原来成岩作用研究主要是通过观察现象来总结矿物形成的温度、压力等特征,随着勘探的不断深入,需要从定性向定量发展,这样就需要有新的研究手段去实现。一、引言1、成岩作用研究2、入井液与油层配伍性评价油气层伤害机理研究油气层保护模拟酸化改造模拟评价一、引言矿物 表面积 m2/要储层问题高岭石 20 破裂分散、运移并聚集在孔隙喉道,引起严重的堵塞及渗透率下降绿泥石 100 对酸性和氧化水特别敏感,将产生 H)3沉淀堵塞喉道伊利石 100 与其他迁移粉粒一起堵塞喉道,钾离子淋滤将引起粘土膨胀蒙脱石 700 水敏, 100%可膨胀,引起微孔隙度与渗透率下降混层 100~700 破裂分散成块状和桥状通过孔隙,引起渗透率下降自生粘土矿物引起的典型问题二、高温高压水岩模拟实验仪工作原理仪器设计实验条件:1、温度:常温 、压力:常压 强酸碱能力强仪器主要组成• 液压泵• 加热炉• 反应釜• 背压阀• 哈氏合金阀门连接线21436781 11 41 21 3123、 6、 94581011 121314层有效性模拟实验• 商 548、夏 503等井自然产能模拟实验• 商 548、夏 503等井酸化改造产能模拟实验取样 微观特征分析测试 高温、高压 模拟实验 自然产能地层温压条件计算不具备自然产能具备自然产能制定酸化改造措施提高产能 产能升级?模拟抽吸实验储层有效性评价有效性实验室评价技术流程压裂、酸压等其他增产方式商 548井自然产能模拟实验实验样品选取惠民凹陷商 548井 径 石类型为含泥质含白云质细粒岩屑长石砂岩。孔隙度 13%, 渗透率 10取心段流体压力 层温度 130℃ 。实验条件:溶液为 度 5000;实验温度 130℃ ;实验压力 30应釜内注入泵流速 ,反应釜围压注入泵流速 548井自然产能模拟实验依据模拟实验结果推算至实际井筒泄油面积 ,d。5% K C 0 0 00 . 0 0 50 . 0 1 00 . 0 1 50 . 0 2 00 . 0 2 50 100 200 300 400 500 600 700 800 900时间( m i n )流速(ml/48井自然产能模拟实验该井 段有效厚度 算后得日产液 际日产液 拟实验结果与地层测试结果基本一致,均表明该段储层物性低于物性下限,属低产油层。夏 503井自然产能模拟实验实验样品选取惠民凹陷夏 503井 心长度 径 石类型为极细粒长石砂岩。孔隙度 13%, 渗透率 10取心段流体压力 层温度133℃ 。实验条件:溶液为 度 5000;实验温度130℃ ;实验压力 40应釜内注入泵流速 ,反应釜围压注入泵流速 0 100 150 200 250 300 350 400时间渗出速度5%K d,试油井段有效厚度 合日产液 53.4 m3/d 。03井自然产能模拟实验该井 油日产液 拟实验结果( 53.4 m3/d )大于地层实际产能。原因:( 1)在作业过程中存在各种的储层伤害, 表皮系数达 表明井壁存在比较严重的污染,降低了油层产能。( 2)储层存在不均质性。夏 00 200 300 400 500 600时间(m i n )渗出速度(g/ % K C L 溶液1 2 % H C L 溶液5 %K C l 溶液夏 503井 12%m3/d。结合试油井段有效厚度 合日产液 101.5 m3/d。比改造前产量( d )提高四倍。夏 503井盐酸改造模拟实验钾长石石英盐酸反应前盐酸反应后盐酸反应后溶蚀孔隙铁白云石溶蚀后孔喉发育夏 a n 应前应中22O+2H+→H)4+K++ →++2+2H+ →++203井土酸改造模拟实验20110830夏 503数 00 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000时间渗出速度5 % K C L 溶液土酸溶液5 % K C l 溶液土酸溶液5 % K C L 溶液该储层具有较强的土酸酸敏特征,不适合利用土酸进行酸化改造(土酸改造后出液速度降低为初始的 1/13)。商 548井盐酸改造模拟实验0 . 0 0 00 . 0 0 50 . 0 1 00 . 0 1 50 . 0 2 00 . 0 2 50 . 0 3 00 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800时间( m i n )流速(ml/% K C H C K C 盐酸后开始流速基本没有变化,在加酸反应 600分钟后流速下降。实验过程中酸溶时间的选择显得非常重要 ,若对该储层酸化时间保持在 300液速度可保持在 ml/改造前提高 25%,d。结合试油段厚度,预计改造后可产液 d 。储层有效性模拟实验结果与油层段试油结果基本吻合,说明该方法可行、有效,可用于指导生产。• 通过酸化模拟实验结果看,总体上看渗透率小于 1化效果也不理想。渗透率大于1 酸液类型选择必须有针对性。酸化改造储层如果不能较好的改善渗透性能,必然会对储层造成一定的伤害,并且大部分伤害是不可逆的、不可修复的。• 通过试验发现部分储层用常规酸液(盐酸、土酸)改造效果较差,需要尝试其它酸液来进行储层增产改造。四、善现场施工的模拟)前存在问题,完善设想)1、酸化工艺的实验设计酸化半径酸化半径储层深部储层深部设计实验条件影响了实验结果:1、温度:冷酸热地层 —— 恒温2、压力:注入压差、返排压差(生产压差);03数 00 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000时间渗出速度5 % K C L 溶液土酸溶液5 % K C l 溶液土酸溶液5 % K C L 溶液经过酸岩反应后,如何解释该实验中各种矿物的反应机理?或者说主要矿物的酸岩反应机理?夏 503井土酸( %a n 应前a n 应前应中确定方法:( 1)各种阳离子反应前后相对含量的变化,但这些含量变化的阳离子对应于哪种矿物?存在问题: 如钙离子不只是一种矿物含有(碳酸盐、长石、伊利石)—— 依据难确定。解决设想: 人工对比样。解决方法: 人工对比样。便于后期分析对比);液浓度等条件要与实际岩心作用条件一致;作分析化验( 描电镜、衍射、探针);实验井 岩性粘土矿物石英钾长石斜长石方解石白云石菱铁矿4 褐色油浸粉砂岩 6 49 8 23 1 136 褐色油浸粉砂岩 5 47 6 15 1 2610 褐色油浸粉砂岩 9 43 5 18 1 17 712 褐色油浸粉砂岩 7 51 7 26 1 7 114 褐色油斑粉砂岩 11 51 6 21 1 8 215 褐色油斑粉砂岩 11 45 7 21 1 11 418 色荧光泥质粉砂岩 19 35 7 22 1 15 a n 人工对比样。便于后期分析对比);液浓度等条件要与实际岩心作用条件一致;作分析化验( 描电镜、衍射、探针);a n 应前应中人工样品反应液 应液 、对照实验:薄片、铸体、 描电镜、 极发光等测试。4、化学平衡、浓度计算3、定量实验:生成物、溶蚀率、单矿物、隙度、
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