廊坊分院压裂酸化中心-碳酸盐岩酸压技术介绍

酸液流变性研究
岩石力学参数实验研究
岩心核磁共振测试
模拟油藏就地条件（地应 力、孔隙压力、温度），研究 岩石孔隙度和渗透率与有效就 地应力的关系，测量岩石的杨 氏模量、泊松比、压缩系数、 断裂韧性、热传导系数、孔隙 弹性系数和地应力方向等
岩石力学实验系统
多裂缝形态与多层压裂裂缝形态
液体粘弹性测试系统
现场应用技术 前置酸酸压技术 多级注入酸压闭合酸化技术 稠化酸酸压技术 泡沫酸酸压技术 降阻酸酸压技术 乳化酸酸压技术
酸化优化设计软件 三维酸压优化设计软件 拟三维酸压优化设计软件 多级注入酸压闭合酸化设计 酸压试井解释软件 酸压压力降落分析软件 基质酸化优化设计软件
碳酸盐岩储层酸压技术

酸压前后储层评估技术 酸压裂机理试验研究


酸岩反应动力学研究 酸蚀裂缝导流能力试验研究 酸液滤失模拟试验研究 VY101 稠化酸体系研究 HJZ-2 降阻酸体系研究 CFR-11 化学缓速酸体系研究 多级注入酸压闭合酸化设计软件 三维、拟三维酸压优化设计软件 酸压裂压力降落分析软件

深度酸化酸液体系
目标：为经济有效开发低渗透油气
藏提供技术支持
“压裂酸化技术服务中心”的任务

为决策部门提供综合性、长远性、战略性的技 术信息与科学依据；

从事压裂酸化应用技术与应用基础理论的研究 攻关，解决生产关键与技术难题，提出新理论 、新工艺、新技术、新方法；

面对全国油气田增产改造的需要提供技术咨询 、技术服务与技术培训。
多功能流动回路简介：该回路是与美国CER公司共同设计组 装的大型模拟实验装置，可在模拟温度历史、剪切历史及其化 学破胶降解条件下，测定交联或未交联压裂流体及泡沫流体随 时间变化的流变参数，定量描述泡沫质量、泡沫粒径及其结构 分布，以及压裂流体的流动摩阻和动态滤失性能等。
流体表界面张力测试仪
泡沫系统
HV酸 ( 含 P缓速酸 )
注水井重复酸化 增注技术 目 标:
油井增产 水井增注
稠油井酸化解堵技术
乳化酸 泡沫酸
砂岩酸化优化设计
优化设计专家系统 “两酸三矿物”模型 泡沫转向基质 酸化技术
基质酸化实时监测与评估
砂岩基质酸化技术

酸化前后储层评估技术 酸岩反应及二次伤害机理研究
团公司油气藏改造重点实验室的主体实验室。
中国石油油气藏改造重点实验室组织机构
CNPC\PetroChina
油气藏改造重点实验室学术委员会
油气藏改造重点实验室
水力 压裂 模拟 重点 研究 室 （石 油大 学）
油气藏 改造试 井与评 价重点 研究室 （大庆 石油学 院）
高 能 气 体 压 裂 重 点 研 究 室 （西 安 石 油 学 院）
Service Co
Southwest Oil Service Co
Xinjiang Oil Service Branch
Liaohe Oil Service Branch
Daqing Oil Service Branch
CNPC
…...
Various Petro-chemical & sales branches
可模拟地层温度、压力、 流速条件下，评价不同 酸液体系对地层的酸化 效果及二次伤害程度。 岩心长可达25厘米，分 为六段测定渗透率变化
旋转圆盘流动试验仪
高温酸岩反应动力学试验研究
酸岩反应形态比较
(120℃ 20%盐酸)
普通酸
稠化酸 高温酸岩反应动力学试验研究
耐酸旋转粘度计
原子吸收光谱
动态腐蚀仪
10
¨1 0 - 5 / c m 2 . s £ È £ Ù ¶ ¦ Ë ´ Ó © Ò · á Ñ Ë
8 6 4 2 0
¨1 0 - 5 / c m 2 . s £ È £ Ù ¶ ¦ Ë ´ Ó © Ò · Ë á Ñ
Í Í â Æ µ ² Ê â
120
 ¶ Î È £ ¨¡ æ £ ©
140
实验室装置

140万美圆
78万美圆
酸化工程实验室
酸蚀裂缝导流实验仪、 长岩心酸化流动实验仪、 泡沫系统 、 耐酸管式流变仪、 旋转园盘反应实验仪、 原子吸收光谱

RV-20耐酸旋转粘度计
RV-30耐酸旋转粘度计 ESEM-2020环境扫描电镜 CC-10动态腐蚀仪 CC-10S动态腐蚀仪 DCA-312动态接触角仪
耐酸管式流变仪
酸蚀裂缝 导流试验仪
输酸系统
自动控制与 数据采集
长岩心酸化 流动试验仪
耐酸旋转 粘度计
旋转圆盘酸岩 反应试验仪
酸化工程实验室
动态腐蚀仪 原子吸收光谱
泡沫系统
耐酸管式流变仪
酸蚀裂缝导流试验仪
稠化酸酸压酸蚀裂缝导流能力试验研究
常规酸酸压酸蚀裂缝导流能力试验研究
长岩心酸化流动试验仪
气 藏 改 造 工 程 研 究 室
压 裂 工 程 实 验 室
流 体 研 究 室
油气藏改造重点实验室介绍
压裂酸化技术服务中心面对油气田改造的要求，建
立了五个具有国际90年代水平的基础实验室与数值模拟 研究体系，拥有各类实验设备 200 多台套，固定资产 3200多万。具备了在岩石力学与地应力场、流体力学、 压裂酸化机理、压裂酸化设计与评估以及压裂酸化专用 材料评估、研制等方面技术研究与技术服务的能力。 压裂酸化技术服务中心实验室是中国石油天然气集
教授级高工 高级工程师 工 程 师 助理工程师
聘请专家4人
主要压裂酸化技术

开发压裂技术 低渗油藏整体压裂技术 深井超深井压裂酸化技术 重复压裂技术 煤层气井压裂技术


泡沫压裂技术
稠化酸酸压多级注入酸压闭合酸化技术

砂岩基质酸化技术
碳酸盐岩储层酸化技术研究与应用
碳酸盐岩储层酸化技术研究
十五年 Fifteen Year 五年 Five Year 战略 年度 Annual Strategy 低渗油藏开发 Low Permeability Reservoir Dev. 环保 Environment Protection 重大项目组织 煤层气 Coal-bed Methane Key projects organize 新区跟踪 Pilot Area 天然气 Natural Gas 低渗油 天然气 渗流流 藏开发 勘探开发 体力学 服务 Service Low 环保 Natural Permeability Porous Environment 研究与开发 R & D Flow Gas Exp. Reservoir & Dev. Development Mechanics Protection

流体作用前后岩心微观结构对比

HPG压裂液处理前后（2h，100℃） 局部放大500倍，处理前后变化不明显
局
部
放 大
处理前（放大500倍）
处理后（放大500倍）
不同应力条件下岩石断裂韧性的实验研究

研究方法：
采用美国专利“在模拟地层条件下测量岩石断裂韧性的方法” 根据线弹性断裂力学，假设岩石为均质各 项同性材料，并且在完全破坏前，岩石破 坏未弹脆性破裂。裂缝的非弹性区很小， 因此裂缝应力常表现为奇异性，应力奇异
φ10mm
强度即应力集中系数为k。对于Ⅰ型裂缝，
根据Irwins断裂准则，当应力集中系数大于 或等于岩石自身的断裂韧性，即KIKIC时， 岩石发生破裂，裂缝开始延伸。
φ75mm 17mm
75mm
不同应力条件下岩石断裂韧性的实验研究

应力集中系数
KI =KI*J（l，w）Pimax
a
(1)
其中：KI*J：围压条件下的一个无量刚函数，可由如图所示的 Bowie ,O.L.等的 分析式 获得，见图 ； w：岩样内外径之比，w=a/b； l： 无量刚缝长，l=L/[(w-1)a]，L为实际缝长； a： 岩样内孔直径； Pimax：岩石开始破裂时的最大内孔压力。
Pipeline Branch
PetroChina
Southwest Oil Branch
Xinjiang Oil Branch Liaohe Oil Branch Daqing Oil Branch
.….
RIPED
科研组织管理
Scientific Research Organizational Management
酸岩反应动力学
灰岩：传质控制动力学 白云岩：更易进入表面反应控制动力学 区域 胶凝酸、乳化酸：

同样条件下，胶凝酸的有效扩散系数是普通 酸的1/3 同温、同样酸浓度下，乳化酸的有效扩散系 数比胶凝酸小10到100倍

高温酸岩反应动力学实验结果


普通酸反应动力学方程
20%HCl
80℃ J=5.472×10-6C1.460

长岩心酸化流动模拟试验


残酸离子分析
环境扫描电镜微观分析 岩石力学参数研究
“两酸三矿物”砂岩基质酸化模拟及优化设计 低伤害缓速酸液体系 基质酸化现场实时监测评估技术
碳 酸 盐 岩 酸 压 技 术
酸压裂室内试验研究 酸液滤失模拟试验 酸岩反应动力学研究 多级注入闭合酸化模拟 酸液流变学研究 酸化工作液体系研究 稠化酸 地下交联酸 降阻酸 泡沫酸 乳化酸 酸压前置液
可模拟地层 温度，动态模拟 酸液对油管、套 管的腐蚀。
应用长岩心夹持 器的串、并联的不同 组合模拟油气井暂堵 酸化过程，筛选评价 酸化暂堵剂
暂堵酸化岩心流动试验仪
可对含有油水岩心 经酸浸泡或岩心流动模拟试 验前后进行实体定位对比观 察
ESEM－2020 环境扫描电镜
压裂液配方优化与伤害因素分析
“压裂酸化技术服务中心”科研成果获奖情况
授奖级别 国 家 级 总 公 司 总 公 司 总 公 司 局 级 奖励等级 二 一 二 三 获奖次数 1 3 5 3 46
压裂酸化技术服务中心组成结构
压裂酸化技术服务中心 管理经营室 技术委员会
碳 酸 岩 改 造 工 程 研 究 室
油 藏 改 造 工 程 研 究 室
财务
Finance
人事
Human Resource
科研
信息
政策
Policy
Scientific Information Research
目

录
主要任务
组织机构


技术体系
相关产品 技术系列

技术服务
压裂酸化技术服务中心概况
压裂酸勘探 开发研究院廊坊分院。
地应 力及 裂缝 重点 研究 室 (石 勘 院)
碳酸盐岩 酸化重点 研 究 室 （西南油 气田公司 采气工艺 技术研究 所）
“压裂酸化技术服务中心” 科技人员职称和学历构成

科技人员职称构成 （57名）
职 称 人数（名） 1 17 35 4

科技人员学历构成 （57名）
学 博 硕 大 大 历 士 士 学 专 人数（名） 6 19 23 9


多级注入酸压闭合酸化工艺技术



酸压裂:
背景
碳酸盐岩储层 非均匀刻蚀 一定的酸蚀缝宽 酸减弱岩石强度 重要参数: 裂缝长度、 导流能力

rf w
rw
酸化压裂室内模拟试验研究
酸压裂基本机制实验研究

酸岩反应动力学实验研究 酸蚀裂缝导流能力实验研究 酸液滤失机制研究
廊
坊
分
院
压裂酸化技术服务中心 简 介
³³ ¨ ³ ³³
0 10 20 30
³³³
± ³³³
40 50³³
³³
± ³
³
±³
FATSC
³· ³
ì ³ ³ ò ó ³ ³ ³±³³
³ ³ Í å
³³á ³³ ³³³ ·³³³³ ³ í ³³
Dagang Oil Service Co
Huabei Oil Service Co
105℃ J=1.71×10-4C0.5133 120℃ J acid 2.44 105 C 0.4259
稠化酸反应动力学方程

60℃ J=9.335×10-7C1.6422 80℃ J=7.018×10-7C0.870 120℃
5

J acid 1.9110 C
0.1246
常温外推结果与高温反应速度的差异
6万美圆
12万美圆 25万美圆 4万美圆 5万美圆 2万美圆
储层伤害机理研究 钻井完井修井造成伤害
污水回注、稠油井乳堵有机伤害
结垢、细菌、润湿性改变等
超深井砂岩酸化技术
砂 岩 基 质 酸 化 技 术
酸岩反应及二次伤害机理研究 长岩心酸化流动模拟试验 ESEM环境扫描电镜微观分析 ICP、19FNMR残酸离子分析 新型缓速酸体系 NAS-I、NAS-II( 有机缓速酸 )
7 6 5 4 3 2 1 0
Í Í â Æ µ ² Ê â
120
 ¶ Î È £ ¨¡ æ £ ©