1、本科工程設(shè)計(jì)報(bào)告課 程學(xué)生姓名學(xué)號(hào)教學(xué)院系 專業(yè)年級(jí) 指導(dǎo)教師 行課時(shí)間 石油(采油)工程設(shè)計(jì)任務(wù)書砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)西南石油大學(xué)石油工程學(xué)院2012年3月目錄一、設(shè)計(jì)題目2二、目的及要求2三、砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的要點(diǎn)及要求2四、砂巖酸化設(shè)計(jì)內(nèi)容2五、砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)原則2六、張家坪構(gòu)造儲(chǔ)層特征2七、設(shè)計(jì)所需的原始數(shù)據(jù)及氣井基本情況(已給條件)3八、油井分析及措施目的13九、施工設(shè)計(jì)技術(shù)思路13十、現(xiàn)場(chǎng)材料及工具資料14十一、酸化方式14十二、已知施工參數(shù)設(shè)計(jì)15十三、其它已知數(shù)據(jù)15十四、完成以下設(shè)計(jì)計(jì)算及內(nèi)容16十五、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)16參考資料16

2、239一、設(shè)計(jì)題目張家X井須二氣藏基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)二、目的及要求(1)目的：通過設(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)際工程問題的能力。(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(要求寫出所采用的設(shè)計(jì)計(jì)算公式、過程及步驟)，并根據(jù)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容填寫砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書(見石油工程設(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)。三、砂巖基

3、質(zhì)酸化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的要點(diǎn)及要求參見石油工程設(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)。四、砂巖酸化設(shè)計(jì)內(nèi)容參見石油工程設(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)。(1)寫出詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算過程；(2)按設(shè)計(jì)報(bào)告格式編寫設(shè)計(jì)報(bào)告(附設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù))；(3)采用Word文檔編寫報(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；(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)書填寫完設(shè)計(jì)內(nèi)容(沒有涉及到的不填，保留空缺)。五、砂巖基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)原則參見石油工程設(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)。六、張家坪構(gòu)造儲(chǔ)層特征1.儲(chǔ)層巖石學(xué)特征張家坪地

4、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)石巖屑砂巖夾黑色頁巖條帶，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：石英含量高，為6080，顆粒粗大，石英次生加大普遍。長(zhǎng)石主要為正長(zhǎng)石，少量斜長(zhǎng)石，長(zhǎng)石含量在515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。巖屑主要為沉積巖屑中的泥頁巖和粉砂巖，次為變質(zhì)石英等。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0.518之間，未見硅質(zhì)膠結(jié)。2.儲(chǔ)集空間類型張家M井在須二段取心1次，

5、取心進(jìn)尺7.80m，心長(zhǎng)7.80m，收獲率100，為灰白色石英細(xì)砂巖，32條無充填水平裂縫，2條無充填直裂縫貫穿巖芯，縫長(zhǎng)1.822.17m，共見28處冒氣。 張家M井處于構(gòu)造軸線，裂縫發(fā)育情況較理想。巖心薄片上常見微裂紋，寬0.010.03mm，未充填。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密度大，同時(shí)其產(chǎn)量也高，裂縫線密度與產(chǎn)量具有正相關(guān)關(guān)系。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)1. 酸化選井選層查明張家坪構(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，加快開發(fā)張家坪構(gòu)造須二氣藏。而且，鄰井

6、張家M井須二段酸化后產(chǎn)氣6.155萬方，無阻流量7.949萬方。因此，決定對(duì)張家X井須二上段：3850.03917.5m和須二下段4014.04122.5m分別進(jìn)行基質(zhì)酸化。(1)須二上段：3850.03917.5m，一組(112班)學(xué)生完成設(shè)計(jì)。(2)須二下段：4014.04122.5m，二組(1320班)學(xué)生完成設(shè)計(jì)。2. 張家X井基本情況張家X井基本數(shù)據(jù)見表1-1。表1-1 張家X井基本數(shù)據(jù)井 名張家X井 別開發(fā)井井 型直井地理位置四川省雅安市雨城區(qū)上里鎮(zhèn)構(gòu)造位置張家坪構(gòu)造須三底界構(gòu)造南端軸線附近開鉆日期2009.01.15完鉆日期2009.08.10人工井底(m)4140完鉆層位須一段

7、完鉆井深m4170.00完井方法尾管射孔地面海拔1202.79 (m)補(bǔ)心海拔1210.29(m)最大井斜()9.9設(shè)計(jì)井深(m)4200m(垂深)采氣井口KQ65-70(一號(hào)、四號(hào)總閘門、直管掛、蓋板法蘭為KQ65-105MPa)目的層須二段套管頭至補(bǔ)心距離(m)7.5井口坐標(biāo)縱X：.40 m橫Y：.96m鉆探目的進(jìn)一步查明張家坪構(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，加快開發(fā)張家坪構(gòu)造須二氣藏。3.施工層段基本數(shù)據(jù)張家X井施工層段基本數(shù)據(jù)見表1-2和表1-3。表1-2 張家X井鉆探層位基本數(shù)據(jù)層 位底界井深(m)鉆厚(

8、m)沙 溪 廟 組2194598自 流 井2422228須 五 段34861064須 四 段351630須 三 段3841.5325.5須 二 段4123.5282須 一 段417046.5（未完）表1-3 張家X井施工層段基本數(shù)據(jù)施工層位施工井段（m）層厚(m)孔隙度（%）含水飽和度（%）壓力系數(shù)須二上3850.03865.03880.53917.5525.2338.40.97須二下4014.04038.04051.04058.04072.04084.54092.04105.04114.54122.564.54.9946.50.97儲(chǔ)層巖性大套灰白色、淺灰灰色砂巖夾薄層頁巖4.鉆頭及套管程序

9、張家X井鉆頭、套管程序見表1-4。表1-4 鉆頭、套管程序鉆頭尺寸深度(mmm)套管尺寸深度(mmm)水泥返高(m)試壓泵情況660.430.80508.0030.07(J55B11.13mm )地面444.5 155.00339.70153.77(J55B10.92mm )地面清水試壓10.0MPa,30min降至9.6MPa311.2 2237.00244.52235.53 (N8011.99mm)地面返灌清水試壓37.0MPa30min降至36.7MPa215.9 3850.00177.83847.95 (P11011.51mm)地面返灌清水試壓52.0MPa30min降至51.8MPa

10、149.24170.00127.0尾管 (3699.774168.04)(N809.19mm)尾管頭以上5.油層套管數(shù)據(jù)張家X井油層套管數(shù)據(jù)見表1-5。表1-5 油層套管數(shù)據(jù)規(guī)格(mm)下入井深(m)鋼級(jí)壁厚(mm)內(nèi) 徑(mm)抗內(nèi)壓(MPa)抗外擠(MPa)177.83847.95P11011.51154.7865.674.3127.004168.04N809.19108.6269.972.46.鉆井液使用情況張家X井須二段鉆井液使用情況見表1-6。表1-6 須二段鉆井液使用情況井深(m)鉆井液類型密度(g/cm3)井深(m)鉆井液類型密度(g/cm3)3852.003853.50聚磺鉆井

11、液1.123920.503921.00聚磺鉆井液1.153874.003874.501.124033.504037.001.293890.503891.001.174057.004058.001.293900.503901.001.174079.504080.501.297.固井質(zhì)量張家X井施工段固井質(zhì)量見表1-7。表1-7 施工段固井質(zhì)量套管尺寸(mm)井段(m)解釋結(jié)果177.801330差13303753好127.03699.774168.04未解釋8.油管數(shù)據(jù)張家X井油管數(shù)據(jù)見表1-8。表1-8 油管數(shù)據(jù)油管外徑(mm)油管內(nèi)徑(mm)壁厚(mm)入井深度(m)鋼級(jí)抗內(nèi)壓(MPa)抗外

12、擠(MPa)88.9766.45見井身結(jié)構(gòu)圖VASS90E78.879.873625.51見井身結(jié)構(gòu)圖BG90SN8285.49. 井底落物數(shù)據(jù)無落物10.套管損壞情況未損壞11.油井生產(chǎn)措施歷史數(shù)據(jù)及施工層鉆井顯示(1)試油歷史數(shù)據(jù)常規(guī)試油數(shù)據(jù)無.測(cè)試數(shù)據(jù)無射孔數(shù)據(jù)張家X井施工層位射孔數(shù)據(jù)見表1-9。表1-9 施工層位射孔數(shù)據(jù)射孔段(m)射厚(m)孔密(孔/m)孔眼數(shù)方法槍型彈型壓井液須二上(跨度：67.5)3850-38651516240油管傳輸SQ89RDX-46-102清水；密度：1.0；液面：井口3880.5-3917.53716592合計(jì)52832須二下(跨度108.5)4014-

13、40382416384油管傳輸SQ89RDX-46-102清水；密度：1.0；液面：井口4051-40587161124072-4084.512.5162004092-410513162084114.5-4122.5816128合計(jì)64.51032采氣歷史數(shù)據(jù)該井為新井。以往壓裂酸化措施歷史數(shù)據(jù)新井，未進(jìn)行過壓裂和酸化措施和其它措施。(2)鉆井過程中油氣水顯示張家X井于2009年1月15日開鉆，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。表1-10 張家X井須二段鉆井過程中油氣水顯示層位井段(m)厚度(m)顯示類別顯 示 情 況須二38

14、52.003853.501.50氣測(cè)異常用密度1.12g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深3853.71m發(fā)現(xiàn)氣測(cè)異常?，F(xiàn)場(chǎng)分析為含氣層。3874.003874.500.50氣測(cè)異常用密度1.12g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深3874.95m (發(fā)現(xiàn)氣測(cè)異常?，F(xiàn)場(chǎng)分析為含氣層。3890.503891.000.50井漏用密度1.17g/cm3、粘度31s的聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深3890.55 m發(fā)現(xiàn)井漏，鉆進(jìn)至井深3894.64m，累計(jì)漏失鉆井液10.3m3。鉆至井深3898.83m止漏，漏失鉆井液9.6m3，累計(jì)漏失鉆井液19.9m3。須二3900.503901.000.50氣

15、測(cè)異常用密度1.17g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深3901.63m發(fā)現(xiàn)氣測(cè)異?！，F(xiàn)場(chǎng)分析為含氣層。3920.503921.000.50氣測(cè)異常用密度1.15g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深3921.68m發(fā)現(xiàn)氣測(cè)異常?，F(xiàn)場(chǎng)分析為含氣層。須二4033.504037.003.50井漏用密度1.29g/cm3、粘度43s的聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深4033.50 m發(fā)現(xiàn)井漏，鉆進(jìn)至井深4036.66m，漏失鉆井液3.2m3，累計(jì)漏失鉆井液3.4m3；鉆進(jìn)至井深4071.31m止漏，累計(jì)漏失鉆井液35.0m3。現(xiàn)場(chǎng)分析該層段為滲漏層。4057.004058.001.0氣測(cè)異常密度1.2

16、9g/cm3、粘度44s聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深4058.41m發(fā)現(xiàn)氣測(cè)異?！，F(xiàn)場(chǎng)分析為可能氣層。4079.504080.501.0氣測(cè)異常用密度1.29g/cm3、粘度44s聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深4080.96m發(fā)現(xiàn)氣測(cè)異?！，F(xiàn)場(chǎng)分析為可能氣層。12.儲(chǔ)層特征及測(cè)井綜合解釋(1)巖性特征張家X井須二氣測(cè)異常段巖性特征見表1-11。表1-11 張家X井須二氣測(cè)異常段巖性特征序號(hào)層位井段(m)厚度(m)巖性定名巖性描述異常722須二3852.003853.501.5淺灰色細(xì)砂巖成分以石英為主，巖屑、長(zhǎng)石少量；細(xì)粒結(jié)構(gòu)，分選中等，次棱角次圓狀；泥質(zhì)膠結(jié)，含少量灰質(zhì)，較致密。氣測(cè)異常727須二3874.0

17、03874.500.5淺灰色細(xì)砂巖成分以石英為主，巖屑、長(zhǎng)石少量；細(xì)粒結(jié)構(gòu)，分選中等，次棱角次圓狀；泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。氣測(cè)異常734須二3890.503891.000.5淺灰色細(xì)砂巖見少量灰色，成分以石英為主，巖屑、長(zhǎng)石少量，偶見黑色礦物；細(xì)粒結(jié)構(gòu)，分選一般，棱角次圓狀；泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松井漏累計(jì)漏失鉆井液10.3m3734須二3900.503901.000.5淺灰色細(xì)砂巖同上氣測(cè)異常739須二3920.503921.000.5淺灰色細(xì)砂巖見少量灰白色，成分以石英為主，巖屑、長(zhǎng)石少量，偶見黑色礦物；細(xì)粒結(jié)構(gòu)，分選差，次棱角次圓狀；泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。氣測(cè)異常768須二4033.504037.003

18、.5淺灰色細(xì)砂巖成分以石英為主，巖屑、長(zhǎng)石少量，見暗色礦物；細(xì)粒結(jié)構(gòu)，分選差，次棱角次圓狀；泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。井漏累計(jì)漏失鉆井液3.4m3771須二4057.004058.001.0灰白色細(xì)砂巖成分以石英為主，巖屑、長(zhǎng)石少量，見云母碎片；細(xì)粒結(jié)構(gòu)，分選一般，次棱角次圓狀；泥質(zhì)膠結(jié)，疏松。氣測(cè)異常771須二4079.504080.501.0灰白色細(xì)砂巖同上氣測(cè)異常(2)綜合測(cè)井解釋成果根據(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1-2和圖1-3(黃色段為設(shè)計(jì)射孔井段)及表1

19、-12。圖1-2 須二上段測(cè)井圖圖1-3 須二下段測(cè)井圖表1-12 張家X測(cè)井綜合解釋層位NOSDEPEDEPGRACCNLDENRTPORSWRESULT須二上13850.23851.756.3468.619.352.361355.3545.27氣層23851.73853.966.0858.454.42.62174.71.0394.64致密層33853.93855.847.2465.034.12.57120.33.7159.53氣層43855.83857.652.7965.57.052.391954.0944.21氣層53860.93862.951.3963.275.042.33185.43

20、.1453.95氣層638633863.550.7361.077.272.34164.42.2374.42致密層73863.53864.660.192.5613.622.06143.415.2721.29裂縫層83880.83884.181.92130.1745.91.6469.629.7118.89裂縫層113891.73894.149.6468.377.832.48233.25.2534.83氣層123894.1389849.1170.28.692.48165.6639.09氣層1338983899.546.8873.2210.732.46180.57.2631.24氣層143900.33

21、901.378.786919.172.28111.95.2851.59氣層1639023906.156.7974.0111.782.27144.47.5931.98氣層183908.13908.858.2363.947.982.16312.33.6436.58氣層203909.93913.757.486.3224.181.86240.312.3621.42裂縫層213915.13917.296.7877.9139.321.9872.49.245.19裂縫層須二下2339423943.3100.6861.9117.532.432653.6155.41氣層354014.24017.992.0565

22、.729.742.52378.55.2431.6氣層364019.6402074.4963.233.242.59232.34.1248.59氣層384021.2402381.4563.116.592.53299.44.0743.69氣層404027.64028.789.7962.417.232.51142.73.7868.63氣層434032.34033.879.4863.036.882.382554.0751.37氣層444033.8403589.5561.665.362.5557.93.4898.99裂縫層4540354037.693.2567.485.672.5548.75.8877.2

23、6裂縫層5040514052.986.9862.454.442.5750.73.8398.49裂縫層524055.24056.496.5964.968.612.49110.8558.4氣層574072.54074.786.2164.769.052.28305.54.7538.39氣層594075.54077.188.8263.6313.012.01475.14.2933.91氣層614077.94079.673.7769.4414.671.82389.96.4828.13氣層644081.9408374.9170.4316.372.1588.26.8451.04裂縫層664083.54084.

24、27463.7312.682.3206.94.3354.08氣層704096.34101.291.1463.557.282.39437.14.2435.57氣層754114.74115.984.3764.429.62.3428334.8513.86氣層774118.54119.689.0171.8638.371.98472.77.6921.11氣層794120.24122.188.3475.9121.432.1670.99.3715.48氣層13.張家X井身結(jié)構(gòu)示意圖張家X井身結(jié)構(gòu)示意圖見圖1-4和圖1-5。套管 mmm鉆頭 mmm(1)張家X井須二上段酸化井身結(jié)構(gòu)圖Y344-100封隔器在3

25、955.84mY344-148封隔器在3636.69m88.9mm+73mm組合油管下至4033m，88.9mm油管下至2442m圖1-4張家X井須二上段井身結(jié)構(gòu)圖套管 mmm鉆頭 mmm(2)張家X井須二下段酸化井身結(jié)構(gòu)圖Y344-148封隔器下至3950m88.9mm+73mm組合油管下至4122m左右，88.9mm油管下至2500m88.9mm+73mm組合油管下至3890m左右，88.9mm油管下至2500m圖1-5 張家X井須二下段井身結(jié)構(gòu)圖14.酸化井段上下距水層距離酸化井段上下無水層。15.距斷層距離酸化井段周圍無斷層。八、油井分析及措施目的1. 增產(chǎn)潛力分析(1)張家坪構(gòu)造具有

26、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。(2)通過鄰井張家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)造須二氣藏暫無氣水界面，對(duì)于增產(chǎn)措施的進(jìn)行有著良好的條件。(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2.355104m3/d的工業(yè)氣流。2007年通過酸化解堵得儲(chǔ)層改造措施，在井底仍有積液的情況下，獲得了6.155104m3/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

27、較大的儲(chǔ)量規(guī)模。2. 施工目的張家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。九、施工設(shè)計(jì)技術(shù)思路(1)須二段鉆進(jìn)過程中發(fā)生過井漏，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。(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。(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

28、%，按照處理液：鹽酸約1：1的比例設(shè)計(jì)。(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。(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油嘴盡快開井放噴排液，不能自噴則采用液氮?dú)馀e排液措施。十、現(xiàn)場(chǎng)材料及工具資料1.工作液液 類配 方緩速鹽酸清水+15%HCl+3.5%SAN-122+2.5%OPZ-3+2.5%LHH-3+2.5%NH4Cl緩速土酸清水+12%HCl+3%HF+3.5%SAN-122+2.5%OPZ-3+2.5%LHH-3+2.5%NH4Cl防膨液清水+3%NH4Cl+1.5%OPZ-3注：商品鹽酸濃度31%，商品氫氟酸濃度40%。注：須二上段

29、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。根據(jù)施工設(shè)計(jì)技術(shù)思路第(3)的要求：建議緩速鹽酸(前置液和后置液)用量：0.8m3/m。建議處理液緩速土酸(處理液)用量：0.8m3/m。2.施工井口、管柱結(jié)構(gòu)、工具(1)井口裝置采用KQ65-70(一號(hào)、四號(hào)總閘門、直管掛、蓋板法蘭為KQ65-105MPa雙總閘施工)井口裝置。(2)施工管串須二上段油管鞋啟動(dòng)接頭+73mm油管+水力錨+Y344-100封隔器

30、+水力錨+側(cè)孔節(jié)流器+73mm油管+Y344-148封隔器+水力錨+88.9mm油管+油管掛+油補(bǔ)距=4033m。Y344-100封隔器在3955.84m，Y344-148封隔器在3636.69m。避開套管接箍。須二下段油管鞋啟動(dòng)接頭+73mm油管+Y344-148封隔器+水力錨+88.9mm油管+油管掛+油補(bǔ)距=4122m。Y344-148封隔器位置為3950m。避開套管接箍。(3)主要施工設(shè)備BL1600型壓裂主車8臺(tái)ACF700A型壓裂車(平衡車)1臺(tái)儀表車1臺(tái)管匯車1臺(tái)供液車1臺(tái)液氮泵車1臺(tái)配酸車1臺(tái)液氮槽車3臺(tái)注：壓裂車型號(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

31、型號(hào)及整車技術(shù)參數(shù)表確定。十一、酸化方式封隔器分層酸化十二、已知施工參數(shù)設(shè)計(jì)1.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。2.施工排量考慮張家坪儲(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)：須二上段：高擠時(shí)排量2.4m3/min，低替時(shí)排量小于0.5m3/min。須二下段：高擠時(shí)排量2.2 m3/min，低替時(shí)排量小于0.5m3/min。3.井口平衡壓力平衡壓力2030MPa。十三、其它已知數(shù)據(jù)1井筒溫度參數(shù)氣藏地層溫度梯度為：2.44/100m；地面溫度為：20；恒溫點(diǎn)溫度：25；恒溫點(diǎn)深度：20m；酸液比熱：1KCal/kg；地

32、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)：0.008KCal/mmin；井筒酸液密度：1075kg/m3；2.酸濃度和礦物濃度計(jì)算參數(shù)地層初始孔隙度：須二上段06%，須二下段03%；井半徑：根據(jù)鉆頭尺寸確定；DamKahler數(shù)；NDa2；無量綱酸容量數(shù)：NAC0.02；取rD1，1.2，1.4，1.6，3。3.酸化孔隙度和滲透率參數(shù)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

33、為0.07mD。4.酸化效果預(yù)測(cè)參數(shù)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離)。5.酸化工藝選擇及施工參數(shù)已知破裂壓力梯度：aF0.022 MPa/m；假定酸液在井筒流動(dòng)為層流，雷諾數(shù)Re=1500；酸液密度rL1075 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型壓裂車機(jī)械效率為0.75。十四、完成以下設(shè)計(jì)計(jì)算及內(nèi)容1. 工作液類型選擇(已知)及計(jì)算配制酸液量、添加劑用量

34、。2. 酸化工藝、方式選擇及施工參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算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)表并繪制井筒溫度分布曲線(不計(jì)算注酸時(shí)地層溫度)。4.計(jì)算注完酸液時(shí)的無量綱酸濃度和無量綱礦物濃度(用解析模型)，列出數(shù)據(jù)表并繪制無量綱徑向距離與無量綱酸濃度和無量綱礦物濃度的關(guān)系曲線。5. 酸化后孔隙度和滲透率計(jì)算。6. 酸化效果預(yù)測(cè)。7. 按照石油工程設(shè)計(jì)教材的采油工程設(shè)計(jì)部分附錄4 砂巖基質(zhì)酸化施工設(shè)計(jì)書，填寫完成設(shè)計(jì)內(nèi)容(沒有涉及到的不填，保留空缺)。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)(1)封面；(2)任務(wù)書；(3)次封面；(4)報(bào)告目錄；(5)正文，設(shè)計(jì)內(nèi)容包

35、括： 前言或設(shè)計(jì)概要； 油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、已知條件及設(shè)計(jì)思路； 酸化設(shè)計(jì)過程，包含每一步詳細(xì)計(jì)算公式、計(jì)算過程及計(jì)算結(jié)果及曲線、表格； 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” 填寫完成設(shè)計(jì)書。(6)報(bào)告正文格式頁面設(shè)置：上下左右2.5cm；一級(jí)標(biāo)題：小二號(hào)黑體；二級(jí)標(biāo)題：三號(hào)黑體；三級(jí)標(biāo)題：四號(hào)黑體；四級(jí)標(biāo)題：小四黑體；正文：小四宋體。參考資料1唐海,周開吉,陳冀嵋主編.石油工程設(shè)計(jì). 北京：石油工業(yè)出版社，2011，12.2石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 采油工程方案設(shè)計(jì)編寫規(guī)范 北京：石油工業(yè)出版社，1995.3采油技術(shù)手冊(cè).北京：石油工業(yè)出版社（修訂本）.4李穎川主編.采油工程. 北京：石油工

36、業(yè)出版社，2009，2.目 錄一、 酸化設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備2（一） 張家坪構(gòu)造儲(chǔ)層特征2（二） 酸化選井選層2（三） 施工井資料3（四） 其它已知數(shù)據(jù)12（五） 油井分析及措施目的13（六） 設(shè)計(jì)思路13二、酸液體系選擇15（一） 酸液類型確定15（二） 酸液的配制15三、 酸化工藝選擇及施工參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算19（一） 酸化工藝及注入方式的確定19（二） 井口施工壓力計(jì)算19（三） 最大排量及實(shí)際施工排量的確定21（四）壓裂設(shè)備參數(shù)確定22四、 酸化模型及設(shè)計(jì)計(jì)算23（一） 溫度場(chǎng)模型及計(jì)算23（二） 酸濃度及礦物濃度分布計(jì)算25（三） 砂巖酸化孔隙度和滲透率模型及計(jì)算29（四） 砂巖酸化效果預(yù)測(cè)3039

37、前 言采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標(biāo)通過生產(chǎn)井和注入井對(duì)油藏采取的各項(xiàng)技術(shù)措施的總稱。作為一門綜合應(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)。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。砂巖酸化是通過反應(yīng)性工作液溶解地層巖石礦物和外來堵塞物來獲得增產(chǎn)。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

38、、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，酸化的孔隙度和滲透率分布計(jì)算，增產(chǎn)效果預(yù)測(cè)。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)。通過設(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

39、工程訓(xùn)練，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際工程問題的能力。1、 酸化設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備（1） 張家坪構(gòu)造儲(chǔ)層特征 1. 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征張家坪地區(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)石巖屑砂巖夾黑色頁巖條帶，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：石英含量高，為6080，顆粒粗大，石英次生加大普遍。長(zhǎng)石主要為正長(zhǎng)石，少量斜長(zhǎng)石，長(zhǎng)石含量在515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。巖屑主要為沉積巖屑中的泥頁巖和粉砂巖，次為變質(zhì)石英等。以膠結(jié)物形

40、式出現(xiàn)的粒間充填礦物主要為方解石和白云石，含量在0.518之間，未見硅質(zhì)膠結(jié)。 2. 儲(chǔ)層空間類型張家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，為灰白色石英細(xì)砂巖，32條無充填水平裂縫，2條無充填直裂縫貫穿巖芯，縫長(zhǎng)1.822.17m，共見28處冒氣。 張家M井處于構(gòu)造軸線，裂縫發(fā)育情況較理想。巖心薄片上常見微裂紋，寬0.010.03mm，未充填。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密度大，同時(shí)其產(chǎn)量也高，裂縫線密度與產(chǎn)量具有正相關(guān)關(guān)系。（2） 酸化選井選層查明張家坪構(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

41、氣后能盡快投產(chǎn)，增加川西地區(qū)天然氣產(chǎn)量，加快開發(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6.155萬方，無阻流量7.949萬方。因此，決定對(duì)張家X井須二上段：3850.03917.5m和須二下段4014.04122.5m分別進(jìn)行基質(zhì)酸化。(1)須二上段：3850.03917.5m。(2)須二下段：4014.04122.5m。本次酸化井選為須二段上段進(jìn)行施工。（三）施工井資料 1. 張家X井基本情況張家X井基本數(shù)據(jù)見表1-1。表1-1 張家X井基本數(shù)據(jù)井 名張家X井 別開發(fā)井井 型直井地理位置四川省雅安市雨城區(qū)上里鎮(zhèn)構(gòu)造位置張家坪構(gòu)造須三底界構(gòu)造南端軸線附近開鉆日期2009.01.

42、15完鉆日期2009.08.10人工井底(m)4140完鉆層位須一段完鉆井深m4170.00完井方法尾管射孔地面海拔1202.79 (m)補(bǔ)心海拔1210.29(m)最大井斜()9.9設(shè)計(jì)井深(m)4200m(垂深)采氣井口KQ65-70(一號(hào)、四號(hào)總閘門、直管掛、蓋板法蘭為KQ65-105MPa)目的層須二段套管頭至補(bǔ)心距離(m)7.5井口坐標(biāo)縱X：.40 m橫Y：.96m鉆探目的進(jìn)一步查明張家坪構(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，加快開發(fā)張家坪構(gòu)造須二氣藏。 2. 施工層段基本數(shù)據(jù)張家X井施工層段基本數(shù)據(jù)見表1-2

43、和表1-3。表1-2 張家X井鉆探層位基本數(shù)據(jù)層 位底界井深(m)鉆厚(m)沙 溪 廟 組2194598自 流 井2422228須 五 段34861064須 四 段351630須 三 段3841.5325.5須 二 段4123.5282須 一 段417046.5（未完）表1-3 張家X井施工層段基本數(shù)據(jù)施工層位施工井段（m）層厚(m)孔隙度（%）含水飽和度（%）壓力系數(shù)須二上3850.03865.03880.53917.5525.2338.40.97須二下4014.04038.04051.04058.04072.04084.54092.04105.04114.54122.564.54.9946

44、.50.97儲(chǔ)層巖性大套灰白色、淺灰灰色砂巖夾薄層頁巖 3. 鉆頭及套管程序張家X井鉆頭、套管程序見表1-4。表1-4 鉆頭、套管程序鉆頭尺寸深度(mmm)套管尺寸深度(mmm)水泥返高(m)試壓泵情況660.430.80508.0030.07(J55B11.13mm )地面444.5 155.00339.70153.77(J55B10.92mm )地面清水試壓10.0MPa,30min降至9.6MPa311.2 2237.00244.52235.53 (N8011.99mm)地面返灌清水試壓37.0MPa30min降至36.7MPa215.9 3850.00177.83847.95 (P11

45、011.51mm)地面返灌清水試壓52.0MPa30min降至51.8MPa149.24170.00127.0尾管 (3699.774168.04)(N809.19mm)尾管頭以上 4. 油層套管數(shù)據(jù)張家X井油層套管數(shù)據(jù)見表1-5。表1-5 油層套管數(shù)據(jù)規(guī)格(mm)下入井深(m)鋼級(jí)壁厚(mm)內(nèi) 徑(mm)抗內(nèi)壓(MPa)抗外擠(MPa)177.83847.95P11011.51154.7865.674.3127.004168.04N809.19108.6269.972.4 5. 鉆井液使用情況張家X井須二段鉆井液使用情況見表1-6。表1-6 須二段鉆井液使用情況井深(m)鉆井液類型密度(g

46、/cm3)井深(m)鉆井液類型密度(g/cm3)3852.003853.50聚磺鉆井液1.123920.503921.00聚磺鉆井液1.153874.003874.501.124033.504037.001.293890.503891.001.174057.004058.001.293900.503901.001.174079.504080.501.29 6. 固井質(zhì)量張家X井施工段固井質(zhì)量見表1-7。表1-7 施工段固井質(zhì)量套管尺寸(mm)井段(m)解釋結(jié)果177.801330差13303753好127.03699.774168.04未解釋 7. 油管數(shù)據(jù)張家X井油管數(shù)據(jù)見表1-8。表1-8

47、 油管數(shù)據(jù)油管外徑(mm)油管內(nèi)徑(mm)壁厚(mm)入井深度(m)鋼級(jí)抗內(nèi)壓(MPa)抗外擠(MPa)88.9766.45見井身結(jié)構(gòu)圖VASS90E78.879.873625.51見井身結(jié)構(gòu)圖BG90SN8285.4 8. 井底落物數(shù)據(jù)無落物 9. 套管損壞情況未損壞 10. 油井生產(chǎn)措施歷史數(shù)據(jù)及施工層鉆井顯示 (1) 試油歷史數(shù)據(jù)常規(guī)試油數(shù)據(jù)無.測(cè)試數(shù)據(jù)無射孔數(shù)據(jù)張家X井施工層位射孔數(shù)據(jù)見表1-9。表1-9 施工層位射孔數(shù)據(jù)射孔段(m)射厚(m)孔密(孔/m)孔眼數(shù)方法槍型彈型壓井液須二上(跨度：67.5)3850-38651516240油管傳輸SQ89RDX-46-102清水；密度：1

48、.0；液面：井口3880.5-3917.53716592合計(jì)52832須二下(跨度108.5)4014-40382416384油管傳輸SQ89RDX-46-102清水；密度：1.0；液面：井口4051-40587161124072-4084.512.5162004092-410513162084114.5-4122.5816128合計(jì)64.51032采氣歷史數(shù)據(jù)該井為新井。以往壓裂酸化措施歷史數(shù)據(jù)新井，未進(jìn)行過壓裂和酸化措施和其它措施。 (2) 鉆井過程中油氣水顯示張家X井于2009年1月15日開鉆，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。表1-10 張家X井須二段鉆井過程中油氣水顯示層位井段(m)厚度(m)顯示類別顯 示 情 況須二3852.003853.501.50氣測(cè)異常用密度1.12g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深3853.71m發(fā)現(xiàn)氣測(cè)異?！，F(xiàn)場(chǎng)分析為含氣層。3874.003874.500.50氣測(cè)異常用密度1.12g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進(jìn)至井深3874.95m (發(fā)現(xiàn)氣測(cè)異常?，F(xiàn)場(chǎng)分析為含氣層。3890.503891.000.50井漏