采油工程課程設計

1、本科工程設計報告課 程學生姓名學號教學院系 專業(yè)年級 指導教師 行課時間 石油(采油)工程設計任務書砂巖基質(zhì)酸化設計西南石油大學石油工程學院2012年3月目錄一、設計題目2二、目的及要求2三、砂巖基質(zhì)酸化設計應考慮的要點及要求2四、砂巖酸化設計內(nèi)容2五、砂巖基質(zhì)酸化設計原則2六、張家坪構(gòu)造儲層特征2七、設計所需的原始數(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、施工設計技術(shù)思路13十、現(xiàn)場材料及工具資料14十一、酸化方式14十二、已知施工參數(shù)設計15十三、其它已知數(shù)據(jù)15十四、完成以下設計計算及內(nèi)容16十五、設計報告裝訂順序及格式(統(tǒng)一用word文檔A4紙打印)16參考資料16

2、239一、設計題目張家X井須二氣藏基質(zhì)酸化設計二、目的及要求(1)目的：通過設計了解砂巖基質(zhì)酸化設計方法、基本的設計計算、砂巖基質(zhì)酸化施工設計書的基本設計內(nèi)容和設計思路，并掌握方案設計的基本方法、步驟以及設計中所涉及的基本計算，加強系統(tǒng)的工程訓練，培養(yǎng)分析和解決實際工程問題的能力。(2)要求：根據(jù)張家X井須二氣藏的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和設計要求，完成張家X井須二氣藏砂巖基質(zhì)酸化設計，并針對所計算和設計的內(nèi)容完成張家X井須二氣藏基質(zhì)酸化設計報告(要求寫出所采用的設計計算公式、過程及步驟)，并根據(jù)完成的設計內(nèi)容填寫砂巖基質(zhì)酸化施工設計書(見石油工程設計教材的采油部分，附錄4砂巖基質(zhì)酸化施工設計書)。三、砂巖基

3、質(zhì)酸化設計應考慮的要點及要求參見石油工程設計教材的采油部分，第八章砂巖地層基質(zhì)酸化第一節(jié)。四、砂巖酸化設計內(nèi)容參見石油工程設計教材的采油部分，第八章砂巖地層基質(zhì)酸化第一節(jié)。(1)寫出詳細的設計計算過程；(2)按設計報告格式編寫設計報告(附設計的原始數(shù)據(jù))；(3)采用Word文檔編寫報告，要求A4紙打印，字跡工整，文字通順，思路清晰，計算結(jié)果正確；(4)按石油工程設計教材的采油部分，附錄4砂巖基質(zhì)酸化施工設計書填寫完設計內(nèi)容(沒有涉及到的不填，保留空缺)。五、砂巖基質(zhì)酸化設計原則參見石油工程設計教材的“采油工程設計”，第八章砂巖地層基質(zhì)酸化第一節(jié)。六、張家坪構(gòu)造儲層特征1.儲層巖石學特征張家坪地

4、區(qū)須二段儲層以灰白、淺灰色厚層塊狀中粒長石石英砂巖、中粒巖屑砂巖為主，次為細粒巖屑砂巖、中粒石英砂巖、中粒長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。長石主要為正長石，少量斜長石，長石含量在515之間。長石粘土化深，個別蝕變作用極深，已部分或全部轉(zhuǎn)換為粘土巖，部分長石方解石化。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.儲集空間類型張家M井在須二段取心1次，

5、取心進尺7.80m，心長7.80m，收獲率100，為灰白色石英細砂巖，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、設計所需的原始數(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，探明氣藏儲量；同時利用就近現(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，決定對張家X井須二上段：3850.03917.5m和須二下段4014.04122.5m分別進行基質(zhì)酸化。(1)須二上段：3850.03917.5m，一組(112班)學生完成設計。(2)須二下段：4014.04122.5m，二組(1320班)學生完成設計。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)補心海拔1210.29(m)最大井斜()9.9設計井深(m)4200m(垂深)采氣井口KQ65-70(一號、四號總閘門、直管掛、蓋板法蘭為KQ65-105MPa)目的層須二段套管頭至補心距離(m)7.5井口坐標縱X：.40 m橫Y：.96m鉆探目的進一步查明張家坪構(gòu)造須二氣藏的含氣性，探明氣藏儲量；同時利用就近現(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氣測異常用密度1.12g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進至井深3853.71m發(fā)現(xiàn)氣測異常?，F(xiàn)場分析為含氣層。3874.003874.500.50氣測異常用密度1.12g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進至井深3874.95m (發(fā)現(xiàn)氣測異?！，F(xiàn)場分析為含氣層。3890.503891.000.50井漏用密度1.17g/cm3、粘度31s的聚磺鉆井液鉆進至井深3890.55 m發(fā)現(xiàn)井漏，鉆進至井深3894.64m，累計漏失鉆井液10.3m3。鉆至井深3898.83m止漏，漏失鉆井液9.6m3，累計漏失鉆井液19.9m3。須二3900.503901.000.50氣

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

16、9g/cm3、粘度44s聚磺鉆井液鉆進至井深4058.41m發(fā)現(xiàn)氣測異?！，F(xiàn)場分析為可能氣層。4079.504080.501.0氣測異常用密度1.29g/cm3、粘度44s聚磺鉆井液鉆進至井深4080.96m發(fā)現(xiàn)氣測異常?，F(xiàn)場分析為可能氣層。12.儲層特征及測井綜合解釋(1)巖性特征張家X井須二氣測異常段巖性特征見表1-11。表1-11 張家X井須二氣測異常段巖性特征序號層位井段(m)厚度(m)巖性定名巖性描述異常722須二3852.003853.501.5淺灰色細砂巖成分以石英為主，巖屑、長石少量；細粒結(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。氣測異常727須二3874.0

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

18、.5淺灰色細砂巖成分以石英為主，巖屑、長石少量，見暗色礦物；細粒結(jié)構(gòu)，分選差，次棱角次圓狀；泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。井漏累計漏失鉆井液3.4m3771須二4057.004058.001.0灰白色細砂巖成分以石英為主，巖屑、長石少量，見云母碎片；細粒結(jié)構(gòu)，分選一般，次棱角次圓狀；泥質(zhì)膠結(jié)，疏松。氣測異常771須二4079.504080.501.0灰白色細砂巖同上氣測異常(2)綜合測井解釋成果根據(jù)測井解釋資料，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段有效儲層厚度33.1m，各段解釋相關(guān)測井圖見1-2和圖1-3(黃色段為設計射孔井段)及表1

19、-12。圖1-2 須二上段測井圖圖1-3 須二下段測井圖表1-12 張家X測井綜合解釋層位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、儲層發(fā)育、蓋層有效和生儲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，對于增產(chǎn)措施的進行有著良好的條件。(3)鄰井張家M井是該構(gòu)造鉆達須二段的第一口井，該井2004年12月28完井，完井測試獲得2.355104m3/d的工業(yè)氣流。2007年通過酸化解堵得儲層改造措施，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、施工設計技術(shù)思路(1)須二段鉆進過程中發(fā)生過井漏，同時根據(jù)測井資料，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，以細砂巖為主，儲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，可達到深部進入解堵的目的。前置液和后置液的比例為1：1。(3)根據(jù)張家X井酸溶蝕率實驗結(jié)果，儲層巖性較純，鹽酸的溶蝕率比較高，達到25.8%，土酸的溶蝕率為36.6

28、%，按照處理液：鹽酸約1：1的比例設計。(4)本井壓力系數(shù)不高，儲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氣舉排液措施。十、現(xiàn)場材料及工具資料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計相同。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)施工設計技術(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、四號總閘門、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接頭+73mm油管+Y344-148封隔器+水力錨+88.9mm油管+油管掛+油補距=4122m。Y344-148封隔器位置為3950m。避開套管接箍。(3)主要施工設備BL1600型壓裂主車8臺ACF700A型壓裂車(平衡車)1臺儀表車1臺管匯車1臺供液車1臺液氮泵車1臺配酸車1臺液氮槽車3臺注：壓裂車型號和計算根據(jù)石油工程設計第三部采油工程設計附表3-3-1壓裂車

31、型號及整車技術(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)設計1.注入方式油管帶封隔器注入。施工時混注液氮，液氮排量90Sm3/min。2.施工排量考慮張家坪儲存存在微裂縫，因此，適當提高施工排量，假設施工排量按如下給出(忽略公式計算)：須二上段：高擠時排量2.4m3/min，低替時排量小于0.5m3/min。須二下段：高擠時排量2.2 m3/min，低替時排量小于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；恒溫點溫度：25；恒溫點深度：20m；酸液比熱：1KCal/kg；地

32、層導熱系數(shù)：0.025 kcal/mmin；總導熱系數(shù)：0.035KCal/mmin；鋼材導熱系數(shù)：0.62KCal/mmin；環(huán)空液導熱系數(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.酸化效果預測參數(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型壓裂車機械效率為0.75。十四、完成以下設計計算及內(nèi)容1. 工作液類型選擇(已知)及計算配制酸液量、添加劑用量

34、。2. 酸化工藝、方式選擇及施工參數(shù)設計計算3.計算注完酸液時的井筒溫度數(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(不計算注酸時地層溫度)。4.計算注完酸液時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算。6. 酸化效果預測。7. 按照石油工程設計教材的采油工程設計部分附錄4 砂巖基質(zhì)酸化施工設計書，填寫完成設計內(nèi)容(沒有涉及到的不填，保留空缺)。十五、設計報告裝訂順序及格式(統(tǒng)一用word文檔A4紙打印)(1)封面；(2)任務書；(3)次封面；(4)報告目錄；(5)正文，設計內(nèi)容包

35、括： 前言或設計概要； 油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、已知條件及設計思路； 酸化設計過程，包含每一步詳細計算公式、計算過程及計算結(jié)果及曲線、表格； 按采油工程設計“附錄4 砂巖基質(zhì)酸化施工設計書” 填寫完成設計書。(6)報告正文格式頁面設置：上下左右2.5cm；一級標題：小二號黑體；二級標題：三號黑體；三級標題：四號黑體；四級標題：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.石油工程設計. 北京：石油工業(yè)出版社，2011，12.2石油天然氣行業(yè)標準 采油工程方案設計編寫規(guī)范 北京：石油工業(yè)出版社，1995.3采油技術(shù)手冊.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、 酸化設計前準備2（一） 張家坪構(gòu)造儲層特征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） 設計思路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)設計計算19（一） 酸化工藝及注入方式的確定19（二） 井口施工壓力計算19（三） 最大排量及實際施工排量的確定21（四）壓裂設備參數(shù)確定22四、 酸化模型及設計計算23（一） 溫度場模型及計算23（二） 酸濃度及礦物濃度分布計算25（三） 砂巖酸化孔隙度和滲透率模型及計算29（四） 砂巖酸化效果預測3039

37、前 言采油工程是油田開采過程中根據(jù)開發(fā)目標通過生產(chǎn)井和注入井對油藏采取的各項技術(shù)措施的總稱。作為一門綜合應用學科，它所研究的是可經(jīng)濟有效地作用于油藏，以提高油井產(chǎn)量和原油采收率的各項工程技術(shù)措施的理論、工程設計方法及實施技術(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，達到恢復或提高油氣井產(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)。酸化設計的基礎(chǔ)是正確認識處理層，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特征等，并以他們?yōu)榛A(chǔ)設計酸液體系類型、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，預測酸化后滲透率與增產(chǎn)倍比等。砂巖儲層酸化設計是一個復雜的工程設計過程，其中包括酸濃度及礦物濃度分布計算，井筒和縫內(nèi)溫度場模型和計算，酸化的孔隙度和滲透率分布計算，增產(chǎn)效果預測。酸化設計的目的是最大限度地發(fā)揮油層潛能，是酸化后的生產(chǎn)井或注入井達到最佳狀態(tài)，同時還要求酸化井的有效期和穩(wěn)產(chǎn)期長。通過設計了解砂巖基質(zhì)酸化設計方法、基本的設計計算、砂巖基質(zhì)酸化施工設計書的基本設計內(nèi)容和設計思路，并掌握方案設計的基本方法、步驟以及設計中所涉及的基本計算，加強系統(tǒng)的

39、工程訓練，培養(yǎng)分析和解決實際工程問題的能力。1、 酸化設計前準備（1） 張家坪構(gòu)造儲層特征 1. 儲層巖石學特征張家坪地區(qū)須二段儲層以灰白、淺灰色厚層塊狀中粒長石石英砂巖、中粒巖屑砂巖為主，次為細粒巖屑砂巖、中粒石英砂巖、中粒長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。長石主要為正長石，少量斜長石，長石含量在515之間。長石粘土化深，個別蝕變作用極深，已部分或全部轉(zhuǎn)換為粘土巖，部分長石方解石化。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. 儲層空間類型張家M井在須二段取心1次，取心進尺7.80m，心長7.80m，收獲率100，為灰白色石英細砂巖，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，探明氣藏儲量；同時利用就近現(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，決定對張家X井須二上段：3850.03917.5m和須二下段4014.04122.5m分別進行基質(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)補心海拔1210.29(m)最大井斜()9.9設計井深(m)4200m(垂深)采氣井口KQ65-70(一號、四號總閘門、直管掛、蓋板法蘭為KQ65-105MPa)目的層須二段套管頭至補心距離(m)7.5井口坐標縱X：.40 m橫Y：.96m鉆探目的進一步查明張家坪構(gòu)造須二氣藏的含氣性，探明氣藏儲量；同時利用就近現(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氣測異常用密度1.12g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進至井深3853.71m發(fā)現(xiàn)氣測異?！，F(xiàn)場分析為含氣層。3874.003874.500.50氣測異常用密度1.12g/cm3、粘度31s聚磺鉆井液鉆進至井深3874.95m (發(fā)現(xiàn)氣測異?！，F(xiàn)場分析為含氣層。3890.503891.000.50井漏