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海洋油田酸化作业技术简介2006.3.13


渤海油田酸化技术介绍
A Brief Introduction On Acidizing Technology In Bohai Bay Oil Field

西南石油大学
Southwest Petroleum University

2006.3.14

2013年7月22日星期一5时44分21



提纲
?概述 ?渤海油田概况 ?渤海油田酸化历史 ?酸化方面所做的主要研究工作 ?酸化工作液体系设计

?酸化工艺选择
?酸化实施方案 ?施工组织和设备

?现场应用情况
?我们的优势
Southwest Petroleum University

西南石油大学酸化室简介
A Brief Introduction to SWPI Acidizing Lab

2013年7月22日星期一5时44分21 秒

?二十余年酸化、压裂、酸岩反应、物理模拟和数值模拟研究
Main research works of Acidizing Lab of SWPI Since 1978 ?Mechanism of Acidizing ?Acid-rock Reaction Dynamics ?Acid Fluid Formulae ?Acidizing Physical Simulation ,Mathematical Simulation ?Matrix Acidizing and Acid-fracturing Software ?New Acidizing Technology ?Corollary Acidizing Technology ?广泛的现场应用
Offshore oil fields:SZ36-1,QK17-2,JZ9-3 et al

A large number of practical applications : Onshore oil fields:Tuha, Tarim, Kelamayi, Dagang, Huabei, Dianqiangui Oil Field

?CNPC压裂酸化技术培训基地

A Training Base of Acidizing&Fracturing Technology of CNPC Acidizing and Fracturing Technology Training For Oil Fields
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Work area of SWPI Acidizing Lab In China

XinJiang Tarim Tuha ChangQin North China

DaQing

DaGang

Sichuan

Jianghan

Sinopec

South Sea

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一、渤海油田概况
渤海主要油田
JZ9-3

SZ36-1

NB35-2 QK17-2 QK17-3 QK18-1 QK18-2 CB BZ34 PL19-3 BZ26-2 BZ25-1 BZ28-1 QHD32-6

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一、渤海油田概况
?

SZ36-1油田

(馆陶组)

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JZ9-3油田
LD10-1油田 QHD32-6油田 NB35-2油田 QK17-2油田 QK17-3油田 QK18-1油田 QK18-2油田 BZ25-1油田 BZ34油田 BZ28-1油田

(馆陶组)
(馆陶组) (馆陶组,明化镇) (馆陶组,明化镇) (明化镇) (明化镇) (沙河街) (沙河街) (沙河街,明化镇) (沙河街) (奥陶系,寒武系)

?高孔高渗疏松防砂储层 ?深层低渗透致密未防砂储层 ?高含水 ?纵向非均质严重 ?异常高压储层

?

BZ26-2(沙河街组,馆陶组,东营组)

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一、渤海油田概况
?

储层特点(馆陶组,明化镇)
? 储集层埋藏浅,成岩作用较弱,砂岩疏松,储层物性好,显示为高 孔、高渗储层

? 泥质胶结,较强的出砂趋势
? 储层敏感性强 ? 储层粘土含量主要为蒙脱石、高岭石、伊利石和伊/蒙混层,酸化过

程中可能引起储层水敏、速敏、酸敏等二次伤害
? 油层厚,易污染面大,纵向渗透率极不均匀,中低渗透层极易污染 ? 稠油,其密度大,粘度高,沥青胶质含量高,流动性差

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一、渤海油田概况
?

开采特点
? 筛管外砾石充填方式完井(疏砂岩储层) ? 套管射孔完井

? 早期注水开发
? 油层厚,非均质性强,大段合采存在层间干扰 ? 举升方式:电潜泵井(绝大多数),自喷,射流泵 ? 部分井储层存在伤害,采取酸化解堵后,增产幅度大 ,

目前酸化是主要增产措施
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一、渤海油田概况
?

海洋油田酸化面临的主要难点
? 配方体系筛选
? 适宜于储层特点 ? 不破坏岩石骨架 ? 与地层岩石和流体配伍 ? 有效解堵,深部穿透、

? 低伤害

? 酸化工艺选择 ? 注入液规模和施工参数优化

? 有效排酸工艺
? 作业成本控制和周期 ? 在时间、空间有限情况下的现场实施办法
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二、渤海油田酸化技术发展历史

?

第一阶段-1997年以前 国外公司(Dowell Schumbeger等)进行很少的试验
? 动用钻井船支持
? CTU排酸 ? 服务价格高 ? 作业费用高 ? 动复原周期长

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二、渤海油田酸化技术发展历史

?

第二阶段-1997-1999年
? 动用钻井船支持

? 起下两趟生产管柱
? CTU排酸,水力射流泵排酸 ? 作业费用高 ? 动复原周期长 ? 作业周期长,对生产时效影响大

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二、渤海油田酸化技术发展历史

?

第三阶段-2001年7月前
? 拖轮支持

? 起下两趟生产管柱
? 水力射流泵排酸 ? 作业费用降低到第二阶段的1/2 ? 动复原周期 ? 作业周期长(4-5天),对生产时效影响大

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二、渤海油田酸化技术的发展历史
第四阶段-2001年7月-至今
? 立足于采油平台

?

? 不动生产管柱
? 利用电潜泵直接排酸,残酸进生产流程 ? 作业费用降低到最初的1/4 ? 动复原周期短 ? 作业周期短(1-2天),对生产时效影响小

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三、渤海油田酸化方面的主要研究工作
立项研究目的 ?酸化解堵,提高单井产量,适宜的酸液体系和工艺 ?降低酸化作业成本 ?缩短作业周期 解决的关键技术难点 ?优选适应性性强、配伍性好的酸液配方 ?酸液配方适宜于不动管柱酸化,电泵返排残酸 ?优化施工方案,实现不动用钻井船,立足采油平台作业
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三、渤海油田酸化方面的主要研究工作

不动管柱酸化酸液配方优选
?SZ36-1油田储层潜在损害因素分析
?砾石溶蚀试验 ?SZ36-1油田岩芯溶蚀试验 ?酸液配方综合筛选评价 ?酸液对钢片腐蚀试验

?岩芯酸化效果试验研究
?电潜泵电缆头和电缆的酸腐蚀试验
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三、渤海油田酸化方面主要研究工作

不动管柱酸化施工方案优化
?间隔注酸酸化施工及酸化效果的影响
?完成了酸液配方存放时间对酸液质量影响研究及不同间隔注酸时间对酸化效果的

影响,优选出酸液配方最佳存放时间
?不动钻井船和不动管柱酸化可行性研究 ?酸化工艺选择及参数设计 ?不同施工方案制定及技术经济对比

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四、酸化工作液体系选择和设计

? ?

有效解堵(有机、无机堵塞) 弱溶蚀,深部穿透,稳定粘土颗粒

?
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防膨性能好
破乳性能好

助排性能好
配伍性好 低伤害 保护电泵机组及电缆
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五、酸化工艺选择 长井段酸化

要求

施工操作方便 有效、安全、可靠
采用不动生产管柱、采油平台作为支 撑平台

工艺

分流深部酸化工艺

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六、酸化实施方案

方案一:平台酸化,射流泵排酸
方案二:拖轮酸化,射流泵排酸 方案三:拖轮酸化,不动酸化管柱,电潜泵排酸 方案四:平台酸化,不动酸化管柱,电潜泵排酸

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六、酸化实施方案

?拖轮酸化,射流泵排酸
?平台酸化,射流泵排酸

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六、酸化实施方案

SZ36-1? ? F ? ? ? ? ? ° ? ? ? ? ? ? ? ? ¨? ? ?? ? ? ? ? ?
2.4? ?

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六、酸化实施方案

工具箱

HT-400泵

SSP-502泵 30m3罐 8.0*3.0
1.5m

30m3罐 7.8*2.8

管 线 筐

5.2*1.6

6.2*1.2
离 心 泵

高压管汇
+ + + +

6.2m

十通管汇

3.8m

2.8m

14m3 搅拌 罐

6.0*2. 4

15.6m

30m3罐
洗眼台 5.2*3.0

30m3罐
1.5m

36m3罐 5.5*3.2

8.3*2.8

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施工步骤-动管柱,钻井船支持

A.起出油井中电潜泵,下入酸化管柱(带射流泵工作筒); B.清理场地,安装酸化设备;
C.配制并往井中注入前置液;

D.配制并注入酸化液;
E.注顶替液; F.投射流泵返排残酸; G.清理场地,起出酸化管柱,下入电潜泵管柱生产
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施工步骤-动管柱,拖轮支持
序号 1 2 3 4 施工内容 备注 洗井/压井 将酸化设备安装在拖轮上并固 拆井口采油树 定,在码头上配好酸化用 起生产管柱及电潜泵 液并装罐 下酸化管柱 拖轮靠平台,连接从拖轮至井 口的管线 管线试压 该步可在拖轮靠平台前在平台 注油层清洗液 上完成 注前置液 暂堵液混注 注处理液 暂堵液混注 注后置液 注顶替液 关井反应 拖轮返航 起酸化管柱 下入电潜泵及生产管柱 组装采油树 电泵试运行 Southwest Petroleum University

5
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

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施工步骤-不动管柱,采油平台支持

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 洗井

施工内容

备注

酸化设备摆放,配液,管线连接 管线试压 注油层清洗液 注前置液 注处理液 注后置液 注顶替液 关井反应 启动电潜泵排液、生产

在平台进行

1.注前置液和处理液阶段暂堵液混注 ; 2.酸液及添加剂置于值班船,施工过 程中靠在平台边,把酸液逐罐吊 上平台进行配制,间隔注酸

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注入方式(动管柱方式)
射流泵捕捉器

酸化用液

酸化采油树(3M)

转化法兰(3M)

油管四通( 3M) 四通翼阀

螺栓:13/8" X 16 11" 3000PSI RX53

螺栓:13/8" X 16 11" 3000PSI RX53 3-1/2“ EU 油管

24"导管

射流泵工作筒 单流阀座

定位器 4” 密封 9 5/8"CSG

封隔器 2-7/8“ SNV 油管 2-7/8“ SNV 引鞋

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注入方式(不动管柱方式)

管柱类型/注入方式/特点分析
电泵合采管柱
?施工不易控制 ?顶替量大(20-70m3) ?难以彻底洗井 ?井筒中死油被挤入地层

油套环空反挤

丢手管柱
油套环空反挤 Y型管柱 油管正注

捞Y堵塞器

不捞Y堵塞器
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注入方式(不动管柱方式)

电泵合采管柱

丢手管柱

Y型管柱
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排液方式
?射流泵排酸 ?氮气排酸 ?电潜泵排酸
电潜泵排酸要解决的问题:
?保证酸化液对电潜泵机组及电缆产生伤害小,酸化后电潜泵能够正常启 动 ?若返排残酸不及时,能通过采取一定措施保证不会对油层产生伤害

·

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排液方式

动力液 酸化井口
返 出 残 酸
泥浆池 过滤 海水

油管四通

高压管汇

地下热水

过滤器
水源井

中和液

平台流程

普通海水

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不同施工方案对比

方 案 支撑平台 是否动管柱 排酸方式 施工周期 方案一 采油平台 方案二 拖 方案三 拖 方案五 拖 轮 轮 轮 是 是 否 否 否 否 射流泵 射流泵 电潜泵 电潜泵 液 氮 液 氮 长 短 短 短 较短 较短

备注 具备实施条件,但酸化施工时间较长。 具备实施条件并获成功,但受天气和海况影响较大。 具备实施条件,有一定风险,需要进行现场实验。 具备实施条件,有一定风险,需要进行现场实验。 具备实施条件,需要进一步现场实验。 具备实施条件,需要进一步现场实验。

方案四 采油平台 方案六 采油平台

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七、施工组织和设备

主管部门

现场监督

方案设计

酸化作业





电潜泵技术

钢丝作业 服务公司





和现场指导 服务公司

服务公司

服务公司

服务公司

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七、施工组织和设备

1.根据地质建议,提出安全可靠,技术上可行,可操作性强 的酸化施工设计。

2.根据设计要求,各施工单位分工明确,明确自己的任务,

所要准备的设备和提供的材料(例如水、电、气、动力油、酸
化用油等)。

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七、施工组织和设备
所需酸化设备(典型情况下):
序号 1 2
3 4 5 6

设备、工具名称 柱塞泵 酸化供液泵(离心泵)
配液设备 酸罐 搅拌罐 计算机数据采集系统

说明 满足设计最高压力和排量要求 满足设计最高排量要求
包括隔膜泵等 35m3 5m3

数量 2 1
1 3 1 1

单位 台 台
套 个 个 套

准备单位 酸化服务公司 酸化服务公司
酸化服务公司 酸化服务公司 酸化服务公司 酸化服务公司

7 8 9
10 11 12 13 14 15 16

机械数据采集系统 高压硬管线、软管线 低压管汇
打水设备 注碱液设备 酸化所需其他设备 压缩空气源 盐酸运输酸罐 电潜泵绝缘测试设备 撬状液氮注入设备 注碱液泵、管线和配制碱液罐 8atm 5m3以上 包括液氮罐、液氮泵、连续油管等

1 1 1
1 1 1 1 7 1 1

套 套 套
套 套 套 套 个 套 套

酸化服务公司 酸化服务公司 酸化服务公司
酸化服务公司 酸化服务公司 酸化服务公司 酸化服务公司

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七、施工组织和设备
撬状柱塞泵:关键设备,决定了可达到得注入压力和排量 一般情况下:
? ?

埋藏深度<2000m井,650HP(14MPa*2m3/min)可达到要求 埋藏深度3000m井, 1000HP(21MPa*2m3/min)可达到要 求 埋藏深度>4000m井, 1300HP28MPa*2m3/min)可达到要求

?

?

要实施酸压,则需要更大功率泵

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七、施工组织和设备
4000.0 3500.0 3000.0

所需水马力,HP

2500.0 2000.0 1500.0 1000.0 500.0 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 排量,m3/min 10.3MPa 17.2 24.1 31 37.9 13.8 20.7 27.6 34.5 41.4

不同排量和压力要求下所需水功率
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七、施工组织和设备
设备要求: ?所有设备必须在满足技术要求基础上,满足海上作业的安全要

求,例如防爆电器,吊具及钢绳的安全检验,密闭等;
?必须核定其长、宽、高和重量等资料,以保证放置和起重; ?工作稳定可靠,易损件和关键部件应有备件。

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七、施工组织和设备
隔膜泵

酸罐
控制间 撬状泵 钢丝绞车

低压管汇

注碱液泵

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七、施工组织和设备

酸罐
连续油管

液氮泵
液氮

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七、施工组织和设备

盐酸运输罐

酸罐

撬状注 碱液泵

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七、施工组织和设备

3.通力协作,加强沟通和协调,作业准备 前的协调会是必要的;

4.深入进行作业安全分险分析(JSA).

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七、施工组织和设备

JSA

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七、施工组织和设备
5.严格的QHSE程序
?严格执行设计,达到设计要求 ?严格操作操作规程,防止泡、冒、低、漏导致污染

?材料包装规范,有MSDS资料
?作业人员必须有完整的PPE

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八、西南石油大学进行酸化作业的优势 1.雄厚的研究基础和丰富的成果
承担的国家级项目(10余项)
?

华北油田低渗透水敏性储层解堵酸化优化设计(国家“七五”四级课题 )

?
? ? ? ?

新疆裂缝性油藏水平井采油技术(国家“八五”三级课题)
新疆裂缝性油藏水平井酸化技术(国家“八五”三级课题) 新疆裂缝性油藏水平井酸化施工设计及数学模拟研究(国家“八五”四 级课题) 新疆裂缝性油藏水平井酸化酸液品种及添加剂研究(国家“八五”四级 课题) 四川西部沙溪庙致密砂岩气藏投产技术研究(国家“九五”四级课题)

?
?

侧钻水平井酸化技术研究(国家“九五”四级课题)
千米桥潜山碳酸盐岩储层酸压技术研究
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八、西南石油大学进行酸化作业的优势 1.雄厚的研究基础和丰富的成果
承担的省、部级项目(20余项)
?

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

水力压裂工程计算方法研究及设计软件研制(总公司“七五” 项目); 四川阳新灰岩酸化数学物理模拟研究(总公司“七五” 项目); 酸沿裂缝流动有效作用距离计算软件及图版(总公司“七五” 项目); 胜利油田砂岩氟硼酸深部酸化技术(总公司“七五” 项目); 新疆乌尔禾控制缝高压裂工艺技术(总公司“七五” 项目); 油气储集层裂缝预测及特殊增产技术研究(总公司“八五” 项目); 塔里木盆地砂岩酸化工艺技术研究(总公司“八五” 项目); 四川裂缝性地层特殊增产措施研究(总公司“八五” 项目); 四川中部裂缝性地层高能气体压裂机理及工艺研究(总公司“八五” 项目); 深层裂缝性低渗透油田整体压裂数值模拟技术研究(总公司“九五” 项目); 深层裂缝性低渗透油田整体压裂方案设计研究(总公司“九五” 项目); 深层裂缝性低渗透油田整体压裂配套技术研究(总公司“九五” 项目); 低渗透油田整体压裂实施、监测评价技术研究(总公司“九五” 项目); 超深井压裂工艺技术研究(总公司“九五” 项目) 致密砂岩油气藏压裂酸化技术研究(总公司“九五” 项目) Southwest Petroleum University

2013年7月22日星期一5时44分21 秒

八、西南石油大学进行酸化作业的优势 1.雄厚的研究基础和丰富的成果
承担的大型合作项目(50余项)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

中原油田文33断块整体改造技术; 塔里木盆地东河塘三地区酸化工艺技术研究; 塔里木盆地吉拉克油层保护技术; 吐哈丘陵油田酸化可行性研究; 鄂尔多斯盆地低渗透碳酸盐岩酸化配方研究; 胜利油田桩西五号桩灰岩油层酸岩反应动力学试验研究; 新疆碳酸盐岩油气藏酸压设计计算软件研制; 吉林油田酸化设计方法研究; 酸液滤失试验装置的研制与应用 大港油田压裂优化设计; 大庆油田压裂优化设计; 百色盆地雷公、塘寨、那坤、花茶四油田酸液配方研制及酸化施工技术设计 酸液性能评价及最佳酸液配方性能评价 赤水地区阳新统灰岩酸化酸液配方性能评价 吐哈油田注水井酸化增注技术研究;

?
? ? ? ?

百色油田49块综合治理方案及配套技术投产、增产改造措施筛选及优化设计
吐哈盆地低渗透层酸化机理及酸液配方研究 老井重复压裂技术研究 深部酸化技术研究 塔理木碳酸盐岩储层高温深井酸化技术研究

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八、西南石油大学进行酸化作业的优势 1.雄厚的研究基础和丰富的成果
? ? ? ?

塔里木碳酸盐岩储层高温深井酸化技术研究 实施12井次
扎拉诺尔碳酸盐岩储层酸化工艺技术研究 千米桥潜山碳酸盐岩储层酸压技术研究 实施16井次 千米桥低渗低孔碳酸盐岩储层酸压改造技术研究 实施16井次

?
? ? ? ? ? ?

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层酸压技术研究 实施37井次
百色上法油田碳酸盐岩储层酸化技术 实施4井次

川中油田大安寨裂缝性碳酸盐岩储层酸化技术 实施9井次 威远气田阳新灰岩酸化机理研究 四川白云岩储层酸化机理研究 临盘油田庄西五号庄灰岩储层酸化机理研究 华北、胜利、大港、江苏等油田的酸化技术服务

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八、西南石油大学进行酸化作业的优势 2. 对渤海油田酸化技术有深入的研究
专门对SZ36-1、QK17-2、BZ3-4、 JZ9-3、QHD32-6、南堡35-2等多个 油田进行过详细的研究(包括大量室内试 验研究)。

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八、西南石油大学进行酸化作业的优势 3.对从事的酸化工艺技术十分熟悉和了解
?

我们主持并参与了渤海油田从最初的酸化技术研究及现场应用,到
现在经过几代酸化技术的改进形成的成熟技术,对渤海油田的酸化 工艺技术及现场应用十分熟悉和了解,主要的技术就是我们和渤海

油田有关技术人员一起研究提出来的:
? ? ? ?

钻井船酸化――拖轮酸化――平台酸化 笼统酸化――分流酸化 动管柱酸化――不动管柱酸化 酸化工艺技术获得了CNOOC科技进步二等奖(当年一等奖空缺)。

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八、西南石油大学进行酸化作业的优势

On-site instruction,Dr . Liu

数据采集工程师现场采集数据

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八、西南石油大学进行酸化作业的优势 4.对海上油田酸化现场应用经验丰富
?

在CNOOC海上SZ36-1、QK17-2、BZ3-4、JZ9
-3、QHD32-6、BZ26-2、BZ25-1S、呈北等油田 12个油田进行过200多井次的的现场酸化实践,积累了 大量的施工经验,取得显著增产效果。

?

在CNPC大港滩海探区进行了多次酸化实践活动,效 果明显,成功率和有效率高。

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2013年7月22日星期一5时44分21 秒

二、在酸化领域相关的研究成果和现场工作经验 4.对海上油田酸化现场应用经验丰富
酸前 井号 层位 层号 日产油m3 工作制度 10.32mm 33.88 1.2 日产气m3 工作制度 10.32mm 104160 工作制度 畅 放 0 工作制度 H:1299m 0 泵排10MPa 0 泵排10MPa 0 日产油m3 工作制度 8.73mm 65.04 工作制度 6mm 78.7 工作制度 6.35mm 49.92 泵排8MPa 21.6 泵排15MPa 0 日产气m3 工作制度 8.73mm 67014 工作制度 6mm 23257 工作制度 6.35mm 69901 泵排8MP 0 泵排16MPa 0 酸后

庄海4X1

沙三段

37~43

张海5井

沙一段

18、19、20
1.2 18、19、20 、21 工作制度 H:1299m 2.02 泵排10MPa

张海501井

沙一段

庄海9x1井

明化镇

25 1. 47 泵排10MPa

张海7井

沙一

20 0

大港滩海南部探区酸化井酸化效果对比
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二、在酸化领域相关的研究成果和现场工作经验 4.对海上油田酸化现场应用经验丰富

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二、在酸化领域相关的研究成果和现场工作经验 5.对高质量完成酸化技术的酸液及材料、设备十分清楚
?
? ?

研究并提出了各类酸化技术的酸液配方;
改进、研制了供不动管柱酸化的酸液体系及其添加剂;

对各产品的生产和质量十分了解,可以帮助油公司监督酸化
材料的生产和质量。

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二、在酸化领域相关的研究成果和现场工作经验 6.现场酸化的技术调整和指挥得当
酸化施工技术在现场应用时,

对不同井层情况,可能在现场需
要进行现场调整,这必须在现场 注酸过程中根据施工情况做出正

确判断才能进行技术调整。我们
多年来一致参与酸化现场施工和 酸化技术现场指导,熟悉现场调

整方法,现场酸化技术调整和指
挥得当。
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谢!

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