油井增产技术PDF电子书下载

第一章 储集层与层内流体的化学性质 3

1.1岩石组分与矿物 3

1.1.1砂岩组分 3

1.1.2灰岩组分 4

1.1.3页岩组分 4

1.1.4沉积岩组分 5

1.2粘土 5

1.2.1粘土矿物的基本结构组成 5

1.2.2储层内粘土矿物的赋存 8

1.3粘土与其他矿物的表面电荷 9

1.3.1表面电荷起源 10

1.3.2双电荷层 12

1.3.3表面电荷在实践中的重要性 14

1.4阳离子交换或碱交换作用 14

1.5地层水化学性质 20

1.5.1阳离子 20

1.5.2阴离子 21

1.5.3硅 21

1.5.4地层水组分的表示方法 22

1.5.5地层水总碱度 24

1.6原油化学组成简介 24

参考文献 24

习题 25

第二章 地层物质的物理性质 28

2.1地层岩石的机械性质 28

2.1.1线弹性 28

2.1.2弹性介质中波的传播 30

2.1.3岩石抗嵌入强度 32

2.2地层流体机械性质 32

2.2.1等温压缩系数 32

2.2.2流体粘度 33

2.3多孔岩石热性质 39

2.3.1热容 39

2.3.2热导率 39

2.4地层流体热性质 40

参考文献 42

习题 43

第三章 注入流体的化学性质和机械性质 45

3.1水基聚合物溶液的化学性质 45

3.1.1天然聚合物与合成聚合物简介 46

3.1.2改性聚合物 47

3.1.3酸的稳定性 48

3.1.4交联作用 48

3.2聚合物溶液的机械性质 49

3.2.1幂律模型 49

3.2.2紊流时的降阻作用 52

3.3表面活性剂 54

3.3.1阴离子型表面活性剂 56

3.3.2阳离子型表面活性剂 58

3.3.3非离子型表面活性剂 59

3.3.4碳氟化合物型表面活性剂 60

3.4泡沫 61

3.4.1泡沫稳定性 61

3.4.2泡沫流变特性 63

3.5乳状液 66

3.5.1乳状液稳定性 66

3.5.2乳状液流变特性 70

3.6酸 70

3.6.1酸体系 70

3.6.1.1无机酸 71

3.6.1.2有机酸 71

3.6.1.3粉末酸 72

3.6.1.4酸混合体系 72

3.6.1.5缓速酸 72

3.6.2酸与碳酸盐岩反应化学计算方法 73

3.6.3酸与碳酸盐岩反应时的平衡状态 75

3.6.3.1离解平衡状态 76

3.6.3.2反应平衡状态 76

3.6.4酸与砂岩反应化学计算方法 79

3.6.5酸与砂岩反应时的平衡状态 80

参考文献 81

习题 83

第四章 地层损害的成因 89

4.1引言 89

4.2悬浮微粒的俘获 89

4.2.1长距离力——范德华力 92

4.2.2长距离力——双电层斥力 93

4.2.3长距离结构力 95

4.2.4短距离斥力 95

4.2.5DLVO理论 95

4.3产生地层损害的物理过程 97

4.3.1钻井液与完井液 97

4.3.2微粒从孔隙壁脱附 97

4.3.2.1中间有流体流过而隔离开的吸附到平面上的球形微粒 98

4.3.2.2脱附机理 100

4.3.3储层岩心的淡水驱作用 102

4.3.4pH值对淡水驱的影响 104

4.3.5层内乳化作用 105

4.4产生地层损害的化学过程 108

4.4.1多孔介质内的流体渗流前缘的运移 108

4.4.1.1线性体系 108

4.4.1.2径向体系 114

4.4.2中间过渡层中的沉淀作用 116

4.4.2.1离子交换与沉淀作用 116

4.4.2.2溶解与沉淀 116

4.4.3蜡质沉淀 118

4.4.4沥青烯沉淀 119

4.5产生地层损害的生物学过程 119

参考文献 119

习题 122

第五章 地层损害模拟 126

5.1平行路径模 126

5.1.1基本概念 127

5.1.2某些实验结果 129

5.1.3淡水损害模拟 131

5.2网络模型 133

5.2.1有效介质理论 133

5.2.2被损害地层渗透率 136

参考文献 138

习题 139

第六章 实施增产措施前的试井 141

6.1油井实施增产措施前的压降试井 141

6.2表皮因子的重要意义 144

6.3气井的压力测试 145

参考文献 145

习题 145

第七章 射孔工艺技术 151

7.1聚能射孔器 151

7.2聚能射孔器性能 152

7.2.1岩心渗流效率 154

7.2.2射孔效率 155

7.3决定射孔孔眼净度因素 160

7.3.1完井液因素 160

7.3.2产液的渗流因素 160

7.3.3压差因素 161

7.4射孔方案设计 162

7.4.1射孔孔眼穿透深度 162

7.4.2射孔密度 163

7.4.3射孔相位角 163

7.4.4射孔孔眼入口直径 164

7.4.5综合设计诺模图 164

7.5为水力压裂措施而射孔 165

7.5.1破裂压力计算 165

7.5.2限流射孔 166

参考文献 170

习题 171

第八章 裂缝动态几何形状 175

8.1裂缝方位 175

8.1.1破裂压力 175

8.1.2垂直裂缝或水平裂缝 176

8.2垂直裂缝 179

8.2.1裂缝方位角 179

8.2.2裂缝高度 181

8.2.3裂缝动态宽度 183

8.2.4裂缝长度 185

8.2.5井眼压力 190

8.2.6非牛顿流体有效粘度 191

8.3水平裂缝和扁平形裂缝 192

8.3.1径向裂缝内的层流 192

8.3.2水平裂缝的体积平衡 193

8.3.3裂缝宽度 194

8.4流体滤失 195

8.4.1地层流体压缩特性 195

8.4.2粘性流体侵入带 196

8.4.3造壁作用的压裂液 196

8.4.4压裂液滤失总系数 197

8.4.5垂直裂缝的流体平均滤失系数 198

参考文献 201

习题 203

第九章 压裂液温度 207

9.1垂直裂缝内压裂液温度 207

9.1.1体积平衡与能量平衡 207

9.1.2导入裂缝内的热能 209

9.1.3温度分布 209

9.1.4压裂液平均温度 211

9.2水平裂缝内或扁平形裂缝内压裂液的温度 212

9.3流入射孔孔眼内的压裂液温度 213

参考文献 214

习题 215

第十章 裂缝最终导流能力 217

10.1加支撑剂水力压裂技术 217

10.1.1支撑剂类型 217

10.1.2被支撑裂缝的导流能力 218

10.1.3支撑剂的沉降速度 221

10.1.4裂缝闭合时间 224

10.2酸压裂技术 225

10.2.1酸液穿透距离 225

10.2.2理想裂缝宽度 231

10.2.3酸蚀裂缝导流能力 233

参考文献 234

习题 236

第十一章 水力压裂井产能 238

11.1自喷期生产阶段 238

11.2半稳态生产或稳态生产阶段 239

11.2.1未受损害井增产比 239

11.2.2受损害井增产比 240

11.2.3紊流气井增产比 241

11.2.4裂缝导流能力变化的井增产比 241

11.3投产初期压裂井产量 244

11.4自喷期生产 250

参考文献 252

习题 252

第十二章 水力压裂工艺方案设计与最优化理论 256

12.1加支撑剂水力压裂工艺 256

12.1.1压裂液和添加剂的选择 256

12.1.2加支撑剂水力压裂工艺施工方案设计 260

12.1.3压裂工艺施工方案设计需考虑的因素 268

12.2酸压裂技术 268

12.2.1压裂液和添加剂的选择 268

参考文献 276

习题 277

第十三章 酸化方法 281

13.1酸化方法简介 281

13.1.1酸种类 281

13.1.2施工前准备 283

13.1.3酸液添加剂 283

13.2通过酸化措施在理论上可获得的产能提高百分比 283

13.3最大注入排量 284

参考文献 285

习题 285

第十四章 酸与储层矿物质反应速率 286

14.1酸与储层矿物质的反应 286

14.1.1表面反应速率 286

14.1.2盐酸与灰岩的反应 288

14.1.3盐酸与白云岩的反应 289

14.1.4长石与氢氟酸的反应 289

14.1.5石英与氢氟酸的反应 290

14.1.6粘土与氢氟酸的反应 291

14.2酸溶液中的传质 293

14.2.1酸扩散作用 293

14.2.2对流传质 294

14.2.3平行板式反应器 295

14.2.4转盘装置 296

参考文献 297

习题 298

第十五章 砂岩基质酸化理论 300

15.1酸反应平衡方程式 300

15.1.1孔隙结构 300

15.1.2多孔介质内的渗流与酸化反应 303

15.1.3缓慢反应层特性 312

15.1.4快速反应矿物质前缘的速率 313

15.2酸化层渗透率 314

15.3酸液渗过多孔介质时的径向流 316

15.3.1与线性流比较 316

15.3.2反应前缘的酸浓度 316

15.3.3反应前缘的运移 317

15.4通过射孔孔眼酸化 319

15.4.1酸在射孔孔眼周围基质中的缓慢反应 320

15.4.2酸在射孔孔眼内快速反应前缘的位置 320

15.4.3与精确数值计算结果的比较 321

参考文献 322

习题 323

第十六章 砂岩基质酸化措施方案设计 327

16.1砂岩基质酸化措施简介 327

16.2酸诱导的损害 327

16.2.1微粒运移导致的损害 328

16.2.2二氧化碳导致的损害 328

16.2.3沉淀损害 329

16.3岩心机械性质 335

16.4前置液 335

16.5酸化措施 336

16.5.1策略 336

16.5.2酸组分 337

16.5.3径向流穿透距离 337

16.5.4径向流的酸化体积 338

16.6后置液 342

16.6.1添加剂 343

16.7替代酸组分 343

16.7.1SIGMA 343

16.7.2pH值较高的酸 344

16.7.3氟硼酸 344

16.7.4系列氢氟酸体系 344

参考文献 345

习题 346

第十七章 碳酸盐岩基质酸化基本原理及方案设计 348

17.1碳酸盐岩酸蚀孔洞——一种腐蚀空洞 348

17.2环形孔隙结构的流体滤失 351

17.2.1滤失范围 353

17.3基质酸化模拟 355

17.3.1平行孔隙体系的模拟结果 355

17.4酸蚀孔洞的分数维描述 356

17.4.1分数维 356

17.4.2径向流模型 358

17.5碳酸盐岩基质酸化方案设计 359

17.6碳酸盐岩基质酸化新方法 361

17.6.1原地酸的形成 362

参考文献 363

习题 363

第十八章 酸液添加剂 366

18.1基质酸化转向剂 366

18.1.1转向剂的优点 366

18.1.2酸液转向添加剂 367

18.1.3流体转向简化理论模型 368

18.1.4流体同时转向与酸反应特性 370

18.1.5滤饼压缩特性 371

18.1.6岩心测试结果误导吗 371

18.2防腐剂 371

18.2.1金属腐蚀 372

18.2.2防腐剂选择建议 374

18.3络合剂 375

18.4表面活性剂 375

18.5互溶剂 376

参考文献 376

习题 378

第十九章 防砂 383

19.1非胶结性地层开采过程中出砂问题 383

19.2出砂与井产能 384

19.2.1砂体破裂机理 384

19.2.2井出砂预测技术 385

19.2.3优化射孔工艺防砂方法 386

19.3砾石充填工艺措施 386

19.3.1砾石充填工艺原理 386

19.3.2选择砾石尺寸 387

19.3.3选择衬管或筛管 392

19.3.4砾石质量 393

19.3.5砾石充填工艺 394

19.4斜井砾石充填工艺措施 399

19.4.1低粘度载液 399

19.4.2需考虑的水动力学因素 399

19.4.3质量平衡总方程式 401

19.4.4砾石砂丘平衡高度 403

19.5挤树脂胶结充填近井疏松出砂层段 405

19.5.1对树脂重要性能的要求 405

19.5.2挤树脂固砂工艺过程 406

19.5.3相分离过程 406

19.5.4注后置液 407

19.5.5激活剂 407

19.5.6挤树脂 407

19.5.7树脂胶结砾石充填体 407

参考文献 407

习题 409

附录石油增产工程常用单位制及单位换算对照表 412