Kelikatan bendalir pemecahan asid menentukan tekanan pemecahan pemecahan hidraulik yang diperlukan untuk permulaan rekahan dan mengawal perambatan rekahan dalam batuan. Pengukuran dan kawalan kelikatan bendalir yang tepat adalah penting untuk mengoptimumkan geometri rekahan, menyokong perkembangan rekahan melengkung dan memastikan pengagihan asid yang seragam di sepanjang permukaan rekahan. Memilih kelikatan yang sesuai menghalang kebocoran bendalir yang berlebihan ke dalam formasi dan meningkatkan pengetsaan asid untuk peningkatan rekahan, yang akhirnya mempengaruhi tahap pembesaran rekahan oleh asid dan membolehkan pengoptimuman kawasan saliran takungan minyak yang lebih berkesan.
Tujuan Utama Bendalir Pemecah Asid
Rawatan bendalir pemecah asid adalahessential inrangsangan takunganofFormasi syal yang ditandai dengan keliangan rendah dan kebolehtelapan rendah. Tujuan utamanya adalah untuk mengatasi halangan rembesan semula jadi dan meningkatkan pemulihan hidrokarbon dengan mewujudkan laluan konduktif dalam matriks batuan yang ketat. Peretakan asid mencapai matlamat ini melalui mekanisme berganda: membentuk rekahan melalui suntikan asid bertekanan, dan seterusnya membesarkan dan mengukir rekahan ini melalui tindak balas asid-batuan terkawal. Ini mengembangkan kawasan saliran takungan minyak dan meningkatkan produktiviti zon yang sebelum ini terhalang oleh kerosakan formasi atau kebolehtelapan yang tidak mencukupi.
Cabaran selanjutnya adalah menyesuaikan formulasi bendalir pemecahan asid agar sepadan dengan litologi dan mekanik takungan sasaran. Mekanisme tindak balas asid-batuan dan kadar tindak balas asid-batuan berbeza-beza dengan ketara mengikut mineralogi, tekanan, suhu dan penggunaan bahan tambahan bendalir pemecahan hidraulik. Ini bukan sahaja memberi kesan kepada kadar dan gaya pengetsaan tetapi juga risiko penyumbatan pembentukan, pembengkakan tanah liat atau interaksi geokimia yang buruk, yang semuanya boleh menjejaskan kekonduksian patah dan mengehadkan keuntungan pengeluaran jangka panjang.
Takungan Minyak Syal
*
Asas Pemecahan Asid dalam Takungan Minyak Syal
Mekanisme Penciptaan Patah Tulang
Pembentukan rekahan dalam takungan minyak syal yang ketat bergantung pada mengatasi tegasan in-situ yang tinggi dan kekuatan batuan melalui rekahan hidraulik atau asid. Dalam persekitaran kebolehtelapan rendah ini, laluan berskala besar untuk aliran minyak jarang wujud. Prinsipnya melibatkan penyuntikan cecair rekahan asid pada tekanan yang mencukupi untuk melebihi tekanan pecahan rekahan hidraulik—minimum yang diperlukan untuk memulakan rekahan dalam matriks batuan. Proses ini bergantung secara langsung pada mekanik batuan asas: sebaik sahaja tekanan yang dikenakan melebihi ambang pecahan, rekahan baharu terbentuk, yang paling biasa mengikuti laluan rintangan terendah yang ditentukan oleh satah lapisan, rekahan semula jadi dan anisotropi mekanikal dalam batuan.
Tekanan pecahan berbeza-beza mengikut jenis batuan dan bendalir rekahan. Kajian menunjukkan bendalir seperti CO₂ menghasilkan tekanan pecahan yang lebih tinggi dan rangkaian rekahan yang lebih rumit berbanding H₂O atau N₂. Mekaniknya juga bergantung pada kekuatan tegangan formasi, modulus keanjalan dan kehadiran satah lemah. Teori jarak kritikal—dimaklumkan oleh ujian makmal dan lapangan—memodelkan tekanan permulaan rekahan yang diperlukan sebagai fungsi keamatan tegasan pada hujung rekahan, meramalkan di mana dan bila perluasan rekahan yang tidak stabil akan timbul.
Kerumitan dalam rangkaian rekahan yang terhasil dicapai selanjutnya dengan mensasarkan pertumbuhan rekahan di sepanjang garis melengkung dan bukannya satah lurus. Pendekatan ini meningkatkan isipadu takungan yang dirangsang. Teknik seperti rekahan kejutan tekanan kitaran mendorong denyutan tekanan, menyebabkan permulaan berulang dan penggabungan rekahan yang bercabang dan melengkung, dengan cekap menavigasi halangan litologi dan heterogeniti laminasi. Rekahan kompleks dan berbilang cabang yang terbentuk dengan cara ini memaksimumkan kawasan saliran dan meningkatkan akses kepada hidrokarbon yang diasingkan sebelum ini.
Pembentukan rekahan juga bergantung pada penyepaduan keadaan geologi dan kawalan operasi. Faktor geologi—seperti rejim tegasan, stratifikasi, mineralogi dan kehadiran lipit yang lemah—mengawal laluan yang boleh diambil oleh rekahan. Pelarasan kejuruteraan, termasuk formulasi bendalir rekahan asid dan pengurusan tekanan dinamik, membolehkan reka bentuk rangkaian yang paling sepadan dengan sifat semula jadi takungan.
Ciri-ciri Takungan yang Mempengaruhi Pemecahan Asid
Kebolehtelapan yang rendah dan keliangan yang rendah merupakan ciri-ciri yang menentukan takungan minyak syal. Kedua-dua sifat ini mengehadkan aliran bendalir semula jadi, menjadikan perambatan rekahan yang cekap penting untuk pengeluaran. Dalam sistem matriks ultra ketat, rekahan yang teraruh mestilah cukup luas untuk berhubung dengan rangkaian liang sedia ada atau rekahan mikro. Walau bagaimanapun, pembesaran rekahan oleh asid selalunya tidak sekata disebabkan oleh heterogeniti dalam komposisi batuan, mineralogi dan tekstur.
Keliangan dan kebolehtelapan mengawal kebocoran bendalir dan pengangkutan asid. Dalam batuan dengan struktur liang yang lemah atau rekahan mikro yang saling berkaitan yang terhad, kebocoran asid adalah terhad, menjadikan pengetsaan asid dalam rekahan hidraulik kurang berkesan. Jika saluran rembesan semula jadi tiada atau sangat berliku-liku, teknik untuk meningkatkan ketersambungan saluran menjadi penting. Penyelesaian saluran rembesan semula jadi yang lemah mungkin termasuk kitaran rekahan berulang, penggunaan pengalih, atau urutan rawatan hibrid.
Heterogeniti batuan—lapisan, ketumpatan rekahan dan taburan mineral yang berbeza—mewujudkan laluan keutamaan untuk penyebaran rekahan dan kebocoran. Mekanisme tindak balas asid-batuan dan kadar tindak balas asid-batuan berbeza-beza di seluruh takungan, terutamanya berhampiran antara muka antara jenis batuan yang berbeza. Apabila asid bertemu dengan jalur-jalur kaya karbonat, tindak balas yang pantas boleh mewujudkan lebar rekahan yang tidak sekata dan corak rekahan bercabang. Ini secara alternatif boleh menggalakkan atau menghalang ketersambungan bergantung pada heterogeniti ruang.
Kebocoran bendalir merupakan satu lagi cabaran dalam syal yang retak secara heterogen. Kebocoran yang tinggi di zon keliangan yang meningkat atau rekahan terbuka boleh mengehadkan pemanjangan berkesan rekahan teraruh utama. Sebaliknya, zon kebocoran yang rendah boleh menghalang penembusan asid dan pembesaran rangkaian rekahan seterusnya. Formulasi bendalir rekahan asid—termasuk penggunaan asid gel atau asid bersilang, dan bahan tambahan bendalir yang disesuaikan dengan jenis batuan—secara langsung mempengaruhi hasil ini, membolehkan pengendali meningkatkan kebolehtelapan batuan keliangan rendah dan mengoptimumkan kawasan saliran takungan minyak.
Rangsangan yang berkesan dalam persekitaran kompleks ini memerlukan fokus berganda: kawalan mekanik rekahan yang tepat dan peningkatan sifat pengangkutan batuan yang disasarkan melalui formulasi dan operasi bendalir rekahan hidraulik yang termaklum. Pengetsaan asid untuk peningkatan rekahan, kebocoran terurus dan rekahan di sepanjang trajektori melengkung adalah penting untuk mengatasi halangan semula jadi yang ditimbulkan oleh kebolehtelapan yang rendah dan ketersambungan semula jadi yang lemah dalam takungan minyak syal.
Bendalir Pemecah Asid: Komposisi, Kelikatan dan Prestasi
Komponen dan Formulasi Bendalir Pemecah Asid
Formulasi bendalir pemecahan asid tertumpu pada penalaan sistem kimia untuk memaksimumkan kekonduksian pemecahan dan pemulihan minyak. Sistem asid yang paling biasa digunakan ialah asid hidroklorik (HCl), biasanya dalam kepekatan dari 5% hingga 28%, dipilih berdasarkan litologi takungan dan objektif rawatan. Asid lain termasuk asid organik seperti asid asetik atau asid formik untuk pelembut atauformasi sensitif suhuCampuran atau sistem asid berperingkat boleh digunakan untuk mengeksploitasi kereaktifan yang berbeza sepanjang selang rawatan.
Bahan tambahan penting disertakan dengan asid. Perencat kakisan, penguat, agen kawalan besi dan bukan pengemulsi melindungi tiub, mengurangkan pemendakan dan menyekat pembentukan emulsi. Polimer sintetik semakin disepadukan sebagai pemekat—selalunya poliakrilamida terhidrolisis separa (HPAM) atau kopolimer baharu—untuk meningkatkan kelikatan bagi penempatan asid, penggantungan propan dan kawalan kebocoran yang lebih baik. Surfaktan, baik anionik (contohnya, natrium dodesil sulfat) dan bukan ionik (contohnya, alkohol etoksilasi), adalah penting untuk menstabilkan sistem buih, meningkatkan perubahan kebolehbasahan dan menurunkan tegangan permukaan untuk sentuhan batu-asid yang lebih berkesan.
Pengurusan kebocoran dan sisa adalah penting. Bahan tambahan kehilangan bendalir seperti polimer berasaskan kanji atau polimer sintetik termaju mengurangkan pencerobohan ke dalam matriks, mengekalkan asid dalam rekahan. Pemecah—oksidatif (contohnya, persulfat) atau enzimatik—digunakan untuk menguraikan pemekat selepas rawatan, mengurangkan risiko sisa dan kerosakan pembentukan berikutnya. Walau bagaimanapun, interaksi dengan air yang dihasilkan atau pemecah suhu rendah boleh menghasilkan pemendakan mineral sekunder seperti barit, yang memerlukan pemeriksaan keserasian sistem yang teliti.
Contoh formulasi progresif termasuk:
- Sistem asid terencat: menggunakan gel surfaktan-polimer untuk memperlahankan tindak balas asid-batuan untuk penembusan yang lebih dalam dalam lapisan karbonat yang ketat.
- Polimer tahan garam suhu tinggi (contohnya, kopolimer sintetik P3A) untuk kelikatan yang stabil dan sisa minimum dalam telaga dalam.
- Kimia hijau, menggabungkan asid L-askorbik, membolehkan pengekalan kelikatan dan perlindungan antioksidan sehingga 300°F tanpa hasil sampingan yang berterusan terhadap alam sekitar.
Pengukuran Kelikatan dan Kepentingan dalam Pemecahan Asid
Pengukuran tepat kelikatan bendalir pemecah asid memerlukanviskometer tekanan tinggi, suhu tinggi (HPHT)mampu mensimulasikan profil tekanan dan suhu dasar lubang. Teknik utama termasuk:
- Viskometer putaran untuk penentuan kelikatan asas.
- Viskometer HPHT untuk protokol lanjutan, menilai kelakuan viskoelastik di bawah beban haba atau tekanan kitaran.
Kepentingan kelikatan adalah pelbagai aspek:
- Corak Etsa dan Pembesaran PatahAsid dengan kelikatan yang lebih rendah menyebabkan corak etsa lubang cacing atau lubang yang lebih dominan; kelikatan yang lebih tinggi menggalakkan perkembangan saluran yang lebih luas dan seragam, yang secara langsung mengawal kekonduksian patah dan potensi pembesaran. Peningkatan kepekatan pemekat, sebagai contoh, menghasilkan kawasan terukir yang lebih luas dan pertumbuhan patah yang kompleks, seperti yang disahkan oleh ujian makmal medan dan penjejakan pewarna.
- Kebolehcapaian dan Pengagihan Patah TulangCecair likat mengawal penempatan asid dengan lebih baik, menggalakkan kemasukan asid ke dalam rekahan semula jadi sekunder dan memaksimumkan kawasan saliran takungan minyak. Penilaian kuantitatif menggunakan ukuran kekonduksian pasca-etsa menghubungkan kelikatan yang lebih tinggi dengan rangkaian rekahan konduktif yang lebih teragih dan berterusan, berkorelasi dengan kadar pengeluaran yang lebih tinggi.
Contohnya, dalam syal Marcellus yang kaya dengan karbonat, penggunaan sistem asid penjanaan sendiri atau asid berangkai silang—yang mana kelikatan dinamik dikekalkan walaupun pada suhu takungan—menghasilkan sekurang-kurangnya 20–30% kerumitan rekahan dan liputan saliran yang lebih tinggi berbanding HCl yang tidak diubah suai.
Tindak Balas Asid–Batu dalam Pemecahan Asid
*
Kinetik Tindak Balas Asid-Batu dan Hubungannya dengan Kelikatan
Mekanisme tindak balas asid-batuan sangat dipengaruhi oleh kelikatan bendalir. Sistem asid klasik bertindak balas dengan cepat dengan mineral karbonat, memfokuskan pembubaran berhampiran lubang telaga dan mengehadkan kedalaman penembusan. Sistem asid terencat, yang menggunakan surfaktan viskoelastik atau emulsi polimer-asid, mengurangkan kadar resapan ion hidrogen, memperlahankan kadar tindak balas asid-batuan keseluruhan. Ini membolehkan asid menembusi lebih dalam ke dalam formasi kebolehtelapan rendah atau keliangan rendah sebelum dihabiskan, menggalakkan pengetsaan yang lebih luas dan rekahan yang lebih lama.
Modulasi kadar tindak balas boleh disesuaikan melalui:
- Melaraskan nisbah surfaktan/polimer untuk menyelaraskan resapan asid.
- Pengasidan berjujukan—suntikan asid terencat dan asid biasa berselang-seli—mencapai keseimbangan pengetsaan formasi hampir-telaga dan dalam, seperti yang ditunjukkan dalam eksperimen suntikan berjujukan di mana sistem asid berselang-seli menghasilkan pengetsaan berperingkat dan rangsangan takungan yang dipertingkatkan.
Kesan sinergi timbul daripada kombinasi:
- Polimer yang digabungkan dengan surfaktan bukan ionik menghasilkan penebalan yang kuat dan meningkatkan rintangan haba dan garam, seperti yang disahkan oleh penilaian sifat reologi dan pembawa pasir di bawah keadaan takungan simulasi.
- Campuran alkali-surfaktan-polimer (ASP), dan sistem nanokomposit (contohnya, grafena oksida-polimer), meningkatkan kelikatan dan kestabilan asid yang mengawal kadar, di samping membantu kawalan profil dan penyingkiran asid baki—penting untuk mengoptimumkan pemecahan asid dalam saluran rembesan semula jadi heterogen dan untuk meningkatkan pemulihan daripada pembentukan kebolehtelapan rendah atau keliangan rendah.
Ujian mikromodel kaca dan ujian limpahan teras mengesahkan bahawa formulasi yang disesuaikan ini meningkatkan masa sentuhan asid, memperlahankan tindak balas dengan mineral, menambah baik kawasan terukir dan akhirnya mengembangkan saliran takungan minyak, menggambarkan hubungan praktikal antara komposisi bendalir pemecahan asid, kelikatan, kinetik tindak balas asid-batuan dan kecekapan rangsangan takungan keseluruhan.
Pengaruh Geometri Patah terhadap Penembusan dan Keberkesanan Asid
Geometri rekahan—khususnya panjang, lebar (apertur), dan taburan ruang—sangat menentukan penembusan asid dan seterusnya keberkesanan rekahan asid. Rekahan yang panjang dan lebar menggalakkan taburan asid yang meluas, tetapi kecekapan boleh berkurangan disebabkan oleh "penembusan" asid, di mana asid yang tidak digunakan dengan cepat sampai ke hujung rekahan tanpa bertindak balas sepenuhnya di sepanjang laluan tersebut. Kebolehubahan apertur, terutamanya rekahan bersaluran atau berdinding kasar yang dibentuk oleh pengetsaan tidak seragam, menggalakkan penembusan yang lebih besar dengan menyediakan laluan keutamaan dan mengurangkan kehilangan asid pramatang.
- Kebolehubahan apertur:Permukaan bersaluran yang dibangunkan oleh pengetsaan asid mengekalkan kekonduksian di bawah tekanan dan menyediakan laluan pengangkutan asid keutamaan.
- Penempatan ruang:Rekahan yang berhampiran dengan telaga membolehkan taburan asid yang lebih seragam, manakala rekahan yang jauh atau bercabang tinggi mendapat manfaat daripada suntikan asid berperingkat atau slug cecair asid/neutral berselang-seli.
- Suntikan berbilang peringkat:Cecair asid dan spacer yang berselang-seli boleh meremajakan ukiran di sepanjang permukaan patah yang memanjang, yang membawa kepada penembusan yang lebih dalam dan pembesaran patah semula jadi dan teraruh yang lebih berkesan.
Siasatan lapangan dan makmal menggunakan pengimbasan mikro-CT dan pemodelan berangka menunjukkan bahawa kerumitan dan kekasaran geometri mengawal kadar tindak balas asid-batuan dan tahap peningkatan kebolehtelapan muktamad. Reka bentuk pemecahan asid yang betul dengan itu memadankan secara optimum sifat sistem asid dan skema suntikan dengan geometri patah khusus takungan, memastikan kekonduksian patah maksimum dan tahan lama serta pemulihan minyak yang dipertingkatkan.
Strategi Pengoptimuman untuk Pemecahan Asid yang Berkesan
Pemilihan Sistem Asid dan Aditif
Pengoptimuman pemecahan asid sangat bergantung pada pemilihan sistem asid yang betul. Sistem asid terencat, seperti asid yang digel atau diemulsi, diformulasikan untuk memperlahankan kadar tindak balas asid-batuan. Ini membolehkan penembusan yang lebih dalam di sepanjang rekahan dan pengetsaan asid yang lebih seragam. Sebaliknya, sistem asid konvensional—biasanya asid hidroklorik yang tidak diubah suai—bertindak balas dengan cepat, selalunya menyekat kedalaman penembusan asid dan mengehadkan pemanjangan rekahan, terutamanya dalam takungan karbonat dan syal suhu tinggi. Perkembangan terkini termasuk sistem asid pepejal, yang disesuaikan untuk takungan suhu ultra tinggi, yang seterusnya memperlahankan kadar tindak balas, mengurangkan kakisan dan meningkatkan keberkesanan melalui tindakan asid yang berpanjangan dan pelarutan batuan yang lebih baik.
Apabila membandingkan sistem terencat berbanding sistem konvensional:
- Asid terencatlebih disukai dalam formasi di mana pengeluaran asid yang cepat berhampiran lubang telaga mengurangkan jangkauan dan keseragaman rawatan. Asid-asid ini telah terbukti dapat memudahkan pembesaran rekahan yang lebih baik oleh asid dan meningkatkan kekonduksian pasca rekahan dan kawasan saliran minyak.
- Asid konvensionalmungkin mencukupi untuk rawatan cetek atau zon yang sangat telap di mana tindak balas pantas dan penembusan minimum boleh diterima.
Pemilihan pengubah kelikatan—seperti surfaktan viskoelastik (sistem VCA) atau agen pembentuk gel berasaskan polimer—bergantung pada faktor khusus takungan:
- Suhu takungan dan mineralogi menentukan kestabilan kimia dan prestasi pengubah kelikatan.
- Untuk aplikasi suhu tinggi, pemecah gel yang stabil secara terma seperti agen pengoksidaan berkapsul atau kapsul pengetsaan asid adalah perlu untuk memastikan penguraian asid tergel dan pembersihan selepas rawatan yang cekap.
- Profil kelikatan ketara mesti disesuaikan supaya bendalir pemecah asid mengekalkankelikatan yang mencukupisemasa mengepam (meningkatkan lebar patah dan suspensi propan) namun boleh didegradasi sepenuhnya oleh pemutus gel untuk aliran balik yang berkesan.
Pemilihan bahan tambahan yang betul meminimumkan kerosakan pembentukan, memastikan pengetsaan asid yang berkesan untuk peningkatan rekahan, dan memaksimumkan peningkatan dalam takungan kebolehtelapan rendah dan keliangan rendah. Aplikasi lapangan terkini menunjukkan bahawa formulasi bendalir rekahan asid berasaskan VCA, dengan pemecah gel yang dipadankan dengan teliti, menghasilkan pembersihan yang dipertingkatkan, kehilangan bendalir yang lebih rendah, dan rangsangan takungan yang lebih baik berbanding sistem tradisional.
Parameter Operasi yang Mempengaruhi Kejayaan Stimulasi Asid
Kawalan operasi semasa pemecahan asid memberi kesan yang drastik kepada hasil. Parameter operasi teras termasuk kadar pam, isipadu asid yang disuntik dan pengurusan profil tekanan:
- Kadar pam: Menentukan halaju dan geometri perambatan rekahan. Kadar yang lebih tinggi menggalakkan penembusan asid yang lebih dalam dan interaksi asid-batuan yang berterusan, tetapi mesti diseimbangkan untuk mengelakkan perbelanjaan asid pramatang atau pertumbuhan rekahan yang tidak terkawal.
- Isipadu suntikan asidMempengaruhi panjang dan lebar rekahan terukir asid. Isipadu yang lebih besar biasanya diperlukan untuk pembentukan kebolehtelapan rendah, walaupun pengoptimuman isipadu asid seiring dengan pengubah kelikatan dapat mengurangkan penggunaan bahan kimia yang tidak perlu sambil mengekalkan kekonduksian.
- Kawalan tekananManipulasi masa nyata tekanan dasar lubang dan permukaan memastikan rekahan kekal terbuka, menampung kehilangan bendalir dan mengarahkan penempatan asid di sepanjang zon rekahan yang disasarkan.
Dalam praktiknya, jadual suntikan asid berperingkat atau berselang-seli—di mana jenis atau kelikatan asid diselang-seli—telah terbukti dapat meningkatkan pembentukan saluran, menggalakkan perkembangan rekahan melengkung dan mengoptimumkan kawasan saliran takungan minyak. Contohnya, suntikan asid berselang-seli dua peringkat boleh mencipta saluran yang lebih dalam dan lebih konduktif, mengatasi kaedah peringkat tunggal dalam kedua-dua tetapan makmal dan lapangan.
Memadankan teknik pengasidan dengan heterogeniti takungan adalah penting. Dalam takungan syal dengan mineralogi yang berubah-ubah dan rekahan semula jadi, pemodelan ramalan dan pemantauan masa nyata digunakan untuk membimbing masa dan urutan suntikan. Pelarasan berdasarkan atribut rekahan (contohnya, orientasi, ketersambungan, penambahbaikan saluran rembesan semula jadi) membolehkan pengendali menyelaraskan parameter operasi untuk rangsangan maksimum dan kerosakan formasi yang minimum.
Pemodelan Ramalan dan Integrasi Data
Reka bentuk pemecahan asid moden kini mengintegrasikan model ramalan yang menghubungkan parameter operasi, sifat bendalir pemecahan asid dan kekonduksian pasca-pemecahan. Model lanjutan mengambil kira:
- Mekanisme dan kadar tindak balas asid-batuan, merakam bagaimana morfologi asid dan pengetsaan berkembang di bawah keadaan lapangan.
- Faktor khusus takunganseperti keliangan dan kebolehtelapan, heterogeniti mineralogi dan rangkaian rekahan yang sedia ada.
Model-model ini memanfaatkan data empirikal, keputusan makmal dan pembelajaran mesin untuk meramalkan bagaimana perubahan dalam kelikatan, kadar pam, kepekatan asid dan profil terma mempengaruhi teknik penciptaan retakan dalam peretakan hidraulik dan pengoptimuman kawasan saliran takungan jangka panjang.
Garis panduan utama dalam menyelaraskan kekangan lapangan dan reka bentuk operasi termasuk:
- Memilih kelikatan dan formulasi asid berdasarkan kinetik tindak balas asid-batuan yang dijangkakan, profil suhu yang dijangkakan dan objektif penyiapan (contohnya, memaksimumkan kebolehtelapan batuan porositi rendah atau menyelesaikan masalah saluran rembesan semula jadi yang lemah).
- Menggunakan pendekatan berasaskan data untuk melaraskan jadual suntikan asid, kadar pam dan dos pemutus secara dinamik, mengoptimumkan saiz patah dan pemulihan selepas rawatan.
Contoh-contoh daripada penggunaan lapangan baru-baru ini menunjukkan teknik ramalan ini meningkatkan kekonduksian pasca-rekahan dan menambah baik ramalan pengeluaran minyak, membolehkan strategi rekahan asid yang lebih berkesan dan andal merentasi takungan syal dan karbonat yang kompleks.
Memperluas Kawasan Saliran Minyak dan Mengekalkan Kekonduksian Patah
Penyingkiran Sekatan Formasi dan Peningkatan Ketersambungan
Pengukiran asid merupakan mekanisme utama dalam aplikasi bendalir pemecahan asid untuk mengatasi cabaran penyumbatan pembentukan, seperti pengumpulan kondensat dan penskalaan mineral, dalam takungan syal. Apabila asid—biasanya asid hidroklorik (HCl)—disuntik, ia bertindak balas dengan mineral reaktif seperti kalsit dan dolomit. Mekanisme tindak balas asid-batuan ini melarutkan mendapan mineral, membesarkan ruang liang dan menghubungkan liang yang telah diasingkan sebelum ini, sekali gus meningkatkan keliangan dan kebolehtelapan secara langsung dalam takungan minyak. Kadar tindak balas asid-batuan, serta formulasi bendalir pemecahan asid khusus yang digunakan, berbeza-beza bergantung pada mineralogi syal dan komposisi penyumbatan.
Dalam syal yang kaya dengan karbonat, kepekatan HCl yang lebih tinggi menghasilkan pengetsaan dan penyingkiran sekatan yang lebih ketara disebabkan oleh tindak balas asid-batuan yang lebih cepat dan cekap. Menyesuaikan komposisi asid dengan kandungan karbonat dan silikat khusus takungan mengoptimumkan proses penyingkiran, memulihkan saluran rembesan semula jadi dengan berkesan dan menangani penyelesaian saluran rembesan semula jadi yang lemah. Kekasaran permukaan pada permukaan rekahan sedia ada meningkat akibat pembubaran asid, berkait secara langsung dengan kekonduksian rekahan yang dipertingkatkan dan saluran aliran yang lebih tahan lama untuk hidrokarbon. Mekanisme ini telah disahkan oleh data eksperimen yang menunjukkan peningkatan ketara dalam pengeluaran gas dan indeks suntikan selepas rawatan asid yang disesuaikan dalam formasi kebolehtelapan rendah.
Kekonduksian rekahan yang berterusan adalah penting untuk produktiviti jangka panjang telaga minyak syal. Lama-kelamaan, rekahan yang teraruh boleh kehilangan kekonduksian disebabkan oleh penghancuran propan, diagenesis, pembenaman atau migrasi denda. Proses ini mengurangkan laluan terbuka yang dihasilkan oleh tekanan kerosakan rekahan hidraulik, yang memberi kesan buruk kepada pemulihan hidrokarbon. Pemodelan matematik dan kajian makmal menunjukkan bahawa tanpa pengurusan yang betul, degradasi propan boleh mengurangkan pengeluaran sehingga 80% dalam tempoh 10 tahun. Faktor seperti tekanan penutupan, saiz propan dan sifat permukaan rekahan asal memainkan peranan penting. Memilih propan yang sesuai dan mengurus tekanan dasar lubang secara aktif adalah penting untuk mengekalkan laluan yang diperbesar yang dihasilkan oleh pengetsaan asid untuk aliran minyak dan gas yang berterusan.
Pembesaran dan Penyelenggaraan Rangkaian Retakan
Pengembangan kawasan saliran takungan minyak secara strategik bergantung pada reka bentuk dan penggunaan sistem asid terkawal yang berkesan. Ini adalah sistem bendalir pemecahan asid yang direkayasa yang mengandungi bahan tambahan—seperti perencat, agen pembentuk gel dan surfaktan—untuk mengawal penempatan asid, mengawal kadar tindak balas asid-batuan dan meminimumkan kebocoran bendalir semasa rawatan. Hasilnya adalah proses pengetsaan yang lebih disasarkan yang memaksimumkan teknik penciptaan patah dalam pemecahan hidraulik dan menyokong penyebaran patah primer dan sekunder (melengkung).
Sistem asid terkawal, terutamanya asid gel yang digel dan in situ, membantu mengurus penempatan dan jangka hayat asid dalam rekahan. Sistem ini memperlahankan interaksi asid-batuan, memanjangkan jarak penembusan dan membolehkan pengetsaan asid yang lebih komprehensif untuk peningkatan rekahan. Pendekatan ini meningkatkan isipadu batuan yang dirangsang, mengembangkan kawasan saliran takungan minyak dan menangani cabaran dengan penyelesaian saluran rembesan semula jadi yang lemah dalam kedua-dua tetapan karbonat dan syal. Kes lapangan menunjukkan bahawa teknik ini mewujudkan rangkaian rekahan yang lebih luas dan lebih terhubung, memacu pemulihan hidrokarbon yang lebih besar.
Mengekalkan penambahbaikan kebolehtelapan di bawah tekanan takungan dinamik merupakan satu lagi pertimbangan utama. Perambatan rekahan dalam batuan yang tertakluk kepada tekanan penutupan yang tinggi selalunya membawa kepada pengurangan lebar rekahan atau penutupan pramatang, sekali gus menjejaskan kekonduksian. Untuk mengatasi perkara ini, beberapa strategi digunakan:
- Teknologi perforasi gandingan tekanan:Kaedah ini membolehkan permulaan dan penyebaran patah tulang yang terkawal, mengoptimumkan kompromi antara input tenaga rangsangan dan pengembangan rangkaian patah tulang. Dalam Kemelesetan Jiyang, misalnya, teknologi ini mengurangkan tenaga yang diperlukan sebanyak 37% sambil meningkatkan kedua-dua ketersambungan dan hasil persekitaran.
- Rawatan pra-pengasidan:Menggunakan sistem asid polihidrogen atau cecair pemecahan pra-asid yang lain boleh menurunkan tekanan kerosakan patah dan mengurangkan sekatan pembentukan awal, sekali gus menyediakan asas untuk penciptaan patah yang lebih cekap dan tahan lama.
- Pemodelan geomekanikal:Mengintegrasikanpengukuran tekanan masa nyatadan pemantauan takungan membolehkan ramalan dan pelarasan parameter rawatan asid, membantu mengekalkan kekonduksian patah walaupun keadaan tegasan in-situ yang berubah-ubah.
Kaedah-kaedah ini—digabungkan dengan bahan tambahan bendalir pemecahan hidraulik yang dioptimumkan dan formulasi bendalir pemecahan asid—memastikan peningkatan kebolehtelapan dikekalkan. Ia membantu pengendali minyak membesarkan dan menyelenggara rangkaian pemecahan, meningkatkan kebolehtelapan batuan porositi rendah dan menyokong pengekstrakan sumber jangka panjang.
Secara ringkasnya, melalui gabungan amalan pengetsaan asid yang inovatif, sistem asid terkawal yang canggih dan strategi pemecahan yang dimaklumkan secara geomekanikal, kaedah rangsangan takungan moden kini memberi tumpuan kepada memaksimumkan kawasan saliran hidrokarbon serta-merta dan memelihara kekonduksian pemecahan yang diperlukan untuk prestasi pengeluaran yang berterusan.
Kesimpulan
Pengukuran dan pengoptimuman kelikatan bendalir pemecahan asid yang berkesan adalah penting untuk memaksimumkan penghasilan retakan, kecekapan pengetsaan asid dan saliran takungan minyak jangka panjang dalam formasi syal. Amalan terbaik dimaklumkan oleh pemahaman yang mendalam tentang dinamik bendalir di bawah keadaan takungan, serta penyepaduan data makmal dan lapangan untuk memastikan kerelevanan operasi.
Soalan Lazim
S1: Apakah kepentingan kelikatan bendalir pemecahan asid dalam takungan minyak syal?
Kelikatan bendalir pemecahan asid adalah penting untuk mengawal pembentukan dan perambatan retakan dalam takungan minyak syal. Cecair berkelikatan tinggi, seperti asid bersilang atau asid gel, menghasilkan retakan yang lebih lebar dan bercabang. Ini membolehkan penempatan asid yang lebih baik dan memanjangkan sentuhan antara asid dan batuan, mengoptimumkan mekanisme tindak balas asid-batuan dan memastikan pengetsaan adalah dalam dan seragam. Kelikatan bendalir optimum memaksimumkan lebar dan kerumitan retakan, yang memberi kesan langsung kepada kecekapan pengetsaan asid untuk peningkatan retakan dan pengoptimuman kawasan saliran takungan minyak keseluruhan. Contohnya, bendalir CO₂ yang pekat telah terbukti dapat meningkatkan lebar retakan dan mengekalkan kebolehtelapan selepas rawatan, manakala bendalir berkelikatan rendah membolehkan retakan yang lebih panjang dan sempit dengan perambatan yang lebih mudah tetapi mungkin berisiko pengetsaan atau penyaluran aliran asid yang tidak mencukupi. Memilih kelikatan yang betul dalam formulasi bendalir pemecahan asid memastikan pemecahan penyumbatan pembentukan yang berkesan, kekonduksian retakan jangka panjang dan pengembangan kawasan saliran yang produktif.
S2: Bagaimanakah tekanan kerosakan dalam rekahan hidraulik mempengaruhi penciptaan rekahan?
Tekanan pecahan ialah daya minimum yang diperlukan untuk memulakan rekahan dalam batuan semasa pemecahan hidraulik. Dalam takungan minyak syal dengan kebolehtelapan yang rendah, pengurusan tekanan pecahan yang tepat adalah asas. Jika tekanan yang dikenakan terlalu rendah, rekahan mungkin tidak terbuka, mengehadkan kemasukan bendalir. Terlalu tinggi, dan rekahan mungkin menjadi tidak terkawal, sekali gus mempertaruhkan perambatan rekahan yang tidak diingini. Kawalan yang betul menggalakkan rekahan berkembang di sepanjang satah semula jadi dan juga laluan melengkung, sekali gus meningkatkan rangsangan takungan. Tekanan pecahan yang lebih tinggi, apabila diuruskan dengan secukupnya, menghasilkan rangkaian rekahan yang lebih kompleks dan meningkatkan sambungan yang penting untuk asid mencapai dan mengetsa kawasan yang lebih luas. Teknik seperti takukan lubang gerudi digunakan untuk menurunkan tekanan pecahan dan mengawal permulaan rekahan dengan lebih baik, yang mempengaruhi kedua-dua geometri rekahan dan kecekapan perambatan. Kawalan tekanan pecahan rekahan hidraulik yang termaklum ini adalah penting kepada teknik penciptaan rekahan lanjutan dalam takungan yang tidak konvensional.
S3: Mengapakah pengetsaan dan pembesaran asid bermanfaat untuk takungan kebolehtelapan rendah dan keliangan rendah?
Takungan kebolehtelapan rendah dan keliangan rendah menunjukkan saluran rembesan semula jadi yang terhad, yang menyekat mobiliti dan penghasilan minyak. Pengetsaan asid dalam pemecahan hidraulik menggunakan bendalir reaktif untuk melarutkan bahagian matriks batuan di sepanjang permukaan rekahan, sekali gus membesarkan laluan aliran ini. Ini mengurangkan penyumbatan pembentukan dan menyediakan saluran baharu untuk bendalir bergerak dengan lebih bebas. Kaedah rangsangan takungan terkini, termasuk sistem komposit dan pra-asid, telah mencapai kekonduksian yang dipertingkatkan dan tahan lama serta pemulihan minyak yang lebih baik. Kaedah ini amat berharga untuk menambah baik takungan kebolehtelapan rendah dan meningkatkan kebolehtelapan batuan keliangan rendah, seperti yang ditunjukkan dalam kajian lapangan dan makmal. Hasilnya ialah peningkatan produktiviti telaga yang ketara, dengan rekahan yang terukir asid dan diperbesarkan berfungsi sebagai saluran yang dipertingkatkan untuk aliran hidrokarbon.
S4: Apakah peranan keliangan dan kebolehtelapan batuan dalam kejayaan pemecahan asid?
Keliangan dan kebolehtelapan secara langsung menentukan pergerakan bendalir dan kebolehcapaian asid dalam takungan minyak. Batuan dengan keliangan rendah dan kebolehtelapan rendah menghalang penyebaran dan keberkesanan bendalir pemecahan asid, sekali gus mengehadkan kejayaan operasi rangsangan. Untuk menangani perkara ini, formulasi bendalir pemecahan asid disesuaikan khusus untuk memasukkan bahan tambahan kawalan tindak balas dan pengubah kelikatan. Meningkatkan keliangan melalui tindak balas asid-batuan meningkatkan ruang lompang yang tersedia untuk penyimpanan hidrokarbon, sementara meningkatkan kebolehtelapan membolehkan aliran yang lebih mudah melalui rangkaian rekahan. Selepas rawatan asid, pelbagai kajian telah menunjukkan peningkatan ketara dalam kedua-dua keliangan dan kebolehtelapan, terutamanya di tempat saluran rembesan semula jadi sebelum ini lemah. Meningkatkan parameter ini membolehkan perambatan rekahan yang dioptimumkan, kadar pengeluaran yang berterusan dan kawasan sentuhan takungan yang dilanjutkan.
S5: Bagaimanakah tindak balas asid-batu mempengaruhi kecekapan pengembangan kawasan saliran?
Mekanisme tindak balas asid-batuan mengawal cara batuan dilarutkan dan bagaimana rekahan diukir dan diperbesarkan semasa pemecahan asid. Kawalan kadar tindak balas asid-batuan yang cekap adalah penting: terlalu cepat, asid akan dihabiskan berhampiran lubang telaga, mengehadkan penembusan; terlalu perlahan, dan pemecahan mungkin tidak mencukupi. Dengan menguruskan tindak balas melalui kelikatan bendalir, kepekatan asid dan bahan tambahan, pemecahan yang disasarkan di sepanjang permukaan rekahan dicapai, membolehkan sambungan rekahan yang lebih luas dan lebih dalam. Pemodelan lanjutan dan penyelidikan makmal mengesahkan bahawa pengoptimuman tindak balas asid-batuan membawa kepada rekahan seperti saluran yang sangat konduktif yang meluaskan kawasan saliran minyak secara mendadak. Contohnya, rekahan terukir asid yang disalurkan telah didokumenkan untuk menghasilkan kekonduksian sehingga lima kali ganda lebih tinggi daripada rekahan yang tidak terukir dalam formasi karbonat. Pelarasan komposisi bendalir pemecahan asid dan parameter suntikan yang teliti dengan itu secara langsung menentukan skala dan kecekapan penambahbaikan kawasan saliran.
Masa siaran: 10-Nov-2025
