第七章 酸化 (1)

1、 第七章 酸化(Acidizing)酸化是油氣井投產(chǎn)、增產(chǎn)和注水井增注重要技術(shù)措施。酸化是油氣井投產(chǎn)、增產(chǎn)和注水井增注重要技術(shù)措施。一、酸化工藝分類一、酸化工藝分類 酸酸 洗洗:Acid Wash基質(zhì)酸化基質(zhì)酸化:Matrix Acidizing 酸酸 壓壓:Acid Fracturing清洗：清洗：井井 筒筒 射孔眼射孔眼方式：方式：正正 洗洗 反反 洗洗壓裂車壓裂車一、酸化工藝分類一、酸化工藝分類 酸洗酸洗 施工壓力施工壓力：無外力或輕微攪動。 注入速度注入速度：不流動或沿井筒的正、反循環(huán)。 酸流動、溶蝕方式酸流動、溶蝕方式：溶蝕井壁及射孔孔眼。 適用范圍適用范圍：砂巖、碳酸鹽巖儲層表皮解

2、堵或射孔孔眼清洗、井筒結(jié)垢及絲扣油的清除。一、酸化工藝分類一、酸化工藝分類 酸洗酸洗酸酸 化：地化：地 層層方式：方式： 油管注液油管注液 套管注液套管注液 環(huán)空注液環(huán)空注液封隔器封隔器 一、酸化工藝分類一、酸化工藝分類 基質(zhì)酸化基質(zhì)酸化 施工壓力：施工壓力：Ps Pi PF。 注入速度：注入速度：大于儲層極限吸液速度。大于儲層極限吸液速度。 酸流動、溶蝕方式：酸流動、溶蝕方式：形成人工裂縫，沿裂縫流形成人工裂縫，沿裂縫流動反應(yīng)，有效作用距離可達(dá)幾十到上百米。動反應(yīng)，有效作用距離可達(dá)幾十到上百米。 適用范圍：適用范圍：在碳酸鹽巖儲層中形成人工裂縫，在碳酸鹽巖儲層中形成人工裂縫，解除近井帶污染，

3、改變儲層流型，溝通深部油氣區(qū)，解除近井帶污染，改變儲層流型，溝通深部油氣區(qū)，可大幅度提高油氣井產(chǎn)量?？纱蠓忍岣哂蜌饩a(chǎn)量。一、酸化工藝分類一、酸化工藝分類 壓裂酸化壓裂酸化 S、K、Kd、rd 、rw的物理意義；的物理意義； 滲透率污染所引起的表皮系數(shù)的影響比污染深滲透率污染所引起的表皮系數(shù)的影響比污染深度的影響要大得多。度的影響要大得多。 wddrrKKSln1二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析井底附近儲層受污染后的表皮系數(shù)可由表示，常用井底附近儲層受污染后的表皮系數(shù)可由表示，常用于評估滲透率污染的相對程度和污染深度于評估滲透率污染的相對程度和污染深度 二、酸化增產(chǎn)原理的

4、理論分析二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析rerdrwk0kd圖封閉油藏污染井模型示意圖圖封閉油藏污染井模型示意圖dedwdweddrrXrrrrXJJlogloglogwewsddirrrrXJJlnln111 wewsiirrrrXJJlnln1111評估傷害井評估傷害井產(chǎn)能下降程度產(chǎn)能下降程度評估傷害井評估傷害井酸化增產(chǎn)幅度酸化增產(chǎn)幅度評估無傷害井評估無傷害井酸化增產(chǎn)幅度酸化增產(chǎn)幅度二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析儲層污染引起的產(chǎn)量下降儲層污染引起的產(chǎn)量下降 二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析1.1.基質(zhì)酸

5、化增產(chǎn)原理基質(zhì)酸化增產(chǎn)原理 二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析1.1.基質(zhì)酸化增產(chǎn)原理基質(zhì)酸化增產(chǎn)原理 二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析二、酸化增產(chǎn)原理的理論分析2.2.壓裂酸化增產(chǎn)原理壓裂酸化增產(chǎn)原理 第二節(jié)第二節(jié) 酸巖化學(xué)反應(yīng)當(dāng)量及反應(yīng)產(chǎn)物酸巖化學(xué)反應(yīng)當(dāng)量及反應(yīng)產(chǎn)物 l化學(xué)當(dāng)量、化學(xué)平衡及反應(yīng)速度是酸化處理選用化學(xué)當(dāng)量、化學(xué)平衡及反應(yīng)速度是酸化處理選用酸時(shí)必須考慮的三個(gè)相關(guān)的化學(xué)因素。酸時(shí)必須考慮的三個(gè)相關(guān)的化學(xué)因素。l酸與儲層礦物作用的化學(xué)當(dāng)量與反應(yīng)物及生成物酸與儲層礦物作用的化學(xué)當(dāng)量與反應(yīng)物及生成物的分子個(gè)數(shù)比有關(guān)。的分子個(gè)數(shù)比有關(guān)。l與酸的化學(xué)當(dāng)量有關(guān)的參數(shù)之一是溶解力與

6、酸的化學(xué)當(dāng)量有關(guān)的參數(shù)之一是溶解力l酸巖反應(yīng)及其產(chǎn)物既重要而又復(fù)雜。酸巖反應(yīng)及其產(chǎn)物既重要而又復(fù)雜。一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量酸巖化學(xué)酸巖化學(xué)反應(yīng)當(dāng)量反應(yīng)當(dāng)量酸巖化學(xué)酸巖化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)產(chǎn)物酸與碳酸鹽巖酸與碳酸鹽巖酸與砂巖酸與砂巖一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量1. 1. 酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量 一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量1. 1. 酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量 一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量1. 1. 酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)

7、當(dāng)量酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量 一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量1. 1. 酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量 不同濃度鹽酸與碳酸鈣和碳酸鈣鎂作用情況表不同濃度鹽酸與碳酸鈣和碳酸鈣鎂作用情況表石灰?guī)r(kg)白云巖(kg)反應(yīng)物和生成物HC1(kg)CaCO3CaC12CO2H2O CaMg(CO3)2CaC12MgC12H2O CO2分子量 36.51001114418184.311195.3184415HC1 1612112459740203.2122.4 105.1 3539728HC1 31943748519279402.7242.5 208.

8、2 69.9 192.3一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量 反應(yīng)酸單位體積溶解的巖石體積。用表示反應(yīng)酸質(zhì)量與溶解的巖石質(zhì)量之比。=量系數(shù)的乘積酸的分子量與其化學(xué)當(dāng)學(xué)當(dāng)量系數(shù)的乘積巖石礦物分子量與其化一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量3%15%1515cacoHCLHCLX一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量碳酸鹽巖酸化常用酸不同濃度的溶解力X組分酸1005%10%15%30%鹽酸1.370.0260.0530.0820.175甲酸1.090.0200.0410.0620.129石灰?guī)rCaCO3=2.71g/cm3乙酸0.830.0160.0310.0470.096鹽酸1.270

9、.0230.0460.0710.152甲酸1.000.0180.0360.0540.112白云巖CaMg(CO3)2=2.87g/cm3乙酸0.770.0140.0270.0410.083一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量2. 2. 酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量 一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量2. 2. 酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量 一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量2. 2. 酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量 一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一

10、、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量2. 2. 酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量 氫氟酸的溶解能力石英鈉長石，(NaAlSi3O8)酸濃度%XX20.0150.0060.0190.00830.0230.0100.0280.01140.0300.0180.0370.01560.0450.0190.0560.02380.0600.0250.0750.030一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量一、酸巖反應(yīng)化學(xué)當(dāng)量2. 2. 酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量酸與砂巖的化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)當(dāng)量 二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 1.1.砂巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)砂巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)二、

11、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 1.1.砂巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)砂巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 2.2.碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)35404550556020406080100溫度，溶解度，不同溫度條件下氯化鈣溶解度二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 2.2.碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 2.2.碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 2.2.碳酸鹽巖儲層

12、酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)024681012141618015304560壓力, M Pa溶解度，%35，2 0 Ca C l275，2 0 Ca C l235，3 5 Ca C l275，3 5 Ca C l2二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 2.2.碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 2.2.碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)碳酸鹽巖儲層酸化反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 3.3.反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)對滲流的影響反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)對滲流的影響二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)

13、生成物的狀態(tài) 3.3.反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)對滲流的影響反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)對滲流的影響酸化后溶液和地層的變化：酸化后溶液和地層的變化： 氯化鈣全部溶解于殘酸導(dǎo)致氯化鈣全部溶解于殘酸導(dǎo)致溶液粘度溶液粘度升高；升高； 殘酸液和地層油可能會形成殘酸液和地層油可能會形成乳狀液乳狀液； 酸與金屬設(shè)備和金屬氧化物雜質(zhì)反應(yīng)生成酸與金屬設(shè)備和金屬氧化物雜質(zhì)反應(yīng)生成AlCAlC1 13 3、FeClFeCl3 3，當(dāng)當(dāng)PHPH值逐漸增加水解生成值逐漸增加水解生成FeFe(O(OH H) )3 3、AlAl(O(OH H) )3 3等膠狀物等膠狀物； 部分的部分的COCO2 2溶于酸液溶于酸液，COCO2 2大部分都濾失到了基質(zhì)

14、中，滯留大部分都濾失到了基質(zhì)中，滯留在酸蝕孔或裂縫中的僅有一小部分。在酸蝕孔或裂縫中的僅有一小部分。二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 3.3.反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)對滲流的影響反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)對滲流的影響高粘溶液高粘溶液，對滲流的影響：，對滲流的影響：有利：有利：由于粘度較高，攜帶固體微粒的能力較強(qiáng)，由于粘度較高，攜帶固體微粒的能力較強(qiáng)，能把酸處理時(shí)從地層中脫落下來的微粒帶走防止地能把酸處理時(shí)從地層中脫落下來的微粒帶走防止地層的堵塞；層的堵塞；不利：不利：由于其粘度較高，流動阻力增大，對地層滲由于其粘度較高，流動阻力增大，對地層滲流不利。流不利。乳狀液對流動的影響乳狀液對流動的影響： 形成乳

15、狀液有時(shí)相當(dāng)穩(wěn)定，其粘度有時(shí)高達(dá)幾形成乳狀液有時(shí)相當(dāng)穩(wěn)定，其粘度有時(shí)高達(dá)幾個(gè)帕個(gè)帕秒，對地層滲流非常不利。秒，對地層滲流非常不利。二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài)二、酸巖反應(yīng)生成物的狀態(tài) 3.3.反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)對滲流的影響反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)對滲流的影響l膠狀物對滲流的影響：膠狀物對滲流的影響：膠狀物是很難從地層中排出來的，膠狀物是很難從地層中排出來的，形成了所謂二次沉淀，堵塞了地層裂縫，對滲流極為不利。形成了所謂二次沉淀，堵塞了地層裂縫，對滲流極為不利。l溶解態(tài)的溶解態(tài)的COCO2 2和游離態(tài)的和游離態(tài)的COCO2 2對滲流的影響：對滲流的影響：有利：有利：壓力逐漸降低時(shí)，游離態(tài)的壓力逐漸降低時(shí)，游離態(tài)的CO

16、CO2 2開始膨脹，釋放其能量開始膨脹，釋放其能量, ,溶解態(tài)溶解態(tài)COCO2 2的開始從混合液中釋放出來，將地層壓力及氣體能的開始從混合液中釋放出來，將地層壓力及氣體能量傳遞給處理液，驅(qū)動濾失進(jìn)基質(zhì)的殘酸液及部分地層流體反量傳遞給處理液，驅(qū)動濾失進(jìn)基質(zhì)的殘酸液及部分地層流體反向?yàn)V失，使殘酸液有效地排出。向?yàn)V失，使殘酸液有效地排出。不利：不利：游離狀態(tài)的游離狀態(tài)的COCO2 2對油氣滲流有一定的不利影響，應(yīng)從相對油氣滲流有一定的不利影響，應(yīng)從相滲透率和相飽和度的關(guān)系上作具體的研究分析。滲透率和相飽和度的關(guān)系上作具體的研究分析。第三節(jié)第三節(jié) 酸巖化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)酸巖化學(xué)反應(yīng)動力學(xué) 一、酸巖化學(xué)反應(yīng)

17、機(jī)理一、酸巖化學(xué)反應(yīng)機(jī)理 巖面Ca2+、Mg2+H+一、酸巖化學(xué)反應(yīng)機(jī)理一、酸巖化學(xué)反應(yīng)機(jī)理 一、酸巖化學(xué)反應(yīng)機(jī)理一、酸巖化學(xué)反應(yīng)機(jī)理 一、酸巖化學(xué)反應(yīng)機(jī)理一、酸巖化學(xué)反應(yīng)機(jī)理 二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程 1.幾個(gè)基本概念幾個(gè)基本概念mKCtc二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程 2.酸酸/巖反應(yīng)速度質(zhì)量作用定律巖反應(yīng)速度質(zhì)量作用定律 二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程 2.酸酸/巖反應(yīng)速度質(zhì)量作用定律巖反應(yīng)速度質(zhì)量作用定律 二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程 2.酸酸/巖反應(yīng)速度質(zhì)量作用定律巖反應(yīng)速

18、度質(zhì)量作用定律 ycVSDtcHycVSHD二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程 3. Fick定律定律mkCJ 1smssCkJ二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程 4.酸酸/巖反應(yīng)動力學(xué)方程巖反應(yīng)動力學(xué)方程 22mmdCkkJ弱酸弱酸二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程 4.酸酸/巖反應(yīng)動力學(xué)方程巖反應(yīng)動力學(xué)方程 HFHCLCCkkJ11RTEkkaexp01二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程二、酸巖反應(yīng)速度及動力學(xué)方程 4.酸酸/巖反應(yīng)動力學(xué)方程巖反應(yīng)動力學(xué)方程 三、酸巖反應(yīng)速度的室內(nèi)確定及動力學(xué)參數(shù)測定三、酸巖反應(yīng)速度的室內(nèi)確定及動

19、力學(xué)參數(shù)測定 三、酸巖反應(yīng)速度的室內(nèi)確定及動力學(xué)參數(shù)測定三、酸巖反應(yīng)速度的室內(nèi)確定及動力學(xué)參數(shù)測定 四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 酸酸/巖巖反應(yīng)速度反應(yīng)速度J= K0expTRTTTEa00)(Cm四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 溫度升高，酸巖反應(yīng)速度加劇。溫度升高，酸巖反應(yīng)速度加劇。020406080100120020406080100120140160180溫度，反應(yīng)速度增加倍數(shù)四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 原理：原理：1 1、溫度升高，分子運(yùn)動加快溫度升高，分子運(yùn)動加快，單位時(shí)間內(nèi)分子的碰撞次數(shù)

20、增單位時(shí)間內(nèi)分子的碰撞次數(shù)增加加，有效碰撞次數(shù)的比例隨之增加，導(dǎo)致反應(yīng)速度加快。，有效碰撞次數(shù)的比例隨之增加，導(dǎo)致反應(yīng)速度加快。2 2、溫度升高，使較多的普通分子獲得足夠多能量而變?yōu)榛罨?、溫度升高，使較多的普通分子獲得足夠多能量而變?yōu)榛罨肿?，因而增大了活化分子的百分?jǐn)?shù)，結(jié)果使單位時(shí)間內(nèi)分子分子，因而增大了活化分子的百分?jǐn)?shù)，結(jié)果使單位時(shí)間內(nèi)分子的的有效碰撞次數(shù)大大增加有效碰撞次數(shù)大大增加，導(dǎo)致反應(yīng)速度升高。，導(dǎo)致反應(yīng)速度升高。3 3、溫度升高，分子、離子的運(yùn)動加劇，、溫度升高，分子、離子的運(yùn)動加劇，H H+ +向巖面的傳質(zhì)速度向巖面的傳質(zhì)速度加快，巖面上的加快，巖面上的CaCa2+2+、MgM

21、g2+2+離開巖面向酸液中的擴(kuò)散也加劇。離開巖面向酸液中的擴(kuò)散也加劇。溫度的升高溫度的升高，還使擴(kuò)散邊界層的粘度降低，從而減小，還使擴(kuò)散邊界層的粘度降低，從而減小H H+ +離子傳離子傳質(zhì)過程中的阻力，進(jìn)而加快傳質(zhì)速度。質(zhì)過程中的阻力，進(jìn)而加快傳質(zhì)速度。 因此，不論是表面反應(yīng)控制還是傳質(zhì)控制的反應(yīng)，溫度因此，不論是表面反應(yīng)控制還是傳質(zhì)控制的反應(yīng)，溫度的升高都會使酸巖系統(tǒng)的反應(yīng)速度加快。的升高都會使酸巖系統(tǒng)的反應(yīng)速度加快。四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 對于寬W、高H、單翼縫長L的雙翼垂直裂縫 對于寬W，半徑為Rf的水平裂縫 對于直徑為d，長度為L的孔隙WWHLHL

22、S224WRWRSff2222dLddLS44/2四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 酸巖系統(tǒng)中巖石的反應(yīng)面積與參加反應(yīng)的酸液體積的比值。VSS 各 種 條 件 下 的 面 容 比 數(shù) 據(jù)條 件面 容 比 ,cm2/cm3孔 隙 性 巖 石滲 透 率 ,10-3m2(孔 隙 度 10% )1050100705031602240裂 縫 寬 度 ,m m0.10.51.05.020040204圓形孔道直徑 ,m m0.050.10.580040080裸 眼 井 筒 直徑 ,in570.2740.205四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 01234

23、5579111315面容比，cm2/cm3反應(yīng)速度,mg/cm2.s實(shí)驗(yàn)條件：鹽酸與白云巖溫度80，酸濃度20，流量15ml/s四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 330012345反應(yīng)速度mg/cm2.s酸液流速，cm/s四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 sHCCVSDtcCVSDtcH四、影響

24、酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 456789102345678910壓力，M P a反應(yīng)速度，m g / c m 2.s川東白云巖溫度4020%HCl四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素四、影響酸巖反應(yīng)速度的主要因素 第四節(jié)第四節(jié) 碳酸鹽巖儲層酸化設(shè)計(jì)計(jì)算碳酸鹽巖儲層酸化設(shè)計(jì)計(jì)算 一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離 yCDeyyCyvXCxu

25、msCkyCDeWyyCyCCx)1(2000002CWy一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離 一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離 無因次距離 LD 考慮酸液濾失時(shí)酸液有效作用距離計(jì)算圖 00.10.20.30.40.50.60.70.80.910.00.51.01.52.02.53.03.5C/C0=0.90.80.70.60.50.40.30.20.1皮克列特?cái)?shù) NP 一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離 ePDVWN2WuLVLeD

26、02一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離 一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離一、酸沿裂縫流動反應(yīng)的濃度分布及有效作用距離 eaihLXVW12二、酸蝕裂縫導(dǎo)流能力及其計(jì)算二、酸蝕裂縫導(dǎo)流能力及其計(jì)算 21142expCCWKf47.27110902931.3aiWC 0SRE140MPa， C213.457-1.3lnSRE/1000 140SRErd),增產(chǎn)倍比： efef000lnlnlnlnrrrrKKrrrrKKJJewdewddrerd,kdKoPerwref,K三、砂巖儲層酸化效果預(yù)測三、砂巖儲層酸化效果預(yù)測 酸化處理井

27、層的選擇酸化處理井層的選擇 常用酸化工藝及適應(yīng)性常用酸化工藝及適應(yīng)性 壓裂酸化處理設(shè)計(jì)壓裂酸化處理設(shè)計(jì) 基質(zhì)酸化處理設(shè)計(jì)基質(zhì)酸化處理設(shè)計(jì)第六節(jié) 酸化工藝設(shè)計(jì) 本節(jié)主要內(nèi)容：本節(jié)主要內(nèi)容： 客觀描述儲層的滲流條件?？陀^描述儲層的滲濾特征及表皮堵塞特征。 推薦可供增產(chǎn)作業(yè)改造的井和層段。一、酸化處理井層的選擇一、酸化處理井層的選擇 儲層含油氣飽和度高、儲層能量較為充足。儲層含油氣飽和度高、儲層能量較為充足。 產(chǎn)層受污染的井。產(chǎn)層受污染的井。 鄰井高產(chǎn)而本井低產(chǎn)的井應(yīng)優(yōu)先選擇。鄰井高產(chǎn)而本井低產(chǎn)的井應(yīng)優(yōu)先選擇。 優(yōu)先選擇在鉆井過程中油氣顯示好，而試油優(yōu)先選擇在鉆井過程中油氣顯示好，而試油效果差的井層

28、。效果差的井層。 產(chǎn)層應(yīng)具有一定的滲流能力。產(chǎn)層應(yīng)具有一定的滲流能力。 油、氣、水邊界清楚。油、氣、水邊界清楚。 固井質(zhì)量和井況好的井。固井質(zhì)量和井況好的井。一、酸化處理井層的選擇一、酸化處理井層的選擇 在考慮具體井的酸化方式和酸化規(guī)模時(shí)，應(yīng)在考慮具體井的酸化方式和酸化規(guī)模時(shí)，應(yīng)對井的對井的動態(tài)資料動態(tài)資料和和靜態(tài)資料靜態(tài)資料進(jìn)行綜合分析，確定進(jìn)行綜合分析，確定儲層物性參數(shù)，并根據(jù)物性參數(shù)及油井的歷史情儲層物性參數(shù)，并根據(jù)物性參數(shù)及油井的歷史情況綜合分析，準(zhǔn)確確定出油氣井產(chǎn)量下降或低產(chǎn)況綜合分析，準(zhǔn)確確定出油氣井產(chǎn)量下降或低產(chǎn)( (水井欠注水井欠注) )的原因以及該井可改造的程度，為酸的原因以

29、及該井可改造的程度，為酸化作業(yè)提供地質(zhì)依據(jù)。化作業(yè)提供地質(zhì)依據(jù)。一、酸化處理井層的選擇一、酸化處理井層的選擇 在碳酸鹽巖儲層酸化改造中，主要形成和發(fā)在碳酸鹽巖儲層酸化改造中，主要形成和發(fā)展了展了基質(zhì)酸化技術(shù)基質(zhì)酸化技術(shù)和和壓裂酸化技術(shù)壓裂酸化技術(shù)，習(xí)慣上用，習(xí)慣上用: 酸化酸化(Matrix Acidizing)表示基質(zhì)酸化表示基質(zhì)酸化 酸壓酸壓(Acid-Fracturing)表示壓裂酸化。表示壓裂酸化。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 基質(zhì)酸化基質(zhì)酸化也稱為常規(guī)酸化或解堵酸化，基本也稱為常規(guī)酸化或解堵酸化，基本特征是在特征是在施工壓力小于儲層巖石破裂壓力施工壓力小于儲

30、層巖石破裂壓力的條件的條件下，將酸液注入儲層。下，將酸液注入儲層。 碳酸鹽巖基質(zhì)酸化的重要特征是碳酸鹽巖基質(zhì)酸化的重要特征是酸蝕蚓孔酸蝕蚓孔(Wormhole)的形成和微裂縫的形成和微裂縫的擴(kuò)大，其增產(chǎn)機(jī)理的擴(kuò)大，其增產(chǎn)機(jī)理與蚓孔密切相關(guān)。與蚓孔密切相關(guān)。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 酸壓是依靠對裂縫酸壓是依靠對裂縫(包括天然裂縫包括天然裂縫)、不整合的、不整合的裂縫表面酸裂縫表面酸蝕以提供導(dǎo)流能力蝕以提供導(dǎo)流能力。 酸壓效果取決于酸壓效果取決于裂縫導(dǎo)流能力裂縫導(dǎo)流能力和和酸液有效作用距離酸液有效作用距離。 研究方向主要集中在三個(gè)方面研究方向主要集中在三個(gè)方面： 降低

31、酸壓過程中流體或酸降低酸壓過程中流體或酸液液濾失濾失的物質(zhì)和技術(shù)；的物質(zhì)和技術(shù)； 降低注液過程中降低注液過程中酸巖反應(yīng)速率酸巖反應(yīng)速率的物質(zhì)的物質(zhì)和技術(shù)；和技術(shù)； 提高酸蝕提高酸蝕裂縫導(dǎo)流能力裂縫導(dǎo)流能力的物質(zhì)和技術(shù)。的物質(zhì)和技術(shù)。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 酸壓過程中酸壓過程中酸液的濾失問題酸液的濾失問題通?？紤]從濾失添加劑和通?？紤]從濾失添加劑和工藝兩方面著手；工藝兩方面著手；降低酸巖反應(yīng)速率降低酸巖反應(yīng)速率也可以緩速劑的使用及也可以緩速劑的使用及工藝上來進(jìn)行；加入緩速劑，使用膠凝酸、乳化酸、泡沫酸工藝上來進(jìn)行；加入緩速劑，使用膠凝酸、乳化酸、泡沫酸和有機(jī)酸并結(jié)

32、合有效的酸化工藝可起到較好的緩速效果；和有機(jī)酸并結(jié)合有效的酸化工藝可起到較好的緩速效果；提提高裂縫導(dǎo)流能力高裂縫導(dǎo)流能力可從選擇酸液類型和酸化工藝著手，其原則可從選擇酸液類型和酸化工藝著手，其原則是有效溶蝕和非均勻刻蝕。是有效溶蝕和非均勻刻蝕。 壓裂酸化技術(shù)以能否實(shí)現(xiàn)濾失控制，延緩酸巖反應(yīng)速壓裂酸化技術(shù)以能否實(shí)現(xiàn)濾失控制，延緩酸巖反應(yīng)速度形成長的酸蝕裂縫和非均勻刻蝕劃分為兩大類：度形成長的酸蝕裂縫和非均勻刻蝕劃分為兩大類：普通酸壓普通酸壓和深度酸壓和深度酸壓。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 普通酸壓技術(shù)普通酸壓技術(shù):普通酸壓工藝指以常規(guī)酸酸液直接壓開普通酸壓工藝指以常規(guī)

33、酸酸液直接壓開儲層的酸化工藝。酸液既是壓開儲層裂縫的流體，又是與儲儲層的酸化工藝。酸液既是壓開儲層裂縫的流體，又是與儲層反應(yīng)的流體，由于酸液濾失控制差，反應(yīng)速度較快，有效層反應(yīng)的流體，由于酸液濾失控制差，反應(yīng)速度較快，有效作用距離短，只能對近井地帶裂縫系統(tǒng)的改造。一般選用于作用距離短，只能對近井地帶裂縫系統(tǒng)的改造。一般選用于儲層污染比較嚴(yán)重、堵塞范圍較大，而基質(zhì)酸化工藝不能實(shí)儲層污染比較嚴(yán)重、堵塞范圍較大，而基質(zhì)酸化工藝不能實(shí)現(xiàn)解堵目標(biāo)時(shí)選用該工藝?，F(xiàn)解堵目標(biāo)時(shí)選用該工藝。 深度酸壓技術(shù)：深度酸壓技術(shù)： 以獲得較長的酸蝕裂縫為目的而采用以獲得較長的酸蝕裂縫為目的而采用的不同于普通酸壓技術(shù)的酸壓

34、技術(shù)稱為深度酸壓技術(shù)。的不同于普通酸壓技術(shù)的酸壓技術(shù)稱為深度酸壓技術(shù)。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 先向儲層注入先向儲層注入高粘非反應(yīng)性前置壓裂液高粘非反應(yīng)性前置壓裂液，壓開儲層形成，壓開儲層形成裂縫，然后注入酸液對裂縫進(jìn)行溶蝕，改善導(dǎo)流能力。裂縫，然后注入酸液對裂縫進(jìn)行溶蝕，改善導(dǎo)流能力。 以前置液以前置液粘性指進(jìn)粘性指進(jìn)為主，為實(shí)現(xiàn)指進(jìn)酸壓，要求前置液為主，為實(shí)現(xiàn)指進(jìn)酸壓，要求前置液和酸液粘度比和流速比有一定范圍。和酸液粘度比和流速比有一定范圍。 前置液的主要作用：前置液的主要作用：壓裂造縫；降低裂縫表面溫度；降壓裂造縫；降低裂縫表面溫度；降低裂縫壁面濾失。低裂縫

35、壁面濾失。 前置液酸壓工藝可采用多種酸液類型搭配前置液酸壓工藝可采用多種酸液類型搭配，除了前置液，除了前置液與常規(guī)鹽酸搭配使用外，前置液還可與膠凝酸、乳化酸或泡與常規(guī)鹽酸搭配使用外，前置液還可與膠凝酸、乳化酸或泡沫酸進(jìn)行搭配應(yīng)用。沫酸進(jìn)行搭配應(yīng)用。前置液酸壓工藝前置液酸壓工藝 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 緩速酸酸壓技術(shù)在工藝特點(diǎn)上與普通酸壓技術(shù)相同，緩速酸酸壓技術(shù)在工藝特點(diǎn)上與普通酸壓技術(shù)相同，不同之處在于其不同之處在于其采用的酸液是膠凝酸、乳化酸、化學(xué)緩速采用的酸液是膠凝酸、乳化酸、化學(xué)緩速酸或泡沫酸等緩速酸酸或泡沫酸等緩速酸，通過緩速酸的緩速性能達(dá)到酸液深，通過緩

36、速酸的緩速性能達(dá)到酸液深穿透的目的。穿透的目的。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性緩速酸酸壓工藝緩速酸酸壓工藝 前置液與酸液交替注入前置液與酸液交替注入的一種酸壓方法，類似前置液的一種酸壓方法，類似前置液酸壓，但其降濾失性及對儲層的不均勻刻蝕優(yōu)于前置液酸酸壓，但其降濾失性及對儲層的不均勻刻蝕優(yōu)于前置液酸壓。壓。 為獲得理想的酸液有效作用距離，有時(shí)交替次數(shù)多達(dá)為獲得理想的酸液有效作用距離，有時(shí)交替次數(shù)多達(dá)8次。這一工藝在中、次。這一工藝在中、低滲孔隙性及裂縫不太發(fā)育儲層，低滲孔隙性及裂縫不太發(fā)育儲層，或?yàn)V失性大，重復(fù)壓裂儲層有較好成效或?yàn)V失性大，重復(fù)壓裂儲層有較好成效。 二、

37、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性多級交替注入酸壓工藝多級交替注入酸壓工藝 砂巖酸化主要是進(jìn)行基質(zhì)酸化砂巖酸化主要是進(jìn)行基質(zhì)酸化。為了滿足不同。為了滿足不同的儲層特性、污染類型及增產(chǎn)的實(shí)際需要，目前發(fā)展的儲層特性、污染類型及增產(chǎn)的實(shí)際需要，目前發(fā)展了多種砂巖酸化工藝。不同的工藝了多種砂巖酸化工藝。不同的工藝其不同之處主要體其不同之處主要體現(xiàn)在處理液和工序上現(xiàn)在處理液和工序上。 典型的砂巖酸化注液包括：典型的砂巖酸化注液包括：前置液、處理液、前置液、處理液、后置液、頂替液的順序注入后置液、頂替液的順序注入。 砂巖酸化工藝很多，按其注入處理液的類型及砂巖酸化工藝很多，按其注入處理液的

38、類型及能否實(shí)現(xiàn)深穿透可分為能否實(shí)現(xiàn)深穿透可分為常規(guī)酸化和深部酸化技術(shù)常規(guī)酸化和深部酸化技術(shù)。不。不同的工藝其注液順序也不同。同的工藝其注液順序也不同。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 一般用一般用(3-15)HCl。 前置液作用前置液作用: 前置液中鹽酸把大部分前置液中鹽酸把大部分碳酸鹽溶解掉碳酸鹽溶解掉，減少，減少CaF2沉淀，充分發(fā)揮土酸對粘土、石英、長石的溶沉淀，充分發(fā)揮土酸對粘土、石英、長石的溶蝕作用。蝕作用。 鹽酸將儲層水頂替走，隔離氫氟酸與儲層水，鹽酸將儲層水頂替走，隔離氫氟酸與儲層水，防止儲層水中的防止儲層水中的Na+、K+與與H2SiF6作用形成氟硅酸作用

39、形成氟硅酸鈉、鉀沉淀，減少由鈉、鉀沉淀，減少由氟硅酸鹽引起的儲層氟硅酸鹽引起的儲層再次污染。再次污染。 維持低維持低PH值，以防值，以防CaF2等反應(yīng)產(chǎn)物沉淀。等反應(yīng)產(chǎn)物沉淀。前前 置置 液液 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 砂巖酸化處理液常用的有砂巖酸化處理液常用的有土酸，深部酸化的氟土酸，深部酸化的氟硼酸體系、磷酸體系及地下自生酸體系硼酸體系、磷酸體系及地下自生酸體系等。等。 處理液主要實(shí)現(xiàn)處理液主要實(shí)現(xiàn)對儲層基質(zhì)及堵塞物質(zhì)的溶解對儲層基質(zhì)及堵塞物質(zhì)的溶解，溝通并擴(kuò)大孔道，提高儲層滲透性。溝通并擴(kuò)大孔道，提高儲層滲透性。 處理液處理液 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常

40、用酸化工藝及其適應(yīng)性 注后置液的作用在于能注后置液的作用在于能迅速凈化儲層迅速凈化儲層，并使之，并使之得到充分的改善。要達(dá)到此目的，后置液應(yīng)滿足：得到充分的改善。要達(dá)到此目的，后置液應(yīng)滿足： 能使儲層中微小顆粒具有水濕性；能使儲層中微小顆粒具有水濕性； 能最大限度的提高油氣的相對滲透率；能最大限度的提高油氣的相對滲透率； 對處理液沒有不利的反應(yīng)；對處理液沒有不利的反應(yīng)； 有利于排酸，提高酸處理效果。有利于排酸，提高酸處理效果。 后置液后置液 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 頂替液一般是由鹽水或淡水加表面活性劑組成頂替液一般是由鹽水或淡水加表面活性劑組成的的活性水活性水。

41、頂替液的作用是將頂替液的作用是將井筒中的酸液頂入儲層井筒中的酸液頂入儲層。 頂替液頂替液 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 常規(guī)土酸酸化常規(guī)土酸酸化:常規(guī)土酸酸化是使用時(shí)間最早，常規(guī)土酸酸化是使用時(shí)間最早，油田應(yīng)用十分普遍的工藝。油田應(yīng)用十分普遍的工藝。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 注前置液注前置液 注處理液注處理液 注后置液注后置液 注頂替液注頂替液頂 替 液后 置 液處 理 液前 置 液地層井筒 砂巖深部酸化的基本原理是砂巖深部酸化的基本原理是注入本身不含注入本身不含HF的化的化學(xué)劑進(jìn)入儲層后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，學(xué)劑進(jìn)入儲層后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，緩慢生成緩

42、慢生成HF，從而從而增增加活性酸的穿透深度加活性酸的穿透深度，解除粘土對儲層深部的堵塞，解除粘土對儲層深部的堵塞，達(dá)到深部解堵目的。達(dá)到深部解堵目的。 主要包括主要包括SHF工藝、工藝、SGMA工藝、工藝、BRMA工藝、工藝、HBF4工藝及磷酸酸化等。工藝及磷酸酸化等。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 該工藝?yán)迷摴に嚴(yán)谜惩恋奶烊浑x子交換性能粘土的天然離子交換性能，在粘土表，在粘土表面生成面生成HF而就地溶解粘土。而就地溶解粘土。 注液時(shí)，注液時(shí)，HCl和和NH4F可根據(jù)需要多次重復(fù)使用，可根據(jù)需要多次重復(fù)使用，以達(dá)到預(yù)期的酸化深度，以達(dá)到預(yù)期的酸化深度，SHF法的處理

43、深度取決于法的處理深度取決于HCl和和NH4F的用量和濃度。的用量和濃度。SHF工藝在提高儲層滲工藝在提高儲層滲透率和穿透深度方面都優(yōu)于常規(guī)土酸。透率和穿透深度方面都優(yōu)于常規(guī)土酸。 工藝優(yōu)點(diǎn)是工作劑成本較低，穿透深度大工藝優(yōu)點(diǎn)是工作劑成本較低，穿透深度大。缺。缺點(diǎn)是工藝較復(fù)雜，溶解能力較低。點(diǎn)是工藝較復(fù)雜，溶解能力較低。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 該工藝是向儲層注入一種該工藝是向儲層注入一種含含F(xiàn)-的溶液和另一種的溶液和另一種能水解后生成有機(jī)酸的脂類能水解后生成有機(jī)酸的脂類，兩者在儲層中相互反，兩者在儲層中相互反應(yīng)緩慢生成應(yīng)緩慢生成HF，可達(dá)到緩速和深度酸化目的。，

44、可達(dá)到緩速和深度酸化目的。 該工藝特點(diǎn)該工藝特點(diǎn):注入混合處理液后關(guān)井時(shí)間較長，注入混合處理液后關(guān)井時(shí)間較長，待酸反應(yīng)后再緩慢投產(chǎn)。這樣長的時(shí)間選擇添加劑待酸反應(yīng)后再緩慢投產(chǎn)。這樣長的時(shí)間選擇添加劑難度大，工藝不當(dāng)易造成二次污染。難度大，工藝不當(dāng)易造成二次污染。 該工藝適于泥質(zhì)砂巖儲層，成功的該工藝適于泥質(zhì)砂巖儲層，成功的SGMA酸化酸化可獲得較長的穩(wěn)產(chǎn)期?？色@得較長的穩(wěn)產(chǎn)期。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 該系統(tǒng)由該系統(tǒng)由有機(jī)酸及其銨鹽和氟化銨按一定比例有機(jī)酸及其銨鹽和氟化銨按一定比例組成，通過弱酸與弱酸鹽間的緩沖作用，控制在組成，通過弱酸與弱酸鹽間的緩沖作用，控制在

45、儲層中生成的儲層中生成的HF濃度濃度，使處理液始終保持較高的，使處理液始終保持較高的pH值，從而達(dá)到緩速的目的。值，從而達(dá)到緩速的目的。 緩沖調(diào)節(jié)土酸工藝可用于儲層溫度較高的油井緩沖調(diào)節(jié)土酸工藝可用于儲層溫度較高的油井酸化，在溫度高達(dá)酸化，在溫度高達(dá)185的含硫氣井進(jìn)行的含硫氣井進(jìn)行BRA系系列試驗(yàn)，效果良好。列試驗(yàn)，效果良好。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 氟硼酸處理工藝氟硼酸處理工藝 HBF4: 處理砂巖儲層，既處理砂巖儲層，既可控制粘土膨脹及顆粒運(yùn)移，可控制粘土膨脹及顆粒運(yùn)移，又能獲得深穿透又能獲得深穿透。但其溶解巖石的能力不及土酸，。但其溶解巖石的能力不及土酸，

46、國內(nèi)外廣泛采用國內(nèi)外廣泛采用HBF4及土酸聯(lián)合施工及土酸聯(lián)合施工，這就要求，這就要求適當(dāng)?shù)氖┕すば蚣斑x擇合理施工參數(shù)。適當(dāng)?shù)氖┕すば蚣斑x擇合理施工參數(shù)。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 西南石油學(xué)院與勝利油田合作研究給出的西南石油學(xué)院與勝利油田合作研究給出的典型施工工序典型施工工序?yàn)闉椋?注鹽酸前置液注鹽酸前置液注注HBF4注土酸注土酸注過量驅(qū)替液注過量驅(qū)替液 酸液用量應(yīng)以酸液用量應(yīng)以HBF4能達(dá)到的深度進(jìn)行計(jì)算。能達(dá)到的深度進(jìn)行計(jì)算。 如勝利油田現(xiàn)場應(yīng)用的如勝利油田現(xiàn)場應(yīng)用的用量范圍為：用量范圍為： 鹽酸鹽酸 濃度濃度 7-12% 每米井段用量每米井段用量0.5-1.0

47、m3 HBF4 濃度濃度 8-12% 每米井段用量每米井段用量1.0-1.5m3 土酸土酸 濃度濃度 12HCl3HF 每米井段用量每米井段用量0.5-0.7m3 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性 儲層碳酸鹽含量、泥質(zhì)含量高，含有水敏及儲層碳酸鹽含量、泥質(zhì)含量高，含有水敏及酸敏性粘土礦物，污染較重，又不易用土酸深度酸敏性粘土礦物，污染較重，又不易用土酸深度處理的儲層可用磷酸處理的儲層可用磷酸/HF處理。處理。磷酸可以解除硫磷酸可以解除硫化物，腐蝕產(chǎn)物及碳酸鹽類堵塞物?；?，腐蝕產(chǎn)物及碳酸鹽類堵塞物。 二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性二、常用酸化工藝及其適應(yīng)性1. 1. 酸化處理設(shè)

48、計(jì)應(yīng)收集的資料酸化處理設(shè)計(jì)應(yīng)收集的資料 井?dāng)?shù)據(jù)井?dāng)?shù)據(jù) 儲層參數(shù)儲層參數(shù) 巖石力學(xué)數(shù)據(jù)巖石力學(xué)數(shù)據(jù) 壓裂液壓裂液 酸液數(shù)據(jù)酸液數(shù)據(jù) 巖心分析數(shù)據(jù)巖心分析數(shù)據(jù) 泵注數(shù)據(jù)泵注數(shù)據(jù)三、酸壓設(shè)計(jì)三、酸壓設(shè)計(jì)2.2.設(shè)計(jì)應(yīng)包括內(nèi)容：設(shè)計(jì)應(yīng)包括內(nèi)容： 根據(jù)施工目的、井及儲層條件、室內(nèi)巖心數(shù)據(jù)根據(jù)施工目的、井及儲層條件、室內(nèi)巖心數(shù)據(jù)等選擇適合的等選擇適合的酸化工藝酸化工藝。 確定確定酸化工作液酸化工作液( (前置液、酸液、頂替液前置液、酸液、頂替液) )的類的類型、配方、用量。型、配方、用量。 前置液前置液的基本要求：的基本要求：1)1)遇酸不降解，具有較好遇酸不降解，具有較好的濾失控制性能；的濾失控制性能；

49、2)2)在儲層條件下具有足夠的粘度；在儲層條件下具有足夠的粘度；3)3)對儲層無污染，易于返排；對儲層無污染，易于返排；4)4)成本低，使用安全。成本低，使用安全。 前置液用量根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)和施工規(guī)模及施工的前置液用量根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)和施工規(guī)模及施工的要求而定。也可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化而得到。要求而定。也可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行優(yōu)化而得到。 三、酸壓設(shè)計(jì)三、酸壓設(shè)計(jì) 酸液酸液采用是鹽酸體系，主要有常規(guī)鹽酸體系、采用是鹽酸體系，主要有常規(guī)鹽酸體系、稠化酸體系、泡沫酸體系、乳化酸體系、化學(xué)緩速稠化酸體系、泡沫酸體系、乳化酸體系、化學(xué)緩速酸體系。酸體系。 酸濃度酸濃度可由溶蝕試驗(yàn)確定。國內(nèi)酸化處理鹽酸可由溶蝕試驗(yàn)確定。

50、國內(nèi)酸化處理鹽酸濃度多介于濃度多介于15152020。酸液用量酸液用量則據(jù)酸化改造的范則據(jù)酸化改造的范圍和力度來確定。酸液用量一般為動態(tài)裂縫體積的圍和力度來確定。酸液用量一般為動態(tài)裂縫體積的1.51.55 5倍。酸液用量也可根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求由計(jì)倍。酸液用量也可根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求由計(jì)算機(jī)模擬確定。算機(jī)模擬確定。三、酸壓設(shè)計(jì)三、酸壓設(shè)計(jì) 頂替液頂替液的目的是將井筒及地面管線中的酸的目的是將井筒及地面管線中的酸液全部頂入儲層中，一般用活性水，或氯化銨液全部頂入儲層中，一般用活性水，或氯化銨溶液，用量以地面管線和井筒體積再附加一定溶液，用量以地面管線和井筒體積再附加一定的余量。的余量。 三、酸壓設(shè)計(jì)

51、三、酸壓設(shè)計(jì)3.3.施工設(shè)計(jì)計(jì)算施工設(shè)計(jì)計(jì)算 施工參數(shù)確定施工參數(shù)確定: : 儲層最大吸入能力、破裂壓力、儲層最大吸入能力、破裂壓力、液柱壓力、摩阻計(jì)算，井口極限施工排量、井口施液柱壓力、摩阻計(jì)算，井口極限施工排量、井口施工泵壓和入井液量等。工泵壓和入井液量等。 酸化過程的模擬計(jì)算及效果預(yù)測：酸化過程的模擬計(jì)算及效果預(yù)測：綜合應(yīng)用前面綜合應(yīng)用前面部分碳酸鹽巖酸壓模擬數(shù)學(xué)模型：動態(tài)裂縫尺寸、部分碳酸鹽巖酸壓模擬數(shù)學(xué)模型：動態(tài)裂縫尺寸、酸液濃度分布規(guī)律及有效作用距離、酸蝕裂縫導(dǎo)流酸液濃度分布規(guī)律及有效作用距離、酸蝕裂縫導(dǎo)流能力及增產(chǎn)倍比等進(jìn)行酸化設(shè)計(jì)模擬，分析不同施能力及增產(chǎn)倍比等進(jìn)行酸化設(shè)計(jì)模擬

52、，分析不同施工參數(shù)對酸化效果的影響。工參數(shù)對酸化效果的影響。三、酸壓設(shè)計(jì)三、酸壓設(shè)計(jì)1. 1. 酸液驅(qū)替工藝確定酸液驅(qū)替工藝確定 酸化驅(qū)替工藝確定酸化驅(qū)替工藝確定主要是指分層措施及適當(dāng)?shù)挠盟嶂饕侵阜謱哟胧┘斑m當(dāng)?shù)挠盟徇x擇和注酸順序。選擇和注酸順序。 常用的注酸工藝：常用的注酸工藝：籠統(tǒng)酸化、分層酸化籠統(tǒng)酸化、分層酸化 籠統(tǒng)酸化籠統(tǒng)酸化即全井筒酸化，整個(gè)酸化井段處于一個(gè)即全井筒酸化，整個(gè)酸化井段處于一個(gè)壓力系統(tǒng)下，施工工藝較為簡單。壓力系統(tǒng)下，施工工藝較為簡單。 分層酸化工藝分層酸化工藝分為機(jī)械封隔和化學(xué)暫堵劑分流酸化。分為機(jī)械封隔和化學(xué)暫堵劑分流酸化。 四、基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)四、基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)2.

53、最大施工排量的確定 )(ln)-(377.0maxsrrPPhKqwesFav 施工排量qi20% 僅用 HCl 高滲透(10010-3 m2以上) 高石英(80%)，低粘土(20%) 13.5%HCl+1.5%HF 高粘土(20%) 6.5%HCl+1%HF 高鐵綠泥石粘土 3%HCl+0.5%HF 低滲透(1010-3 m2或更低) 低粘土 6%HCl+1.5%HF 高綠泥石 3%HCl+0.5%HF 用15%HCl預(yù)沖洗 用螯合的15%HCl預(yù)沖洗 用 7.5%HCl 或 10%醋酸預(yù)沖洗 5%醋酸預(yù)沖洗 四、基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)四、基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)3. 3. 酸化工作液類型、濃度及用量的確定酸化工

54、作液類型、濃度及用量的確定 后置液：后置液：后置液通常加入化學(xué)劑幫助處理液返后置液通常加入化學(xué)劑幫助處理液返排，恢復(fù)儲層固相及沉淀性酸反應(yīng)生成物的親水性，排，恢復(fù)儲層固相及沉淀性酸反應(yīng)生成物的親水性，防止乳化形成。防止乳化形成。 頂替液：頂替液：常用活性水或常用活性水或NH4Cl水溶液，體積按照水溶液，體積按照井筒容積附加一定余量確定。井筒容積附加一定余量確定。四、基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)四、基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)3. 3. 酸化工作液類型、濃度及用量的確定酸化工作液類型、濃度及用量的確定4. 酸化設(shè)計(jì)計(jì)算模擬酸化設(shè)計(jì)計(jì)算模擬 聯(lián)立溫度場模型、酸濃度和礦物濃度分布模型、孔隙度和滲透率模型、酸化效果預(yù)測模型及施工參數(shù)

55、計(jì)算模型，進(jìn)行酸化設(shè)計(jì)、預(yù)測酸化效果、進(jìn)行方案優(yōu)選及對比等。 求出有污染儲層解除污染時(shí)所需的最佳酸化施工參數(shù)組合，即各級注入液的液量，酸濃度、施工允許的最大排量、實(shí)際注酸排量、井口限壓、施工井口泵壓及施工水馬力等，為現(xiàn)場酸化施工提供決策性意見。四、基質(zhì)酸化設(shè)計(jì)四、基質(zhì)酸化設(shè)計(jì) 一般來說，應(yīng)縮短反應(yīng)時(shí)間，限定殘酸水的一般來說，應(yīng)縮短反應(yīng)時(shí)間，限定殘酸水的殘余濃度在一定值之上就將殘酸液盡可能排出。殘余濃度在一定值之上就將殘酸液盡可能排出。應(yīng)在酸化前就作好排液和投產(chǎn)的準(zhǔn)備，施工后立應(yīng)在酸化前就作好排液和投產(chǎn)的準(zhǔn)備，施工后立即排液。即排液。 排液方式排液方式分為自噴排液和人工排液，人工排分為自噴排液和

56、人工排液，人工排液法有抽汲、氣舉、氣體伴注排液和連續(xù)油管排液法有抽汲、氣舉、氣體伴注排液和連續(xù)油管排液方法。液方法。五、酸化處理后的排液五、酸化處理后的排液酸液類型及選擇酸液類型及選擇酸液添加劑及選擇酸液添加劑及選擇第七節(jié)第七節(jié) 酸液及添加劑酸液及添加劑本節(jié)主要內(nèi)容：本節(jié)主要內(nèi)容：1. 酸液應(yīng)滿足的要求酸液應(yīng)滿足的要求 溶蝕能量強(qiáng)，生成的產(chǎn)物溶于殘酸中，與儲層溶蝕能量強(qiáng)，生成的產(chǎn)物溶于殘酸中，與儲層流體配伍性好，對儲層不產(chǎn)生污染。流體配伍性好，對儲層不產(chǎn)生污染。 加入化學(xué)添加劑后所配制成的酸液理化性能滿加入化學(xué)添加劑后所配制成的酸液理化性能滿足施工要求。足施工要求。 運(yùn)輸、施工方便，安全。運(yùn)輸

57、、施工方便，安全。 價(jià)格便宜，貨源廣。價(jià)格便宜，貨源廣。一、酸液類型及選擇一、酸液類型及選擇 物理性能物理性能。 絕大多數(shù)絕大多數(shù)碳酸鹽巖層酸處理都采用鹽酸碳酸鹽巖層酸處理都采用鹽酸，碳酸碳酸鹽巖含量較高的砂巖也采用鹽酸進(jìn)行酸化鹽巖含量較高的砂巖也采用鹽酸進(jìn)行酸化。 酸化用工業(yè)鹽酸，質(zhì)量百分濃度酸化用工業(yè)鹽酸，質(zhì)量百分濃度3032。 鹽酸酸化優(yōu)點(diǎn)：對儲層的溶蝕力強(qiáng)；反應(yīng)生成鹽酸酸化優(yōu)點(diǎn)：對儲層的溶蝕力強(qiáng)；反應(yīng)生成物可溶，不產(chǎn)生沉淀；對裂縫壁面的不均勻刻蝕程物可溶，不產(chǎn)生沉淀；對裂縫壁面的不均勻刻蝕程度高；成本低。度高；成本低。2.常用酸液常用酸液一、酸液類型及選擇一、酸液類型及選擇鹽酸鹽酸一、

58、酸液類型及選擇一、酸液類型及選擇 采用高濃度鹽酸可提高酸處理效果。采用高濃度鹽酸可提高酸處理效果。 鹽酸酸化缺點(diǎn)鹽酸酸化缺點(diǎn)：與石灰?guī)r反應(yīng)速度太快，處：與石灰?guī)r反應(yīng)速度太快，處理范圍有限。理范圍有限。 鹽酸的密度和濃度是配置酸液時(shí)常用的數(shù)據(jù)。鹽酸的密度和濃度是配置酸液時(shí)常用的數(shù)據(jù)。2.常用酸液常用酸液一、酸液類型及選擇一、酸液類型及選擇鹽酸鹽酸鹽酸濃度與密度的關(guān)系(15)濃度(%)密度(kg/m3)濃度(%)密度(kg/m3)5.1410.1715.1620.01102510501075110022.8625.7528.6130.5511151130114511552.常用酸液常用酸液一、酸液

59、類型及選擇一、酸液類型及選擇鹽酸鹽酸 計(jì)算配置酸溶所需的商品鹽酸用量：211221VCCV V1、V2分別為所需商品鹽酸和需配置的稀鹽酸的體積，m3； 1、 2分別為所需商品鹽酸和需配置的稀鹽酸的相對密度； C1、C2分別為所需商品鹽酸和需配置稀鹽酸的濃度，。2.常用酸液常用酸液一、酸液類型及選擇一、酸液類型及選擇鹽酸鹽酸 配置稀酸液所需的清水量： V清水V2V1 V3 V清水 清水體積，m3； V3 除商品酸和清水外加入酸液中的其它添加劑總體積，m3。2.常用酸液常用酸液一、酸液類型及選擇一、酸液類型及選擇鹽酸鹽酸 物理性能。 氫氟酸與鹽酸氫氟酸與鹽酸聯(lián)合使用。 當(dāng)氫氟酸與硅酸鹽類以及碳酸鹽

60、反應(yīng)時(shí)，會生成難溶物質(zhì)如CaF2等。當(dāng)酸液中存在鹽酸時(shí)，則可仰制或減少CaF2的沉淀。 鹽酸先溶蝕掉碳酸鹽，以充分發(fā)揮氫氟酸的溶蝕作用，節(jié)約成本較高的氫氟酸。2.常用酸液常用酸液一、酸液類型及選擇一、酸液類型及選擇土酸土酸 在配置土酸時(shí)，所需商品濃度的氫氟酸和鹽酸的數(shù)量：mHFHFHFmHFVCCVmHClHClHClmHClVCCV VHF所需商品氫氟酸體積，m3； VHCl所需商品鹽酸體積，m3； CHF商品氫氟酸重量濃度，%； CHCl商品鹽酸重量濃度，； CHF 土酸中氫氟酸重量濃度，%； CHCl 土酸中鹽酸重量濃度，； HF商品氫氟酸密度，kg/m3； HCl商品鹽酸密度，kg/m