砂岩酸化原理及酸化工艺技术共48页文档
《砂岩油田酸化技术研究》范文
《砂岩油田酸化技术研究》篇一一、引言砂岩油田作为全球石油开采的主要目标之一，其高效开发和增产技术的不断研究具有重要意义。
酸化技术作为砂岩油田中常用的增产措施之一，通过利用酸液对储层进行酸化处理，以改善储层的渗透性，增加油气流的流通能力，进而提高采收率。
本文将重点研究砂岩油田酸化技术的研究现状、应用、效果评估以及未来的发展趋势。
二、砂岩油田酸化技术研究现状砂岩油田酸化技术经过多年的发展，已经形成了多种不同的酸化方法和技术。
其中，最为常见的包括：基质酸化、溶解剂酸化、预处理酸化等。
这些技术手段各有其特点，但最终目的都是为了通过酸化处理改善储层的物理性质，从而提高油田的采收率。
三、砂岩油田酸化技术应用1. 基质酸化技术：基质酸化是最常见的砂岩油田酸化技术之一。
该技术通过向储层注入含有缓蚀剂、催化剂等添加剂的酸液，使酸液与储层岩石发生化学反应，从而溶解岩石中的矿物成分，扩大孔隙和裂缝，提高储层的渗透性。
2. 溶解剂酸化技术：溶解剂酸化技术是利用某些特定化学物质作为溶解剂，通过与储层岩石中的矿物成分发生反应，达到溶解岩石的目的。
这种方法主要用于处理含有特定矿物成分的储层。
3. 预处理酸化技术：预处理酸化技术是一种预先对储层进行处理的酸化技术。
该方法主要针对含有杂质较多的储层，通过预处理去除储层中的杂质和堵塞物，为后续的酸化处理提供良好的条件。
四、砂岩油田酸化效果评估砂岩油田酸化技术的效果评估主要从以下几个方面进行：1. 增产效果：通过对比酸化前后油田的产量变化，评估酸化技术的增产效果。
2. 成本效益：综合考虑酸化技术的投资成本、操作成本以及增产效益等因素，评估该技术的成本效益。
3. 环境影响：评估酸化技术对环境的影响，包括对地下水、地表水等的影响。
五、砂岩油田酸化技术未来发展趋势随着科技的不断进步和石油开采难度的不断增加，砂岩油田酸化技术将朝着以下几个方向发展：1. 智能化发展：随着人工智能、大数据等技术的发展，砂岩油田酸化技术将更加智能化，能够根据储层的实际情况进行精确的酸化处理。
酸化工艺技术
一、酸化原理
1.地层岩石化学成分
(1)碳酸岩成份：
方解石caco3、白云石caMg(co3)2 、铁白云石 ca(Fe,Mg)( co3)2
(2)砂岩成份：石英SiO2、长石(K,Na)Si3AlO8、 高岭石Al4(Si4O10)(OH)8、伊利石Si4-xAlxO10 (OH)2 Kx Al2、蒙脱石 (1/2Ca,Na)0.7(AlMg,Fe)4(Si,Al)8O20(OH)4nH2O
性能指标：
（1）酸液中硝酸浓度5%； （2）腐蚀率为3.26g/m2.h； （3）溶蚀率20.4%； （4）50℃的膨胀率为2.5%； （5）16小时降粘率为98%。
液体硝酸酸化技术
原理
利用硝酸的强酸性和强氧化性 与地层中各种垢类发生反应， 以解除近井地带油层堵塞，达 到增产、增注目的。
（1）与氢氧化铁的反应
蒙脱石
也可溶解砂岩，改善地层渗透性：
SiO 2 ? 6 HF ? H 2 SiF 6 ? 2 H 2O
石英
Na2O?Al2O3 ?6SiO2 ? 50HF? 2NaF? 6H2SiF6 ? 2H3AlF6 ? 16H2O
钠长石
二、酸化工艺技术
☆ 防敏土酸酸化技术 ☆ 粉末硝酸酸化技术 ☆ 复合活性酸酸化技术 ☆ 清垢酸酸化技术 ☆ 热化学解堵技术
白云岩
石灰岩
CaCO 3 ? 2 HCl ? CaCl 2 ? CO 2 ? ? H 2 O
氢氟酸可除去地层渗滤面的粘土堵塞，恢复地层的渗透率：
Al4 ?Si4O10 ?(OH )8 ? 48 HF ? 4 H 2 SiF6 ? 4H 3 AlF6 ? 18H 2O
高岭石
Al4 ?Si8O20 ?(OH ) 4 ? 72 HF ? 8H 2 SiF6 ? 4H 3 AlF6 ? 24 H 2O
《砂岩油田酸化技术研究》
《砂岩油田酸化技术研究》篇一一、引言随着经济的飞速发展和社会的进步，我国对于石油的需求越来越大，对石油开采技术的研究也不断深入。
砂岩油田作为重要的油气储集层之一，其开采过程中的酸化技术，对提高油田的采收率和开发效益有着极为重要的作用。
本文将对砂岩油田酸化技术进行深入探讨和研究。
二、砂岩油田酸化技术概述砂岩油田酸化技术是一种通过向地下油层注入酸液，以改善油层渗透性，提高采油效率的技术手段。
酸化技术可以有效地解决因油层堵塞、渗透性差等问题导致的采油困难，从而提高油田的采收率。
三、砂岩油田酸化技术的原理及分类砂岩油田酸化技术的原理主要是利用酸液与地层中的矿物反应，溶解地层中的堵塞物，扩大油层的孔隙和通道，从而提高油层的渗透性。
根据不同的酸液类型和作用方式，砂岩油田酸化技术可以分为以下几类：1. 土酸酸化：使用土酸作为酸液，主要针对碳酸盐岩地层。
2. 盐酸酸化：使用盐酸作为酸液，适用于砂岩、泥岩等各类地层。
3. 复合酸酸化：使用多种酸液混合而成的复合酸作为酸液，具有更强的溶解能力和更广泛的适用范围。
四、砂岩油田酸化技术的关键技术问题在砂岩油田酸化技术的研究和应用过程中，存在一些关键的技术问题需要解决：1. 酸液配方优化：针对不同的地层和油层特性，需要研发出适合的酸液配方，以提高酸化的效果和效率。
2. 酸化深度控制：如何准确控制酸液的渗透深度，避免过度酸化造成的地层损害，是砂岩油田酸化技术的另一个关键问题。
3. 反应机理研究：深入研究酸液与地层的反应机理，有助于更好地掌握酸化技术的效果和影响，为后续的技术研发提供理论支持。
五、砂岩油田酸化技术的实践应用与挑战砂岩油田酸化技术在国内外多个油田得到了广泛的应用，并取得了显著的成效。
然而，随着油田开发的深入和复杂性的增加，砂岩油田酸化技术也面临着一些挑战：1. 油田环境的复杂性：不同地区的砂岩油田具有不同的地质条件和油层特性，需要针对具体情况进行技术调整和优化。
砂岩酸化原理与工艺技术
多样化
针对不同类型和性质的砂岩，开发和应用多种酸化技术，实现精细化的处理。
高效化
酸化技术向高效率、大规模、集成化方向发展，提高砂岩的渗透性，降低成本。
环保化
酸化技术向低污染、环保化发展，减少对环境的负面影响。
酸化技术的发展趋势
酸化技术广泛应用于石油工业中，提高石油开采效率，改善油井性能。
石油工业
结构检测
检测酸化后砂岩样品的物理性能，如密度、孔隙率等。
性能检测
酸化效果的检测与表征
通过室内加速试验模拟酸化后砂岩样品的耐久性表现。
室内加速试验
将酸化后的砂岩样品放置在现场环境中，观察其耐久性表现。
现场试验
通过化学分析方法检测酸化后砂岩样品的化学稳定性。
化学稳定性评估
酸化效果的持久性评估
05
砂岩酸化发展趋势与挑战
高压水力喷射法
利用高压水力喷射器将酸液注入砂岩层，通过冲击和溶解作用实现砂岩的疏通和溶解。
微生物法
利用微生物在砂岩表面产生酸性物质，实现砂岩的溶解和疏通。
新型酸化工艺
选择适合的酸化工艺
优化酸化工艺参数
控制酸化对环境的影响
酸化工艺的选择与优化
03
砂岩酸化技术应用
砂岩酸化技术可以提高油田的采收率，通过清除堵塞物和溶解岩石颗粒，增加油流的通畅性，从而提高石油产量。
谢谢您的观看
增加石油产量
油田开发进入中后期，地层能量逐渐枯竭，砂岩酸化技术可以重新打开未开发的储层，提高油田的注入能力，延长油田的寿命。
延长油田寿命
油田开发与增产
地层改造
砂岩酸化技术可以用于地层改造，通过注入酸液，溶解地层中的岩石颗粒，扩大地层孔隙度和渗透率，提高地层的储油和导流能力。
砂岩酸化原理与工艺技术
(Sandstone Acidizing Fundmentals and Technology )
概述：
一、砂岩储层酸化在油气田开采中地位 恢复油气井产能 提高油气井产能
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2
酸化处理历史
1、早期的除垢处理，盐酸作为除垢剂 2、1933，HF处理砂岩获得工艺专利 3、1940 ，土酸的首次工业性应用 4、至今，全面工业化应用
地面管流 酸由酸罐经过低压管线到达压裂车组，经压裂车 组增压后的酸液进入高压管线到高压井口。在这个过 程中酸液可能腐蚀地层管线及压裂车组和高压井口装 置；在高压管线中酸液流到井口要产生摩阻损失，管 线中的酸液流态由排量和酸液粘度决定，酸液浓度基 本不变。
砂岩酸化工艺过程－三个过程 砂岩酸化工艺过程－
若酸的浓度为15%（重量），则：
β 15 = β 100
石灰岩溶解克数 × 0 .15 = 0 .206 15％ HCL 反应克数
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溶解力
用相应的密度比作为质量比与式3.5相乘便可得出反 应酸单位体积所能溶解的岩石体积(并用X表示)，即溶 解力。
X 15 =
ρ 15 % HCL β 15 % HCL ρ caco
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氢氟酸与碳酸盐岩反应的化学当量
酸化中的主要化学反应
方解石 HCl 白云石 菱铁矿 石英 钠长石 HF 正长石(钾长石) 高岭石 蒙脱石 2HCl+CaCO3→CaCl2 +CO2 +H2 O 4HCl+CaMg(CO3)2→CaCl2 + MgCl2 +CO2 +H2 O 2HCl+FeCO3→FeCl2+CO2+H2 O 4HF+SiO2→SiF4(四氟酸硅)+2H2 O →H 4HF+ SiF4→ 2SiF6 NaAlSi 3 O8+14HF+2H+→Na++AlF2++3SiF4 +8H2 O KAlSi3 O8+14HF+2H+→K++AlF2++3SiF4 +8H2 O AlSi 4 O10(OH)8 +24HF+4H+→4AlF2++4SiF4+18H2 O AlSi 8 O20(OH)4 +40HF+4H+→4AlF2++8SiF4+24H2 O
砂岩储层多氢酸酸化技术
多氢酸有利于保持溶液的低PH值，同时，多氢酸可以电离出 充足的氢离子，与氟盐反应生成氢氟酸。
三、多氢酸的性能评价
3、 多氢酸与添加剂的配伍性实验
添加剂类型 添加剂名称 1.5%SA1-3B 缓蚀剂 1.5%WD-11 2%KMS-6 1.5%SA1-7 1.5%WD-8 铁离子稳定剂 2%KMS-7 2%BD1-2 1%SA-18 粘土稳定剂 1%WD-5B 1%AS-100 0.5%SA5-5 0.5%WD-12 助排剂 1%HSC-25 1%BD1-5 1%SA1-1 1%WD-6 破乳剂 1%OP 1%BD1-3 温度℃ 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 颜色 浅黄色 橙黄色 黄色 黄色 茶色 茶色 浅黄色 浅黄色 无色 无色 无色 无色 茶色 茶色 无色 无色 无色 无色 淡黄色 淡黄色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 淡黄色 无色 透明度 透明 透明 半透明 半透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 沉淀 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 分层 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无
岩心 编号 6＃ 2＃ 10＃ 9＃ 14＃
砂岩储层酸化技术
对暂堵剂性能要求
❖ (1)物理要求
❖ a. 为了使暂堵功效最大，暂堵剂在井壁附近应尽可能 形成渗透率小于等于最致密层或伤害严重层的滤饼。
这样可使酸液进入低渗层酸化地层，同时阻止高渗层过 多进酸。
❖ b. 为了获得最大的暂堵效益和最小的清洗问题，必须
防止暂堵剂颗粒浸入油气藏深部。
中，它们必须能被快速而完全地清洗掉，恢复井处于无暂 堵状况。
遵循上述原则开展试验研究，结合室内试验结果， 优选效果好的暂堵剂。
第二十一页，编辑于星期四：十九点 五十四分。
❖ --关键技术 据井层条件选择酸液体系 据井层条件选择暂堵剂类型 据储层物性及孔喉大小选择暂堵剂粒径
分布 暂堵剂注入工艺。 暂堵酸化工艺参数的优化。
① 低压低排量
大量
转向剂 进入
② 低压低排量
大量
酸 液 进入
大孔道 形成 高渗层
低渗层 酸化
滤饼
疏能油 流通道
第十六页，编辑于星期四：十九点 五十四分。
根据达西定律，酸液线性流过产层小段时，符合下列关系：
Q
KPA
μL
式中： K介质(产层岩芯)渗透率；
ΔP压差；
A渗流面积；
液体粘度； L造压差的距离。
所有控制反应速度均围绕这三方面进行。
第五页，编辑于星期四：十九点 五十四分。
影响反应速度的因素
1、酸液类型； 2、酸液浓度； 3、温度； 4、粘度； 5、同离子效应； 6、面容比； 7、压力。
第六页，编辑于星期四：十九点 五十四分。
降低反应速度的主要方法 ❖ 1、降低H+电离速度； ❖ 2、降低反应温度； ❖ 3、增加酸液粘度； ❖ 4、增加离子浓度。
砂岩酸化
微粒运移
修井 增产措施
固体侵入 粘土膨胀，运移（不溶性盐水）
微粒的释放和运移（b） 增产流动与地层反应产物产生的沉淀（c） 聚合物伤害（压裂液）（d） 地层润湿性变化（e）
（a）仅用盐酸就能消除；醋酸、甲酸单独使用或与盐酸联合使用，或者EDTA螯合剂代替盐酸。 （b）硅酸铝矿物（粘土、长石、蒙皂石）；硅（石英颗粒） （c）也许是不可溶沉淀 （d）采用盐酸足够 （e）由添加剂引起的，需要用表面活性剂
要防止过量顶替
4.泵注之后及返排期间质量控制
A.注完酸后不关井，一旦连接好排液管线，就开始返排，
返排液流入罐或坑中
返排时常出现的三个问题为： – 微粒运移或者出砂； – 酸反应产物的二次沉淀； – 添加剂的返排和处理；
B.残酸取样分析
– 固体颗粒的量，大小和类型； – 返排酸液的强度； – 总铁浓度； – 是否存在乳化现象和/或酸渣； – 任何二次沉淀的组分（除铁外）
2.挤注前的质量控制
A.施工所需的添加剂均就位 B.在向井中注入酸液前再次循环酸罐 C.用实验设备检测酸浓度 D.确认施工人员知道施工参数的控制 E.检查为了指导施工而安置的压力-时间记录仪，以及现
场任何的监测设备，和实时评价体系 F.清洗（浸泡）管柱
3.泵注期间质量控制
A.控制注入排量 B.酸与地层接触时观察压力响应 C.分流到达地层时应注意压力响应 D.砂岩酸化施工时不能超过地层的破裂压力 E.在注顶替液期间，确认酸完全从井筒中顶如地层，也
3.砂岩酸化成功的几个关键步骤
评估
设计
执行
酸化施工质量控制技术
1.设备安装期间的质量控制
A.检查所有将用于盛酸和水的罐。 B.具备在泵注前循环酸罐中的流体的设备