砂岩基质酸化设计优秀课件

第七章酸化2

处理液
—砂岩酸化处理液常用的有土酸、
深部酸化的氟硼酸体系、磷酸体系及地下自生酸体系等。 —处理液主要实现对储层基质及堵塞物质的溶解，沟通并扩大孔道，
提高储层渗透性。
后置液
—注后置液的作用在于能迅速净化储层，并使之得到充分的改善。
要达到此目的，后置液应满足：能使储层中微小颗粒具有水湿性；能最大限度的提高油气的相对渗透率；对处理液没有不利的反应；有利于排酸，提高酸处理效果。
前置液
一般用(3-15)％HCl
前置液作用:
前置液中盐酸把大部分碳酸盐溶解掉，减少CaF2沉
淀，充分发挥土酸对粘土、石英、长石的溶蚀作用。
盐酸将储层水顶替走，隔离氢氟酸与储层水，防止
储层水中的Na+、K+与H2SiF6作用形成氟硅酸钠、钾沉淀，
减少由氟硅酸盐引起的储层再次污染。维持低PH值，以防CaF2等反应产物沉淀。清洗近井地带油污。
砂岩储层酸化设计计算
酸浓度及矿物浓度分布孔隙度和渗透率分布
酸化效果预测
酸浓度及矿物浓度分布
—描述多孔介质注酸后，孔隙结构中酸浓度分布和渗透率、孔隙度分布的数学模型。 —所有模型可分为集总参数模型和分布参数模型两大类。 —集总参数模型(解析模型)主要是由Lund， K，McCune，C.C，等人提出，视砂岩矿物由单一的矿物成分，与土酸反应时用单一成分反应速度方程和单一成分的化学计量系数来近似计算砂岩多种矿物与土酸的反应情况。
— 设计内容应包括：根据施工目的、井及储层条件、室内岩心数据等，选择适合的酸化工艺。确定酸化工作液(前置液、酸液、顶替液)的类型、配方、用量。前置液的基本要求：1)遇酸不降解，具有较好的滤失控制性能；2)在储层条件下具有足够的粘度；3)对储层无污染，易于返排；4)成本低，使用安全。前置液用量根据施工经验和施工规模及施工的要求而定。也可用计算机进行优化设计。

酸化技术 PPT课件

2
2 、油井结垢井数逐年增加：
新立油田由于近井地带温度、压力的变化，使油井的近
井地带产生结垢现象。从近年来已发现的检泵结垢井数据看，
从2000年开始截止到2005年底，累计出现结垢井为334口，
这些结垢井的存在，既堵塞油层、使得近井地带导流能力下
降、影响油井产量。
3 、压裂层渗透率下降：
油井压裂后，由于岩层的压实作用和压裂砂破碎，以及压裂液的残留物使地层渗透率下降，使油层压后导流能力下降，影响油井产量。
总矿化度 2390 2230
3810
PH 值 8.39
8.33
8.51
水型
NaHCO3 NaHCO3
NaHCO3
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(1)无机垢来源
A、温度的影响 1000ml水源水在常压、不同温度下放置24小时后垢的析出量。 B、压力的影响模拟新立油田地层温度(67℃)，测定了不同压力下注入水中析出的CaCO3量。 C、结论随着温度、压力的变化油井结垢, 且大多都集中在近井地带。
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3、酸化配方体系的选择:
(1) 主体酸液体系的选择我们分别用浓度为3%、5%、7%、9%、11%、13%、
15%的盐酸对新立油田的三种不同的无机垢样进行溶解，结果发现酸液浓度在9-13%的盐酸对以无机垢的溶解效果较好。同时分别用不同类型的有机溶剂对有机垢为主的垢样进行试验，结果表明以多琏为主的烃类对有机垢溶解效果较好。
水质分析数据表
检测结果泵出口井口注入水油井采出水
氢氧根 0.00
0.00
0.00
碳酸根 28.8
14.4
57.9
氯离子 588
559
1160
硫酸根 895

酸化压裂相关工艺技术ppt课件

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盐酸-氢氟酸(土酸)
化工界大批生产的氢氟酸(HF) 是氟化氢的水溶液，有无水纯酸，或酸的浓缩(40～70%)水溶液。氟化氢是一种无色、恶臭有毒气体，氟化氢的溶点为－ 83℃，工业氢氟酸浓度为40％，比重在1.11到1.13之间。
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氢氟酸工业标准
品质氟化氢含量铁含量硫酸含量硅氟酸含量
清水 965.8 931.3 896.5 861.3 825.7 789.9 753.6 717.0 680.3 642.9 605.4 567.4 529.4 490.5 .7 412.3 372.8 332.7 292.4 251.7 210.4 169.0 127.2 84.8 42.6
0.0
重量 37.2 74.8 112.7 151.1 189.8 228.9 268.3 308.2 348.2 388.9 429.8 471.1 512.6 554.9 597.2 640.1 683.1 726.8 770.7 815.0 860.0 905.1 950.6 996.8 1042.7 1089.1 1136.8 1184.5
酸化压裂相关工艺技术
酸化用酸液及添加剂
2
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酸液类型及选择
性能要求
1.溶蚀能量强，生成的产物能够溶解于残酸水中，与储层流体配伍性好，对储层不产生污染； 2.加入化学添加剂后所配制成的酸液的物理、化学性质能够满足施工要求； 3.运输、施工方便，安全； 4.价格便宜，货源广
3
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工业盐酸配置盐酸
浓度，% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

采油工程压裂酸化ppt课件

二、高能气体压裂(High Energy Gas Fracturing) 1.增产（注）机理造缝作用热力作用物理化学作用
增产（注）措施——压裂
二、高能气体压裂(High Energy Gas Fracturing)
1.增产（注）机理
1）造缝作用
井筒附近地层产生多条、多方位随机的径向裂缝，在地层岩石应力作用下产生剪切错位，使缝面凹凸处相错，同时裂缝面处岩石产生少量碎屑也能支撑裂缝，改善了地层的渗流能力。
增产（注）措施——压裂
一、水力压裂（Hydraulic Fracturing）
5.压裂液
2）压裂液的性能要求滤失少；悬砂能力强；摩阻低；稳定性好
（热稳定性和抗机械剪切）；配伍性好；低残渣；易返排；货源广、便于配制、价格便宜
增产（注）措施——压裂
一、水力压裂（Hydraulic Fracturing） 5.压裂液
增产（注）措施——酸化
1.酸化的分类
按作用原理分:解堵酸化和深穿透酸化
按施工压力分:基质酸化和压裂酸化
按施工所用酸液体系分:常规酸化、降阻酸酸化、胶凝酸酸化、胶联酸酸化、泡沫酸酸化和乳化酸酸化
增产（注）措施盐酸，有时也用醋酸、甲酸、混合酸和氨基磺酸等，为了满足酸化缓速、提高酸处理效果的需要，有时还采用胶化酸、乳化酸和泡沫酸等。
增产（注）措施——压裂
一、水力压裂（Hydraulic Fracturing） 4. 地应力状态对造缝的影响
增产（注）措施——压裂
一、水力压裂（Hydraulic Fracturing）
5.压裂液
影响压裂施工的各种因素中，压裂液的性能是其中的主要因素之一。 1）压裂液的任务
压裂液是一个总称，根据其在施工过程中不同阶段的任务不同，可分为前置液、携砂液和顶替液三种。

砂岩酸化

0.77 0.014 0.027 0.041 0.083
33
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砂岩矿物成分
典型砂岩矿物的化学组成
组成
砂粒(碎屑矿物)
胶结物
成分石英
长石类
云母类粘土类 (泥质胶结
物) 碳酸盐类
硫酸盐类硅质胶结物
其它
矿物
正长石微斜长石钠长石斜长石黑云母白云母绿泥石
高岭石伊利石蒙脱石
砂岩酸化的酸岩反应特性
存在问题 1、反应速度快 2、沉淀物易产生(二次伤害) 3、储层结构破坏 4、液体置放研究方向 1、酸液及添加剂 2、沉淀物的预防 3、优化设计(工艺和参数)
酸与碳酸盐岩的化学反应当量
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酸岩反应的化学当量－碳酸盐岩
2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2 4HCl+CaMg(CO3)2CaCl2+ MgCl2+H2O+CO2 与反应1物摩尔相乘之数被称之为化学当量系数(例， “2”HCl)。
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
垂直管流酸液由高压井口进入酸化管柱(或油管柱)到井
底的流动。该过程酸液可能腐蚀酸化管柱和套管柱，酸液的动能降低，沿管柱流动产生摩阻损失，流态由排量、粘度、管径决定，酸液浓度基本不变，从井口到井底酸液温度升高
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压压裂裂车车
砂岩储层工艺分类
•酸洗酸洗是一种清除井筒中的酸溶解性结垢物或疏通射

砂岩酸化设计要点

2、砂岩酸化设计
2.5、酸化评层选井内容及工作顺序图
地质资料油气藏资料录井资料物性参数测井资料试油、试井、生产资料中途测试完井试油或试井生产测井和试采
静态储层基本结构及物性参数
测井解释储层结构及参数
渗滤模式、动力和阻力分布与大小、流体性质
提出工作液伤害的地层因素
确定井层储、渗模式及渗滤特征
后置液
顶替液配方体系确定
推荐用酸指南
室内试验结合现场实施经验
2、砂岩酸化设计
2.9、关井反应时间和排液方式确定
1、关井反应时间
根据室内试验评价酸岩有效作用时间、施工过程中压力变化确定。
2、酸化处理后的排液
剩余压力(井底压力)大于井筒液柱压力---自喷方式排；
剩余压力(井底压力)小于井筒液柱压力---人工举升方式排液。
4、设备载体
4.1、设备
4、设备载体
4.2、载体
1、储层伤害
1.3、损害类型及处理对策
1、储层伤害
1.4、常规砂岩酸化用酸指南
1、储层伤害
2、砂岩酸化设计
3、室内实验
4、设备载体
2、砂岩酸化设计
2.1、砂岩基质酸化的目的
消除微粒运移；粘土膨胀；碳酸盐、氢氧化物结垢、有机垢；钻完井作业中产生的封堵微粒而产生的地层损害；润湿性变化。
2、砂岩酸化设计
2.7、酸化工艺设计技术要点

识别伤害类型，明确解堵对象

酸化工作液的选择－施工成功的关键酸液体系与储层污染匹配分流技术与地层特征匹配

酸化工艺参数的确定
2、砂岩酸化设计
2.8、酸化施工规模和配方体系确定

采油课件：第7章酸化处理

起决定性作用
H+反应速度
生成物离开岩面速度
二、影响酸岩反应速度的因素
(一)酸岩复相反应速度表达式
根据菲克定律，导出表示酸岩反应速度和扩散边界层内
离子浓度梯度的关系式：
C tΒιβλιοθήκη KC nDH S V
C y
酸液浓度梯度
面容比
H+的传质系数
酸岩瞬间的反应速度
面容比：岩石反应表面积与酸液体积之比
（二）影响酸岩复相反应速度的因素分析
(1）受剪切后胶束链能很快重新形成，稳定性好； (2）粘度大，在形成废酸前能有效地防止酸液的滤失。
(4)乳化酸和泡沫酸
二、酸液的损耗
酸压过程中，另一个制约活性酸沿裂缝穿透的主要因素是酸液损耗。在酸液沿裂缝行进过程中，连续不断地与裂缝壁面反应，浓度逐渐变小，当活性酸浓度下降至某一标准时(2～ 3％)，就不能充分溶蚀地层，对增产增注无效。
溶液内部：没有离子浓度差
边界层内部：存在离子浓度差
由于边界层内存在离子浓度差，反应物和生成物在各自的离子浓度梯度作用下向相反的方向传递。由于离子浓度差而产生的离子移动，称为离子的扩散作用。
dC H
常数
dy
dCCa2 常数 dy
石灰岩岩面
dCCa2 0
dy
盐
酸
dC H
0
dy
溶液（
液
第七章酸处理技术
主要内容：
1.碳酸盐岩地层盐酸处理 2.酸化压裂技术 3.砂岩油气层的土酸处理 4.酸液及添加剂 5.酸处理工艺
酸化原理：
通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。

酸化技术 PPT

5. 首先，盐酸进入岩石的裂缝/孔隙里后，先溶蚀掉堵塞物中 (比如: 钻井泥浆、钻井岩屑、水泥屑黏土等）的碳酸盐杂物（如：铁质等），这样，就有效地破坏了这些堵塞物的致密结构；
6. 由于上述原因，微小的孔道得到改善后，酸液可以很好地通过这些被疏松了的缝隙与岩石表面接触进行化学反应；
7.上述化学反应，在溶蚀碳酸岩表面时，又有利于将原来粘附在岩石面上的堵塞物剥落下来；这样,就造成了两种有利结果: ●由于酸的作用，被疏松后的外来堵塞物以及从岩石表面上剥落
7、本次学习班只讨论碳酸盐岩和砂岩常规酸化技术。
二、碳酸盐油气层的酸化
a、简述
1. 目前，全世界原油地质储量的大约57%埋藏于碳酸盐岩石油层, 而且, 最高产的油井也是碳酸盐油层---比如,伊朗的加奇萨兰油田, 日单产达13000吨;
2. 多数碳酸盐油层在投产初期, 即采用酸化措施, 以便尽早解除在钻/完井过程中可能造成的油气层污染伤害;
油层有效空隙度，%；
● 当按设计要求已经确定了盐酸浓度和用量后，按下式计算配置该浓度酸溶液所需要的浓盐酸量：
ν浓体＝
ν稀体×ν 稀重× ν 稀比 ν浓重×ν浓比
式中: ν稀体 ------ 需配稀酸的总体积,m3; ν稀重------ 稀酸的重度,t/m3; ν 稀比----- 稀酸的重量百分浓度，%； ν浓重----- 浓酸的重度，t/m3； ν浓比------- 浓酸的重量百分浓度，%； ν浓体------ 所需浓酸的体积，m3；
酸化技术
目录
一、前言二、碳酸盐油气层的酸化三、砂岩油气层的酸化四、主要施工步骤五、安全注意事项(略）
一、前言
1、在目前技术条件下，碳酸盐油气层和砂岩油气层的酸化效果比较好；