酸化工艺简介
酸化工艺-渤海钻探
酸化工艺技术
第一节、酸化的概念及简要发展史 酸化作用与目的
解除井底 污染
清除孔隙或 裂缝中堵塞物 质，沟通、扩 大孔隙或裂缝
提高地 层渗率， 实现增产 增注
酸化工艺技术
第二节、酸化的分类
1、按工艺分类
（1）酸洗:是一种清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射 孔孔眼的工艺。它是将少量酸液注入预定井段，溶解 井壁结垢物或射孔孔眼堵塞物。 （2）基质酸化：低于岩石破裂压力下将酸液挤入储集 层孔隙空间，溶解地层孔隙空间内的颗粒及其它堵塞物， 扩大孔隙空间，恢复或提高地层渗透率。用于解除近井 地带伤害，对严重堵塞井处理效果好。
酸化工艺技术
第二节、酸化的分类
（3）压裂酸化：施工时井底压力高于岩层破裂压力， 把酸液挤入地层，靠酸液的水力作用和溶蚀作用，在 处理层段形成人工裂缝。改善地层渗流条件，使油气 井增产。
2、按酸液体系分类
（1）常规盐酸及其改性酸液类（乳化酸、胶凝酸、 泡沫酸） （2）常规土酸及其延伸改性酸液类
酸化工艺技术
酸化工艺技术
第四节
适 合 条 件
土酸酸化技术
砂岩储集层的解堵酸化施工， 恢复和提高近井地带渗流能力
典 型 配 方
10-15％HCI+2-5%HF+2-3％缓蚀 剂+1-3％表面活性剂+1-3％铁 离子稳定剂+1～3%粘土稳定剂
酸化工艺技术
第五节、其它酸化技术
1.复合酸酸化工艺技术 复合酸酸化技术就是利用两种或两种以上的 酸液混合注入地层，在常温下酸度较低，在高温 并与地层反应的条件下，缓慢离解出酸组分，溶 蚀地层堵塞物、硅质粘土、碳酸盐等矿物成份的 特性处理地层，并络合部分Fe3+和Fe2+，与地层反 应均匀，不易产生二次沉淀物,恢复和提高地层渗 透率，达到增产增注的目的。
常用酸化工艺
常⽤酸化⼯艺常⽤酸化⼯艺酸化⼯艺作为增产措施⾃应⽤于现场以来，为了满⾜不同改造对象和措施作业的要求，酸化⼯艺得到了不断完善和发展，形成了不同的类型酸化⼯艺。
酸化⼯艺按照岩性主要可分为碳酸盐岩和砂岩储层酸化技术。
考虑到⽔平井酸化的特殊性，本部分对⽔平井酸化⼯艺也做了简单介绍。
1. 碳酸盐岩储层酸化⼯艺在碳酸盐岩储层酸化改造中，主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术，习惯上⽤酸化表⽰基质酸化，⽤酸压表⽰压裂酸化。
1) 基质酸化⼯艺基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化，如前所述，其基本特征是在施⼯压⼒⼩于储层岩⽯破裂压⼒的条件下，将酸液注⼊储层。
碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔的形成和微裂缝的扩⼤，其增产机理与蚓孔密切相关。
2) 酸压⼯艺控制酸压效果的主要参数是酸蚀裂缝导流能⼒和酸蚀缝长。
影响酸蚀缝长的最⼤障碍有：⼀是酸蚀缝长因酸液快速反应⽽受到限制，其次是酸压流体的滤失影响酸压效果。
另外，为产⽣适⾜的导流能⼒，酸必须与裂缝⾯反应并溶解⾜够的储层矿物量。
因此，为了获得好的酸压效果，提⾼裂缝导流能⼒和酸蚀缝长从降低酸压过程中酸液滤失、降低酸－岩反应速度、提⾼酸蚀裂缝导流能⼒等⼏个⽅⾯⼊⼿。
酸压过程中酸液的滤失问题通常考虑从滤失添加剂和⼯艺两⽅⾯着⼿；降低酸－岩反应速率也可以缓速剂的使⽤及⼯艺上来进⾏；加⼊缓速剂，使⽤胶凝酸、乳化酸、泡沫酸和有机酸并结合有效的酸化⼯艺可起到较好的缓速效果；提⾼裂缝导流能⼒可从选择酸液类型和酸化⼯艺着⼿，其原则是有效溶蚀和⾮均匀刻蚀。
压裂酸化⼯艺以能否实现滤失控制，延缓酸－岩反应速度形成长的酸蚀裂缝和⾮均匀刻蚀划分为普通酸压和深度酸压及特殊酸压⼯艺。
（1）普通酸压⼯艺普通酸压⼯艺指以常规酸液直接压开储层的酸化⼯艺。
酸液既是压开储层裂缝的流体，⼜是与储层反应的流体，由于酸液滤失控制差，反应速度较快，有效作⽤距离短，只能对近井地带裂缝系统的改造。
⼀般选⽤于储层污染⽐较严重、堵塞范围较⼤，⽽基质酸化⼯艺不能实现解堵⽬标时选⽤该⼯艺。
酸化工艺常用的酸液为
酸化工艺常用的酸液为酸化工艺是一种常见的化工生产技术，用于将原材料或中间体转化为所需的化学品。
在酸化过程中，酸液被广泛应用作为催化剂和反应介质。
酸液的选择根据不同的酸化反应和目标化合物的生产要求来进行，以下是酸化工艺常用的几种酸液：1. 硫酸（H2SO4）：硫酸是最常用的酸液之一，在化工工艺中有广泛的应用。
它是一种强酸，可以催化酸酐与水的加成反应，用于制备乙酸、醋酸等有机化合物。
硫酸还可用于酸洗、去除氧化皮和清洗金属表面。
2. 盐酸（HCl）：盐酸是另一种常用的酸液，也是一种强酸。
它可用于酸解金属氧化物、酸性水处理和酸催化反应。
盐酸还常用于制备氯化物、色素和染料等化学产品。
3. 磷酸（H3PO4）：磷酸是一种中等强度的酸液，常用于食品添加剂、肥料和洗涤剂的制备。
它也可用于金属表面处理、树脂改性和制备磷酸酯等有机化合物。
4. 醋酸（CH3COOH）：醋酸是一种弱酸，常用于酸性催化反应，如酯化、酮化和醚化反应。
它也可以作为溶剂和酸性介质用于纺织工业和染料生产。
5. 塔塔酸（C4H6O6）：塔塔酸是一种有机酸，常用于药物制剂、食品和饮料的酸味调味剂。
它还可用作金属氧化物的去污剂和清洗剂。
此外，盐酸、硝酸、硼酸、草酸等酸液在一些特定的酸化工艺中也常被使用。
这些酸液在不同的反应条件下具有不同的催化性能和反应速率，因此根据不同的反应需求和产品目标选择适当的酸液非常重要。
总之，酸化工艺中常用的酸液有硫酸、盐酸、磷酸、醋酸和塔塔酸等。
这些酸液在化工生产中发挥着重要的催化和反应介质的作用，可以实现原材料和中间体的转化，制备需要的化学品。
在使用这些酸液时，需要注意安全操作，并根据具体反应条件和产品要求进行合理选择。
酸化工艺流程工艺
水解酸化工艺流程工艺在厌氧条件下的混合微生物系统中，即使严格地控制条件，水解和酸化也无法截然分开，这是因为水解菌实际上是一种具有水解能力的发酵细菌，水解是耗能过程，发酵细菌付出能量进行水解是为了取得能进行发酵的水溶性底物，并通过胞内的生化反应取得能源，同时排出代谢产物（厌氧条件下主要为各种有机酸）。
如果废水中同时存在不溶性和溶解性有机物时，水解和酸化更是不可分割地同时进行。
如果酸化使pH值下降太多时，则不利于水解的进行。
厌氧发酵产生沼气过程可分为水解阶段、酸化阶段、乙酸化阶段和甲烷阶段等四个阶段。
水解酸化工艺就是将厌氧处理控制在反应时间较短的第一和第二阶段，即将不溶性有机物水解为可溶性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子有机物质的过程。
一、厌氧酸化工艺的操作步骤1.进水调节与预处理：废水首先进入处理系统之前，可能需要进行初步的物理或化学预处理，如格栅过滤去除大颗粒杂物，沉砂池去除砂粒，甚至化学沉淀法去除部分悬浮物和金属离子，以降低对厌氧微生物的潜在毒性。
2.水解阶段：在厌氧反应器内，首先经历的是水解阶段。
复杂的有机大分子（如蛋白质、脂肪和多聚糖）在水解菌作用下，通过胞外酶的催化，分解为较小的有机分子，如单糖、氨基酸、脂肪酸和甘油等。
3.酸化阶段：经过水解后形成的有机小分子接着在发酵菌的作用下进行酸化发酵。
这一过程中，有机物进一步被转化为挥发性脂肪酸（VFAs，如乙酸、丙酸等）、醇类、氢气和二氧化碳等。
同时，由于VFAs的积累，反应体系的pH值可能会有所下降。
4.控制参数：在整个厌氧酸化过程中，需要严格控制操作参数，包括但不限于：温度：根据所采用的微生物类型（嗜温菌或嗜热菌），维持反应器在适宜的温度范围（如中温厌氧反应器一般在30-40℃）。
pH值：适时调整pH值，使其保持在一个适合微生物生长和代谢的水平，通常在6.5-8.0之间。
污泥负荷：控制进水有机负荷，避免过快的有机物消耗造成系统负荷过重，导致酸化现象。
油田酸化工艺简介PPT
二、酸化工艺管柱
〔1〕
Y344 封隔器细分管柱
特点： 液压坐封、解封 多层逐层酸化施工
酸化层
夹层 油层
夹层 酸化层
水力锚 Y344封隔器 细分开关
细分开关
定位器 底部球座
细分酸化工艺管柱
第十五页，共三十一页。
二、酸化工艺管柱
〔2〕Y341多功能封隔器组合(zǔhé)的细分酸化管 柱 与Y344组合的细分酸化管柱相比，封隔 器以上提管柱解封，封隔器坐封稳定性高。
第三十一页，共三十一页。
·酸洗：
将少量酸液注入井筒内，去除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及 钻孔孔眼；
结垢等，并疏通
·基质酸化：
在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井 筒附近(fùjìn)较大范围内油层的渗透性；
·酸压：
又称酸化压裂，是在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝， 通过酸液对裂缝壁面的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。
〔5〕酸化施工
酸化施工前要对照施工设计逐一检查各项准备工作是否落实。主要包括：污水池的容量、挤注流程是否到 达要求，气举条件(tiáojiàn)是否具备。
第二十四页，共三十一页。
三、酸化施工 步骤 (shī gōng)
3、施工过程主要监督以下内容： ①酸液的顶替量及顶替压力。
酸液顶替量以充满井筒油管和酸化层段所在位置的油套环 空为准。 在替酸过程中为防止封隔器启动坐封，应严格控制替酸压 力。
二、酸化工艺 管柱 (gōngyì)
第九页，共三十一页。
二、酸化工艺管柱
1、K344封隔器组合的任一层段酸化管柱 K344封隔器是较常用的扩张式酸化封隔
器，其结构简单，本钱(běn qián)低，使用方便。 利用该封隔器可实现任一层酸化。
压裂酸化介绍
的排量向地层注入流体，在储层中产生裂缝，在裂 缝中填入一定量的支撑剂，形成高导流能力的流动 通道。
压裂的目的： 加快石油流体的产率
压裂的增产机理：减少流体流动的阻力，改善
近井地带的渗流环境。 （向井流线性流）
压裂基础知识
流动方向改变示意图线ຫໍສະໝຸດ 流酸化压裂与加砂压裂的关系
1、完全不同的两种工艺（传统增产措施）
2、使用的液体不同 3、形成高渗透裂缝的原理不同
4、对地层的适应性不同（酸压只用于碳酸盐
岩储层） 5、增产原理相似 6、使用的施工工艺相似 7、使用的设备相似
碳酸盐酸化
1.碳酸盐矿物分类
方解石：碳酸钙矿物。 白云石：碳酸钙矿物和碳酸镁矿物的比为1：1。
砂岩酸化
砂岩储层的酸化通常不进行酸压： 砂岩储层的胶结疏松，酸压可能由于大量溶蚀，致
使岩石松散，引起油井过早出砂； 酸压可能压破地层边界以及水、气层边界，造成地 层能量亏空和过早见水、见气； 由于酸沿缝壁均匀溶蚀岩石，不能形成沟槽，酸压 后裂缝大部闭合，形成的裂缝导流能力低，且由于 用土酸酸压可能产生大量沉淀物堵塞流道。 砂岩一般只做解堵酸化。
供液管汇
压裂泵车 监控车 高压管汇
压裂井口
压裂施工现场示意图
压裂现场
压裂施工主要设备简介
外型尺寸：11.78m×2.5m×3.97m 总 重：31.9t 弯半径：18m 最高工作压力：103.4MPa 最高工作压力下排量：0.803m3/min 最大排量： 1.813m3/min 最大工作水马力：2000HHP
外型尺寸：11m×2.6m×3.7m 最高工作压力：103.4MPa 最大液氮排量：97.96l/min 最大氮气排量：101.2Nm3/min
第五章：酸化工艺技术
改变施工参数 (如酸液类型、浓度、排量和用酸量等)，重复5～7步的计算， 得出不同施工参数的投资回报率，并可根据回报率优选出最佳施工方案。
9．按选出的最佳施工方案编写施工设计任务书
（二）砂岩基质酸化设计
1～3．同“碳酸盐岩基质酸化设计步骤”
4．确定酸液类型
按储集层岩心的室内实验结果选择 配伍好的土酸、泥酸等酸液体系。
§5—2 酸化工艺设计
一、酸化施工设计内容
1．酸化施工设计目的
是在综合考虑储层及流体、工作液的性质和相互间物理化学作 用的基础上，计算酸化的有效距离，优化方案，达到最好效果 和最大投入产出比。
2．酸化施工设计书的内容
（1）油水井基本数椐：酸化井基本数椐、酸化层位数椐、生产数椐。 （2）施工目的及依据 （3）施工参数的计算及方案优化结果：污染指数、酸化半经、施工压力、
盐酸的浓度越高，其溶蚀能力越强，但腐蚀也越厉害。解决 了腐蚀问题，使用高浓度盐酸酸化效果较好。酸化是盐酸被消 耗的过程，其进行的快慢可用酸岩反应速度表示。
2）酸岩反应速度
（1）酸岩反应速度概念
单位时间内酸浓度的降低值，单位 mol/L · S 。或单位 时间内岩石单位反应面积的溶蚀量，单位 mg/ cm² · S 。
（3）酸液的类型
酸岩反应速度与酸溶液内部的H+ 浓度成正比，强酸反应速度快，弱酸反应 速度慢。不同类型酸液，离解程度相差很大，离解的H+ 数量也相差很大。
（4）盐酸的质量分数
盐酸质量分数对反应速度的影响
如图5—3所示。图中实线表示各种质量分数的 新鲜酸液的初始反应速度，如15％的新鲜酸初 始反应速度为69mg／(cm2·s)，28％的新鲜酸 初始反应速度为72mg／(cm2·s)。
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酸化可行性研究
3.酸液选型
砂岩地层酸化常采用土酸（盐酸和氢氟酸的混合液） ，为了达到深部酸化的目的，有时也采用氟硼酸、地下 自生土酸、缓冲调节土酸、磷酸等处理砂岩地层。
酸化时要在酸液中加入某些化学物质，以改善酸液性 能和防止酸液在油气层中产生有害影响，这些化学物质 统称为添加剂。
常用的添加剂种类有：缓蚀剂、表面活性剂、稳定剂 、缓速剂，有时还加入增粘剂、减阻剂、暂时堵塞剂及 破乳剂等。
由此可见，酸化是一切以酸性工作液对油气（水）层 进行的增产（注）措施的统称。
3
酸化简介
根据酸液在地层中的作用，酸化一般可分为两类。
一类是注酸压力低于油气层破裂压力的常规酸化（也 叫一般酸化），这时，酸液主要发挥化学溶蚀作用，扩 大与其接触的岩石的孔隙、裂缝、溶洞，提高渗透率；
另一类是注酸压力高于油气层破裂压力的酸化压裂（ 简称酸压），这时酸液将同时发挥化学作用和水力作用 ，以扩大孔洞和压开新的裂缝，形成通畅的油气渗流通 道。
通过酸化前后油井日产量或采油指数，水井视吸水指数的对比进 行酸化效果评价； 通过酸化前后测得压力恢复曲线求得的表皮系数、堵塞比来进行 酸化解堵情况的评价。表皮系数的变化有以下三种趋势：
(1)下降趋势：注入的处理液有效，因而表皮系数逐渐减小； (2)上升趋势：注入的处理液在储层中产生了二次沉淀伤害，污染了储层；或是 注入到处理层的暂堵剂起了作用； (3)平缓趋势：尽管还在注入液体，但没有获得更好的处理效果。
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酸化准备
接好井口酸化管线后使用清水试压，要求从酸化泵出口 到采油树(包括酸化泵、高压硬管线、井口采油树等)试 压17.2Mpa(2500psi)时不刺不漏；
准备适量碳酸钠用于中和反排出的残酸，连接注碱液流 程至井口的加药管线，准备检测残酸PH值时使用的PH 试纸；
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套管
自平衡卸油阀 电潜泵总成 套管
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电潜泵Y型管柱
电潜泵“Y”管 柱
控 制 管 线 放 气 阀
生产油管 动力电缆 井下安全阀 电缆穿透器 电缆封隔器
采用油管正挤的方式
堵塞器座
电潜泵总成
带孔管 定位密封 生产滑套 防砂管
座落接头 NO-GO
7”套管 导向器
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地层防污染装置与酸化
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酸化准备
配制酸液、循环均匀备用； 紧固酸化井采油树螺栓、电缆穿透器和毛细管死堵； 用地下水大排量洗井，直到有大量地下水返出为止；
停电泵并检测电泵机组绝缘情况；
倒通平台反替或者正替流程；
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酸化准备
接好井口酸化管线后使用清水试压，要求从酸化泵出口 到采油树(包括酸化泵、高压硬管线、井口采油树等)试 压17.2Mpa(2500psi)时不刺不漏； 准备适量碳酸钠用于中和反排出的残酸，连接注碱液流 程至井口的加药管线，准备检测残酸PH值时使用的PH 试纸； 准备一台排量与酸化井相应的电潜泵机组及电缆。
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挤注酸液
1. 反挤
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挤注酸液
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挤注酸液
2. 正挤
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残酸返排
1. 启泵时间 2. 问题处理：
憋压 欠载 不能够正常运转
如果酸化后井下电泵不能正常运转，则立即钢丝作业捞出“Y”管柱 堵塞器，或者立即钢丝作业砸开泄油阀使用地下水大排量洗井后马上起 管柱检泵，检泵结束后即启动电潜泵反排残酸，其它同上所述。
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酸化增产增注原理
在碳酸盐岩类地层和砂岩地层的酸处理中，酸化增产 作用表现在： 1. 酸液进入孔隙或裂缝，发生化学反应，溶蚀孔壁或缝 壁，增大孔隙体积，扩大裂缝宽度，改善流体渗流条 件； 2. 酸液溶蚀孔道或裂缝中的堵塞物，或破坏堵塞物的结 构使之解体，然后随残酸一起排出地层，起到疏通流 道、恢复地层原始渗透能力的作用。
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酸化可行性研究
2. 配酸设计原则
不破坏储层骨架； 与储层及其流体配伍，在地层中液体及反应物不产生沉淀； 稳定粘土，保持水润湿； 能解除近井带污染堵塞物； 稳定铁离子、防止二次沉淀；
防乳、破乳，降低表面张力；
对金属的腐蚀速度低于规定标准；
施工方便，安全，经济。
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酸化可行性研究
为防止地层污染，目前二期部分油井采用
地层防污染装置，以防止洗井液进入地层 ，造成近井地带产生污染。同时，也能达 到提高洗井效率，缩短修井后正常产油周 期的目的。
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地层防污染装置与酸化
地层防污染装置起到单流阀的作用。即地层产 液可通过防污染装置进入油套环形空间，但环 形空间液体不能进入地层。 酸化时，在一定压力下，防污染装置可以打开 ，建立酸化通道。
酸化工艺
酸化工艺
一．引言
二．酸化增产增注原理
三．酸化设计 四．酸化效果评价 五．应用实例及注意事项
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引言
酸化作为一种油气井增产增注措施始于上世纪，至今 已有一百多年的历史了。酸化增产的原理是通过井眼向 地层注入一种或几种酸液（或酸性混合液），利用酸与 地层中可反应矿物的化学反应，即通过酸液对岩石胶结 物或地层孔隙、裂缝内堵塞物的溶解和溶蚀作用，增加 孔隙、裂缝的流动能力（渗透率），从而达到使油气井 增产（或注水井增注）的目的。 由此可见，酸化是一切以酸性工作液对油气（水）层 进行的增产（注）措施的统称。
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酸化目的
通过酸液与油气层的孔隙发生化学溶 蚀作用，扩大油气的通道，提高油气层 的渗透率；或者依靠酸液溶解井壁附近 的堵塞物，如泥浆、泥饼及其它沉淀物 质，以提高油气井的产液量和注水井注 入量。
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酸化设计
1.选井选层
2.诊断技术
3.酸化可行性研究 4.现场施工设计
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选井选层
一般地说，为了能得到较好的处理效果，在选井选层方面 应考虑以下几点：
3.酸液选型 砂岩地层酸化常采用土酸（盐酸和氢氟酸的混合液） ，为了达到深部酸化的目的，有时也采用氟硼酸、地下 自生土酸、缓冲调节土酸、磷酸等处理砂岩地层。 酸化时要在酸液中加入某些化学物质，以改善酸液性 能和防止酸液在油气层中产生有害影响，这些化学物质 统称为添加剂。 常用的添加剂种类有：缓蚀剂、表面活性剂、稳定剂 、缓速剂，有时还加入增粘剂、减阻剂、暂时堵塞剂及 破乳剂等。
现场施工
1. 参数设计
2. 酸化准备
3. 挤注酸液
4. 残酸返排
5. 加碱中和
6 资料录取
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参数设计
注液方式：由生产管柱类型确定，分为油管正 挤注酸和环空反挤注酸。 “Y”型生产管柱一般采用正挤注酸方式；
普通和丢手生产管柱一般采用反挤注酸方式。
15பைடு நூலகம்
普通合采管柱
采用环空反挤的方式
电潜泵管柱
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地层防污染装置
油管挂 生产油管 泄油阀 电泵机组
地层防污染阀
扶正器 丢手下体 油层防 污染阀 油管及底堵
人工井底
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参数设计
施工压力：不高于地层的破碎压力
现场施工中一般取
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参数设计
施工排量：尽快将酸液挤入地层，使高、中、 低渗透地层均匀吸收酸液：
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参数设计
酸液用量：在保证酸化效果的前提下尽量少的 向地层注入酸液：
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酸化可行性研究
4、酸液体系
在酸化中，特别是砂岩酸化中，存在的主要问题是 不溶性反应产物的沉淀，这些沉淀会对油层造成新的损 害，使酸化效果变差或导致酸化失败。针对可能产生的 二次有害沉淀，可通过严格的作业设计来预防或减轻这 些有害物的沉淀。
清洗液
前置液 处理液 后置液 顶替液
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酸化简介
根据酸液在地层中的作用，酸化一般可分为两类。 一类是注酸压力低于油气层破裂压力的常规酸化（也 叫一般酸化），这时，酸液主要发挥化学溶蚀作用，扩 大与其接触的岩石的孔隙、裂缝、溶洞，提高渗透率； 另一类是注酸压力高于油气层破裂压力的酸化压裂（ 简称酸压），这时酸液将同时发挥化学作用和水力作用 ，以扩大孔洞和压开新的裂缝，形成通畅的油气渗流通 道。 一般来说，对于砂岩油气藏，通常采用常规酸化；而 对裂缝性灰岩油气藏，采用酸化压裂。
产层受污染的井 含油饱和度较高，地层能量较为充足的井层 产层应具有一定的渗流能力 油、气、水边界清楚
井况良好的井
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诊断技术
确定是否污染物的存在和 污染的程度,了解污染的原 因和污染物类型。
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酸化可行性研究
1. 地质研究
通过对储层的矿物成分、流体特性的 综合分析，确定酸化的可行性，以及将 采用酸液的类型。