第4章 砂岩酸化
《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。
《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
砂岩酸化
水井酸化趋势：
在线酸化：将解堵要求加入注入水中，在注水
过程中解堵、或预防伤害。
砂岩基质酸化
碳酸盐岩基质酸化
酸压
砂岩酸化
综述
酸液作用
• •
溶解污染物 溶解地层矿物
有效成分：H++HF或生成HF的物质
增加孔隙度渗透率
反应特点
多矿物反应
多孔介质中
砂岩矿物组成
酸岩反应
绿泥石，亚氯酸盐
酸岩反应
一、液体选择
砂岩储层基质酸化技术
砂岩矿物的表面积及溶解度 矿物名称
有机酸（维持低pH值）
注入工艺（清洗管柱、前置酸） 及时返排 分散剂、助排剂
减少沉淀方法
螯合酸： 柠檬酸、柠檬酸醋酸、乳酸、醋酸、葡萄 糖酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、谷氨酸二 乙酸（GLDA）、羟基乙基亚三乙酸
（HEDTA）
均匀布酸
非均质油藏中均匀布酸：
机械转向
投球封堵
固体颗粒转向 胶体或泡沫转向
HCl+HF
很低 低至中等 低至中等 低至中等 高溶解 高溶解 高溶解 高溶解 高溶解有CaF2沉淀 高溶解有CaF2沉淀 高溶解有CaF2沉淀 高溶解
增加酸液作用距离
缓速 增粘
乳化
泡沫 有机酸 就地生成HF（氟硼酸、多氢酸，氟盐+酸）
减少沉淀方法
降低二次沉淀：
低强度酸 螯合酸
变粘酸
温控变粘酸 PH值控制 表面活性剂变粘酸（PH值，阳离子）
《砂岩基质酸化设计》PPT课件_OK
22
2021年8月30日资料
测井资料
试油和试井资料
油气藏资料 录井资料 物性参数
中途测试 完井试油 生产测井 或试井 和试采
静态储层基本结构及 测井解释储层结 渗滤模式、动力和阻力分布
物性参数
构及参数
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
为工艺设计提供参 数和井筒工程条件
提出确定工艺方法和规模的依据和建议
13
7 暂堵剂 改一善1整1时段的20注分入3剖2秒面 渗透率差异大的地层 油气井用泡沫
水溶性材料用于水井
六、砂岩酸化泵注程序确定
典型砂岩酸化泵注程序
步骤
流体系统
盐水
（1） 前置液
烃溶剂
盐酸
（2）主体酸
氢氟酸-盐酸配方
（3）后置液 （4）暂堵剂
盐酸或 NH4CL 泡沫或者 OSR 段塞
（5）重复 1-4 步，最后重复 1-3 步
• 砂岩酸化施工的典型步骤
序号 步骤
步骤原因
信息来源
步骤组成
步骤的用量
1
原油顶替
防止油与酸形成酸渣 污 酸－ 原油 酸渣 污染 试
染地层
验
芬香烃溶剂
完成 1.0m 的顶替
2 地层水顶替
预防结垢沉淀
地层水 HCO3－和
分析得到 SO42-含量
NH4CL,3％－8％
3
醋酸
地层中的铁化合物(黄 铁矿、菱铁矿、赤铁矿) 粘土、绿泥石、沸石
以防止和减少沉淀物的产生。 • 选择合适的前置液和后置液类型及用量可防止地层流体和酸液体系的不配伍 • 成功的酸化应保证清洁的酸液注入地层 • 合理分流技术 • 数值模拟，以提高优化程度
砂岩酸化反应机理研究
结物和部分沙粒 , 或溶解孔隙中的泥质堵塞物及其 他结垢物, 恢复、 提高井底附近油气层的渗透率。常 规 土酸所提供于地层的是 一种强酸性 环境 (p H < 4) , 酸- 岩反应速度受溶液中H F 浓度的控制H F 浓 度愈高 , 反应进行得愈快[ 3]。 H F 浓度太高会破坏地 层岩石的强度。研究表明, 如果减缓H F 在油层的生 产速度 , 延长酸液在油层内的作用时间, 就不仅能使 远离井筒的油层深部有活性H F , 而且还能提供充分 的反应时间使粘土溶解[4 ]。基于这一理论 , 开展了各 种深部酸化体系和酸化工艺的研究。 1 盐酸与砂岩矿物的反应 盐酸主要与砂岩地层中的碳酸盐岩胶结物 ( 如 方解石、 白云石、 文石、 菱镁矿、 菱铁矿以及部分绿泥 下列平衡中。 酸岩反应的结果是体系增加了新的化 合物, 这些化合物之间及与氢氟酸之间会相互反应 , 存在许多平衡。 如: + - 8 . 2 , H F + H 2O = H 3O + F ( 电离 常数 K = 10 25 ℃)
HB F 4 + H 2O HB F 3O H + HF ( 慢) HB F 2 (OH ) 2 + H F ( 快) HB F (O H ) 3 + H F (快 ) H 2BO 3 + H F ( 快 ) HB F 3OH + H 2O HB F 2 (O H ) 2 + H 2O HB F (O H ) 3 + H 2O
4
内蒙古石油化工 2009 年第 6 期
砂岩 酸化 反应 机理 研究
邬元月1 , 孙艾茵1 , 杨 涛2
Ξ
(1. 西南石油大学 石油工程学院, 四川 成都; 2. 长庆油田)
《2024年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主要的石油资源之一，其开发利用对于保障国家能源安全具有重要意义。
然而，砂岩油田的开发过程中，经常遇到油层堵塞、渗透率低等问题，影响了油田的产能和经济效益。
酸化技术作为一种有效的油层处理技术，在砂岩油田的开发中具有重要作用。
本文将针对砂岩油田酸化技术进行深入研究，以期为该领域的科研工作者和生产实践提供参考。
二、砂岩油田酸化技术概述砂岩油田酸化技术是指通过向油层注入酸液，溶解油层中的堵塞物，扩大油层的孔隙和通道，从而提高油层的渗透率和采收率。
酸化技术具有操作简便、成本低、效果好等优点，被广泛应用于砂岩油田的开发中。
三、砂岩油田酸化技术研究现状目前，国内外学者针对砂岩油田酸化技术进行了大量研究。
研究重点主要集中在酸液配方、酸化工艺、酸化设备等方面。
在酸液配方方面，研究者们通过添加缓蚀剂、氧化剂、增稠剂等物质，优化酸液性能，提高酸化效果。
在酸化工艺方面，研究者们探索了多种酸化方法，如基质酸化、人工裂缝酸化等，以满足不同油田的需求。
在酸化设备方面，随着科技的发展，越来越多的先进设备被应用于酸化过程中，提高了酸化效率和安全性。
四、砂岩油田酸化技术存在的问题及挑战尽管砂岩油田酸化技术已经取得了显著成果，但仍存在一些问题及挑战。
首先，酸液配方需要根据不同油田的地质条件和油层特性进行优化，以提高酸化效果和降低成本。
其次，酸化过程中可能产生的复杂化学反应和地质条件变化，对酸化工艺和设备提出了更高的要求。
此外，环保问题也是砂岩油田酸化技术面临的重要挑战，如何在保证油层处理效果的同时，减少对环境的污染，是亟待解决的问题。
五、砂岩油田酸化技术的未来发展趋势未来，砂岩油田酸化技术将朝着更加环保、高效、智能的方向发展。
一方面，研究人员将继续优化酸液配方和酸化工艺，提高酸化效果和降低成本。
另一方面，随着科技的发展，越来越多的新技术、新设备将被应用于酸化过程中，如智能传感器、大数据分析等。
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所用酸液
编号 溶蚀前质量（g） 滤纸质量（g） 反应后滤纸 和岩粉质量（g） 溶蚀后质量（g） 溶蚀率（%） 平均溶蚀率（%） 1
缓速土酸
2 0.9611 2.0073 1
缓速土酸
2 1.0010 1.9822
0.9438 1.9895
1.0012 1.9943
2.7154
0.7259 23.0875
10%HCl+ 1%HF+ 4%氟硼酸
1 0.404 0.179 55.69 2 0.403 0.152 62.283
6%HCl+ 1%HF+ 6%氟硼酸
1 0.417 0.161 61.391 2 0.418 0.172 58.852
60.084
58.988
60.121
砂岩酸化实验
溶蚀实验：岩心溶蚀率
砂岩酸化实验
污染实验：污染机理 • 泥浆污染，泥浆滤液污染，盐敏实验
砂岩酸化实验
溶蚀实验：泥浆溶蚀率
所用酸液 编号 溶蚀前泥饼质量 （g） 溶蚀后泥饼质量 （g） 溶蚀率（%） 平均溶蚀率（%）
6%HCl+ 0.5%HF+ 6%氟硼酸
1 0.406 0.173 57.39 2 0.403 0.15 62.779
Fast-reacting: feldspars, authogenic clays, amorphous silica Slow-reacting: detrital clay particles, quartz grains
由HF acid 与 reactive minerals物质平衡方程组成 Two dimensionless groups arise from balances for each mineral:
酸：HF 矿物：快反应矿物和慢反应矿物 酸：HF和HSiF6 矿物：快反应矿物（mineral 1）、慢反应矿 物（mineral 2）和Si(OH)4 （mineral 3）
2酸3矿物模型
1酸2矿物模型
酸液用量优化最常见模型 Lumps all mineral into one of 2 groups:
减少沉淀污染 减少破坏近井带地位胶结强度
主体酸酸液选择原则
绿泥石
醋酸
主体酸酸液选择原则
Fluid Selection for Mud Acid Fluids
绿泥石
沸石
柠檬酸
前置酸选取
绿泥石
沸石
砂岩酸化实验
பைடு நூலகம்
矿物成分测定 污染实验：污染机理 溶蚀实验：泥浆溶蚀实验，岩心溶蚀实验 岩心酸化驱替实验 添加剂评价：防膨剂，铁离子稳定剂，助 排剂
3. 添加剂类型、浓度和用量:
砂岩酸化步骤
4. 施工布酸方法:
封隔器 球堵 连续油管 化学转向
5. 确定合适的施工和质量控制: 6. 施工评估:
施工过程过程中压力检测 返排酸样分析 产量比较和分析 试井分析 产出与投资回报率
砂岩酸化模型
1酸2矿物模型:
2. 确定工作液和酸液类型、浓度和用量:
砂岩酸化步骤
2. 确定工作液和酸液类型、浓度和用量:
酸化前置液：HCl或其它有机酸溶解碳酸盐矿物 主体酸阶段：HF+HCl或其它体系，酸浓度、用量、 注入排量 后置液：驱替残酸远离井筒地带，防止沉淀，氯化 铵或其它体系 缓蚀剂 铁离子稳定剂 水湿性表明活性剂
液体体系选取
液体选择标准
储层物性
孔 隙 度 、 渗 透 率
储层流体
污染类型
污 染 程 度 、 范 围
矿 物 组 成
岩 石 力 学 性 质
温 度 、 压 力
油 和 气
地 层 水
污 染 类 型
二 次 沉 淀
液体体系选取
酸液对储层的可能不利影响 基岩结构破坏 微粒释放和沉淀生成 润湿性改变
设计量很不精确 推荐的方法是基于酸化模型选择目标量 Conduct treatment in such a manner than it can be optimized “on the fly（动态，即时）”
砂岩酸化设计步骤
1. 确定伤害程度:
伤害表皮（区别于其它表皮），酸不溶物造成的伤害 （石蜡、沥青）不能去除 伤害半径 酸洗阶段：5%HCl和铁离子稳定剂 原油驱替阶段（可选）：驱走原油，防止酸渣或乳化， 或去除近井地带石蜡和沥青 地层水驱替阶段（可选）：氯化铵，驱走碳酸根离子和 硫离子 醋酸驱替阶段：高含铁矿物（磷铁矿，硫铁矿，氧化铁 和氯化铁），减少铁离子沉淀
而后不出液，24 泥浆污染24h 浑浊液体，呈淡棕色， 小时后下游收集 24小时后下游收集液 液体约10ml，取 体约30ml，取出岩心 出岩心观察，端 观察，端面未被堵死。 面被堵死
澈液体，而后缓慢出
澈液体，而后
不出液，24小 时后下游收集
液体约7ml，取
出岩心观察，
端面被堵死。 正向：0.5237 反向：0.8391
典型酸响应曲线
Lower strength HF yields less damage in early stages Conservative treatment would select the low concentration
酸用量优化
酸用量优化受几个因素竞争影响:
主要取决于污染带深度 然而，为保证地层大多数部位得到酸液，酸液量应加大， 酸液量依赖于 acid placement technique
砂岩酸化
过程：
酸洗阶段：用5%HCl加缓蚀剂和铁离子稳定剂清洗管柱，防止铁
离子进入地层产生沉淀； 地层水驱替阶段：可选，用5%NH4Cl驱替地层水，避免碳酸钙和 硫化钙沉淀 前置酸注入阶段：常为5~10%HCl或有机酸将碳酸盐溶解，避免
HF与钙离子接触产生沉淀
主体酸阶段：注入与地层配伍的酸液体系，解除泥浆污染，溶 解地层矿物，恢复地层渗透率
Damkohler number, NDa: ratio of rate of acid reaction to the rate of acid convection Acid capacity number, NAc: ratio of the amount of mineral dissolved by the acid occupying a unit volume of rock pore space to the amount of mineral initially present in the unit volume of rock
顶替液液阶段：常为5%NH4Cl，将井筒酸液顶入地层，再降废酸
顶入地层远端，减少二次沉淀伤害，也有用醋酸或HCl的，防止 废酸产生沉淀
砂岩酸化
设计包括：
选择酸液类型和浓度 选择添加剂类型和浓度 前置液、主体酸和顶替液用量 前置液、主体酸和顶替液注入速度 酸液Placement 酸化实施Treatment execution 酸化施工监控
2.7348
0.7275 24.3055
2.5052
0.5109 48.9712
2.5140
0.5318 46.8731
23.70
47.92
砂岩酸化实验
岩心酸化驱替实验
砂岩酸化实验
岩心酸化驱替实验
优化酸液选取的实验室测试
当一地层有多井进行酸化处理时非常有用 实验室测试：岩芯过酸，通过压降监测岩芯渗透率 相应 比较渗透率曲线（酸响应曲线），渗透率曲线是以 孔隙体积表示的酸注入量的函数 但只能用作现场酸化施工的指南 实验中用长岩芯能更好地反映油田实际情况，但比 较昂贵和难于实现
第四章
砂岩酸化
综述
酸液作用
• •
溶解污染物 溶解地层矿物
有效成分：HF或生成HF的物质
增加孔隙度渗透率
反应特点
多矿物反应
多孔介质中
综述
主要适用酸液
•
HF+HCl，NH4F+HCl，HBF4，有机酸，自生酸
存在问题
• • •
作用距离小 二次沉淀 非均质油藏中均匀布酸
研究方向
• •
1酸2矿物模型
(C HF ) C HF * * u ( S F VF E f , F S S VS E f ,S )(1 )C HF t x
[(1 )VF ] t
* MWHF SF VF F E f ,F CHF
F
*
(1 )
MWHF SSVS S E f ,S CHF [(1 )VS ] (1 ) t S
标准盐水渗
透率（md） 对渗透率伤 害率（%）
正向：5.021 反向：5.0591 94.25%