技能培训讲座-酸化技术

酸化技术井下作业公司技术研发中心2021年03月井下作业公司技能培训讲座整理课件提纲一、酸化技术概述二、砂岩酸化技术三、碳酸盐岩酸化技术四、酸化实验研究评价技术整理课件一、酸化技术概述整理课件1.酸化历史回忆1、1895，赫曼佛拉施(HermanFrasch)创造2、早期的除垢处理，吉普石油公司，盐酸作为除垢剂3、1932，酸化新时代：普尔石油公司与道化学公司的磋商,HCl正式用于油气井处理，酸化形成正常应用的技术－－酸化作业公司的形成5、1933，Wilson与印第安那标准石油公司申请HF处理砂岩工艺专利6、1940Dowell公司，土酸的首次工业性应用7、20世纪70、80年代，酸化理论深入研究，实验手段加强〔1976年，Fogler，旋转圆盘装置〕8、至今，全面工业化应用整理课件酸液用途分类名称浓度(%)油层岩性措施目的盐酸普通盐酸7~15石灰岩解堵酸化,压裂酸化含灰质砂岩解堵酸化砂岩注水井解除铁锈及细菌堵塞高浓度盐酸28~31石灰岩压裂酸化低浓度盐酸0.5~5砂岩注水井增注土酸普通土酸盐酸7~15氢氟酸1~6砂岩,灰岩及其他岩类解除钻井泥浆堵塞砂岩(含灰质少,含泥质高注水井增注砂岩改造油层高浓度土酸盐酸10~12氢氟酸9~14砂岩注水井增注油酸乳状酸油酸乳状液各种浓度的盐酸和土酸都可配成油包酸乳状液砂岩改造油层灰岩改造油层酸液种类及用途2.酸化原理酸液类型整理课件碳酸盐岩油气层的酸化主要用盐酸，有时也用甲酸、醋酸、多组分酸和氨基磺酸等酸液。为了延缓酸的反响速度，也采用油酸乳化液、稠化盐酸液、泡沫盐酸液等。砂岩油气层的酸化主要用土酸。酸液类型2.酸化原理整理课件盐酸处理的主要优点：①属于强酸，与许多金属、金属氧化物、盐类和碱类都能发生化学反响；②由于盐酸对碳酸盐岩的溶蚀力强，反响生成的氯化钙、氯化镁盐类能全部溶解于残酸水，不会产生化学沉淀；③反响生成的CO2局部溶于残酸，局部呈小气泡状态分布于残酸中，对酸化效果影响较小；④酸压时对裂缝壁面的不均匀溶蚀程度高，裂缝导流能力大；⑤本钱较低。酸液类型2.酸化原理盐酸工业盐酸标准整理课件高浓度盐酸处理的优点：①酸岩反响速度相对变慢，有效作用范围增大；②单位体积盐酸可产生较多的CO2，利于废酸的排出；③单位体积盐酸可产生较多氯化钙、氯化镁，提高了废酸的粘度，控制了酸岩反响速度，并有利于悬浮、携带固体颗粒从地层中排出；④受到地层水稀释的影响较小。酸液类型2.酸化原理盐酸整理课件盐酸处理的主要缺点：①与石灰岩反响速度快，特别是高温深井，由于地层温度高，盐酸与地层作用太快，因而处理不到地层深部；②盐酸会使金属坑蚀成许多麻点斑痕，腐蚀严重。③对H2S含量较高的井，盐酸处理易引起钢材的氢脆断裂。酸液类型2.酸化原理盐酸整理课件甲酸和乙酸都是有机弱酸，反响速度比同浓度的盐酸要慢几倍到十几倍。甲酸或乙酸与碳酸盐作用生成的盐类，在水中的溶解度较小。一般甲酸液的浓度不超过10％；乙酸液的浓度不超过15％。甲酸比乙酸的溶蚀能力强，售价廉价。适用于盐酸液的缓速和缓蚀问题无法解决的高温深井碳酸盐岩层酸液类型2.酸化原理甲酸和乙酸甲酸又名蚁酸(HCOOH)，是无色透明的液体，熔点8.4℃，有刺激性气味。易溶于水，水溶液呈弱酸性。我国的工业甲酸浓度为90％以上。乙酸又名醋酸(CH3COOH)，我国工业乙酸的浓度为93％以上，因为乙酸在低温时会凝成象冰一样的固态，故俗称为冰醋酸。整理课件酸液种类及浓度1m3酸耗完溶蚀碳酸钙重量(kg)相对反应时间*7.5%盐酸15%盐酸28%盐酸106.5220.4440.00.71.06.010%甲酸10％乙酸15％乙酸109.085.0127.05.012.018.014%盐酸＋7.5％甲酸14%盐酸＋10％甲酸290.02856.012.0盐酸与甲酸、乙酸的溶蚀能力、反响速度比较表酸液类型2.酸化原理甲酸和乙酸注意：

甲酸或乙酸与碳酸盐作用生成的盐类，在水中的溶解度较小。所以，酸处理时采用的浓度不能太高，以防生成甲酸或乙酸钙盐沉淀堵塞渗流通道。一般甲酸浓度不超过10％，乙酸液的浓度不超过l5％。整理课件多组分酸是一种或几种有机酸与盐酸的混合物。多组分酸有缓速作用:酸岩反响速度依据氢离子浓度而定。多组分酸中的氢离子数主要由盐酸的氢离子数决定。根据同离子效应，极大地降低了有机酸的电离程度，当盐酸活性耗完后，有机酸才离解起溶蚀作用。所以，盐酸在井壁附近起溶蚀作用，有机酸在地层较远处起溶蚀作用，混合酸液的反响时间近似等于盐酸和有机酸反响时间之和，因此可以得到较大的有效酸化处理范围。酸液类型2.酸化原理多组分酸整理课件

乳化酸即为油包酸型乳状液，其外相为原油，或在原油中混合柴油、煤油、汽油等石油馏分，或为柴油、煤油等轻馏分。其内相一般为15～31％浓度的盐酸，或有机酸、土酸等。

酸液类型2.酸化原理乳化酸油酸乳化液的粘度较高，用油酸乳化液压裂时，能形成较宽的裂缝，减少了裂缝的面容比，有利于延缓酸岩的反响速度。油酸乳化液存在的主要问题是摩阻较大，使施工注入排量受到限制。乳化酸微粒整理课件稠化酸是指在盐酸中参加增稠剂，使酸液粘度增加。特点：①降低了氢离子向岩石壁面的传递速度，起到了缓速的作用。②高粘度的稠化酸与低粘度的盐酸溶液相比，酸压时还具有能压成宽裂缝、滤失量小、摩阻低、悬浮固体微粒的性能好等特性。③稠化酸在地层温度条件下，经过一定时间，即自动破胶，便于返排。④目前使用的增稠剂在地层温度较高时，会很快在酸液中降解，从而使稠化酸变稀。酸液类型2.酸化原理稠化酸整理课件泡沫酸

是用少量泡沫剂将气体(一般用氮气)分散于酸液中所制成。特点：

①在酸压中滤失量低，相对增加了酸液的溶蚀能力；②排液能力大，减了对油气层的损害；③粘度高，在排液中可携带出对导流能力有害的微粒；④有降低粘土不利影响方面的作用。酸液类型2.酸化原理泡沫酸整理课件酸液类型2.酸化原理变粘酸LCA滤失控制酸(变粘酸)，是引进DOWELL的专利产品TCA温度控制变粘酸，是一种在地层温度条件下变粘的酸液体系，在地面条件下与胶凝酸相当，但是在地层高温(>70℃)条件下具有较高的峰值粘度，具有降滤缓速的作用，是一种理想的深度酸压工作液体系。地面交联酸是一种在地面采取特殊方法使酸液交联的酸液，类似于压裂液的基液和冻胶的作用方式。地面交联酸在不加交联剂的情况下与胶凝酸相当，通过交联剂的添加可以有效控制酸液的起粘时间、粘度及有效保持具有较高的峰值粘度，具有降滤缓速的作用，是一种理想的深度酸压酸液体系。整理课件DCA清洁转向酸作为一种变粘度、缓速且自转向深度酸压工作液体系，在长井段酸化时具有优势。酸液类型2.酸化原理清洁转向酸整理课件土酸:10％～15％浓度盐酸和3％～8％浓度的氢氟酸与添加剂所组成的混合酸液。土酸中的氢氟酸是一种强酸，对砂岩中的一切成分(石英、粘土、碳酸盐等)都有溶蚀能力，但不能单独用氢氟酸，由于氢氟酸与碳酸钙和钙长石(硅酸钙铝)等反响生成氟化钙沉淀，与地层水接触生成氟硅酸钠和氟硅酸钾堵塞地层。因此要与盐酸混合配制成土酸使用。酸液类型2.酸化原理土酸整理课件添加剂：酸化时要在酸液中参加某些物质，以改善酸液性能和防止酸液在油气层中产生有害影响。常用添加剂种类：缓蚀剂、外表活性剂、稳定剂、缓速剂，有时还参加增粘剂、减阻剂、暂时堵塞剂及破乳剂等。2.酸化原理添加剂类型整理课件缓蚀剂主要作用在于减缓局部的电池的腐蚀作用。其机理有三方面：①抑制阴极腐蚀；②抑制阳极腐蚀；③于金属外表形成一层保护膜。国内外使用的盐酸缓蚀剂分为两大类：无机缓蚀剂，如含砷化合物(亚砷酸钠、三氯化砷等)；有机缓蚀剂，如胺类(苯胺、松香胺)，醛类(甲醛)、喹啉衍生物、烷基吡啶、炔醇类化合物等。2.酸化原理添加剂类型缓蚀剂整理课件酸液与金属设备及井下管柱接触，溶解铁垢和腐蚀铁金属，使酸液含铁量增多。油层本身含有二价铁和三价铁的氧化物，酸液进入地层以后，也会生成铁离子。为防止氢氧化铁沉淀，防止发生地层堵塞现象，而参加的某些化学物质，称为稳定剂。常用的稳定剂有醋酸、柠檬酸，有时用乙二胺四醋酸(EDTA)及氮川三乙酸钠盐(NTA)等。2.酸化原理添加剂类型铁离子稳定剂整理课件酸液中参加外表活性剂，可以降低酸液的外表张力，减少注酸和排出残酸时的毛细管阻力，防止在地层中形成油水乳状物，便于残酸的排出。一般较多地采用阴离子型和非离子型外表活性剂。油层酸化时油层内有乳化物生成时，可在酸中参加破乳剂，如有机胺盐类，或季铵盐类和聚氧乙烯烷基酚类活性剂。外表活性剂2.酸化原理添加剂类型整理课件典型砂岩矿物的化学组成2.酸化原理酸岩反响特性整理课件2.酸化原理酸化作业的典型化学反响酸岩反响特性整理课件反应性化学组成表面积石英长石燧石云母二次胶结物(碳酸盐,石英)粘土孔隙相嵌粘土孔隙充填孔隙充填物骨架

砂岩的典型结构图2.酸化原理酸岩反响特性整理课件砂岩是由砂粒和粒间胶结物所组成，砂粒主要是石英和长石，胶结物主要为硅酸盐类和碳酸盐类物质。砂岩的油气储集空间和渗透通道就是砂粒与砂粒之间未被胶结物完全充填的孔隙。砂岩油气层的酸处理：就是通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和局部砂粒，或孔隙中的泥质堵塞物，或其它酸溶性堵塞物以恢复、提高井底附近地层的渗透率。2.酸化原理砂岩油气层的土酸处理酸岩反响特性整理课件①氢氟酸与硅酸盐类以及碳酸盐类反响时，其生成物中有气态物质和可溶性物质，也会生成不溶于残酸液的沉淀，其反响如下：2HF+CaCO3=CaF2↓+CO2↑+H2O16HF+CaAl2Si3O8=CaF2↓+2AlF3+2SiF4↑+8H2O反响生成的CaF2，当酸液浓度高时，处于溶解状态，当酸液浓度降低后，即会沉淀。酸液中包含有HCl时，依靠HCl维持酸液在较低的pH值，以提高CaF2的溶解度。砂岩地层土酸处理原理2.酸化原理酸岩反响特性砂岩油气层的土酸处理整理课件②氢氟酸与石英的反响:6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O反响生成的氟硅酸(H2SiF6)在水中可解离为H+和(SiF6)2-,而后者又能和地层水中的Ca+、Na+、K+、NH4+等离子相结合。生成的CaSiF6、(NH)2SiF6易溶于水，而Na2SiF6及K2SiF6均为不溶物质会堵塞地层。因此在酸处理过程中，应先将地层水顶替走，防止与氢氟酸接触，处理时一般用盐酸作为预冲洗液。砂岩地层土酸处理原理2.酸化原理砂岩油气层的土酸处理酸岩反响特性整理课件氢氟酸与碳酸盐的反响速度最快，其次是硅酸盐(粘土)，最慢是石英。当氢氟酸进入砂岩油气层后，大局部氢氟酸首先消耗在与碳酸盐的反响上，不仅浪费了大量的氢氟酸，并且阻碍了它与泥质成分的反响。盐酸和碳酸盐的反响速度比氢氟酸与碳酸盐的反响速度快，土酸中的盐酸成分可先把碳酸盐类溶解掉，从而能充分发挥氢氟酸溶蚀粘土和石英成分的作用。砂岩地层土酸处理原理③氢氟酸与砂岩中各种成分的反响速度各不相同。总结:依靠土酸液中的盐酸成分溶蚀碳酸盐类物质，并维持酸液较低的pH值，依靠氢氟酸成分溶蚀泥质成分和局部石英颗粒，从而到达去除井壁的泥饼及地层中的粘土堵塞，恢复和增加近井地带的渗透率的目的。2.酸化原理砂岩油气层的土酸处理酸岩反响特性整理课件为了进一步防止CaF2等不溶物的沉淀和充分发挥HF对泥质成分的溶蚀作用，在土酸处理前应预先进行盐酸处理，预处理的作用有：①盐酸先溶蚀掉大局部碳酸盐物质，减少氢氟酸的消耗，减少CaF2的沉淀，充分发挥氢氟酸对泥质和石英等成分的溶蚀作用；②盐酸顶替地层水，防止氢氟酸与地层水接触，防止生成氟硅酸钾和氟硅酸钠沉淀。盐酸预处理的作用2.酸化原理砂岩油气层的土酸处理酸岩反响特性整理课件HCl-HF与岩石的反响SiO2+4HFSiF4+2H2OSiF4+2HFH2SiF6粘土矿物+HFSiF4+氟铝化物如钾长石(KAlSi3O8)与HF的反响：KAlSi3O8+(n+3m)HF+(16-n-3m)H+K++AlFn(3-n)+3SiFm(4-m)+8H2O(0≤n≤6;4≤m≤6〕氢氟酸对硅质成分具有强的溶解能力，对砂岩常常采用HCl-HF体系：氢氟酸与砂岩的一次反响：2.酸化原理砂岩油气层的土酸处理酸岩反响特性整理课件氢氟酸与砂岩的二次反响：氢氟酸与砂岩的二次反响主要是指一次反响中生成的氟硅酸与粘土矿物的反响。与钾长石的二次反响：SiF62-+6KAlSi3O8+18H++10H2O6K++6AlF2++18H2SiO3+H4SiO4〔硅胶沉淀〕与伊利石的二次反响：SiF62-+KAl3Si3O10(OH)2+6H++4H2OK++3AlF2++4H4SiO4〔硅胶沉淀〕HCl-HF与岩石的反响2.酸化原理砂岩油气层的土酸处理酸岩反响特性整理课件氢氟酸与砂岩的三次反响：氢氟酸与砂岩的三次反响过程为F/Al降低的过程，直到土酸中活性HCl消耗完毕。AlF2++KAlSi3O8+4H++4H2OK++2AlF2++3H4SiO4〔硅胶沉淀〕

砂岩土酸酸化的几点认识：〔1〕19FNMR谱证明AlFn(3-n)在溶液中存在局部平衡，n=0~6，即Al3+，AlF2+，…，AlF63-保持一定比例。〔2〕二次、三次反响产物容易沉淀，对储层产生新的伤害。〔3〕氢氟酸与砂岩的化学反响很复杂，难于模拟。2.酸化原理HCl-HF与岩石的反响砂岩油气层的土酸处理酸岩反响特性整理课件2.酸化原理对石灰岩：

2HCl+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑对白云岩：

4HCl+MgCa(CO3)2→CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑碳酸盐岩储层的盐酸处理碳酸盐岩地层的主要矿物成分是方解石和白云石。酸的有效作用时间：从新鲜盐酸变成溶解能力很小的残酸所经历的时间。酸的有效作用距离：酸浓度下降到很低而变成残酸时,酸径向穿透地层的深度。当注酸排量一定时,酸的有效作用距离就是酸液在酸的有效作用时间内所走过的距离。酸的有效作用距离=酸液在地层中的平均流速

酸的有效作用时间酸岩反响特性整理课件酸沿地层径向流动时的酸浓度下降情况示意图2.酸化原理酸岩反响特性整理课件岩石溶蚀量或酸接触时间效应的示意图2.酸化原理酸岩反响特性整理课件3.酸化分类

按作业工艺分：酸洗(acidwashing)基质酸化(matrixacidizing)酸压(acidfracturing)

按酸液类型分：普通酸酸化--常规盐酸、土酸酸化缓速酸酸化普通酸压、前置液酸压、交替注入酸压、闭合酸压、平衡酸压等混合酸酸化、泡沫酸酸化、乳化酸酸化、胶凝酸酸化、降阻酸酸化、指进酸酸化、延迟酸酸化等整理课件酸化类型施工压力Pi注入速度酸流动方式及溶蚀方式适用范围酸洗无外力或轻微搅动不流动或沿井筒的正、反循环溶蚀井壁及射孔孔眼储层的表皮解堵或射孔孔眼的清洗、井筒结构及丝扣油的清除。基质酸化Ps<Pi<PFPs－地层压力PF－地层岩石破裂压裂小于地层径向吸液速度沿地层孔隙作径向流动，溶蚀孔隙及其中堵塞物质，溶蚀范围有限解除近井地带的污染，恢复或提高地层的渗透率，能在不增大水，气产量的情况下增产。酸压Pi>PF大于地层极限吸液速度形成人工裂缝，沿裂缝流动反应，有效作用距离可达几十到上百米在碳酸盐岩储层中形成人工裂缝，解除近井带污染，改变储层流型，沟通深部油气区，可大幅度提高油气井产量。3.酸化分类酸化工艺的特点及适用情况对照表整理课件酸洗----清洗：井筒射孔眼方式：正洗反洗压裂车3.酸化分类整理课件酸洗：去除井筒中的酸溶性结垢物，或疏通射孔孔眼的工艺。两种方式：将酸液注入预定井段，让其静置反响，在无外力搅拌的情况下溶蚀结垢物或射孔孔眼中的堵塞物酸液通过正反循环，使酸液沿井筒、射孔孔眼或地层壁面流动反响，借助冲刷作用溶蚀结垢物或堵塞物。特点：酸液局限于井筒和孔眼附近，一般不进入地层或很少进入，地面不用加压或加压很小。不能改善地层渗流条件。3.酸化分类整理课件定义：低于地层破裂压力下注酸，使酸液尽可能沿径向流动，溶解岩石或外来固相颗粒，增加近井地带的渗透率。增产原理：酸液与岩石发生化学反响，局部溶解岩石、矿物，生成可溶性的盐和气体，增大孔隙体积溶蚀孔壁或缝壁，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，然后随残酸液一起排出地层，起到疏通流道的作用，恢复地层原始渗透能力3.1、基质酸化及其增产原理3.酸化分类整理课件基质酸化----酸化：地层方式：油管注液套管注液环空注液封隔器

压裂车3.酸化分类整理课件rerd,kdkoPdPerwMuskat理论计算公式：其中：Jo---无污染地层的产能Js----酸化处理后的产能Fk---污染地层和原始渗透率的比值，Fk=ks/kok----地层原始渗透率，10-3

m2ks---污染带等效渗透率，10-3

m2re---泄油半径，mrs---污染带半径，m封闭油藏污染井示意图整理课件污染程度、污染半径对增产倍比的影响

污染地层：在污染半径一定时，污染程度由轻到重，在酸化解除污染后，所获得的增产倍比值也在逐渐增大。这说明基质酸化对存在污染的井是极有效的。

无污染地层：进行基质酸化处理，效果甚微。地层没有受到污染堵塞，一般不进行基质酸化处理。整理课件3.2、酸压及其增产原理定义：在高于地层破裂压力下，将酸或酸的前置液挤入地层，形成裂缝并与裂缝壁面反响，非均匀刻蚀岩石形成凹凸不平或沟槽状刻蚀缝。增产原理：酸溶蚀压开的人工裂缝，形成大大高于地层原始渗透率的酸蚀裂缝，提高油气渗流能力。酸蚀裂缝沟通高渗透裂缝带，扩大泄流面积。酸液进入裂缝壁面孔隙或裂隙与岩石发生反响，溶蚀孔壁或微缝壁，改善流体向裂缝渗流条件。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，疏通流道，恢复地层原始渗透能力。3.酸化分类整理课件封隔器

压裂车

压裂酸化----酸化：地层方式：油管注液套管注液环空注液压开裂缝张开裂缝酸刻蚀裂缝高导流能力裂缝3.酸化分类整理课件酸压形成人工大裂缝增产是酸压主要目的解堵是酸压的必然结果注意：酸压原那么上只适合于碳酸盐岩储层3.酸化分类整理课件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。砂岩储层酸化通常不进行酸压的原因整理课件酸化与压裂的区别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、使用的设备相似整理课件提纲一、酸化技术概述二、砂岩酸化技术三、碳酸盐岩酸化技术四、酸化实验研究评价技术整理课件二、砂岩酸化技术整理课件酸化可以消除的伤害作业类型伤害机理钻井泥浆颗粒侵入泥浆滤液侵入固井滤液侵入（高PH效应）射孔射孔带压实地层碎屑生产有机垢堵塞碳酸钙（a）铁垢（酸溶解度变化）微粒运移修井固体侵入粘土膨胀，运移（不溶性盐水）增产措施微粒的释放和运移（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1、酸化解除伤害的类型整理课件1)酸化有高表皮系数的井，但是不存在伤害2)对没有充分射孔的地层进行酸化3)使用错误的酸液类型去酸化4)使用不适宜的酸用量或浓度5)不合理的施工步骤和组成6)使用不洁净的水去配液7)没有去清理酸罐和水罐8)添加剂过期和误用9)地层被压开10)返排前的关井时间过长，或排液速度太慢2、砂岩酸化的本卷须知整理课件砂岩酸化时酸液应用指南条件酸液HCl溶解度>20%仅用HCl高渗透(100md以上)高石英(80%),低粘土(<5%)12%HCl+3%HF(1)高长石(>20%)13.5%HCl+1.5%HF(1)高粘土(>20%)6.5%HCl+1%HF(2)高铁绿泥石粘土3%HCl+0.5%HF低渗透(10md或更低)

低粘土6%HCl+1.5%HF(3)高绿泥石3%HCl+0.5%HF(4)注:(1)用15%HCL预冲洗(2)用螯合的15%HCl预冲洗(3)用7.5%HCl或10%醋酸预冲洗(4)5%醋酸预冲洗3、砂岩酸化液体配方策略整理课件常规砂岩酸化用酸指南

3、砂岩酸化液体配方策略整理课件根本施工推荐的液体用量(m3/m)主要液体类型渗透率范围(mD)1-1010-2525-100100+前置液0.310.31-0.630.43-0.930.62-1.85HCl-HF0.31-0.620.31-0.620.93-1.250.93-1.85后置液油井〉HCl-HF体积，气井<HCl-HF用量，或仅采用N2前置液至少为HCl-HF用量的50-100%

如果HCl的地层溶解率小于5%，前置液只需要HCl-HF用量的50%。如果HCl的溶解率在5-10%之间，前置液用量应当是HCl-HF用量的100%。在HCl溶解率大于10%的地层，前置液用量为HCl-HF用量的150%。在弱胶结地层，低渗透率地层和高粘土含量地层要使用较少的酸液用量。在低渗和高粘土含量地层采用过量的HF将因不溶性颗粒沉淀的严重堵塞。地层渗透率小于10mD的地层酸化必须小心。4、砂岩酸化的液量策略整理课件封隔器系统化学布酸技术堵球连续油管5、砂岩酸化的布酸技术策略整理课件典型砂岩酸化注液工序洗井注前置液注处理液注后置液注顶替液6、砂岩酸化的注液程序整理课件各种工作液的作用前置液：(1)顶替井筒中的原有积液到油套环空或排出地面；(2)顶替走近井带的地层水，防止Na2SiF6、H2SiF6沉淀；(3)优先溶解碳酸盐类，减轻CaF2沉淀，并保持低pH值；同时，防止浪费较昂贵的HF等处理液；(4)降低井温及地层温度，防止添加剂高温失效及降低酸岩反响速度。处理液：注入储层的主体酸液，溶解地层矿物及胶结物、堵塞物等，改善地层渗透性后置液：隔离处理液和顶替液；参加添加剂可帮助处理液的返排，恢复地层固相及沉淀性酸反响生成物的亲水性，提高原油的相对渗透率，防止乳化。顶替液：将井筒中早先注入液顶入地层。6、砂岩酸化的注液程序整理课件原理:

利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和堵塞物,改善储层渗流条件,提高油气产能关键技术:

针对储层物性及矿物特性选择酸液体系酸化工艺参数优选施工质量保证7、砂岩储层酸化工艺7.1、常规酸化工艺整理课件1.洗井:用1－2m3HCl正替入油管后用清水正洗井目的：去除管壁脏物及铁锈2.注前置液：盐酸作预处理目的：溶解碳酸盐岩类矿物，防止CaF2顶走地层水，防止Na2SiF6、K2SiF6清洗近井带油垢保持较低的pH值3.土酸液：HCl+HF作用：HCL溶解碳酸盐类胶结物，并保持pH值，HF溶解石英长石及粘土矿物目的：沟通并扩大孔道，提高地层渗透性4.注后置液：油井柴油等或HCl,气井用酸或气(N2,天然气)目的：恢复地层固相及沉淀性酸反响物的亲水性，防止乳化生成5.注顶替液:活性水或NH4Cl溶液常用工序7、砂岩储层酸化工艺7.1、常规酸化工艺整理课件原理:在酸液中参加暂堵剂,注酸时暂时堵塞高渗层,酸化低渗层,实现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的均匀布酸,均匀解堵改善纵向出油剖面或吸水剖面。7、砂岩储层酸化工艺7.2、暂堵酸化工艺类型熔点°F比重溶解介质井别油溶剂3281.062油油井、气井（2）油溶性树脂3281.062油、凝析物油井、气井（2）苯甲酸薄片2521.316油、水、酸、气油井、气井、注水井污水处理井苯甲酸颗粒2521.361油、水、酸、气油井、气井、注水井污水处理井关键技术：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。整理课件7.3、深部酸化技术原理:由于酸在砂岩多孔介质中的反响速度太快,酸化解堵半径小,采用在地下生成盐酸和HF技术，实现深部酸化目的。技术包括：氟硼酸(粘土酸)酸化工艺技术；地下自生土酸技术;缓冲调节土酸技术;多元酸酸化技术等。7、砂岩储层酸化工艺整理课件氟硼酸酸化工艺技术氟硼酸是一种单级化学处理法，即Single-stagechemicaltreatment又称粘土酸法〔clayacid〕。粘土酸主要以氟硼酸为主体，其中参加添加剂构成。砂岩地层HBF4处理属于深部酸化工艺，用土酸处理砂岩地层，要增加处理深度Le就要增大酸量，但由于HF与地层粘土等胶结物反响快，过量的HF将破坏地层骨架的结构，使井筒附近岩石强度受到损害，因此土酸酸化不能获得较深的穿透。此外，土酸处理井往往初期增产而后期递减迅速，因此受到限制。用HBF4处理可以克服酸化初期增产后期递减快的普遍性问题。国内外现场使用说明是一种较为有效的方法，当HBF4进入地层时能缓慢水解生成HF，因而在酸耗尽前可深入地层内部较大范围。此外还可以使任何不溶解的粘土微粒产生化学熔化，熔化后的微粒在原地胶结，使得处理后流量加大而引起的微粒移动受到限制，室内试验还说明：通过不相溶流体的接触，用HBF4处理过的粘土敏感性下降，不易膨胀或分散。7.3、深部酸化技术7、砂岩储层酸化工艺整理课件7.3、深部酸化技术7、砂岩储层酸化工艺HBF4的水解反响:HBF4在水溶液中发生水解反响，且是多级电离HBF4+H2O←→HBF3ＯH+HF(慢)氟硼酸羟基氟硼酸HBF3OH+H2O←→HBF2(OH)2+HF(快)HBF2(OH)2＋H2O←→HBF(OH)3+HF(快)HBF(OH)3+H2O←→H3BO3+HF(快)由于它的一级水解很慢，故为整个水解反响的控制步骤，它限制了酸液中HF生成速度，而因为HBF4在水溶液中任何时候都产生有限的HF，所以延长了反响时间，增加了HF的有效穿透距离。技术优势氟硼酸酸化工艺技术整理课件HBF4对岩心抗压强度的影响常规土酸处理砂岩会严重降低岩石的抗压强度，主要原因是酸液在进入岩芯时消耗太快破坏了水泥胶结。而粘土酸由于反响缓慢对岩石的完整性影响甚微。处理类型孔隙体积抗压强度（磅/英尺2）未处理05,10012%HCl+3%HF102,270HBF4103,19012%HCl+3%HF50990HBF4501,960技术优势7.3、深部酸化技术7、砂岩储层酸化工艺氟硼酸酸化工艺技术整理课件美国道化学公司道威尔分公司〔DowelldivisionofDowchemical〕HBF4酸化处理的典型设计方案如下：〔1〕先用过滤淡水配制的3%NH4Cl确定注入速度。〔2〕注15%HCl，用量为每英尺地层50-100加仑左右，目的是在土酸处理之前予先溶解碳酸钙。〔3〕每英尺地层注100-150加仑土酸，其配比为7份50%HCl加1份50%HF，用以去除井壁周围的粘土损害。〔4〕用3%氯化铵溶液或柴油等顶替。〔5〕用粘土酸过分冲洗，以便溶解地层深部的粘土并使其稳定。一般注入量为每英尺地层100-150加仑，酸化半径可达3—5英尺。〔6〕用3%NH4Cl作隔离液以免粘土酸与土酸混合。〔7〕最后按规定时间关井以使酸液充分消耗并使地层粘土稳定。7.3、深部酸化技术7、砂岩储层酸化工艺常用工序氟硼酸酸化工艺技术整理课件提纲一、酸化技术概述二、砂岩酸化技术三、碳酸盐岩酸化技术四、酸化实验研究评价技术整理课件三、碳酸盐岩酸化技术整理课件1、碳酸盐岩酸化工艺技术1.1、常规酸基质酸化工艺技术原理:利用酸液溶解地层岩石孔隙及裂缝中堵塞物,扩大油气渗流通道.技术关键:蚓孔生长发育规律研究最正确注酸速度研究最正确注酸强度研究关井时间及返排速度研究孔隙型,裂缝型及复合型地层基质酸化工艺技术研究.工作液：15％－20％盐酸＋酸液添加剂工艺：简单，连续注入酸液整理课件1.2、普通酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术原理:用酸液压开并刻蚀裂缝,获得高导流能力的人工裂缝,改善油气渗流条件.关键技术:

酸液滤失机理酸液有效作用距离研究酸蚀裂缝导流能力研究普通酸压优化设计方法整理课件1、碳酸盐岩酸化工艺技术1.3、前置液酸压工艺技术原理:先用高粘前置液压开储层或延伸储层原有裂缝，后注入酸液，改善储层的导流能力，使油气井增产。前置液作用压裂造缝降温降滤降低反响速度，提高酸液效率，延长酸液有效作用距离技术关键:酸液滤失机理酸液有效作用距离研究酸蚀裂缝导流能力研究前置液酸压优化设计方法酸液和压裂液的选择:配伍,粘度比,破胶返排指进现象的产生和模拟--界面过渡带处理整理课件1、碳酸盐岩酸化工艺技术工作液：酸液：

15％－28％盐酸＋酸液添加剂，用量可由地层情况优化得到，一般为刻蚀裂缝体积的2－3倍。

前置液：

羟丙基瓜胶，改性田箐，魔芋胶等。用量为整个注入量的1/3--1/2.工艺：前置液-->酸液(普通盐酸，降阻酸，胶凝酸，泡沫酸，变粘酸等)1.3、前置液酸压工艺技术整理课件LG100井胶凝酸酸压施工曲线1、碳酸盐岩酸化工艺技术1.3、前置液酸压工艺技术整理课件前置液酸压中的滤失情况整理课件酸液指进示意图整理课件1.4、多级注入前置液酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术原理:用不同流体粘度和反响特性差异,在交替注入过程中获得非均匀刻蚀裂缝,降低酸液滤失,从而获得较长的酸液有效作用距离和较高的酸蚀缝导流能力关键技术:酸液和压裂液的选择:配伍,粘度比,破胶返排蚓孔生长发育规律的研究--滤失控制机理指进现象的产生和模拟--界面过渡带处理各级注入量的优化组合整理课件LG38井多级注入胶凝酸酸压施工曲线前置液酸压多级注入酸压1.4、多级注入前置液酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术整理课件酸液在压裂液中的指进、反指进现象1、碳酸盐岩酸化工艺技术整理课件交替注入前置液酸压中的滤失情况1、碳酸盐岩酸化工艺技术整理课件1.5、降滤酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术原理:在酸压过程中随酸液注入降滤剂或改变酸液滤失性,到达降低滤失,提高酸液效率的作用.关键技术:降滤剂的选择及参加方法和参加量确实定泡沫降滤时,起泡剂和泡沫稳定剂的选择乳化降滤时,乳化剂和破乳剂的选择相应的降滤工艺设计方法及优化设计整理课件1.6、延迟酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术原理:针对高温(120度以上)深井储层或微裂缝酸化酸岩反响速度特快,很难到达深度酸化目的,使用延迟酸,让其在地层某一温度下才逐渐释放酸液,实现在地层深部产生溶解反响,从而到达深度酸化目的,增大酸液有效作用距离.适用条件：深部酸化，可配合常规酸和胶凝酸联合使用，用延迟酸解决深部酸化问题，用常规酸和胶凝酸解决浅部酸化，提高近井地带裂缝导流能力。关键技术:据不同地层要求确定延迟剂类型及起始酸释放温度延迟酸液配方确定延迟酸化工艺技术参数优化设计延迟酸化工艺与其他工艺技术的配合运用整理课件1.7、闭合酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术原理:

酸压形成一定长度的酸蚀裂缝后,降低注入压力,使井底裂缝压力低于闭合压力下注酸,以提高近井带裂缝导流能力.裂缝C0Cs整理课件适用范围：均质碳酸盐岩地层对软地层(如白垩Chalk地层)--酸蚀裂缝导流能力低1.7、闭合酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术关键技术:酸压过程中闭合时间确实定闭合酸蚀裂缝长度确实定闭合酸化时泵压及排量关系确定闭合段酸液类型及酸液配方确定难以形成非均匀刻蚀被刻蚀的裂缝外表被酸软化，凸起局部不能支撑裂缝地层岩石本身强度不够整理课件1.7、闭合酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术闭合应力与导流能力关系曲线整理课件1.8、平衡酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术原理:先对处理层压裂到达所需的几何尺寸，然后注酸保持与裂缝壁面的漏失平衡，现场施工要将压力控制在裂缝延伸压力下，闭合压力之上。目的在于加大近井带溶蚀量，提高导流能力；防止裂缝闭合失去导流能力，防止裂缝穿层。关键技术：酸压过程中滤失量确实定平衡酸压时泵压及排量关系确定平衡时酸液类型及酸液配方确定适用范围：致密储层，有气顶、底水地层及低温白云岩整理课件1.9、复合酸压工艺技术1、碳酸盐岩酸化工艺技术通过酸压与水力压裂的结合，形成复合酸压工艺，由于组合方式不同，可以有“先加砂-后酸压〞及“先酸压-后加砂〞。TZ74井加砂压裂＋酸压裂复合改造整理课件

1、井筒外围全是油气储集体2、底部明显的是水体1〕、近井沟通型模式2.1、碳酸盐岩储层酸化的根本模式措施目标2、碳酸盐岩酸化工艺选择策略整理课件①储层预测与实钻比较接近；②钻井命中靶点位置；③油井钻井过程中有良好的油气显示；④测试已经有低产油气流；⑤有效储层段钻穿，底部已经有出水显示而就地完钻。现场实际情况：酸化(压)的目标是解除钻井过程中的地层污染，降低油层生产压差，近井地带还有没有与井筒有效沟通的油气储集体。1〕、近井沟通型模式2.1、碳酸盐岩储层酸化的根本模式措施目标2、碳酸盐岩酸化工艺选择策略整理课件①对于井外围确认无水患、需要连通更多的储集体的井，可以采取中、小规模的酸压措施，工艺采用前置液酸压即可。②已经测试建产的井层，以解除表皮污染，降低生产压差为目标的，可以采用中、小规模的解堵酸化。③对于底部明显是水层、上部有有效储层及外围有有效储集体的井层，可以考虑采用打水泥塞回填井底的措施，尽可能的提高酸压施工井段与水层段的距离。同时必须注意优化施工规模和施工作业参数。④特例：井眼钻遇的深度段内，在下部发现大的充填溶洞时，为了防止充填溶洞对酸液的大吃大喝，应考虑将下部充填溶洞顶以上3－5m至井底的段落打水泥塞回填；对于上部发育的充填溶洞，需要保存下部井段进行酸压时，应考虑在酸压井段之上下尾管完井。工艺实施措施1〕、近井沟通型模式2.1、碳酸盐岩储层酸化的根本模式2、碳酸盐岩酸化工艺选择策略整理课件2.1、碳酸盐岩储层酸化的根本模式

1、井筒外围全是油气储集体2〕、远部改造沟通型模式措施目标2、井筒外围有由裂缝连通的底部(远部)水体2、碳酸盐岩酸化工艺选择策略整理课件①储层预测与实钻差异较大；②钻井偏离靶点位置太远；③油井钻井过程中显示较差；④近井地带没有大的有效储集体发育，根据地震解释成果预测远井地带有有效储集体发育。酸压的目标需要通过远距离酸压沟通才能使油井有效投产。1〕、远部改造沟通型模式措施目标2、碳酸盐岩酸化工艺选择策略2.1、碳酸盐岩储层酸化的根本模式现场实际情况：整理课件这样的情况下，就必须考虑较远距离的沟通，以酸蚀作用距离尽可能的连通近井地带的储集体，以及通过储集体间的裂缝通道连通更远的更多的有效储集体。施工工艺上可以考虑多级注入酸压，乳化酸酸压，变粘酸酸压等深穿透的酸压工艺。该模式酸压具有较大的地质风险，包括酸蚀有效距离的长度能否沟通远部有效储集体、是否会压裂沟通底水或远部水体。对于具有底部水体的井层必须注意优化施工规模和施工作业参数。1〕、远部改造沟通型模式2、碳酸盐岩酸化工艺选择策略2.1、碳酸盐岩储层酸化的根本模式工艺实施措施整理课件轮古碳酸盐岩储层酸压的最正确用液规模在轮古酸压施工中，较高见效率的用液规模在400-600m3之间，其中以400-500m3之间的用液规模是最正确的3、碳酸盐岩酸化施工规模策略塔里木盆地整理课件轮古碳酸盐岩储层酸压的最正确用酸量在轮古酸压施工中，较高见效率的用酸量在150-250m3之间，其中以200m3左右的用酸量是最正确的。3、碳酸盐岩酸化施工规模策略塔里木盆地整理课件轮