[所有分类]第四章 酸化及酸液添加剂.ppt

酸化及酸液添加剂 辽宁石油化工大学应化系油田化学专业 酸化及酸液添加剂Acid Treatments Acidizing Chemicals 4.1酸化增产原理 酸化是靠酸液的化学溶蚀作用及向地层挤酸的水力作用来提高地层的渗透性能的施工错施 酸化是通过井眼向地层注入一种或几种酸液或酸性混合液，利用酸与地层中部分矿物的化学反应，溶蚀储层中的连通孔隙或天然(水力)裂缝壁面岩石，增加孔隙、裂缝的流动能力，从而使油气井增产或注水井增注的一种工艺措施 发展史 首次尝试用酸来提高碳酸盐岩油藏的原油产量是在1895年，当时曾发布了用于此目的的盐酸和硫酸两种专利。虽然进行了若干次油井处理作业，但是此方法并没有引起人们的普遍兴趣，原因是酸会严重腐蚀油井套管和其它金属设备。 直到1932年砷缓蚀剂的发现才使油井酸化再次引起人们的关注。砷缓蚀剂可使酸同地层反应时不会严重腐蚀油井的金属设备。当时的Pure石油公司和Dow化学公司应用这种缓蚀剂同盐酸一起处理了一口石灰岩地层的油井，取得了显著的效果，酸化作业由此诞生 在酸化工艺和技术发展的过程中，新型酸液及添加剂的应用着重是降低酸对管线和设备的腐蚀、控制酸岩反应速度、提高酸化效果、防止地层污染和降低施工成本 4.1.1酸处理工艺分类 酸化分类 按油气层类型： 碳酸盐岩酸化 砂岩酸化 按酸液的组成和性质： 常规酸酸化：HCl、土酸(HCl + HF)等 缓速酸酸化：潜在酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸、化学缓速酸等 按酸化处理工艺(酸化施工的方式和目的)： 酸洗(Acid washing) 基质酸化(Matrix acidizing) 压裂酸化(Fracture acidizing) 1、酸洗 定义：酸洗就是用少量的酸，在无外力搅拌作用下，对施工或采油过程中可能造成的射孔孔眼的堵塞和井筒中的酸溶性结垢进行溶解并及时返排酸液，以防止酸不溶物(如管线涂料、石蜡、沥青、重晶石粉垢等)重新堵塞孔眼和井壁的一种油气井增产措施。 目的：清除井筒中酸溶性结垢或疏通孔眼 特点： 酸用量少 溶解法 及时返排酸液防止造成二次伤害 2、基质酸化 定义：基质酸化是在低于地层岩石破裂压力（Parting Pressure)条件下，将酸液注入地层孔隙空间，利用酸液溶蚀近井地带的堵塞物以恢复地层渗透率或用酸液溶解孔隙中的细小颗粒、胶结物等以扩大孔隙空间、提高地层渗透率的一种增产措施 特点： 低于地层岩石破裂压力条件下施工(不形成裂缝) 解除近井地带因污染而造成的渗透率下降 仅靠化学溶蚀作用 成功的基质酸化作业能在不增加出水量或出气量(即保持天然的液流边界)的情况下提高产油量。因此，确定地层破裂压力的大小对酸化施工是很必要的 “破碎”试验：试验步骤是先用低速向地层注入水或清洁油并逐步增大注入速度，记录压力，直至注入速度曲线发生转折，如图4-1中B点(破裂点) 凡由于下述一个或一个以上的原因，可以选用基质酸化 (1)清除原生的或诱发的地层堵塞 (2)压裂前降低地层的破裂压力 (3)均匀疏通所有的射孔孔眼 (4)不破坏隔层 (5)降低施工成本 3、压裂酸化 定义：压裂酸化也叫酸压，是在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力条件下的一种挤酸工艺 特点： 酸压施工的泵注压力应大于地层破裂压力 压裂+化学溶蚀—形成高导流油气通道 分类：酸压工艺可分为： 普通酸压：直接用酸液压开地层产生裂缝并溶蚀裂缝壁面 前置液酸压：采用粘度较高的前置液压开裂缝，然后注酸。酸液在高粘前置液中指进并溶蚀裂缝壁面 交替进行前置液和酸液或加砂酸压：可获得更长的酸液有效作用距离 酸压适用性：主要适用于低渗透性碳酸盐岩储层而不适用于砂岩地层 原因： 酸液溶蚀了砂岩中胶结物，砂粒均匀脱落并被酸液带走，不会形成溶蚀沟槽，卸压后裂缝会完全闭合。 容易破坏天然垂直渗透性较差的遮挡层，使之与邻近不需要压开的地层连接 酸化压裂泵注压力计算按下式： P泵注≥PF?PH+Pr 4.1.2酸化增产原理 一口油井要能产出工业性油气流应具备三个基本条件: 油气层的油气饱和度大 压力高 渗透性能好 酸化就是靠酸液的化学溶蚀作用及挤酸时的水力作用来提高地层渗透性能 对于基质酸化，其增产作用表现在下述两方面： ①酸液进入孔隙或天然裂缝与其中岩石或砂粒之间的胶结物反应溶蚀孔壁或裂缝壁面，增大孔径，提高地层渗透率 ②溶蚀孔道或天然裂缝中的堵塞物，破坏泥浆、水泥、岩石碎屑等堵塞物的结构，使之与残酸一道排出地层，从而解除堵塞物的影响，恢复地层原有渗透率 一、井底压力分布(压力漏斗) 油气流在井底的流动特点 为了进一步理解酸化的增产原理，首先分析油气流在井底的流动特点。油气流从地层径向流入井内，越靠近井底，流通面积越小，流速越高，流体所受阻力愈大，因而克服摩阻所