第十三章 油水井增产增注2.pptVIP

2) 酸浓度分布规律及计算图的应用 假设裂缝入口: 端酸浓度为C0， 裂缝壁面处，对盐酸与石灰岩反应来说，表面反应速度H+传质速度; 故壁面上的酸浓度c≈0。 在裂缝中心位置且垂直于壁面的方向上，酸浓度梯度为零。因此，盐酸与石灰岩反应，其边界条件组为: 盐酸与白云岩反应，表面反应速度有限，故边界条件组与这三式不同，做出的图版亦不同，不可混淆。 图中纵坐标为贝克来数： 横坐标为无量纲距离数： 实验条件：恒温，恒压，壁面无漏失，稳定流动。 注意：必须选用实际产层温度条件下的曲线，岩性不同，所得的DH+值不同。 3) H+有效传质系数的确定 用产层岩石做室内流动模拟实验，确定出 DH+值(H+有效传质系数). 2. 砂岩地层的土酸处理 砂岩组成：砂粒+粒间胶结物 砂粒：石英和长石 胶结物：硅酸盐类和碳酸盐类。 砂岩地层的酸处理，就是通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，或者溶解孔隙中的泥质堵塞物，或其它结垢物以恢复、提高井底附近地层的渗透率。 砂岩地层的酸处理多采用土酸进行处理。 土酸：由10%～15%浓度的盐酸和3%～8%浓度的氢氟酸与添加剂按不同比例所组成的混合液, 通常之称为土酸(Mud Acid)。 (1) 土酸处理原理 土酸中的氢氟酸(HF)是强酸， HF对砂岩中的一切成分(石英、粘土、碳酸盐)都有溶蚀能力，但不能单独用氢氟酸，而要和盐酸混合配制成土酸，其主要原因有下述两个方面： 氢氟酸与硅酸盐类以及与碳酸盐岩反应。 氢氟酸与碳酸钙的反应为： 氢氟酸与硅酸钙铝(钙长石)的反应为： 对CaF2，当酸浓度高时，处于溶解状态， 当酸浓度低时，处于沉降状态。 做法：酸液中包含有HCl时，依靠HCl维持酸液较低的pH值，以提高CaF2的溶解度。 氢氟酸与石英的反应为 反应生成的氟硅酸(H2SiF6)在水中可解离为H+和SiF62-，而后者又能和地层水中的Ca++、Na+、NH4+等离子相结合。生成的CaSiF6易溶于水，不会产生沉淀，而Na2SiF6为不溶物质会堵塞地层。 做法：在酸处理过程中，应先将地层水顶替走，避免与氢氟酸接触。 2) 氢氟酸与砂岩中各种成分的反应速度各不相同，氢氟酸与碳酸盐的反应速度最快，其次是硅酸盐(粘土)，石英最慢。 V碳酸盐V硅酸盐V石英 因此当HF进入砂岩地层后大部分HF首先消耗在与碳酸盐的反应上，不仅浪费了大量价值昂贵的HF ，并且妨碍了它与泥质成分的反应。 但是 VHCl—碳酸盐VHF-碳酸盐 因此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。 依靠土酸液中的 HCl 成分溶蚀碳酸盐类，并维持酸液较低的pH值，依靠 HF 溶蚀石英和泥质成分，恢复和增加近井地带的渗透率。 2) 氢氟酸与砂岩中各种成分的反应速度各不相同，氢氟酸与碳酸盐的反应速度最快，其次是硅酸盐(粘土)，石英最慢。 V碳酸盐V硅酸盐V石英 因此当HF进入砂岩地层后大部分HF首先消耗在与碳酸盐的反应上，不仅浪费了大量价值昂贵的HF ，并且妨碍了它与泥质成分的反应。 但是 VHCl—碳酸盐VHF-碳酸盐 因此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。 总之依靠土酸液中的盐酸成分溶蚀碳酸盐类，并维持酸液较低的pH值，依靠氢氟酸恢复和增加近井地带的渗透率,溶蚀石英和泥质成分。 (2) 影响土酸反应速度的因素 砂岩酸化过程中，影响反应速度的主要因素是HF浓度、HCl浓度、温度、矿物组成等。 1) 氢氟酸浓度：酸岩反应速度除蒙脱石外大多数砂岩矿物都与氢氟酸浓度成正比，因此，为了防止疏松地层破碎，应该用低浓度(1.5%)的氢氟酸进行酸处理。 2) 盐酸浓度：酸岩反应速度一般在强酸介质中加快，高浓度的余酸的反应速度小于同浓度的鲜酸，盐酸的主要作用是保持低pH值，防止二次沉淀。 3) 温度：矿物的溶解是一种热活化现象，因此，反应速度随温度增加而明显增加，对石英矿物，每增加25℃，速度增加约1倍，但活性酸的穿透深度相应地减小。 4) 压力：压力增加，总溶解反应速度略微加快，因为溶解的六氧化硅可以部分变为酸性六氟化硅(H2SiF6)且能迅速引发进一步反应。 5) 矿物组成及可接触表面积：酸岩反应过程中，要接触岩石的矿物性质和总可接触表面积将决定总反应速度。粘土反应速度比长石快，长石反应速度