油水井酸化作业监督基础

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1、酸化酸压工艺基础CHIUSHAOAN华北油田公司井筒工程技术组酸化酸压措施作业监督基础第一节酸化作用机理第二节酸液及添加剂第三节酸液的选择第四节常用酸液体系第五节酸化工艺技术第六节酸液体系性能评价第七节酸化施工设计与效果评价第八节酸化现场施工与监督第一节酸化作用机理酸化是油气井增产、水井增注的主要手段之一，用酸液可以解除油水井井底附近的污染，清除孔隙或裂缝中的堵塞物质，或者沟通、扩大地层原有孔隙或裂缝，提高地层渗透率，从而实现增产增注。一、砂岩酸化作用机理砂岩地层由砂粒和粒间胶结物组成，砂粒主要成分是石英、长石，胶结

2、物主要成分是粘土、碳酸盐矿物。成分矿物化学分子式成分矿物化学分子式石英SiO2碳酸盐方解石CaCO3长石正长石Si3AlO8K白云石CaMg(CO3)2钠长石Si3AlO8Na铁白云石Ca(Fe,Mg)(CO3)2斜长石Si2-3Al1-2O8(Na,Ca)菱铁矿FeCO3粘土高岭石Al4(Si4O10)(OH)8云母黑云母(AlSi3O10)K(Mg,Fe)3(OH)2伊利石Si4-xAlxO10(OH)2KxAl2白云母(AlSi3O10)KAl2(OH)2蒙脱石(1/2Ca,Na)0.7(Al,Mg,Fe)4(

3、Si,Al)3O20(OH)4nH2O绿泥石(AlSi3O10)Mg5(Al,Fe)(OH)8硫酸盐石膏CaSO4·2H2O其它盐NaCl硬石膏CaSO4氧化铁FeO,Fe2O3,Fe3O4砂岩储层渗透率降低，往往是地层污染、堵塞造成的：钻井、作业过程中泥浆压井液进入地层造成的污染；层内粘土微粒在采油、注水过程中随液流移动对地层孔隙造成的堵塞；由于地层压力、温度变化造成的地层结垢；铁、钙等的化学沉淀造成的堵塞等。因此，砂岩酸化一般采用盐酸与氢氟酸的混合酸(土酸)，或其它能够生成氢氟酸的酸液：盐酸先同碳酸盐矿物、铁质反

4、应，溶解碳酸盐和铁质；然后氢氟酸再与石英、粘土矿物反应，提高地层渗透率。盐酸与碳酸盐矿物反应：CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2OCaMg(CO3)2+4HClCaCl2+MgCl2+2CO2+2H2O盐酸与铁质矿物反应：Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2OFeS+2HClFeCl2+H2S如果土酸中的盐酸量不够，不能完全溶解地层中的碳酸盐矿物，则氢氟酸将与碳酸盐矿物反应，生成CaF2沉淀，堵塞孔道。CaCO3+2HFCaF2+H2O+CO2CaMg(CO3)2+4HFCaF2+MgF2+2H2O+2

5、CO2氢氟酸与石英、粘土矿物反应：SiO2+4HFSiF4+2H2OSiF4+2HFH2SiF6Si3AlO8Na+22HFNaF+AlF3+3H2SiF6+8H2OAl4(Si4O10)(OH)8+36HF4H2SiF6+4AlF3+18H2O二、碳酸盐岩酸化作用机理杂质100%12345678950%50%100%白云石90%50%90%100%方解石1、非碳酸盐岩2、不纯白云岩3、不纯灰质白云岩4、不纯白云质灰岩5、不纯石灰岩6、白云岩7、灰质白云岩8、白云质灰岩9、石灰岩盐酸与方解石、白云岩反应：CaCO3+

6、2HClCaCl2+CO2+H2OCaMg(CO3)2+4HClCaCl2+MgCl2+CO2+2H2O甲酸(蚁酸)与方解石、白云岩反应：CaCO3+2HCOOHCa(COOH)2+CO2+H2OCaMg(CO3)2+4COOHCa(COOH)2+Mg(COOH)+2CO2+2H2O乙酸(醋酸)与方解石、白云岩反应：CaCO3+2H(CH2COOH)Ca(CH2COOH)2+CO2+H2OCaMg(CO3)2+4H(CH2COOH)Ca(CH2COOH)2+Mg(CH2COOH)2+2CO2+2H2O三、酸化工艺方式

7、酸洗：也称表皮解堵酸化，主要用于砂岩、碳酸盐岩油水井的表皮解堵及疏通射孔孔眼。基质酸化：也称常规酸化，是在低于储层岩石破裂压力下将酸液挤入储层孔隙空间，使酸液沿径向渗入地层而溶解地层孔空间的颗粒以及其它堵塞物，扩大孔隙空间而恢复或提地层渗透率。主要用于解除钻井、完井、大修等入井流及沉积物在近井地带的伤害，该方式中酸液与岩石接触积较大，酸岩反应时间很短，处理范围一般在1m左右，对严重堵塞井的处理效果较好。酸化压裂：也称酸压，压开裂缝后注入酸液，以沟通井筒附近高渗带或其它裂缝系统、清除井壁附近污染、增大油气向井流通面积、

8、改善油气井流动方式和增大井眼附近渗流力。主要用于碳酸盐岩油、气井储层改造。四、酸液溶解能力溶解能力：单位体积酸液与岩石中某种矿物完全反应所能溶解的体积，称为该种酸液对该矿物的溶解能力X。溶解能力系数：即单位质量纯酸反应完毕后所能溶解的矿物质量，不同浓度酸液的溶解能力系数等于酸液的质量百分浓度与β100之积。反应矿物酸液酸液浓度(%)510153