酸化增产原理

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1、第16章酸化原理油气藏增产系列讲座主讲人：陈红军博士www.oildown.com.cn石油软件下载16.1酸化历史回顾酸化是油气井增产或注水井增注的重要措施，在油田生产中发挥了巨大作用至今有100多年的历史:1895standardoilCo.Ohio1896HermanFrasch专利20世纪30年代，专门从事酸化作业的公司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）16.2酸化分类按作业工艺分：酸洗(acidwashing)基质酸化(matrixacidizing)酸压(acidfracturing)普通酸压

2、、前置液酸压、交替注入酸压、闭合酸压、平衡酸压等按酸液类型分：普通酸酸化——常规盐酸、土酸酸化缓速酸酸化混合酸酸化、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16.3酸化基本原理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酸液与岩石发生化学反应，部分溶解岩石、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16.3.

3、1基质酸化增产原理Muskat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，mrerd,kdkoPdPerw封闭油藏污染井示意图图污染程度、污染半径对增产倍比的影响计算结果表明：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，效果不大。研究课题储

4、层伤害原因及伤害程度分析16.3.2酸压增产原理酸压是在高于地层破裂压力下，将酸液挤入地层，形成裂缝并与裂缝壁面反应，非均匀刻蚀岩石形成凹凸不平或沟槽状刻蚀缝。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应，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。16.4酸—岩的化学反应16.4.1盐酸与岩石的反应盐酸与灰岩的反应：盐酸与白云岩的反应：2HCl＋CaCO3CaCl2

5、+H2O+CO24HCl+CaMg(CO3)2CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO216.4.2HCl-HF与岩石的反应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应：SiO2+4HFSiF4+2H2OSiF4+2HFH2SiF6粘土矿物+HFSiF4+氟铝化物如钾长石(KAlSi3O8)与HF的反应：KAlSi3O8+(n+3m)HF+(16-n-3m)H+K++AlFn(3-n)+3SiFm(4-m)+8H2O(0≤n≤6;4≤m≤6）氢氟酸与砂岩的二次反应：氢氟酸与砂岩的二次反应主要是指一次反应中生成的氟硅酸与粘土

6、矿物的反应。与钾长石的二次反应：SiF62-+6KAlSi3O8+18H++10H2O6K++6AlF2++18H2SiO3+H4SiO4（硅胶沉淀）与伊利石的二次反应：SiF62-+KAl3Si3O10(OH)2+6H++4H2OK++3AlF2++4H4SiO4（硅胶沉淀）氢氟酸与砂岩的三次反应：氢氟酸与砂岩的三次反应过程为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，

7、即Al3+，AlF2+，…，AlF63-保持一定比例。（2）二次、三次反应产物容易沉淀，对储层产生新的伤害。（3）氢氟酸与砂岩的化学反应很复杂，难于模拟。16.4.3酸对岩石的溶解力酸对岩石的溶解力指给定质量或体积的酸所能溶解岩石的量。质量溶解力β：15%盐酸对CaCO3的溶解力为：β15=0.15β100=0.212HCl＋CaCO3CaCl2+H2O+CO2体积溶解力X：X与β的关系：15%盐酸密度为1.07g/cm3，(CaCO3)密度为2.71g/cm3则15%盐酸对石灰岩的体积溶解力X=0.21×1.07g/cm3÷2.71g/cm3=0.0829运用