技能培训讲座-酸化技术

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1、酸化技术井下作业公司技术研发中心2009年03月井下作业公司技能培训讲座提纲一、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一、酸化技术概述1.酸化历史回顾1、1895，赫曼佛拉施(HermanFrasch)发明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

2、，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

3、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。为了延缓酸的反应速度，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应；②由于盐酸对碳酸盐岩的溶蚀力强，反应生成的氯化钙、氯化镁盐类能全部溶解于残酸水，不会产生化学沉淀；③反应生成的CO2部分溶于残

4、酸，部分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成本较低。酸液类型2.酸化原理盐酸工业盐酸标准高浓度盐酸处理的优点：①酸岩反应速度相对变慢，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，控制了酸岩反应速度，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.酸化原理盐酸盐酸处理的主要缺点：①与石灰岩反应速度快，特别是高温深井，由于地层温度高，盐

5、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.酸化原理盐酸甲酸和乙酸都是有机弱酸，反应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，售价便宜。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

6、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。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、反应

7、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％。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:酸岩反应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

8、合酸液的反应时间近似等于盐酸和有机酸反应时间之和，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