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时间:2020-02-05
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1、第六章油水井增产增注技术常用酸化工艺酸洗AcidWash基质酸化MatrixAcidizing酸压AcidFracturing酸化原理:通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)内堵塞物等的溶解和溶蚀作用,恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。酸洗基质酸化压裂酸化将少量酸液注入井筒内,清除井筒孔眼中酸溶性颗粒、钻屑及结垢等,并疏通射孔孔眼。在低于岩石破裂压力下将酸注入地层,依靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性。在高于岩石破裂压力下将酸注入地层,在地层内形成裂缝,通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。方式:
2、正洗反洗泵组酸洗清洗:井筒射孔眼酸洗—施工压力:无外力或轻微搅动。—注入速度:沿井筒正、反循环。—酸溶蚀方式:溶蚀井壁及射孔孔眼。—适用范围:砂岩、碳酸盐岩储层的表皮解堵或射孔孔眼的清洗、井筒结垢及丝扣油的清除。酸化:地层封隔器压裂车基质酸化基质酸化—施工压力:Pi3、压裂酸化—施工压力:Pi>PF。—注入速度:大于储层极限吸液速度。—酸流动、溶蚀方式:形成人工裂缝,沿裂缝流动反应,有效作用距离可达几十到上百米。—适用范围:在碳酸盐岩储层中形成人工裂缝,解除近井带污染,改变储层流型,沟通深部油气区,可大幅度提高油气井产量。—酸液挤入孔隙或天然裂缝与其发生反应,溶蚀孔壁或裂缝壁面,增大孔径或扩大裂缝,提高储层的渗流能力;—溶蚀孔道或天然裂缝中的堵塞物质,破坏泥浆、水泥及岩石碎屑等堵塞物的结构,使之与残酸液一起排出储层,起到疏通流动通道的作用,解除堵塞物的影响,恢复储层原有的渗流能力。基质酸化增产原理储4、层严重污染时,基质酸化处理可大幅度提高油气井产量;因此对污染储层,基质酸化一般可获得较好增产效果;无污染储层,基质酸化处理效果甚微;—压裂酸化产生裂缝,增大渗流面积,改善油气的流动方式,增大井附近油气层的渗流能力;—消除井壁附近的储层污染的影响;—沟通井筒附近的高渗透带、储层深部裂缝系统及油气区;—不能用于砂岩储层。压裂酸化增产原理—碳酸盐岩的主要矿物成分是方解石(CaCO3)和白云石[CaMg(CO3)2];—若方解石含量大于50%,则可视为石灰岩;若白云岩含量大于50%,则可视为白云岩;—若杂质含量大于50%,则可视为非碳酸盐岩。5、碳酸盐岩化学成分碳酸盐岩地层的盐酸处理一、盐酸与碳酸盐岩的化学反应2HCl+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑4HCl+MgCa(CO3)2→CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑生成物状态:氯化钙、氯化镁全部溶于残酸中。二氧化碳气体大部分呈游离状态的微小气泡,分散在残酸溶液中,有助于残酸溶液从油气层中排出。—根据质量作用定律,在温度、压力不变时,化学反应速度与各作用物质浓度的m次幂乘积成正比。—对于酸岩反应(液固相反应)来说,固相反应物的浓度可视作不变,因此在恒温、恒压条件下,酸岩反应速度可写为:酸岩化学反应速度—C:反应6、时间为t瞬时的酸浓度,mol/L;—m:反应级数,表示反应物浓度对反应速度的影响程度,无因次;—K:反应速度常数,(mol/L)1-m/s,表示反应物浓度为单位浓度时的反应速度。反应速度常数与反应物质的浓度无关,只与反应物质的性质、温度和压力有关,其值决定于反应物本身和反应系统的温度,由试验确定,每个反应都有表征其本身特性的速度常数。酸—岩反应系统示意图①酸液中的H+传递到碳酸盐岩表面;②H+在岩面与碳酸盐进行反应;③反应生成物Ca2+、Mg2+和CO2气泡离开岩面。酸岩反应速度:指单位时间内酸浓度降低值或单位时间内岩石单位反应面积的溶7、蚀量。表面反应扩散边界层的浓度分布溶液内部:没有离子浓度差边界层内部:存在离子浓度差由于边界层内存在离子浓度差,反应物和生成物在各自的离子浓度梯度作用下向相反的方向传递。这种由于离子浓度差而产生的离子移动,称为离子的扩散作用。酸液中H+的传递方式:对流和扩散H+的传质速度:H+透过边界层达到岩面的速度。影响反应速度因素:H+传质速度、H+反应速度和生成物离开岩面速度二、影响酸岩反应速度的因素(一)酸岩复相反应速度表达式根据菲克定律,导出表示酸岩反应速度和扩散边界层内离子浓度梯度的关系式:酸岩瞬间的反应速度H+的传质系数面容比酸液浓度梯度8、面容比:岩石反应表面积与酸液体积之比(二)影响酸岩复相反应速度的因素分析1、面容比面容比越大,反应速度也越快2、酸液的流速酸液流动速度增加,反应速度加快3、酸液的类型强酸反应速度快,弱酸反应速度慢4、盐酸的
3、压裂酸化—施工压力:Pi>PF。—注入速度:大于储层极限吸液速度。—酸流动、溶蚀方式:形成人工裂缝,沿裂缝流动反应,有效作用距离可达几十到上百米。—适用范围:在碳酸盐岩储层中形成人工裂缝,解除近井带污染,改变储层流型,沟通深部油气区,可大幅度提高油气井产量。—酸液挤入孔隙或天然裂缝与其发生反应,溶蚀孔壁或裂缝壁面,增大孔径或扩大裂缝,提高储层的渗流能力;—溶蚀孔道或天然裂缝中的堵塞物质,破坏泥浆、水泥及岩石碎屑等堵塞物的结构,使之与残酸液一起排出储层,起到疏通流动通道的作用,解除堵塞物的影响,恢复储层原有的渗流能力。基质酸化增产原理储
4、层严重污染时,基质酸化处理可大幅度提高油气井产量;因此对污染储层,基质酸化一般可获得较好增产效果;无污染储层,基质酸化处理效果甚微;—压裂酸化产生裂缝,增大渗流面积,改善油气的流动方式,增大井附近油气层的渗流能力;—消除井壁附近的储层污染的影响;—沟通井筒附近的高渗透带、储层深部裂缝系统及油气区;—不能用于砂岩储层。压裂酸化增产原理—碳酸盐岩的主要矿物成分是方解石(CaCO3)和白云石[CaMg(CO3)2];—若方解石含量大于50%,则可视为石灰岩;若白云岩含量大于50%,则可视为白云岩;—若杂质含量大于50%,则可视为非碳酸盐岩。
5、碳酸盐岩化学成分碳酸盐岩地层的盐酸处理一、盐酸与碳酸盐岩的化学反应2HCl+CaCO3→CaCl2+H2O+CO2↑4HCl+MgCa(CO3)2→CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2↑生成物状态:氯化钙、氯化镁全部溶于残酸中。二氧化碳气体大部分呈游离状态的微小气泡,分散在残酸溶液中,有助于残酸溶液从油气层中排出。—根据质量作用定律,在温度、压力不变时,化学反应速度与各作用物质浓度的m次幂乘积成正比。—对于酸岩反应(液固相反应)来说,固相反应物的浓度可视作不变,因此在恒温、恒压条件下,酸岩反应速度可写为:酸岩化学反应速度—C:反应
6、时间为t瞬时的酸浓度,mol/L;—m:反应级数,表示反应物浓度对反应速度的影响程度,无因次;—K:反应速度常数,(mol/L)1-m/s,表示反应物浓度为单位浓度时的反应速度。反应速度常数与反应物质的浓度无关,只与反应物质的性质、温度和压力有关,其值决定于反应物本身和反应系统的温度,由试验确定,每个反应都有表征其本身特性的速度常数。酸—岩反应系统示意图①酸液中的H+传递到碳酸盐岩表面;②H+在岩面与碳酸盐进行反应;③反应生成物Ca2+、Mg2+和CO2气泡离开岩面。酸岩反应速度:指单位时间内酸浓度降低值或单位时间内岩石单位反应面积的溶
7、蚀量。表面反应扩散边界层的浓度分布溶液内部:没有离子浓度差边界层内部:存在离子浓度差由于边界层内存在离子浓度差,反应物和生成物在各自的离子浓度梯度作用下向相反的方向传递。这种由于离子浓度差而产生的离子移动,称为离子的扩散作用。酸液中H+的传递方式:对流和扩散H+的传质速度:H+透过边界层达到岩面的速度。影响反应速度因素:H+传质速度、H+反应速度和生成物离开岩面速度二、影响酸岩反应速度的因素(一)酸岩复相反应速度表达式根据菲克定律,导出表示酸岩反应速度和扩散边界层内离子浓度梯度的关系式:酸岩瞬间的反应速度H+的传质系数面容比酸液浓度梯度
8、面容比:岩石反应表面积与酸液体积之比(二)影响酸岩复相反应速度的因素分析1、面容比面容比越大,反应速度也越快2、酸液的流速酸液流动速度增加,反应速度加快3、酸液的类型强酸反应速度快,弱酸反应速度慢4、盐酸的
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