第7章酸处理技术ppt课件.ppt

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1、主要内容：1、碳酸盐岩地层盐酸处理2、酸化压裂技术3、砂岩油气层的土酸处理4、酸液及添加剂5、酸处理工艺酸化原理：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和钻屑及结垢等，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。预置保护膜挤前置液+酸

2、挤替挤液关井反应排酸酸化工艺过程第一节碳酸盐岩地层的盐酸处理碳酸盐岩地层主要成分：方解石和白云石目的：解除孔隙、裂缝中的堵塞物质，或扩大沟通油气岩层原有的孔隙和裂缝，提高油气层的渗流性一、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。高浓度盐酸处理的优点：(1)浓度越高，其溶蚀能力越强，溶解一定体积的

3、碳酸盐岩石所需要的浓酸体积较少，残酸溶液也较少，易于从油、气层中排出。(2)能解决酸化中的腐蚀问题，可获得较好的酸化效果。(3)高浓度盐酸活性耗完时间相对长，酸液渗入油气层的深度也较大，酸化效果好。图7-1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蚀量。表面反应酸岩复相反应过程：图7-2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

4、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盐酸的优点是溶蚀能力强，价格较低，但其与碳酸盐岩反应速度快，活性酸的作用范围小。酸液在压裂裂缝中流动，仅需要几分钟到十几分钟，酸的活性就基本消耗完，活性酸的穿入深度一般只有十几米，最多也就几十米，盐酸在微孔中的流动，一般仅几十秒，最多不过1

5、-2分钟，酸的活性就基本耗尽。因而如何延缓盐酸在地层中的反应速度是酸化工作的重要课题。(一)酸岩复相反应速度表达式由上式表明，酸岩反应速度与酸岩系统的面容比、H+的传质系数和垂直于边界层方向的酸浓度梯度有关。（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（与酸溶液内部的H+浓度成正比）面容比：岩石反应表面积与酸液体积之比4、盐酸的质量分数盐酸浓度增加，反应速度增加盐酸浓度过高，反应速度反而降低相同质量分数条件下，初始浓

6、度越大，余酸的反应速度越慢，因此浓酸的反应时间长，有效作用范围越大。图7-3盐酸质量分数对反应速度的影响（这是由于HCl的电离度下降幅度超过HCl分子数目的增加幅度所造成的。）因此在酸化处理时常使用高质量分数的盐酸。（当新鲜酸液变成余酸时，由于在酸液中已经存在大量的生产物，使酸溶液中的Ca2+及Cl-的浓度增加，从而使HCl的电离度降低，H+的浓度变低，反应速度下降）24％～25％浓盐酸的初始反应速度虽然较快，但其活性耗完时间与低质量分数盐酸相比相对较长（如在相同条件下，28%的盐酸活性耗完时间将比15%的盐酸高一倍以上），浓盐酸

7、活性耗完前穿入地层的深度相对远一些，酸化增产效果比较好。5、温度温度升高，H+热运动加剧，传质速度加快，酸岩反应速度加快图7-4温度对反应速度的影响6、压力压力增加，反应速度减慢图7-5压力对反应速度的影响7、其它因素岩石的化学组分、物理化学性质、酸液粘度等都影响盐酸的反应速度。提高酸化效果的措施：降低面容比，提高酸液流速，使用稠化盐酸、高浓度盐酸和多组分酸，以及降低井底温度等。（碳酸盐岩的泥质含量越高，反应速度相对较慢。碳酸盐岩油层面上粘有油膜，可减慢酸岩反应速度。增大酸液粘度如稠化盐酸，由于限制了H+传质速度，也可使反应速度减

8、慢。）第二节酸化压裂技术酸化压裂：用酸液作为压裂液，不加支撑剂的压裂。作用原理：(1)靠水力作用形成裂缝；(2)靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面，停泵卸压后，裂缝壁面不能完全闭合，具有较高的导流能力，可达到提高地层渗透性的目的。酸压