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)缺点:
易造成新的伤害易造成新的伤害第一章、酸化增产的理论分析第一章、酸化增产的理论分析酸酸化化原原理理:
通通过过酸酸液液对对岩岩石石胶胶结结物物或或地地层层孔孔隙隙、裂裂缝缝内内堵堵塞塞物物(粘粘土土、钻钻井井泥泥浆浆、完完井井液液)等等的的溶溶解解和和溶溶蚀蚀作作用用,恢恢复复或或提提高高地地层孔隙和裂缝的渗透性。
层孔隙和裂缝的渗透性。
酸化分类酸化分类:
按照工艺可分为酸洗、基质酸化和压裂酸化。
:
酸酸洗洗:
将将少少量量酸酸液液注注入入井井筒筒内内,清清除除井井筒筒孔孔眼眼中中酸酸溶溶性性颗颗粒粒和和钻屑及结垢等,并疏通射孔孔眼;
钻屑及结垢等,并疏通射孔孔眼;
基基质质酸酸化化:
在在低低于于岩岩石石破破裂裂压压力力下下将将酸酸注注入入地地层层,依依靠靠酸酸液液的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;
溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性;
酸酸压压(酸酸化化压压裂裂):
在在高高于于岩岩石石破破裂裂压压力力下下将将酸酸注注入入地地层层,在在地地层层内内形形成成裂裂缝缝,通通过过酸酸液液对对裂裂缝缝壁壁面面物物质质的的不不均均匀匀溶溶蚀蚀形形成成高导流能力的裂缝。
高导流能力的裂缝。
第一章、酸化增产的理论分析第一章、酸化增产的理论分析酸液类型无机酸有机酸氢氟酸甲酸乙酸盐酸第二章、酸液类型及添加剂无无机机酸酸盐盐酸酸我我国国的的工工业业盐盐酸酸是是以以电电解解食食盐盐得得到到氯氯气气和和氢氢气气为为原原料料,用用合合成成法法制制得得氯氯化化氢氢气气,再再溶溶解解于于水水得得氯氯化化氢氢水水溶溶液液即即盐盐酸酸液液。
工工业业盐盐酸酸浓浓度度为为3134%。
纯纯盐盐酸酸是是无无色色透透明明液液体体,当当含含有有FeCl3等等杂杂质质时时,略略带带黄黄色色,有有刺刺激激臭臭味味。
盐盐酸酸是是一一种种强强酸酸,它它与与许许多多金金属属、金金属属氧氧化化物物、盐盐类类和和碱碱类类都都能能发发生生化化学学反反应应。
由由于于盐盐酸酸对对碳碳酸酸盐盐岩岩的的溶溶蚀蚀力力强强,反反应应生生成成的的氯氯化化钙钙、氯氯化化镁镁盐盐类类能能全全部部溶溶解解于于残残酸酸水水,不不会会产产生生沉沉淀淀,所所以以绝绝大大多多数数碳碳酸酸岩岩层的酸处理都采用盐酸。
层的酸处理都采用盐酸。
现场一般采用高浓度盐酸,高浓度盐酸处理的好处是:
(1)酸岩反应相对变慢,有效作用半径增大。
)酸岩反应相对变慢,有效作用半径增大。
(2)单位体积盐酸可产生较多)单位体积盐酸可产生较多CO2,利于废酸的排出。
利于废酸的排出。
(3)单单位位体体积积盐盐酸酸可可产产生生较较多多的的氯氯化化钙钙、氯氯化化镁镁,提提高高了了废废酸酸的的粘粘度度,控控制制了了酸酸岩岩反反应应速速度度,并并有有利利于于悬悬浮浮、携携带带固固体体颗颗粒粒从从地层中排出。
地层中排出。
(4)受到地层水稀释的影响较小。
)受到地层水稀释的影响较小。
盐盐酸酸n盐酸处理的主要优点:
盐酸处理的主要优点:
属属于于强强酸酸,与与许许多多金金属属、金金属属氧氧化化物物、盐盐类类和和碱碱类类都都能能发发生生化学反应;
化学反应;
由由于于盐盐酸酸对对碳碳酸酸盐盐岩岩的的溶溶蚀蚀力力强强,反反应应生生成成的的氯氯化化钙钙、氯氯化化镁盐类能全部溶解于残酸水,不会产生化学沉淀;
镁盐类能全部溶解于残酸水,不会产生化学沉淀;
反反应应生生成成的的CO2CO2部部分分溶溶于于残残酸酸,部部分分呈呈小小气气泡泡状状态态分分布布于于残残酸中,对酸化效果影响较小;
酸中,对酸化效果影响较小;
酸压时对裂缝壁面的不均匀溶蚀程度高,裂缝导流能力大;
成本较低。
盐酸n盐酸处理的主要缺点:
盐酸处理的主要缺点:
与与石石灰灰岩岩反反应应速速度度快快,特特别别是是高高温温深深井井,由由于于地地层层温温度度高,盐酸与地层作用太快,因而处理不到地层深部;
高,盐酸与地层作用太快,因而处理不到地层深部;
盐酸会使金属坑蚀成许多麻点斑痕,腐蚀严重。
对对H2SH2S含量较高的井,盐酸处理易引起钢材的氢脆断裂。
含量较高的井,盐酸处理易引起钢材的氢脆断裂。
盐盐酸酸氢氟酸氢氟酸氢氟酸是一种无色透明液体,相对分子质量氢氟酸是一种无色透明液体,相对分子质量20.1,对于金属和玻璃有强烈的腐蚀性。
主要用于解除,对于金属和玻璃有强烈的腐蚀性。
主要用于解除淤泥、粘土和钻井液等物造成的堵塞及进行砂岩油层的淤泥、粘土和钻井液等物造成的堵塞及进行砂岩油层的酸处理。
化工界大批生产的氢氟酸(酸处理。
化工界大批生产的氢氟酸(HF)有无水纯酸,有无水纯酸,或酸的浓缩(或酸的浓缩(4070%)水溶液。
)水溶液。
HF多与多与HCL混用,混用,即俗称的土酸。
即俗称的土酸。
无无机机酸酸土酸土酸n土土酸酸:
10101515浓浓度度盐盐酸酸和和3388浓浓度度的的氢氢氟氟酸酸与与添添加剂所组成的混合酸液。
加剂所组成的混合酸液。
n土土酸酸中中的的氢氢氟氟酸酸是是一一种种强强酸酸,对对砂砂岩岩中中的的一一切切成成分分(石石英英、粘粘土土、碳碳酸酸盐盐等等)都都有有溶溶蚀蚀能能力力,但但不不能能单单独独用用氢氢氟氟酸酸,由由于于氢氢氟氟酸酸与与碳碳酸酸钙钙和和钙钙长长石石(硅硅酸酸钙钙铝铝)等等反反应应生生成成氟氟化化钙钙沉沉淀淀,与与地地层层水水接接触触生生成成氟氟硅硅酸酸钠钠和和氟氟硅硅酸酸钾钾堵堵塞塞地地层层。
因此因此要与要与盐酸混合配制成土酸使用盐酸混合配制成土酸使用。
无无机机酸酸有有机机酸酸有机酸的主要优点是腐蚀性较弱,在高温下易于缓蚀。
在酸处理中乙酸和甲酸用得较广。
乙酸乙酸又名醋酸(CH3COOH),无色透明液体,极易溶于水,熔点为16.6。
我国工业乙酸的浓度为98%以上。
因为乙酸在低温时会凝成象冰一样的固态,俗称为冰醋酸。
在有机酸中,乙酸是酸处理中用量最大的一种。
甲酸甲酸又名蚁酸(HCOOH),无色透明液体,易溶于水,熔点8.4。
我国工业甲酸的浓度为90%以上。
酸处理使用的有机酸中,甲酸的分子量最小,溶解单位体积岩石的费用相应也最低。
甲酸比盐酸弱得多,但大体上比乙酸强。
2)2)甲酸和乙酸甲酸和乙酸n甲甲酸酸和和乙乙酸酸都都是是有有机机弱弱酸酸,反反应应速速度度比比同同浓浓度度的的盐盐酸酸要慢几倍到十几倍。
要慢几倍到十几倍。
n甲甲酸酸或或乙乙酸酸与与碳碳酸酸盐盐作作用用生生成成的的盐盐类类,在在水水中中的的溶溶解解度度较较小小。
一一般般甲甲酸酸液液的的浓浓度度不不超超过过1010;
乙乙酸酸液液的的浓浓度不超过度不超过1515。
n甲酸比乙酸的溶蚀能力强,售价便宜。
甲酸比乙酸的溶蚀能力强,售价便宜。
n适用于适用于盐酸液的缓速和缓蚀问题无法解决盐酸液的缓速和缓蚀问题无法解决的的高温深井高温深井碳酸盐岩层。
碳酸盐岩层。
有有机机酸酸多组分酸是一种或几种有机酸与盐酸的混合物。
多组分酸是一种或几种有机酸与盐酸的混合物。
n多组分酸有缓速作用。
多组分酸有缓速作用。
酸酸岩岩反反应应速速度度依依据据氢氢离离子子浓浓度度而而定定。
多多组组分分酸酸中中的的氢氢离离子子数数主主要要由由盐盐酸酸的的氢氢离离子子数数决决定定。
根根据据同同离离子子效效应应,极极大大地地降降低低了了有有机机酸酸的的电电离离程程度度,当当盐盐酸酸活活性性耗耗完完后后,有有机机酸酸才才离离解解起起溶溶蚀蚀作作用用。
所所以以,盐盐酸酸在在井井壁壁附附近近起起溶溶蚀蚀作作用用,有有机机酸酸在在地地层层较较远远处处起起溶溶蚀蚀作作用用,混混合合酸酸液液的的反反应应时时间间近近似似等等于于盐盐酸酸和和有有机机酸酸反反应应时时间间之之和和,因因此此可可以以得得到到较大的有效酸化处理较大的有效酸化处理范围。
范围。
多组分酸多组分酸n乳乳化化酸酸即即为为油油包包酸酸型型乳乳状状液液,其其外外相相为为原原油油,或或在在原原油油中中混混合合柴柴油油、煤煤油油、汽汽油油等等石石油油馏馏分分,或或为为柴柴油油、煤煤油油等等轻轻馏馏分分。
其其内相一般为内相一般为15153131浓度的盐酸,或有机酸、土酸等。
浓度的盐酸,或有机酸、土酸等。
n油油酸酸乳乳化化液液的的粘粘度度较较高高,用用油油酸酸乳乳化化液液压压裂裂时时,能能形形成成较较宽宽的的裂缝裂缝,减少了裂缝的面容比,有利于延缓酸岩的反应速度。
减少了裂缝的面容比,有利于延缓酸岩的反应速度。
n油油酸酸乳乳化化液液存存在在的的主主要要问问题题是是摩摩阻阻较较大大,使使施施工工注注入入排排量量受受到到限制。
限制。
乳化酸乳化酸稠化酸是指在盐酸中加入增稠剂,使酸液粘度增加。
稠化酸是指在盐酸中加入增稠剂,使酸液粘度增加。
n特特点点:
降降低低了了氢氢离离子子向向岩岩石石壁壁面面的的传传递递速速度度,起起到到了了缓缓速速的的作作用用。
高高粘粘度度的的稠稠化化酸酸与与低低粘粘度度的的盐盐酸酸溶溶液液相相比比,酸酸压压时时还还具具有有能能压压成成宽宽裂裂缝缝、滤滤失失量量小小、摩摩阻阻低低、悬悬浮浮固固体体微微粒粒的的性性能能好好等等特特性性。
稠稠化化酸酸在在地地层层温温度度条条件件下下,经经过过一一定定时时间间,即即自自动动破破胶胶,便便于于返返排排。
目目前前使使用用的的增增稠稠剂剂在在地地层层温温度较高时,会很快在酸液中降解,从而使稠化酸变稀度较高时,会很快在酸液中降解,从而使稠化酸变稀。
稠化酸稠化酸泡泡沫沫酸酸是是用用少少量量泡泡沫沫剂剂将将气气体体(一一般般用用氮氮气气)分分散散于于酸酸液液中所制成。
中所制成。
特点:
在酸压中滤失量低在酸压中滤失量低,相对增加了酸液的溶蚀能力;
相对增加了酸液的溶蚀能力;
排液能力大,减了对油气层的损害;
粘度高,在排液中可携带出对导流能力有害的微粒;
有降低粘土不利影响方面的作用。
泡沫酸泡沫酸油油气气井井增增产产措措施施使使用用的的所所有有工工业业用用酸酸都都需需加加入添加剂,以便:
入添加剂,以便:
(1)降低井筒管柱的酸蚀速度。
)降低井筒管柱的酸蚀速度。
(2)减缓乳化物的形成,)减缓乳化物的形成,(3)降低表面张力,利于残酸返排,)降低表面张力,利于残酸返排,(4)降低管柱沿程摩阻,)降低管柱沿程摩阻,(5)降低裂缝滤失速度,)降低裂缝滤失速度,(6)使酸改变流向,达到均匀处理的目的,)使酸改变流向,达到均匀处理的目的,(7)络合铁质,防止沉淀,)络合铁质,防止沉淀,(8)防止沥青质油发生沉积。
)防止沥青质油发生沉积。
酸液添加剂酸液添加剂缓缓蚀蚀剂剂酸的过程可设想为在金属表面形成若干电解电池。
酸的过程可设想为在金属表面形成若干电解电池。
如下图所示,在阳极区,金属铁进入溶液,在阴
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