油水井增产技术PPT课件.ppt

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1、油水井增产技术储层增产技术概述储层增产技术概述酸化技术酸化技术压裂技术压裂技术均质无限大油藏均质无限大油藏(平面径向流平面径向流)模型模型 等压线流线油水井增产技术是疏通或扩展近井油（水）渗流通道，油水井增产技术是疏通或扩展近井油（水）渗流通道，较大幅度提高油井产液（水井注水）能力的技术。较大幅度提高油井产液（水井注水）能力的技术。利用技术手利用技术手段让孔隙更段让孔隙更通畅或在近通畅或在近井开辟新的井开辟新的通道，形成通道，形成液体渗流的液体渗流的“高速公路高速公路”不同储层条件下的渗流模型不同储层条件下的渗流模型ZYX垂直裂垂直裂缝缝YZX水平裂缝水平裂缝解解堵堵疏疏通通造缝造缝适当的增产

2、措施使油井产量明适当的增产措施使油井产量明显增加显增加检检泵泵间间开开压压裂裂油藏增产措施油藏增产措施水力压裂技术水力压裂技术酸化技术酸化技术高能气体压裂技术高能气体压裂技术井下超声波增产技术井下超声波增产技术油水井水力振荡增产技术油水井水力振荡增产技术井下低频电脉冲增产技术井下低频电脉冲增产技术稠油油藏电磁波稠油油藏电磁波微波处理技术微波处理技术化学的油井增产技术化学的油井增产技术储层渗流能力表征储层渗流能力表征Hawkin公式公式KKdPsrwrerd 表皮系数是伤害程度的数学表征。可以采用Hawkins公式定量表示为：S=(K/Ks-1)ln(rs/rw）如果井被伤害(KsK)，S将会是

3、负值。增产半径越大，S就会越小。储层近井渗流能力表征储层近井渗流能力表征油藏增产措施概述-10-2-3-45101Skin水力压裂水力压裂碳酸盐岩酸压碳酸盐岩酸压基质酸化基质酸化压裂填砂压裂填砂高速水充填高速水充填高能气体压裂高能气体压裂砾石充填砾石充填80%ofFlow Capacity1/2 ofFlow Capacity产能比储层增产技术概述储层增产技术概述酸化技术酸化技术压裂技术压裂技术酸化：解除储层污染酸化：解除储层污染压裂：改造储层压裂：改造储层酸化技术酸化技术概述概述酸化增产原理酸化增产原理酸化工艺分类酸化工艺分类酸液作用机理酸液作用机理酸液体系及添加剂酸液体系及添加剂冀东油田酸

4、化技术冀东油田酸化技术 酸化解堵是油气井增产、水井增注的主要手段之一，用酸液可以解除油水井井底附近的污染，清除孔隙或裂缝中的堵塞物质，或者沟通、扩大地层原有孔隙或裂缝，提高地层渗透率，从而实现增产增注。酸化解堵概念及发展历史酸化解堵概念及发展历史酸化解堵概念：酸化解堵概念：酸化处理历史酸化处理历史:(1)1895年，赫曼佛拉施(Herman Frasch)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年，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年，Wilson与印第安那标准石油公司申请HF

5、处理砂岩工艺专利(6)1940年，Dowell公司土酸的首次工业性应用(7)至今，全面工业化应用酸化解堵概念及发展历史酸化解堵概念及发展历史 酸化在油气田开采中地位l认识油气藏l发现油气藏l恢复油气井产能l提高油气井产能一口井无产能或产能低：(1)地层渗透率低；(2)地层受伤害；(3)地层压力低；(4)井筒或油管堵塞；(5)地层流体粘度高；(6)井底回压过高；(7)机械采油方法不当；(8)其它原因。砂岩酸化 解堵改善近井地带的条件为什么要进行酸化模拟模型模拟模型评估伤害井评估伤害井产能下降程度产能下降程度评估伤害井评估伤害井酸化增产幅度酸化增产幅度评估无伤害井评估无伤害井酸化增产幅度酸化增产幅

6、度rerdrwk0kd图图4.1 4.1 封闭油藏污染井模型示意图封闭油藏污染井模型示意图储层损害对油井产能的影响储层损害对油井产能的影响评估渗透率损害评估渗透率损害相对程度和损害深度相对程度和损害深度 采油指数计算采油指数计算损害程度和损害半径对产能的影响 不同损害半径下条件下不同损害半径下条件下损害带渗透率变化对油气井产能影响损害带渗透率变化对油气井产能影响 （1）在损害带半径一定的）在损害带半径一定的条件下，损害程度条件下，损害程度(kd/K0降低降低)增加，产能大幅度下降。增加，产能大幅度下降。损害带半径为损害带半径为0.5m条件下，条件下，损害带平均渗透率降低了初始损害带平均渗透率降

7、低了初始渗透率的渗透率的10%时，油井产能则时，油井产能则降低到自然产能的降低到自然产能的37.3%；降降低到初始渗透率的低到初始渗透率的50%时产能时产能则降低到则降低到84.26%。不同损害半径下条件下不同损害半径下条件下损害带渗透率变化对油气井产能变化的影响损害带渗透率变化对油气井产能变化的影响（2）损害半径超过一损害半径超过一定值后，其对产能的影定值后，其对产能的影响减弱。响减弱。（3）一般在损害带半径）一般在损害带半径超过超过1.0m后，产能下降后，产能下降已较缓慢。为酸化半径已较缓慢。为酸化半径的设计提供了依据。的设计提供了依据。损害程度和损害半径对产能的影响 损害井酸化解堵效果分

8、析对于受损害井，酸化增产倍比对于受损害井，酸化增产倍比较大较大 随酸化半径增加，油井产能逐随酸化半径增加，油井产能逐渐增加渐增加 损害程度不同，产能增加幅度损害程度不同，产能增加幅度不同：损害程度越严重，产能不同：损害程度越严重，产能恢复幅度越大恢复幅度越大当酸化半径超过约当酸化半径超过约1.0m1.0m左右时，左右时，酸化半径继续增加，酸化增产酸化半径继续增加，酸化增产幅度趋缓幅度趋缓如在Kd/K0为0.3条件下，酸化半径在由0.8m增加至1.2m，增产倍比则由1.58增加至1.70，仅增加0.12。酸化半径对产能影响酸化半径对产能影响 酸化半径的设计应考虑能够有效解除堵塞为目酸化半径的设计

9、应考虑能够有效解除堵塞为目的。追求过大酸化半径，酸化增产倍比不会有显著增加。的。追求过大酸化半径，酸化增产倍比不会有显著增加。考虑到其损害半径较大，适宜的酸化半径为考虑到其损害半径较大，适宜的酸化半径为？m m。损害井酸化解堵效果分析未损害井酸化解堵效果分析未损害井酸化半径对产能影响未损害井酸化半径对产能影响 不同酸化半径条件下不同酸化半径条件下渗透率改善程度对增产倍比影响渗透率改善程度对增产倍比影响对于无损害储层酸化增产幅度始终时有限的对于无损害储层酸化增产幅度始终时有限的，极限增产率40%在储层未受损害的情况下，随着酸化半径增大，极限增产率增大在储层未受损害的情况下，随着酸化半径增大，极限

10、增产率增大对于陆地油田通常酸化半径小于对于陆地油田通常酸化半径小于0.7 m0.7 m，其极限增产率小于，其极限增产率小于30%30%。对于高孔高渗储层酸化，酸液建议选择溶解力相对较弱，但作用半径对于高孔高渗储层酸化，酸液建议选择溶解力相对较弱，但作用半径相对较大的酸液体系和酸化工艺为首选的酸化技术。相对较大的酸液体系和酸化工艺为首选的酸化技术。未损害井酸化解堵效果分析酸化增产原理伤害井和未受伤害井酸化潜在产能改善程度酸化增产原理 钻井 固井 射孔 生产 修井 增产 微粒运移 粘土膨胀 乳化物 垢 有机沉积物 细菌 外来微粒堵塞 水锁 润湿反转 酸反应及酸反应产物 其它储层伤害原因储层伤害原因

11、岩心侵泡前岩心侵泡前 岩心侵泡后岩心侵泡后清水对岩心侵泡前后环境扫描电镜测试结果清水对岩心侵泡前后环境扫描电镜测试结果 孔隙内充满了大量的粘土矿物，而将岩心用清水孔隙内充满了大量的粘土矿物，而将岩心用清水30浸泡浸泡2.0小时后就发小时后就发现该岩心孔隙内的粘土矿物发生了分散和运移。这就是岩心潜在伤害的微现该岩心孔隙内的粘土矿物发生了分散和运移。这就是岩心潜在伤害的微观表现。因此，必须严格控制和优选外来流体，防止分散、运移。观表现。因此，必须严格控制和优选外来流体，防止分散、运移。酸化增产原理 酸液进入孔隙或裂隙与岩石发生反应，溶蚀孔壁或酸液进入孔隙或裂隙与岩石发生反应，溶蚀孔壁或酸液进入孔隙

12、或裂隙与岩石发生反应，溶蚀孔壁或酸液进入孔隙或裂隙与岩石发生反应，溶蚀孔壁或缝壁缝壁缝壁缝壁，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。酸化增产原理研究课题储层伤害原因及伤害程度分析计算结果表明：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，效果甚微。地层没有受到污染堵塞，一般不进行基质酸化处理。酸化工艺基本分类酸化工艺

13、基本分类工艺分类：酸洗 基质酸化 酸压(一般针对碳酸盐岩储层)酸洗酸洗：酸洗：清除井筒中的酸溶性结垢物，或疏通射孔孔眼的工艺。两种方式：两种方式：H将酸液注入预定井段，让其静置反应，在无外力搅拌的情况下溶蚀结垢物或射孔孔眼中的堵塞物；H酸液通过正反循环，使酸液沿井筒、射孔孔眼或地层壁面流动反应，借助冲刷作用溶蚀结垢物或堵塞物。特点：特点：酸液局限于井筒和孔眼附近，一般不进入地层或很少进入，地面不用加压或加压很小。不能改善地层渗流条件。基质酸化(岩体酸化，常规酸化)原理：原理：不压破地层的情况下将酸液注入地层孔隙(晶间，孔穴或裂缝)的工艺。利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和堵塞物,改善储层渗流

14、条件,提高油气产能。目的目的：解堵。特点：特点：不压破地层。u酸化压裂酸化：地层方式：油管注液 套管注液 环空注液压开裂缝张开裂缝酸刻蚀裂缝高导流能力裂缝封隔器 压裂车酸化压裂(酸压)原理：原理：酸或酸的前置液以高于储层所能承受的排量从套管或油管中注入，使之在井筒中迅速建立压力，直至超过地层的压缩应力及岩石的抗张强度，从而压破地层，形成裂缝，连续注酸使裂缝延伸、酸刻蚀裂缝形成酸蚀裂缝，该裂缝具有比原地层更高的导流能力，因此能提高油气井产能。目的：目的：增产（解堵是必然结果）。特点：特点：大排量、高泵压（压破地层）。ZYX垂直裂垂直裂缝缝YZX水平裂缝水平裂缝解解堵堵疏疏通通造缝造缝基质酸化基质

15、酸化酸压酸压酸化工艺的特点及适用情况对照表 砂岩储层的酸化通常不进行酸压的原因砂岩储层的胶结疏松，酸压可能由于大量溶蚀，致使岩石松散，引起油井过早出砂；酸压可能压破地层边界以及水、气层边界，造成地层能量亏空和过早见水、见气；由于酸沿缝壁均匀溶蚀岩石，不能形成沟槽，酸压后裂缝大部闭合，形成的裂缝导流能力低，且由于用土酸酸压可能产生大量沉淀物堵塞流道。酸化现场酸化现场海上酸压海上酸压第一节第一节 酸化作用机理酸化作用机理第二节第二节 酸液及添加剂酸液及添加剂第三节第三节 酸液的选择酸液的选择第四节第四节 常用酸液体系常用酸液体系第五节第五节 酸液体系性能评价酸液体系性能评价酸化工艺技术酸化工艺技术

16、一、砂岩酸化作用机理一、砂岩酸化作用机理 砂岩地层由砂粒和粒间胶结物组成，砂粒主要成分是石英、长石，胶砂岩地层由砂粒和粒间胶结物组成，砂粒主要成分是石英、长石，胶结物主要成分是粘土、碳酸盐矿物。结物主要成分是粘土、碳酸盐矿物。成成 分分矿矿 物物化学分子式化学分子式成成 分分矿矿 物物化学分子式化学分子式石石 英英SiO2碳酸盐碳酸盐方解石方解石CaCO3长长 石石正长石正长石Si3AlO8K白云石白云石CaMg(CO3)2钠钠长石长石Si3AlO8Na铁铁白云石白云石Ca(Fe,Mg)(CO3)2斜斜长石长石Si2-3Al1-2O8(Na,Ca)菱铁矿菱铁矿FeCO3粘粘 土土高岭石高岭石A

17、l4(Si4O10)(OH)8云云 母母黑黑云母云母(AlSi3O10)K(Mg,Fe)3(OH)2伊利石伊利石Si4-xAlxO10(OH)2KxAl2白云母白云母(AlSi3O10)KAl2(OH)2蒙脱石蒙脱石(1/2Ca,Na)0.7(Al,Mg,Fe)4(Si,Al)3O20(OH)4nH2O绿泥石绿泥石(AlSi3O10)Mg5(Al,Fe)(OH)8硫酸盐硫酸盐石石 膏膏CaSO42H2O其其 它它盐盐NaCl硬硬石膏石膏CaSO4氧化铁氧化铁FeO,Fe2O3,Fe3O4酸化作用机理酸化作用机理砂岩酸化砂岩酸化 一般采用盐酸与氢氟酸的混合酸一般采用盐酸与氢氟酸的混合酸(土酸土酸

18、)，或，或 其其它能够生成氢氟酸的酸液。它能够生成氢氟酸的酸液。盐酸先同碳酸盐矿物、铁质反应，溶解碳酸盐和盐酸先同碳酸盐矿物、铁质反应，溶解碳酸盐和铁质；铁质；然后氢氟酸再与石英、粘土矿物反应，提高地层然后氢氟酸再与石英、粘土矿物反应，提高地层渗透率。渗透率。酸化作用机理酸化作用机理盐酸与碳酸盐矿物反应：盐酸与碳酸盐矿物反应：CaCO3+2HCl CaCl2+CO2 +H2O CaMg(CO3)2+4HCl CaCl2+MgCl2+2CO2 +2H2O盐酸与铁质矿物反应：盐酸与铁质矿物反应：Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O FeS+2HCl FeCl2+H2S 如果土酸中的盐酸量不

19、够，不能完全溶解地层中的碳酸如果土酸中的盐酸量不够，不能完全溶解地层中的碳酸盐矿物，则氢氟酸将与碳酸盐矿物反应，生成盐矿物，则氢氟酸将与碳酸盐矿物反应，生成CaF2沉淀，堵沉淀，堵塞孔道。塞孔道。CaCO3+2HF CaF2 +H2O+CO2 CaMg(CO3)2+4HF CaF2 +MgF2 +2H2O+2CO2氢氟酸与石英、粘土矿物反应：氢氟酸与石英、粘土矿物反应：SiO2+4HF SiF4+2H2O SiF4+2HF H2SiF6 Si3AlO8Na+22HF NaF+AlF3+3H2SiF6+8H2O Al4(Si4O10)(OH)8+36HF 4H2SiF6+4AlF3+18H2O原

20、理：原理：酸或酸的前置液以高于储层所能承受的排量从套管或油管中注入，使之在井筒中迅速建立压力，直至超过地层的压缩应力及岩石的抗张强度，从而压破地层，形成裂缝，连续注酸使裂缝延伸、酸刻蚀裂缝形成酸蚀裂缝，该裂缝具有比原地层更高的导流能力，因此能提高油气井产能;目的：目的：增产（解堵是必然结果）特点：特点：大排量、高泵压（压破地层）酸化作用机理酸化作用机理酸液溶解能力酸液溶解能力溶解能力：溶解能力：单位体积酸液与岩石中某种矿物完全反应所能溶单位体积酸液与岩石中某种矿物完全反应所能溶解的体积，称为该种酸液对该矿物的溶解能力解的体积，称为该种酸液对该矿物的溶解能力X。溶解能力系数：溶解能力系数：即单位

21、质量纯酸反应完毕后所能溶解的矿物即单位质量纯酸反应完毕后所能溶解的矿物质量，不同浓度酸液的溶解能力系数等于酸液的质量百分浓质量，不同浓度酸液的溶解能力系数等于酸液的质量百分浓度与度与100100之积。之积。酸化作用机理酸化作用机理反应矿物反应矿物酸液酸液酸液酸液浓度浓度(%)5101530方解石方解石盐酸盐酸0.0260.0530.0820.175甲酸甲酸0.0200.0410.0620.129乙酸乙酸0.0160.0310.0470.096白云石白云石盐酸盐酸0.0230.0460.0710.152甲酸甲酸0.0180.0360.0540.112乙酸乙酸0.0140.0270.0410.08

22、3常用酸对碳酸盐的溶解能力常用酸对碳酸盐的溶解能力(m3/m3)酸化作用机理酸化作用机理土酸对砂岩矿物的溶解能力土酸对砂岩矿物的溶解能力(m3/m3)酸液酸液质量百分浓度，质量百分浓度，%溶解能力，溶解能力，(m3/m3)HFHClNa2SiO4SiO22.112.90.0170.0073.012.00.0240.0104.210.80.0330.0146.09.00.0470.020酸化作用机理酸化作用机理酸岩反应速度及其影响因素酸岩反应速度及其影响因素酸岩酸岩反应是在固液两相反应是在固液两相(酸液与岩石酸液与岩石)间的界面间的界面上进行的复相反应。上进行的复相反应。表面反应控制表面反应控制

23、H+传质控制传质控制酸化作用机理酸化作用机理1 1、温度的影响、温度的影响 无论是由表面反应控制的还是由传质控制的酸岩反应，温无论是由表面反应控制的还是由传质控制的酸岩反应，温度升高都会导致系统反应速度加快。度升高都会导致系统反应速度加快。2 2、压力的影响、压力的影响 低压下，压力对酸岩反应速度影响很大，随着压力升高，低压下，压力对酸岩反应速度影响很大，随着压力升高，这影响将减弱，当压力升高到这影响将减弱，当压力升高到5.0-6.0MPa5.0-6.0MPa后，压力的影响很小。后，压力的影响很小。3 3、岩石类型的影响、岩石类型的影响 如低温下酸液与石灰岩要比白云岩反应速度快。如低温下酸液与

24、石灰岩要比白云岩反应速度快。4 4、面容比的影响、面容比的影响 面容比越大，酸岩反应越快，常规酸化酸液有效作用距离面容比越大，酸岩反应越快，常规酸化酸液有效作用距离只有几十厘米，酸压时活性酸深入地层的距离可达到几十米。只有几十厘米，酸压时活性酸深入地层的距离可达到几十米。酸化作用机理酸化作用机理5、酸液类型与酸液浓度的影响、酸液类型与酸液浓度的影响 不同类型酸液的离解度相差很大，酸岩复相反应速度与溶不同类型酸液的离解度相差很大，酸岩复相反应速度与溶液内部液内部H+浓度呈正比，强酸反应速度更快。浓度呈正比，强酸反应速度更快。6、流速的影响、流速的影响 酸岩反应速度随酸液流速增大而加快，处于紊流状

25、态时更酸岩反应速度随酸液流速增大而加快，处于紊流状态时更为明显。反应速度增加的倍比小于酸液流速增加的倍比，酸液为明显。反应速度增加的倍比小于酸液流速增加的倍比，酸液来不及完全反应就已流入地层深处；提高注酸排量可以增加活来不及完全反应就已流入地层深处；提高注酸排量可以增加活性酸深入地层的距离。性酸深入地层的距离。7、同离子效应的影响、同离子效应的影响 溶液中生成物浓度增加抑制酸液正反应、减缓生成物扩散、溶液中生成物浓度增加抑制酸液正反应、减缓生成物扩散、增大增大H+传质阻力，同离子效应减小酸岩反应速度。传质阻力，同离子效应减小酸岩反应速度。酸化作用机理酸化作用机理六、酸液有效作用距离六、酸液有效

26、作用距离 酸液在渗流孔道或裂缝中流动，与壁面岩石发生化学反应，当酸液浓度降低到某一数值(通常为鲜酸浓度的10%)时，称为残酸。鲜酸变为残酸之前所流过的距离，称为酸液有效作用距离。酸岩反应速度的快慢，决定了酸液有效作用距离的大小，反应速度越快，有效作用距离越短。酸化作用机理酸化作用机理一、常用酸液类型一、常用酸液类型二、常用酸液添加剂二、常用酸液添加剂酸液及添加剂酸液及添加剂常用酸液类型常用酸液类型1、盐酸、盐酸2、氢氟酸、氢氟酸3、土酸、土酸4、自生土酸、自生土酸5、有机酸、有机酸6、磷酸、磷酸7、氟硼酸、氟硼酸8、多组分酸、多组分酸酸液及添加剂酸液及添加剂1 1、盐酸、盐酸品质品质氯化氢含氯

27、化氢含量量铁铁含量含量硫酸含量硫酸含量砷砷含量含量指标，指标，%31310.010.010.070.070.000020.00002盐酸的工业标准盐酸的工业标准酸液及添加剂酸液及添加剂用工业盐酸配制酸液的计算公式：用工业盐酸配制酸液的计算公式：式式中中 QS 工业盐酸用量，工业盐酸用量，kg;V 酸液用量，酸液用量，m3；酸液相对密度；酸液相对密度；CS 酸液中盐酸浓度，酸液中盐酸浓度，%（质量分数）；（质量分数）；Ci 工业盐酸质量浓度，工业盐酸质量浓度，%（一般为（一般为31%）盐酸质量百分浓度盐酸质量百分浓度=(相对密度相对密度-1)2100%酸液及添加剂酸液及添加剂 2 2、土酸、土酸

28、 土酸为氢氟酸和盐酸的混合物，一般组成为：土酸为氢氟酸和盐酸的混合物，一般组成为：36%HF+1015%HCL 氢氟酸与砂岩反应溶解泥质和二氧化硅。盐酸与碳酸氢氟酸与砂岩反应溶解泥质和二氧化硅。盐酸与碳酸岩反应，先把大部分碳酸岩溶解掉，防止岩反应，先把大部分碳酸岩溶解掉，防止CaFCaF2 2等生成沉等生成沉淀物，从而充分利用土酸对粘土、石英和长石等的溶淀物，从而充分利用土酸对粘土、石英和长石等的溶蚀作用。若地层中碳酸盐胶结物较多，可适当提高盐蚀作用。若地层中碳酸盐胶结物较多，可适当提高盐酸浓度。酸浓度。酸液及添加剂酸液及添加剂3 3、有机酸（甲酸和乙酸）、有机酸（甲酸和乙酸）甲酸甲酸（HCO

29、OH）和乙酸和乙酸（CH3COOH）为弱离子型，慢为弱离子型，慢反应的有机酸。主要用于高温油井（高于反应的有机酸。主要用于高温油井（高于120 120）或者希）或者希望延长反应时间的井。矿场应用的醋酸溶液常稀释到望延长反应时间的井。矿场应用的醋酸溶液常稀释到15%15%或更低。或更低。4 4、磷酸、磷酸 磷酸电离度底，缓速效果明显，适用于钙质含量高的磷酸电离度底，缓速效果明显，适用于钙质含量高的 砂岩或石灰岩储集层。砂岩或石灰岩储集层。酸液及添加剂酸液及添加剂 5 5、氟硼酸、氟硼酸 当氟硼酸注入地层后发生水解反应，生成氢氟酸，从而达到当氟硼酸注入地层后发生水解反应，生成氢氟酸，从而达到 酸化

30、目的。氟硼酸在水中的水解是分步进行的，第一步水解最酸化目的。氟硼酸在水中的水解是分步进行的，第一步水解最 慢，决定了整个水解过程。慢，决定了整个水解过程。HBFHBF4 4+H+H2 2O O HBF HBF3 3OH+HFOH+HF HBF HBF3 3OH+HOH+H2 2O O HBF HBF2 2(OH)(OH)2 2 +HF+HF HBF HBF2 2(OH)(OH)2 2 +H+H2 2O-HBF(OH)O-HBF(OH)3 3+HF+HF HBF(OH)HBF(OH)3 3 +H+H2 2O O H H2 2BOB(OH)BOB(OH)3 3 +HF+HF 氟硼酸主要用于砂岩地层

31、深部酸化，具体特点如下：氟硼酸主要用于砂岩地层深部酸化，具体特点如下：（1 1）水解反应速度主要受）水解反应速度主要受HBFHBF4 4 浓度、溶液酸度和温度控制。浓度、溶液酸度和温度控制。（2 2）可以防止粘土及其他颗粒运移，降低阳离子交换容量，减）可以防止粘土及其他颗粒运移，降低阳离子交换容量，减 小粘土水敏性。小粘土水敏性。（3 3）氟硼酸对地层岩石伤害极小。）氟硼酸对地层岩石伤害极小。（4 4）氟硼酸可作为前置液或后置液与土酸联合使用。氟硼酸可作为前置液或后置液与土酸联合使用。酸液及添加剂酸液及添加剂6、多组分酸、多组分酸(1)盐酸盐酸-有机酸有机酸 利用盐酸溶蚀能力强的特点获得较高的

32、酸蚀裂缝导流能利用盐酸溶蚀能力强的特点获得较高的酸蚀裂缝导流能力，又利用有机酸的低腐蚀性，主要用于高温地层酸处理。力，又利用有机酸的低腐蚀性，主要用于高温地层酸处理。由于酸岩反应速度主要取决于由于酸岩反应速度主要取决于H+浓度，只有盐酸耗尽后有机浓度，只有盐酸耗尽后有机酸才电离而溶蚀岩石。混合酸的反应时间近似为两种酸的反酸才电离而溶蚀岩石。混合酸的反应时间近似为两种酸的反应时间之和。应时间之和。(2)有机土酸有机土酸 有机土酸（一般为有机土酸（一般为9%的甲酸）取代的甲酸）取代12%的盐酸，与的盐酸，与3%氢氟酸混合而成，特别适用于高温井（氢氟酸混合而成，特别适用于高温井（93150），降低管

33、降低管线腐蚀速度和减小形成残渣的趋势。溶蚀能力弱、成本高。线腐蚀速度和减小形成残渣的趋势。溶蚀能力弱、成本高。酸液及添加剂酸液及添加剂酸液添加剂酸液添加剂 酸液作为一种通过井筒注入地层并能改善储集层渗透能酸液作为一种通过井筒注入地层并能改善储集层渗透能力的工作液体，必须根据储集层条件和工艺要求加入各种化力的工作液体，必须根据储集层条件和工艺要求加入各种化学添加剂，以完善和提高酸液体系性能，保证施工效果。学添加剂，以完善和提高酸液体系性能，保证施工效果。1、缓蚀剂、缓蚀剂2、表面活性剂表面活性剂3、铁离子稳定剂、铁离子稳定剂4、粘土稳定剂、粘土稳定剂5、暂堵剂、暂堵剂6、降阻剂、降阻剂7、互

34、溶剂、互溶剂酸液及添加剂酸液及添加剂1、缓蚀剂、缓蚀剂 主要用于减小酸液对金属管件的腐蚀，降低对地层的污染。主要用于减小酸液对金属管件的腐蚀，降低对地层的污染。通过影响腐蚀电池中阳极和阴极的反应而起到缓蚀。两种通过影响腐蚀电池中阳极和阴极的反应而起到缓蚀。两种基本缓蚀剂为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。另还有缓蚀增效基本缓蚀剂为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。另还有缓蚀增效剂。剂。无机缓蚀剂包括：锌、镍、铜、无机缓蚀剂包括：锌、镍、铜、砷砷等金属的盐类。等金属的盐类。有机缓蚀剂由能吸附在金属表面的极性有机质组成，例如有机缓蚀剂由能吸附在金属表面的极性有机质组成，例如吸附膜型（甲醛、吡啶）；吸附膜型（甲醛、吡啶

35、中间相中间相”型（辛炔醇）等。型（辛炔醇）等。增效剂为碘化钾、碘化亚铜等。增效剂为碘化钾、碘化亚铜等。酸液及添加剂酸液及添加剂2、表面活性剂表面活性剂 降低表面和界面张力，防止生成乳状液，使地层水湿和降低表面和界面张力，防止生成乳状液，使地层水湿和加速返排等。加速返排等。所用的种类：所用的种类：破乳剂破乳剂/防乳化剂防乳化剂 粉砂悬浮剂粉砂悬浮剂 抗渣剂抗渣剂酸液及添加剂酸液及添加剂3、铁离子稳定剂、铁离子稳定剂 防止铁及其他金属盐形成络合离子而沉淀。防止铁及其他金属盐形成络合离子而沉淀。常用铁离子稳定剂性能参数常用铁离子稳定剂性能参数品名品名一般加量，一般加量，%使用温度使用温度，%备

36、注备注乙酸乙酸2.060不会生成乙酸钙不会生成乙酸钙柠檬酸柠檬酸2.093过量使用时有柠檬酸钙沉过量使用时有柠檬酸钙沉淀淀EDTA四四钠盐钠盐3.793可大量使用不产生钙盐沉可大量使用不产生钙盐沉淀淀NTA93几乎无沉淀几乎无沉淀酸液及添加剂酸液及添加剂4、粘土稳定剂、粘土稳定剂 用于防止酸化后粘土的膨胀和运移。常用的无机用于防止酸化后粘土的膨胀和运移。常用的无机的主要有氯化铵，有机的为的主要有氯化铵，有机的为聚季胺（聚季胺（PQA)PQA)和聚胺和聚胺（PA)PA)。酸液及添加剂酸液及添加剂5、暂堵剂、暂堵剂(转向剂）转向剂）不不溶溶于于酸酸但但溶溶夫夫于于水水或或烃烃中中的的化化学学物物质

37、质，可可用用于于砂砂岩岩壁壁面面产产生生低低渗渗透透率率饼饼或或注注入入粘粘性性高高分分子子段段塞塞而而降降低低高高渗渗透透层的注入能力。层的注入能力。水水溶性的：用于注水井。常用细粒级苯甲酸。溶性的：用于注水井。常用细粒级苯甲酸。油溶性的：用于油井。常用树脂混合物。油溶性的：用于油井。常用树脂混合物。酸液及添加剂酸液及添加剂6、降阻剂、降阻剂 降低工作液在井筒流动的沿程摩阻，降低施工压力。降低工作液在井筒流动的沿程摩阻，降低施工压力。常用在小直径注入管柱。如低浓度的聚丙烯酰胺。常用在小直径注入管柱。如低浓度的聚丙烯酰胺。7、互溶剂、互溶剂 在油水中是混溶的，能保持地层水湿。如在油水中是混溶的

38、能保持地层水湿。如EGMBE.酸液及添加剂酸液及添加剂常用酸液主要特点和适用条件常用酸液主要特点和适用条件酸液优点缺点适用条件盐酸溶蚀力强，价廉，货源广反应速度快腐蚀严重广泛用于碳酸岩盐地层酸化和碳酸盐含量高于20%的砂岩地层的一般酸化甲酸，乙酸 反应慢，腐蚀性小溶蚀能力弱成本高碳酸岩盐高温油井酸化土酸溶蚀力强反应快，腐蚀严重，残酸易产生污染砂岩地层常规酸化氟硼酸反应慢，处理范围大，增产期长水解反应速度受温度影响较大低渗砂岩地层深部处理或疏松砂岩酸液的选择酸液的选择砂岩酸化使用的酸液准则砂岩酸化使用的酸液准则渗透性砂岩成分及在盐酸中溶解度酸液备注盐酸溶解度大于20%只用盐酸渗透率大于0.1m

39、2石英含量高于80%，粘土含量低于5%12%HCL+3%HF用15%HCL预冲洗长石含量高于20%13.5%HCL+1.5%HF用15%HCL预冲洗粘土含量高于10%6.5%HCL+1%HF用5%HCL预冲洗铁绿泥石粘土含量高3%HCL+0.5%HF渗透率小于0.01m2粘土含量低于5%6%HCL+1.5%HF用7.5%HCL或10%CH3COOH预冲洗铁绿泥石含量高3%HCL+0.5%HF用5%CH3COOH预冲洗酸液的选择酸液的选择 一、碳酸盐岩酸化常用酸液体系一、碳酸盐岩酸化常用酸液体系二、砂岩酸化常用酸液体系二、砂岩酸化常用酸液体系现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系一、碳酸盐

40、岩酸化常用酸液体系一、碳酸盐岩酸化常用酸液体系 碳酸盐岩中多使用盐酸体系作为工作液，根据储集层条碳酸盐岩中多使用盐酸体系作为工作液，根据储集层条件、矿物成分以及流体性质不同，对酸液配方及其物理化学件、矿物成分以及流体性质不同，对酸液配方及其物理化学性质有不同的要求，出现了不同的盐酸体系。性质有不同的要求，出现了不同的盐酸体系。1、常规盐酸体系、常规盐酸体系 2、稠化酸体系、稠化酸体系 3、交联酸体系、交联酸体系 4、乳化酸体系乳化酸体系 5、泡沫酸体系、泡沫酸体系 现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系1、常规盐酸体系、常规盐酸体系 常规盐酸与碳酸盐岩反应速度快，作用时间和作用距离常规盐

41、酸与碳酸盐岩反应速度快，作用时间和作用距离很短。仅能解除近井地带伤害。很短。仅能解除近井地带伤害。适适用用条条件件：碳碳酸酸盐盐岩岩类类油油气气层层的的表表皮皮解解堵堵酸酸化化和和新新井井投投产前的解堵。产前的解堵。现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系2、稠化酸体系、稠化酸体系 在常规酸液中加入一定数量的增稠剂，可使酸液粘度提高在常规酸液中加入一定数量的增稠剂，可使酸液粘度提高到到1040mPas,称为稠化酸。称为稠化酸。适用条件：适用条件：碳酸盐岩地层酸压裂施工或天然裂缝发育地碳酸盐岩地层酸压裂施工或天然裂缝发育地层的深穿透处理。层的深穿透处理。主要特点：反应速度慢，作用距离远主要特

42、点：反应速度慢，作用距离远 具有良好的降滤失性能具有良好的降滤失性能 具有一定的粘度，可造缝和携砂具有一定的粘度，可造缝和携砂 摩阻系数小，极大降低施工泵压摩阻系数小，极大降低施工泵压 现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系3、交联酸体系、交联酸体系 在常规酸液中均匀混入一种可交联的成胶剂后，再用配伍在常规酸液中均匀混入一种可交联的成胶剂后，再用配伍的交联剂将其交联成冻胶体系，常温下粘度可达的交联剂将其交联成冻胶体系，常温下粘度可达100mPas以以上，在储集层条件下的粘度受冻胶体的流变性控制。利用酸上，在储集层条件下的粘度受冻胶体的流变性控制。利用酸冻胶体系的高粘特性可使用带砂压裂，对

43、地层进行深部处理，冻胶体系的高粘特性可使用带砂压裂，对地层进行深部处理，以达到降低缝壁应力，改善裂缝导流能力及基质渗透率目的。以达到降低缝壁应力，改善裂缝导流能力及基质渗透率目的。适适用用条条件件：具具有有较较强强返返排排能能力力的的低低渗渗碳碳酸酸盐盐岩岩的的酸酸压压裂裂，或天然裂缝发育但被伤害地层的深穿透酸化处理。或天然裂缝发育但被伤害地层的深穿透酸化处理。现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系4 4、乳化酸体系、乳化酸体系 在常规酸液中加入一定比例乳化剂（多为一种特殊的表面活性剂）在常规酸液中加入一定比例乳化剂（多为一种特殊的表面活性剂）后，按规定的相比例后，按规定的相比例(大多为

44、大多为W:O=7:3)W:O=7:3)混入原油或成品油，充分搅拌即可混入原油或成品油，充分搅拌即可形成分散均匀的稳定乳化酸。当乳化酸达到地层一定深度后，油膜破裂，形成分散均匀的稳定乳化酸。当乳化酸达到地层一定深度后，油膜破裂，释放出盐酸与地层岩石反应，刻蚀并沟通较深部的孔、缝、洞，提高深释放出盐酸与地层岩石反应，刻蚀并沟通较深部的孔、缝、洞，提高深部地层渗透率。部地层渗透率。适用条件：适用条件：碳酸盐岩油层酸压裂。碳酸盐岩油层酸压裂。主要特点：主要特点：酸岩反应速率低，作用深度大；酸岩反应速率低，作用深度大；具有亲油性，清洗、溶解地层中重质原油、石具有亲油性，清洗、溶解地层中重质原油、石 蜡、

45、胶蜡、胶 质、沥青质等质、沥青质等；残液具有一定粘度，有利于携带和返排出地层中的胶质、残液具有一定粘度，有利于携带和返排出地层中的胶质、沥青质以及酸不溶固体颗粒。沥青质以及酸不溶固体颗粒。现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系 5、泡沫酸体系、泡沫酸体系 使用一种或几种特殊的表面活性剂作起泡剂，使酸液与使用一种或几种特殊的表面活性剂作起泡剂，使酸液与气体（一般多为氮气或二氧化碳气）在强烈搅拌的情况下混气体（一般多为氮气或二氧化碳气）在强烈搅拌的情况下混合，并形成以酸为连续相、气泡为分散相的泡沫体系。合，并形成以酸为连续相、气泡为分散相的泡沫体系。现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体

46、系二、砂岩酸化常用酸液体系二、砂岩酸化常用酸液体系 砂岩油层结构复杂，矿物成分多，应选择与其储集层特砂岩油层结构复杂，矿物成分多，应选择与其储集层特征和岩石物性匹配的酸液体系。常用的酸液体系有下列几种。征和岩石物性匹配的酸液体系。常用的酸液体系有下列几种。1、常规土酸体系、常规土酸体系 2、氟硼酸缓速体系、氟硼酸缓速体系 3、自生土酸缓速体系、自生土酸缓速体系 4、磷酸缓速酸化体系、磷酸缓速酸化体系 5、胶束酸体系、胶束酸体系 6、复合酸体系、复合酸体系现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系1、常规土酸体系、常规土酸体系 适用条件：适用条件：砂岩储集层的解堵酸化施工，恢复和提高近砂岩储集

47、层的解堵酸化施工，恢复和提高近井地带渗流能力。井地带渗流能力。现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系2、氟硼酸缓速体系、氟硼酸缓速体系 氟硼酸水解速度较慢，水解生成的氟化氢后与矿物发生氟硼酸水解速度较慢，水解生成的氟化氢后与矿物发生反应，故为缓速酸。反应，故为缓速酸。主要特点：主要特点：酸岩反应速度慢，活性穿透距离大，酸处理半径大。酸岩反应速度慢，活性穿透距离大，酸处理半径大。能将粘土及其他微粒融合为惰性粒子，就地胶结，从而能将粘土及其他微粒融合为惰性粒子，就地胶结，从而 稳定粘土，防止微粒运移造成的伤害。稳定粘土，防止微粒运移造成的伤害。能抑制粘土矿物质的水敏性膨胀。能抑制粘土矿物质的

48、水敏性膨胀。有利于储集层保护，有效增产期长。有利于储集层保护，有效增产期长。适用条件：适用条件：砂岩油气层的深穿透酸化施工或高温井的酸化施工。砂岩油气层的深穿透酸化施工或高温井的酸化施工。现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系3、自生土酸缓速体系、自生土酸缓速体系 将将酯酯与与氟氟化化胺胺在在井井口口混混合合后后以以较较低低的的排排量量泵泵入入地地层层，酯酯 分分解解生生成成有有机机酸酸，有有机机酸酸再再与与氟氟化化胺胺反反应应生生成成氢氢氟氟酸酸。理理论论上上，该该工工艺艺可可将将酸酸注注入入地地层层很很深深的的部部位位进进行行酸酸化化。使使用用不不同同的的脂脂类类化化合合物物可可以以

49、满满足足不不同同储储集集层层温温度度（40107）的要求。）的要求。现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系 4、磷酸缓速酸化体系、磷酸缓速酸化体系(PPAS)磷酸（磷酸（H3PO4）电离度低，加入专用的添加剂后有明显电离度低，加入专用的添加剂后有明显的缓速效果，高浓度的的缓速效果，高浓度的PPAS与与HCI或或HF联合使用，特别适联合使用，特别适用于用于处理钙质含量高的砂岩处理钙质含量高的砂岩或石灰岩储集层。或石灰岩储集层。主要特点：主要特点：能延缓酸的反应速度，使活性酸穿透距离大；能延缓酸的反应速度，使活性酸穿透距离大；在有钙质的情况下，能自身延缓反应速度，并保证有最在有钙质的情况下，

50、能自身延缓反应速度，并保证有最 大的铁螯合能力，对硅质具有独特的选择性；大的铁螯合能力，对硅质具有独特的选择性；具有良好的粘土稳定性，低腐蚀速度和湿水性能。具有良好的粘土稳定性，低腐蚀速度和湿水性能。现场施工常见的酸液体系现场施工常见的酸液体系一、酸液体系性能评价一、酸液体系性能评价二、酸岩相容性能评价二、酸岩相容性能评价酸液体系性能评价酸液体系性能评价 一、酸液体系性能评价一、酸液体系性能评价1、腐蚀性能、腐蚀性能 酸化用酸液（盐酸、土酸）都是腐蚀性很强的强酸，它对酸化用酸液（盐酸、土酸）都是腐蚀性很强的强酸，它对地面泵注设备、井口装置和井下管柱产生很大的腐蚀，尤其地面泵注设备、井口装置和井