酸化处理技术.ppt

4.有效传质系数曲线图 有效传质系数与雷诺数关系曲线图 注意事项： 1）必须选用实际产层温度条件下的曲线； 2）岩性不同，传质系数不同。各油气田应用本产层的岩心作流动模拟试验，作出有效传质系数与流动雷诺数关系曲线，其它油气田的试验结果只能作为参考。 增加酸液有效作用距离的方法或措施： (1) 在地层中产生较宽裂缝 (2) 降低氢离子有效传质系数 (3) 采用较高的排量 (4) 采用尽可能小的滤失速度 矿场措施： (1) 采用泡沫酸、乳化酸或胶化酸等减少氢离子传质系数 (2) 采用前置液酸压的方法以增加裂缝宽度 (3) 适当提高排量及添加防滤失剂以增加有效酸液深入缝中的能力 四、前置液酸压设计方法 前置液酸压：在酸压过程中，用高粘液体当作前置液，先把地层压开裂缝，然后再注入酸液的压裂工艺。 优点：粘度高，滤失量小，可形成较宽、较长的裂缝 作用机理： 减少面容比，降低酸液的反应速度，增大酸的有效作用距离 冷却地层，起缓蚀作用； 酸液在高粘液体中指进现象。 酸液指进示意图 前置液酸压设计步骤： (1)计算裂缝几何尺寸 (2)计算缝中酸液温度 (3)计算酸液有效作用距离 简化计算方法：认为缝的几何尺寸由注入的前置液造成。 简化为在某一平均温度下的酸的反应。 (4)计算酸压后裂缝导流能力 先求出在壁面上均匀溶蚀的缝宽和缝的理论导流能力，再考虑裂缝在应力作用下的导流能力。 (5)计算增产比 第三节 砂岩油气层的土酸处理 砂岩 砂粒：石英和长石 粒间胶结物：硅酸盐类(如粘土)和碳酸盐类物质 砂岩油气层的酸处理 通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，或孔隙中的泥质堵塞物，或其它酸溶性堵塞物以恢复、提高井底附近地层的渗透率。 一、砂岩地层土酸处理原理 影响砂岩反应因素：化学组成和表面积 表7-2 典型砂岩矿物的化学组成 酸化原理： 1)氢氟酸与硅酸盐类以及碳酸盐类反应时，其生成物中有气态物质和可溶性物质，也会生成不溶于残酸液的沉淀。 2HF+CaCO3=CaF2↓+CO2↑+H2O 16HF+CaAl2Si2O8=CaF2↓+2AlF3+2SiF4↑+8H2O 酸液浓度高，CaF2处于溶解状态；酸液浓度低，产生沉淀。 2)氢氟酸与石英的反应 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O 氟硅酸(H2SiF6)在水中可解离为H+和SiF62+；后者与Ca2+、Na+、K+、NH4+等离子相结合，生成的CaSiF6、(NH4)2SiF6易溶于水，而Na2SiF6及K2SiF6均为不溶物质，会堵塞地层。 3)氢氟酸与砂岩中各种成分的反应速度各不相同。 氢氟酸与碳酸盐的反应速度最快，其次是硅酸盐(粘土)，最慢是石英。 盐酸和碳酸盐的反应速度比氢氟酸与碳酸盐的反应速度还要快，因此土酸中的盐酸成分可先把碳酸盐类溶解掉，从而能充分发挥氢氟酸溶蚀粘土和石英成分的作用。 二、土酸处理设计 土酸：10～15％的HCl与3～8％的HF混合而成。 当泥质含量较高时，氢氟酸浓度取上限，盐酸浓度取下限； 当碳酸盐含量较高时，盐酸浓度取上限，氢氟酸浓度取下限。 逆土酸：氢氟酸浓度超过盐酸浓度(如6％HF+3％HCl)。 （一）土酸酸化设计步骤 1.确信处理井是由于油气层损害造成的低产或低注入量 2.选择适宜的处理液配方 3.确定注入压力或注入排量，以便在低于破裂压力下施工 4.确定处理液量 前置液(预冲洗液） 酸化液 替置液(后冲洗液) 避免地层水与HF接触；防止HF与碳酸盐反应生成沉淀；以提高HF的酸化效果。 根据损害半径来确定。 用经验方法确定 将正规处理酸液驱离井筒半径12～15倍以外。 根据公式计算。 （二）提高土酸处理效果的方法 影响土酸处理效果的因素： 在高温油气层内由于HF的急剧消耗，导致处理的范围很小； 土酸的高溶解能力可能局部破坏岩石的结构造成出砂； 反应后脱落下来的石英和粘土等颗粒随液流运移，堵塞地层。 提高酸处理效果的方法 （1）同时将氟化铵水溶液与有机脂(乙酸甲脂)注入地层，一定时间后有机脂水解生成有机酸(甲酸)，有机酸与氟化铵作用生成氢氟酸。 （2）利用粘土矿物的离子交换性质，在粘土颗粒上就地产生氢氟酸(自生土酸)。 （4）国外采用互溶剂—土酸处理等技术提高酸化效果。 （3）使用替换酸，如氟硼酸。 第四节 酸液及添加剂 一、常用酸液种类及性能 (一)盐酸 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。 高浓度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，盐酸与地层作用太快，因而处理