1、酸化酸压工艺基础CHIU SHAO AN华北油田公司井筒工程技术组酸化酸压措施作业监督基础酸化酸压措施作业监督基础第一节第一节 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 酸化工艺技术酸化工艺技术第六节第六节 酸液体系性能评价酸液体系性能评价第七节第七节 酸化施工设计与效果评价酸化施工设计与效果评价第八节第八节 酸化现场施工与监督酸化现场施工与监督第一节第一节 酸化作用机理酸化作用机理 酸化是油气井增产、水井增注的主要酸化是油气井增产、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手段
2、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。层渗透率，从而实现增产增注。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、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。长石，胶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
3、长长 石石正长石正长石Si3AlO8K白云石白云石CaMg(CO3)2钠长石钠长石Si3AlO8Na铁白云石铁白云石Ca(Fe,Mg)(CO3)2斜长石斜长石Si2-3Al1-2O8(Na,Ca)菱铁矿菱铁矿FeCO3粘粘 土土高岭石高岭石Al4(Si4O10)(OH)8云云 母母黑云母黑云母(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)(
4、OH)8硫酸盐硫酸盐石石 膏膏CaSO42H2O其其 它它盐盐NaCl硬石膏硬石膏CaSO4氧化铁氧化铁FeO,Fe2O3,Fe3O4 砂岩储层渗透率降低，往往是地层污染、堵塞造成的：砂岩储层渗透率降低，往往是地层污染、堵塞造成的：钻井、作业过程中泥浆压井液进入地层造成的污染；钻井、作业过程中泥浆压井液进入地层造成的污染；层内粘土微粒在采油、注水过程中随液流移动对地层孔隙造层内粘土微粒在采油、注水过程中随液流移动对地层孔隙造 成的堵塞；成的堵塞；由于地层压力、温度变化造成的地层结垢；由于地层压力、温度变化造成的地层结垢；铁、钙等的化学沉淀造成的堵塞等。铁、钙等的化学沉淀造成的堵塞等。因此，砂岩
5、酸化一般采用盐酸与氢氟酸的混合酸因此，砂岩酸化一般采用盐酸与氢氟酸的混合酸(土酸土酸)，或，或 其它能够生成氢氟酸的酸液：其它能够生成氢氟酸的酸液：盐酸先同碳酸盐矿物、铁质反应，溶解碳酸盐和铁质；盐酸先同碳酸盐矿物、铁质反应，溶解碳酸盐和铁质；然后氢氟酸再与石英、粘土矿物反应，提高地层渗透率。然后氢氟酸再与石英、粘土矿物反应，提高地层渗透率。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
6、 FeS+2HCl FeCl2+H2S 如果土酸中的盐酸量不够，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)(
7、OH)8+36HF 4H2SiF6+4AlF3+18H2O二、碳酸盐岩酸化作用机理二、碳酸盐岩酸化作用机理杂质杂质100%12345678950%50%100%白云石白云石90%50%90%100%方解石方解石1、非碳酸盐岩、非碳酸盐岩2、不纯白云岩、不纯白云岩3、不纯灰质白云岩、不纯灰质白云岩4、不纯白云质灰岩、不纯白云质灰岩5、不纯石灰岩、不纯石灰岩6、白云岩、白云岩7、灰质白云岩、灰质白云岩8、白云质灰岩、白云质灰岩9、石灰岩、石灰岩盐酸与方解石、白云岩反应：盐酸与方解石、白云岩反应：CaCO3+2HCl CaCl2+CO2 +H2O CaMg(CO3)2+4HCl CaCl2+MgCl
8、2+CO2 +2H2O甲酸甲酸(蚁酸蚁酸)与方解石、白云岩反应：与方解石、白云岩反应：CaCO3+2HCOOH Ca(COOH)2+CO2 +H2O CaMg(CO3)2+4COOH Ca(COOH)2+Mg(COOH)+2CO2 +2H2O乙酸乙酸(醋酸醋酸)与方解石、白云岩反应：与方解石、白云岩反应：CaCO3+2H(CH2COOH)Ca(CH2COOH)2+CO2 +H2O CaMg(CO3)2+4H(CH2COOH)Ca(CH2COOH)2+Mg(CH2COOH)2+2CO2 +2H2O 三、酸化工艺方式三、酸化工艺方式v酸酸 洗：洗：也称表皮解堵酸化，主要用于砂岩、碳酸盐岩油水井的也
9、称表皮解堵酸化，主要用于砂岩、碳酸盐岩油水井的表表 皮解堵及疏通射孔孔眼。皮解堵及疏通射孔孔眼。v基质酸化：基质酸化：也称常规酸化，是在低于储层岩石破裂压力下将酸液挤入也称常规酸化，是在低于储层岩石破裂压力下将酸液挤入 储层孔隙空间，使酸液沿径向渗入地层而溶解地层孔空储层孔隙空间，使酸液沿径向渗入地层而溶解地层孔空 间的颗粒以及其它堵塞物，扩大孔隙空间而恢复或提地间的颗粒以及其它堵塞物，扩大孔隙空间而恢复或提地 层渗透率。主要用于解除钻井、完井、大修等入井流及层渗透率。主要用于解除钻井、完井、大修等入井流及 沉积物在近井地带的伤害，该方式中酸液与岩石接触积沉积物在近井地带的伤害，该方式中酸液与
10、岩石接触积 较大，酸岩反应时间很短，处理范围一般在较大，酸岩反应时间很短，处理范围一般在1m左右，左右，对对 严重堵塞井的处理效果较好。严重堵塞井的处理效果较好。v酸化压裂：酸化压裂：也称酸压，压开裂缝后注入酸液，以沟通井筒附近高渗带也称酸压，压开裂缝后注入酸液，以沟通井筒附近高渗带 或其它裂缝系统、清除井壁附近污染、增大油气向井流或其它裂缝系统、清除井壁附近污染、增大油气向井流 通面积、改善油气井流动方式和增大井眼附近渗流力。通面积、改善油气井流动方式和增大井眼附近渗流力。主要用于碳酸盐岩油、气井储层改造。主要用于碳酸盐岩油、气井储层改造。四、酸液溶解能力四、酸液溶解能力溶解能力：溶解能力：
11、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。岩石密度酸液密度溶解能力系数X数方程式分子质量数质中的摩 尔酸在反 应酸的相 对摩尔矿物在反应方程式中的量矿物相对分子100溶解能力系数：溶解能力系数：即单位质量纯酸反应完毕后所能溶解的矿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度与浓度与100100之积。之积。反应矿物反应矿物酸液酸液酸液浓度酸液浓度(%)5101530方解石方
12、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0.0140.0270.0410.083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)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)酸液质量百分浓度，酸液质量百分浓度，%溶解能力，溶解能力，(m3/m3)HFHClNa2SiO4SiO22.112.90.0170.0073.012.00.0240.010
13、4.210.80.0330.0146.09.00.0470.020五、酸岩反应速度及其影响因素五、酸岩反应速度及其影响因素酸岩反应是在固液两相酸岩反应是在固液两相(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H+传质控制传质控制 反反应应性性矿矿物物 酸酸液液 酸酸的的对对流流或或扩扩散散传传质质 产产物物的的对对流流或或扩扩散散传传质质质质、固固液液界界面面非非均均相相反反应应 固固液液界界面面的的酸酸浓浓度度 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，温度无论是由表面反应控制的还是由传质控制的酸岩反应，
14、温度升高都会导致系统反应速度加快。升高都会导致系统反应速度加快。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，这低压下，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，当压力升高到影响将减弱，当压力升高到5.0-6.0MPa后，压力的影响很小。后，压力的影响很小。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。如低温下酸液与石灰岩要比白云岩反应速度快。4、面容比的影响、面容比的影响 面容比越大，酸岩反应越快，因此常规酸化酸液有效作用距面容比越大，酸岩反应越快，因此常规酸化酸液有效作用距离只有几十厘米，而酸压时活性酸深入地层的
15、距离可以达到几离只有几十厘米，而酸压时活性酸深入地层的距离可以达到几十米。十米。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，而酸岩复相反应速度与不同类型酸液的离解度相差很大，而酸岩复相反应速度与溶液内部溶液内部H+浓度呈正比，采用强酸反应速度更快。浓度呈正比，采用强酸反应速度更快。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，尤其处于紊流状态酸岩反应速度随酸液流速增大而加快，尤其处于紊流状态时更为明显。但反应速度增加的倍比小于酸液流速增加的倍比，时更为明显。但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，
16、因此，提高注酸排量酸液来不及完全反应就已流入地层深处，因此，提高注酸排量可以增加活性酸深入地层的距离。可以增加活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将抑制酸液正反应、减缓生成物扩溶液中生成物浓度增加将抑制酸液正反应、减缓生成物扩散、增大散、增大H+传质阻力，因此，同离子效应减小酸岩反应速度。传质阻力，因此，同离子效应减小酸岩反应速度。六、酸液有效作用距离六、酸液有效作用距离 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学反应，当酸液浓度降低到某一数值(通常为鲜酸浓度的通常为鲜
17、酸浓度的10%)时，称为残酸。鲜酸变为残酸之前所流过的距离，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。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。大小，反应速度越快，有效作用距离越短。第二节第二节 酸液及添加剂酸液及添加剂一、常用酸液类型一、常用酸液类型二、常用酸液添加剂二、常用酸液添加剂一、常用酸液类型一、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1 1、盐
18、酸、盐酸品质品质氯化氢含氯化氢含量量铁含量铁含量硫酸含量硫酸含量砷含量砷含量指标，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：式中式中 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%issCCVQ2、氢氟酸、氢氟酸 品质品质
19、氢氟酸氢氟酸含量含量铁铁含量含量硫酸硫酸含量含量砷含砷含量量指标，指标，(质量分数质量分数)%400.010.022氢氟酸的工业标准氢氟酸的工业标准氢氟酸浓度与相对密度关系氢氟酸浓度与相对密度关系 HF%相对密度相对密度HF%相对密度相对密度HF%相对密度相对密度HF%相对密度相对密度21.005161.057301.102441.13941.012181.064321.107461.14461.021201.070341.114481.15081.028221.077361.118501.155101.036241.084381.123121.043261.090401.128141.050
20、281.096421.134 3 3、土酸、土酸 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等生成等生成沉淀物，从而充分利用土酸对粘土、石英和长石等的沉淀物，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，可适当提高溶蚀作用。若地层中碳酸盐胶结物较多，可适当提高盐酸浓度。盐酸浓度。氢氟酸氢氟酸浓度浓度%盐酸浓度，盐酸浓度，
21、%3456789101112相对密度相对密度31.0231.0281.0331.0381.0421.0471.0521.0571.0621.06641.0271.0311.0361.0411.0461.0511.0551.0601.0651.07051.0301.0351.0401.0451.0501.0541.0591.0641.0691.07461.0341.0391.0431.0481.0531.0581.0631.0681.0721.07771.0371.0421.0471.0521.0561.0611.0671.0721.0771.08281.0411.0461.0511.0551.
22、0601.0651.0701.0751.0801.08491.0441.0491.0541.0591.0641.0691.0741.0791.0841.089101.0481.0531.0581.0631.0681.0731.0771.0821.0871.092盐酸与氢氟酸配制后的相对密度盐酸与氢氟酸配制后的相对密度 5 5、有机酸（甲酸和乙酸）、有机酸（甲酸和乙酸）甲酸甲酸（HCOOH）和乙酸和乙酸（CH3COOH）为弱离子型，慢反为弱离子型，慢反应的有机酸。主要用于高温油井（高于应的有机酸。主要用于高温油井（高于120 120）或者希望延）或者希望延长反应时间的井。矿场应用的醋酸溶液常稀释
23、到长反应时间的井。矿场应用的醋酸溶液常稀释到15%15%或更低。或更低。6 6、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。7、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。HBF4+H2O HBF3OH+HF HBF3OH+H2O HBF2(OH)2+HF HB
24、F2(OH)2+H2O-HBF(OH)3+HF HBF(OH)3+H2O H2BOB(OH)3+HF 氟硼酸主要用于砂岩地层深部酸化，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）水解反应速度主要受）水解反应速度主要受HBF4 浓度、溶液酸度和温度控制。浓度、溶液酸度和温度控制。（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）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）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。8、多组分
25、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应时间之和。反应时间之和。(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
26、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），可以降），可以降低管线腐蚀速度和减小形成残渣的趋势。但有机土酸溶蚀能低管线腐蚀速度和减小形成残渣的趋势。但有机土酸溶蚀能力弱、成本高。力弱、成本高。二、酸液添加剂二、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
27、稳定剂、铁离子稳定剂4、助排剂、助排剂5、粘土稳定剂、粘土稳定剂6、降阻剂、降阻剂7、暂堵剂、暂堵剂8、稠化剂、稠化剂1、缓蚀剂、缓蚀剂 主要用于减小酸液对金属管件的腐蚀，降低对地层的主要用于减小酸液对金属管件的腐蚀，降低对地层的污染。污染。井温，井温，允许腐蚀速度，允许腐蚀速度，g/(m2 h)12040121-15080150100酸化允许腐蚀速度标准酸化允许腐蚀速度标准 酸液流动时对钢材的腐蚀速度远大于静止条件下的腐蚀酸液流动时对钢材的腐蚀速度远大于静止条件下的腐蚀速度速度,最好依据动态腐蚀试验结果选择合适的缓蚀剂，或者最好依据动态腐蚀试验结果选择合适的缓蚀剂，或者充分考虑动态腐蚀因素，
28、增加安全性。充分考虑动态腐蚀因素，增加安全性。品名品名使用温度，使用温度，加入量，加入量，%腐蚀速度，腐蚀速度，g/(m2 h)7461-10280-1801.246.6411901.553.3770190-1901.07.5781290-1101.59.36780190-1503.580CT1-290-1503.580CT1-32004.0100常用酸化缓蚀剂性能常用酸化缓蚀剂性能高温酸液缓蚀剂高温酸液缓蚀剂酸液类型酸液类型 试验温度试验温度/缓蚀剂质量分数缓蚀剂质量分数/%缓蚀速率缓蚀速率/g/(m2.h)15%HCL 120-140 1.0-2.0 10-20 项项目目指指 标标外外观观
29、 棕黑色或棕黑色或 棕红色液体棕红色液体 溶溶解解分分散散性性 酸液不透明酸液不透明 均匀液体均匀液体 无分层无分层 无沉淀无沉淀 温度温度/60708090100挂片长度挂片长度/mm76.0075.8876.1876.1076.08挂片宽度挂片宽度/mm13.1413.0413.1013.1413.00挂片高度挂片高度/mm3.023.003.023.023.00挂片内径挂片内径/mm8.028.048.028.048.04实验前质量实验前质量/g21.750521.694921.807021.600121.7644实验后质量实验后质量/g21.748721.690621.802821.5
30、88721.7536酸蚀量酸蚀量/g0.00180.00430.00420.01140.0108酸蚀速度酸蚀速度/g/m2h0.358460.86450.836582.262.17缓蚀率缓蚀率/%99.8399.7699.8799.7299.75表面情况表面情况光光 滑滑低温条件下性能评价实验结果低温条件下性能评价实验结果盐酸浓度盐酸浓度15%，缓蚀剂浓度，缓蚀剂浓度3%实验条件：实验条件：挂片编号挂片编号123挂片长度挂片长度 (mm)76.0276.0476.24挂片宽度挂片宽度 (mm)13.0413.0213.04挂片高度挂片高度 (mm)3.022.883.00挂片内径挂片内径 (m
31、m)7.967.967.98实验前质量实验前质量 (g)22.1321.1722.03实验后质量实验后质量 (g)22.1121.1622.02酸蚀量酸蚀量 (g)0.0120.0110.015酸蚀速度酸蚀速度 (g/m2h)2.4032.2113.081平均腐蚀速度平均腐蚀速度(g/m2h)2.565行标一级行标一级腐蚀速度腐蚀速度10-20 g/m2h表面情况表面情况光光 滑滑高温条件下性能评价实验结果高温条件下性能评价实验结果45676.0276.0276.1413.0012.9412.982.962.922.968.047.947.9821.6521.6121.9621.5221.56
32、21.770.1340.0520.18427.13210.50537.20224.95腐蚀速度腐蚀速度30-40 g/m2h比比 较较 光光 滑滑120140 盐酸浓度盐酸浓度15%，缓蚀剂浓度，缓蚀剂浓度3%实验条件：实验条件：120实验前后挂片表面对比实验前后挂片表面对比 80实验前后挂片表面对比实验前后挂片表面对比 100实验前后挂片表面对比实验前后挂片表面对比 140实验前后挂片表面对比实验前后挂片表面对比 品名品名一般加量一般加量，%残余表面张力残余表面张力，mN/m备注备注AS2.035-ABS2.030-35-SD1-72.030-PEN-50.15-0.226.9美国哈利伯顿公
33、司产品美国哈利伯顿公司产品品名品名一般加量一般加量，%破乳率破乳率，%备注备注SD-12.090-2、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。用于降低表面张力的表面活性剂用于降低表面张力的表面活性剂破乳用表面活性剂破乳用表面活性剂品名品名一般加量，一般加量，%使用温度使用温度，%备注备注乙酸乙酸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SDTA3.793价格贵价格贵DT1-70.5-1.5204四川天然气研究所四川天然气研究所N
34、TA93几乎无沉淀几乎无沉淀L58204美国道威尔公司产品美国道威尔公司产品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，%表面张力表面张力mN/m接触角，（接触角，（）生产厂生产厂CF-4A0.224.270.8万庄万庄0.521.460.6CF-5B0.219.861.6万庄万庄0.517.957.4长庆长庆-A10.221.171.7庆阳庆阳0.518.865.8长庆长庆-B10.222.544.8庆阳庆阳0.521.540.4FZ-430.226.4
35、50.8昆山昆山0.525.847.2CT5-40.218.671.9四川天然气所四川天然气所0.517.167.8SD2-90.22945四川井下四川井下4、助排剂、助排剂 借助气体膨胀加速残酸返排，常用借助气体膨胀加速残酸返排，常用N2、醇类和表面活性剂。、醇类和表面活性剂。品名品名一般加量一般加量，%使用条件使用条件KCL0.2HF体系不能用体系不能用NH4CL0.2可用于可用于HF体系体系CT12-1-可用于可用于HF体系体系Clasta0.2-5、粘土稳定剂、粘土稳定剂 常用酸液粘土稳定剂常用酸液粘土稳定剂 品名品名一般加量一般加量，%降阻率降阻率，%（线速度线速度，m/s）FR-2
36、031055（6-7）-63（7.5）SD1-8564（4-7）1085（4-7）HJZ-6565（4-7）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。常用酸液降阻剂常用酸液降阻剂7、暂堵剂、暂堵剂 基质酸化是用以桥堵地层孔隙，酸压时用以桥塞射孔孔基质酸化是用以桥堵地层孔隙，酸压时用以桥塞射孔孔 眼或裂缝入口。如膨胀性聚合物（聚乙烯、聚甲醛、聚眼或裂缝入口。如膨胀性聚合物（聚乙烯、聚甲醛、聚丙烯酰胺、胍胶）、膨胀性树脂、安息香酸（哈里伯顿丙烯酰胺、胍胶）、膨胀性树脂、安息香酸（哈里伯顿公 司公 司 T L C-8 0、道 威
37、尔 公 司、道 威 尔 公 司 J-2 2 7、西 方 公 司、西 方 公 司Westblock-X、杰克逊公司（、杰克逊公司（BJ）Divert）、石蜡）、石蜡小球、岩盐等。小球、岩盐等。8、稠化剂、稠化剂 稠化酸体系的主要添加剂。国内主要有稠化酸体系的主要添加剂。国内主要有CT1-6，VY101，SD1-9；此外有哈里伯顿公司的；此外有哈里伯顿公司的SGA-HT；菲利普公司；菲利普公司的的DSGA。第三节第三节 酸液的选择酸液的选择 基质酸化在于消除影响油井产量的伤害，酸压还要增加基质酸化在于消除影响油井产量的伤害，酸压还要增加渗流面积，沟通裂缝系统。必须了解伤害的范围、类型、成渗流面积，
38、沟通裂缝系统。必须了解伤害的范围、类型、成因等，以选择适当的酸液体系。因等，以选择适当的酸液体系。1、矿物标准、矿物标准(1)敏感性敏感性 地层对某一酸液的敏感性包括酸液与岩石接触可能产地层对某一酸液的敏感性包括酸液与岩石接触可能产生的所有有伤害反应，如基质胶结破坏和坍塌、微粒释放甚生的所有有伤害反应，如基质胶结破坏和坍塌、微粒释放甚至形成沉淀。岩石成分与结构是决定潜在敏感性的重要因素，至形成沉淀。岩石成分与结构是决定潜在敏感性的重要因素，从矿物学角度来看，从矿物学角度来看，化学成分化学成分和和表面积表面积可影响矿物的反应。可影响矿物的反应。表面积与砂岩矿物的溶解度表面积与砂岩矿物的溶解度矿物
39、成分矿物成分表面积表面积溶解度溶解度盐酸（盐酸（HCL）土酸（土酸（HCL+HF）石英石英小小不溶不溶很低很低燧石燧石小小中等中等不溶不溶低低中等中等长石长石小小中等中等不溶不溶低低中等中等云母云母小小中等中等不溶不溶低低中等中等高岭石高岭石很大很大不溶不溶高高伊利石伊利石很大很大不溶不溶高高蒙脱石蒙脱石很大很大不溶不溶高高绿泥石绿泥石很大很大低低中等中等高高方解石方解石小小中等中等高高高，但有高，但有CaF2沉淀沉淀白云石白云石小小中等中等高高铁白云石铁白云石小小中等中等高高蓝石英蓝石英小小中等中等高高高高(2)岩石结构岩石结构 砂岩储集层中矿物实际溶解度主要取决于矿物在岩石结构砂岩储集层中
40、矿物实际溶解度主要取决于矿物在岩石结构内的位置。内的位置。盐酸溶解性盐酸溶解性岩石之所以能在盐酸中溶解，通常认为存在碳酸盐岩。但岩石之所以能在盐酸中溶解，通常认为存在碳酸盐岩。但诸如氧化物、硫化物、绿泥石、粘土等其他矿物在盐酸中诸如氧化物、硫化物、绿泥石、粘土等其他矿物在盐酸中也能部分溶解。砂岩在盐酸中溶解度超过也能部分溶解。砂岩在盐酸中溶解度超过20%就可采用盐就可采用盐酸进行处理，氢氟酸与碳酸钙反应有氟化钙沉淀，盐酸前酸进行处理，氢氟酸与碳酸钙反应有氟化钙沉淀，盐酸前置液有助于防止氢氟酸与碳酸岩接触。置液有助于防止氢氟酸与碳酸岩接触。粘土含量粘土含量了解储集层中各类粘土含量固然重要，但了解
41、粘土在油层了解储集层中各类粘土含量固然重要，但了解粘土在油层中的位置和分布更重要，它们决定了岩石对酸处理的响应。中的位置和分布更重要，它们决定了岩石对酸处理的响应。2、酸液选择方法、酸液选择方法 酸液选择的原则很简单，即酸液必须有效消除伤害（包括酸液选择的原则很简单，即酸液必须有效消除伤害（包括二次伤害）且能增加渗透率。沉淀物伤害主要取决于：二次伤害）且能增加渗透率。沉淀物伤害主要取决于：(1)化学因素：沉淀物在后置液及油层天然流体中的溶解化学因素：沉淀物在后置液及油层天然流体中的溶解 度。度。(2)结晶因素：沉淀物为非晶质还是晶质。结晶因素：沉淀物为非晶质还是晶质。(3)形态因素：关系到可以
42、移动晶粒（从溶液中检出沉淀在孔形态因素：关系到可以移动晶粒（从溶液中检出沉淀在孔 隙空间）的形式。隙空间）的形式。(4)浓度因素：是否高得足以引起孔隙系统堵塞。浓度因素：是否高得足以引起孔隙系统堵塞。(5)油层因素：伤害与渗透率、孔隙大小和空隙形态等岩石特油层因素：伤害与渗透率、孔隙大小和空隙形态等岩石特 征有关。征有关。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
43、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酸液优点缺点适用条件地下生成酸腐蚀性很小，反应慢，处理范围大地下生成的酸量有限高温地层酸化泡沫酸缓速效果好，滤失小，对地层污染小成本高低压、低渗、水敏性强的碳酸岩盐油气层酸化稠化酸缓速效果好，滤失小残酸不易排出碳酸岩盐地层酸化胶化酸缓速效果好，滤失小热稳定性差，处理后未破凝胶污染大碳酸岩盐地层乳化酸缓速效果好，滤失小摩阻大，排量有限碳酸岩盐地层多组分酸酸穿距离长成本高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
44、.1m2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 孔隙度孔隙度,%,%孔隙体积孔隙体积,m,m3 3半径半径,m,m10152022242628300.250.020.0290.03910.0430.0470.0510.0
45、550.0590.50.0790.1180.1570.1730.1880.2040.2200.2360.750.1770.2650.3530.3890.4240.4590.4950.5301.00.3140.4710.6280.6910.7540.8170.8800.9421.50.7071.0601.4141.5551.6961.8381.9802.1212.01.2571.8852.5132.7653.0163.2673.5193.7702.51.9632.9453.9274.3204.7125.1055.4985.8913.02.8274.2415.6556.2206.7867.3517
46、.9178.4823.53.8485.7737.6978.4679.23610.0010.7811.554.05.0277.54010.5311.0612.0613.0714.0715.08单位油层厚度酸液用量的优选单位油层厚度酸液用量的优选孔隙度孔隙度,%,%孔隙体积孔隙体积,m,m3 3半径半径,m,m10152022242628305.07.85411.7815.7117.2818.8520.4221.9923.566.011.3116.9722.6224.8827.1429.4131.6733.937.015.3923.0930.7933.8736.9540.0243.1046.188
47、.020.1130.1640.2144.2348.2552.2856.3060.329.025.4538.1750.8955.9861.0766.1671.2576.3410.031.4247.1262.8369.1275.4081.6887.9794.2515.070.69106.0141.4155.5169.7183.8197.921.2120.0125.7188.5251.3276.5301.7326.7351.9377.030.0282.7424.1565.5622.0678.6735.1791.7848.240.0502.7754.0105.311105.81206.31306.91
48、407.41507.950.0785.41178.11570.81727.91885.02042.22199.12356.2 第四节第四节 现场施工常用酸液体系现场施工常用酸液体系一、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 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，
49、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、冻胶酸体系、冻胶酸体系 4 4、乳化酸体系、乳化酸体系 5、泡沫酸体系、泡沫酸体系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。适用条件：适用条件：碳酸盐岩类油气层的表皮解堵酸化和新井投碳酸盐岩类油气层的表皮解堵酸化和新井投产前的解堵。产前的解堵。典型配方：典型配方：1528HCI+23缓蚀剂缓蚀剂+13表面活性表面活性剂剂+13铁离子稳定剂。铁离子稳定剂。2、稠化酸体系、
50、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 典型配方：典型配方：2028HCI+2酸液增稠剂酸液增稠剂+23缓蚀剂缓蚀剂+23表面活性
