油田化学第四章A酸化及酸液添加剂课件.ppt

油田化学油田化学Oil ChemistryOil Chemistry主讲：文守成主讲：文守成石油工程学院石油工程学院课程学习内容课程学习内容绪论绪论第一章第一章 表面活性剂表面活性剂第二章第二章 油田用高分子油田用高分子第三章第三章 化学驱油技术化学驱油技术第四章第四章 酸化、压裂及添加剂酸化、压裂及添加剂第五章第五章 化学清蜡与防蜡化学清蜡与防蜡第六章第六章 油田化学堵水油田化学堵水第七章第七章 化学防砂化学防砂第八章第八章 油田水处理技术油田水处理技术第九章第九章 钻井液、完井液及添加剂钻井液、完井液及添加剂第十章第十章 固井水泥浆及添加剂固井水泥浆及添加剂本章需要理解和掌握的内容本章需要理解和掌握的内容酸化的各种分类及名词解释；酸化的各种分类及名词解释；碳酸盐油气层基质酸化反应产物对渗流的影响；碳酸盐油气层基质酸化反应产物对渗流的影响；影响砂岩油气层酸化效果的主要因素；影响砂岩油气层酸化效果的主要因素；化学缓速酸与潜在酸的名词解释及分类；化学缓速酸与潜在酸的名词解释及分类；泡沫酸、稠化酸、乳化酸、微乳酸的组成泡沫酸、稠化酸、乳化酸、微乳酸的组成铁稳定剂及稳定铁离子的方法；铁稳定剂及稳定铁离子的方法；交联丙烯酰胺类稠化剂的方式；交联丙烯酰胺类稠化剂的方式；粘土稳定剂、互溶剂、缓速剂、暂堵剂、减阻剂。

粘土稳定剂、互溶剂、缓速剂、暂堵剂、减阻剂前前 言言概念概念向地层注入酸液或酸性混合液，与地层中向地层注入酸液或酸性混合液，与地层中部分矿物发生化学反应，溶蚀储层，增加部分矿物发生化学反应，溶蚀储层，增加 孔隙、裂缝的流动能力，从而使油气井增孔隙、裂缝的流动能力，从而使油气井增产或注水井增注的一种工艺措施产或注水井增注的一种工艺措施酸酸 化：化：前前 言言酸化分类酸化分类按储层分类按储层分类碳碳酸酸盐盐酸酸化化砂砂岩岩酸酸化化按酸化工艺按酸化工艺基基质质酸酸化化压压裂裂酸酸化化按酸液分类按酸液分类常常规规酸酸化化缓缓速速酸酸化化前前 言言酸化分类酸化分类基基质质酸酸化化：是是指指在在低低于于岩岩石石破破裂裂压压力力的的条条件件下下，将将酸酸液液注注入入油油气气层层，使使之之沿沿径径向向渗渗入入油油气气层层，溶溶解解孔隙及喉道中的堵塞物孔隙及喉道中的堵塞物压压压压裂裂裂裂酸酸酸酸化化化化：简简简简称称称称酸酸酸酸压压压压，是是是是在在在在足足足足以以以以压压压压开开开开油油油油气气气气层层层层形形形形成成成成裂裂裂裂缝缝缝缝或或或或张张张张开开开开油油油油气气气气层层层层原原原原有有有有裂裂裂裂缝缝缝缝的的的的压压压压力力力力下下下下，对对对对油油油油气气气气层层层层挤挤挤挤酸的一种工艺。

酸的一种工艺酸的一种工艺酸的一种工艺酸洗就是用酸酸洗就是用酸清洗井筒中酸溶性结垢清洗井筒中酸溶性结垢或疏通孔眼的一或疏通孔眼的一 酸洗就酸洗就是用酸清洗井筒中酸溶是用酸清洗井筒中酸溶性结垢或疏通孔眼的一性结垢或疏通孔眼的一种油气井增产措施种油气井增产措施酸化原理酸化原理碳酸盐岩酸化原理碳酸盐岩酸化原理方解石（方解石（CaCOCaCO3 3）和白云石（）和白云石（CaMg(COCaMg(CO3 3)2 2）石灰岩：方解石含量大于石灰岩：方解石含量大于50%50%；白云岩：白云石含量大于白云岩：白云石含量大于50%50%；1、碳酸、碳酸盐组成成孔隙性型、裂缝孔型以及孔隙孔隙性型、裂缝孔型以及孔隙-裂缝型裂缝型2 2、油气藏按孔隙和裂缝分类、油气藏按孔隙和裂缝分类 采用盐酸溶解孔隙或裂缝中的堵塞物或扩采用盐酸溶解孔隙或裂缝中的堵塞物或扩大沟通油气储层原有的孔隙、裂缝，提高油气层大沟通油气储层原有的孔隙、裂缝，提高油气层的渗透性，进而提高油气井产能的渗透性，进而提高油气井产能3 3、碳酸岩基质酸化原理、碳酸岩基质酸化原理酸化原理酸化原理碳酸盐岩酸化原理碳酸盐岩酸化原理3 3、碳酸岩基质酸化原理、碳酸岩基质酸化原理1 1）化学反应）化学反应2)2)生成物状态分析生成物状态分析(见见99-10099-100）a a）氯化钙的溶解性能）氯化钙的溶解性能b b）二氧化碳的状态与溶解能力）二氧化碳的状态与溶解能力c c）反应产物对渗流的影响）反应产物对渗流的影响酸化原理酸化原理碳酸盐岩酸化原理碳酸盐岩酸化原理4 4、碳酸盐岩压裂酸化原理碳酸盐岩压裂酸化原理 1 1）高于岩石破裂压力挤入酸液；）高于岩石破裂压力挤入酸液；2 2）增加酸化半径；）增加酸化半径；3 3）酸蚀可使得裂缝表面凹凸不平，进而达到施工）酸蚀可使得裂缝表面凹凸不平，进而达到施工后裂缝不能有效闭合。

后裂缝不能有效闭合酸化原理酸化原理二、砂岩油气层酸化原理二、砂岩油气层酸化原理 主要由主要由石英石英、长石（硅酸铝盐）长石（硅酸铝盐）和和粒间胶结物粒间胶结物组成，组成，其中胶结物主要为其中胶结物主要为粘土与碳酸盐类粘土与碳酸盐类等物质组成等物质组成1 1、砂岩组成：、砂岩组成：2 2、渗流通道类型：、渗流通道类型：孔隙孔隙3 3、酸化原理及工艺：、酸化原理及工艺：一般采用土酸或潜在酸溶解砂粒间的胶结物和部分一般采用土酸或潜在酸溶解砂粒间的胶结物和部分砂粒，或溶解孔隙中的泥质堵塞物或其他垢物，以提高砂粒，或溶解孔隙中的泥质堵塞物或其他垢物，以提高或回复井底附近油气层的渗透率或回复井底附近油气层的渗透率酸化原理酸化原理二、砂岩油气层酸化原理二、砂岩油气层酸化原理 3 3、酸化原理及工艺：、酸化原理及工艺：1)土酸与砂岩油气层的反应土酸与砂岩油气层的反应土酸与砂岩中各成分的反应速度各不相同上述反应，土酸与砂岩中各成分的反应速度各不相同上述反应，包括生成的氟化钙均为沉淀，一方面消耗酸，另一方面包括生成的氟化钙均为沉淀，一方面消耗酸，另一方面堵塞地层因此，对于碳酸盐含量大于堵塞地层因此，对于碳酸盐含量大于20%20%的油气层，的油气层，均不能采用土酸酸化，碳酸盐含量较小时，在注入土酸均不能采用土酸酸化，碳酸盐含量较小时，在注入土酸之前也应采用盐酸作为前置液处理，以清除碳酸盐，避之前也应采用盐酸作为前置液处理，以清除碳酸盐，避免氢氟酸的无谓消耗与生成氟化钙沉淀。

免氢氟酸的无谓消耗与生成氟化钙沉淀酸化原理酸化原理二、砂岩油气层酸化原理二、砂岩油气层酸化原理 3 3、酸化原理及工艺：、酸化原理及工艺：2 2）影响砂岩油气层酸化效果的主要因素）影响砂岩油气层酸化效果的主要因素酸化现象：渗透率开始时呈下降趋势，继续注酸，渗酸化现象：渗透率开始时呈下降趋势，继续注酸，渗透率增加透率增加A A）粘土水化膨胀，岩石基质解体引起堵塞；）粘土水化膨胀，岩石基质解体引起堵塞；B B）生成难容物堵塞，反排不及时）生成难容物堵塞，反排不及时C C）酸压不能使得裂缝界面凹凸不平，酸化后裂缝闭合程度）酸压不能使得裂缝界面凹凸不平，酸化后裂缝闭合程度较高，增产效果不明显较高，增产效果不明显D D）一般采用水力压力进行增产，对于胶结物较多或污染较）一般采用水力压力进行增产，对于胶结物较多或污染较堵塞较严重的砂岩油气层也常采用常规酸化进行处理堵塞较严重的砂岩油气层也常采用常规酸化进行处理由此可见，砂岩酸化较碳酸盐酸化难度大，处理不当将产生二次沉淀由此可见，砂岩酸化较碳酸盐酸化难度大，处理不当将产生二次沉淀酸处理用酸酸处理用酸1 1、盐酸、盐酸2 2、氢氟酸、氢氟酸3 3、土酸、土酸4 4、磷酸、磷酸5 5、硫酸、硫酸6 6、低分子羧酸、低分子羧酸 酸的作用机理酸的作用机理 酸的使用方法酸的使用方法 潜在酸形式潜在酸形式三三个个问问题题盐酸盐酸（1 1）盐酸的作用）盐酸的作用作用一作用一：溶解堵塞油水井的腐蚀产物，恢复地层的渗透性。

溶解堵塞油水井的腐蚀产物，恢复地层的渗透性作用二作用二：溶解灰岩（石灰岩、白云岩），改善地层渗透性溶解灰岩（石灰岩、白云岩），改善地层渗透性盐酸盐酸（2 2）盐酸的使用浓度）盐酸的使用浓度 稀酸：指质量分数为稀酸：指质量分数为0 003030.150.15的盐酸；的盐酸；浓酸：指质量分数为浓酸：指质量分数为0.150.15 0.370.37的盐酸一般使用稀酸，而浓酸使用的目的是使酸能酸一般使用稀酸，而浓酸使用的目的是使酸能酸化深远地层，同时由于浓酸处理可产生大量二氧化深远地层，同时由于浓酸处理可产生大量二氧化碳，并提高乏酸（酸处理后的酸）的粘度，使化碳，并提高乏酸（酸处理后的酸）的粘度，使它及其中悬浮的岩屑易排出地层它及其中悬浮的岩屑易排出地层盐酸盐酸（3 3）潜在盐酸）潜在盐酸氯化铵甲醛：氯化铵甲醛：在在8080120120范围内反应产生盐酸范围内反应产生盐酸潜在酸有何好处潜在酸有何好处？氢氟酸氢氟酸（1 1）氢氟酸的作用）氢氟酸的作用作用一：作用一：可除去地可除去地层渗渗滤面的粘土堵塞，恢复地面的粘土堵塞，恢复地层渗透性：渗透性：作用二：作用二：氢氟酸和砂岩反氟酸和砂岩反应，提高地，提高地层的渗透性的渗透性氢氟酸氢氟酸（2 2）氢氟酸使用注意问题）氢氟酸使用注意问题氢氟酸不能用于氟酸不能用于处理石灰岩和白云岩；理石灰岩和白云岩；砂岩地层用氢氟酸酸化地层前，必须用砂岩地层用氢氟酸酸化地层前，必须用盐酸预处理盐酸预处理（3 3）潜在氢氟酸）潜在氢氟酸形式一：氟硼酸形式一：氟硼酸土酸土酸（3 3）潜在氢氟酸）潜在氢氟酸形式一：氟硼酸形式一：氟硼酸形式二：形式二：氟化铵甲醛氟化铵甲醛土酸土酸（1 1）土酸构成）土酸构成盐酸与氢氟酸的混合酸叫土酸；盐酸与氢氟酸的混合酸叫土酸；在土酸中，盐酸的质量分数在在土酸中，盐酸的质量分数在0.060.060.150.15范围，范围，氢氟酸的质量分数在氢氟酸的质量分数在 0.03 0.030.150.15范围。

范围常规土酸：盐酸的质量分数常规土酸：盐酸的质量分数0.120.12，氢氟酸的质，氢氟酸的质量分数量分数 0.03 0.032 2）潜在土酸）潜在土酸氯化铵氟化铵十甲醛产生土酸氯化铵氟化铵十甲醛产生土酸磷酸磷酸作用一：作用一：磷酸可解除腐蚀产物的堵塞磷酸可解除腐蚀产物的堵塞作用二：作用二：可溶解灰岩、白云岩可溶解灰岩、白云岩硫酸硫酸作用一：作用一：溶解渗滤面和近井地带的堵塞物，恢复地层溶解渗滤面和近井地带的堵塞物，恢复地层的渗透性的渗透性作用二：作用二：溶解渗滤面和近井地带的碳酸盐，提高地层溶解渗滤面和近井地带的碳酸盐，提高地层的渗透性的渗透性作用三：在远井起调剖作用作用三：在远井起调剖作用氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸（1 1）酸的形式）酸的形式一种固体酸一种固体酸2 2）酸的作用）酸的作用作用一：作用一：溶解渗滤面和近井地带的腐蚀产物，恢复地溶解渗滤面和近井地带的腐蚀产物，恢复地 层的渗透性层的渗透性氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸 （2 2）酸的作用）酸的作用作用二：作用二：溶解渗滤面和近井地带的碳酸岩，提高地溶解渗滤面和近井地带的碳酸岩，提高地 层的渗透性层的渗透性氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸不能用于温度超过不能用于温度超过6060 的地层。

的地层3 3）使用注意问题）使用注意问题低分子羧酸低分子羧酸低分子羧酸低分子羧酸低浓度使用，为什么低浓度使用，为什么？（1 1）可用的低分子羧酸）可用的低分子羧酸甲酸、乙酸、丙酸及其混合物甲酸、乙酸、丙酸及其混合物2 2）作用机理）作用机理 可以溶解灰岩可以溶解灰岩低分子羧酸低分子羧酸低分子羧酸低分子羧酸不能高浓度使用；不能高浓度使用；（3 3）特点）特点 价格较高；价格较高；反应速度慢，适合高温酸化、深部酸化反应速度慢，适合高温酸化、深部酸化其他酸其他酸3 3、活性酸、活性酸 添加表面活性剂的酸，通过表面活性剂在岩石表面添加表面活性剂的酸，通过表面活性剂在岩石表面吸附损耗，使得酸在地层中逐步释放吸附损耗，使得酸在地层中逐步释放4 4、氯化铝缓速土酸、氯化铝缓速土酸 即氯化铝与土酸混合达到缓释目的即氯化铝与土酸混合达到缓释目的5 5、其他潜在酸、其他潜在酸 如酯、酸酐、酰氯、卤代烃、卤盐以及含氟酸等如。