【正文】 F5和 CaF2沉淀 。 1. 氫氟酸與砂巖反應(yīng)的化學(xué)平衡 五、砂巖酸化機(jī)理研究 68 68 熱力學(xué)方面 ?熱力學(xué)平衡 25℃ 時(shí)，離子平衡等式及平衡常數(shù)如下： Al+3+HF?AlF+2+H+ K1=897 AlF+2+HF?AlF2++H+ K2= AlF2++HF?AlF3(液 )+H+ K3= AlF3(液 ) ? AlF3(氣 ) K4=?104 () AlF3(液 ) +HF ? AlF4－ +H+ K5= AlF4－ +HF ? AlF52+H+ K6=?102 AlF52+HF ? AlF63+H+ K7=?103 氟絡(luò)合物主要有： SiF4(液 ) ? SiF4 (氣 ) K8=?107 () () SiF4(液 ) +HF ? SiF62 +2H+ K9= 1. 氫氟酸與砂巖反應(yīng)的化學(xué)平衡 五、砂巖酸化機(jī)理研究 69 69 在酸性介質(zhì) (H+濃度大 )以及高濃度的 HF溶液中 HF發(fā)生部分電離和聚合，以多種化學(xué)形式化合成諸如 HF2等絡(luò)合離子型。 四、砂巖酸化原理 ? . 當(dāng)沉積帶被驅(qū)替遠(yuǎn)離井筒時(shí)、井周?chē)腥齻€(gè)區(qū)帶：井與沉積帶之間的區(qū)域，沉積帶，它的滲透率為原始滲透率的 10%；以及遠(yuǎn)離沉積帶的區(qū)域，對(duì)這三個(gè)串聯(lián)區(qū)域進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)徑向流計(jì)算，采油指數(shù)為 64 64 r1沉積帶的內(nèi)半徑； r2沉積帶的外半徑； Kp沉積帶的滲透率； K原始油藏滲透率 當(dāng)沉積圍繞井筒時(shí)，井的采油指數(shù)小于油井潛能的 40%；把沉積帶驅(qū)替到遠(yuǎn)離井筒 ，可使 PI值恢復(fù)到未污染情況的 80%以上 ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ?? ?KrrKrrKrrB hJ ePwP 2121 1 ???＝四、砂巖酸化原理 65 65 合適的酸化步驟 據(jù)工藝特點(diǎn)而定 低的酸液濃度 正確、合適的前置液 溶解碳酸鹽，隔離土酸與堿金屬離子以及不配伍的流體 充足的后置液 保持低 pH值，恢復(fù)潤(rùn)濕性，驅(qū)替處理液及反應(yīng)產(chǎn)物 材料的應(yīng)用 四、砂巖酸化原理 66 66 五、砂巖酸化機(jī)理研究 ?砂巖與 HF反應(yīng)熱力學(xué)研究 ?砂巖與 HF反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究 ?影響砂巖與酸的反應(yīng)速度因素 ?酸液在多孔介質(zhì)中的反應(yīng)規(guī)律 67 67 熱力學(xué)方面 ? 酸液與砂巖礦物的反應(yīng)，包括非均相液－固表面反應(yīng)和均相液－液反應(yīng)。確定沉積帶的位置對(duì)油井產(chǎn)能的影響。但是，將形成 1ft3/ft深的殘酸沉積帶，將使?jié)B透率降為原始滲透率的 10%。 2H2OCa S O4S i O硅質(zhì)膠結(jié)物氧化硅硅酸鹽類(lèi)氧化鐵( 鐵質(zhì)膠結(jié)物 )F e O ， Fe2O3， Fe3O4膠結(jié)物其它鹽 N a Cl四、砂巖酸化原理 61 61 酸化溶解物 基質(zhì)礦物 堵塞物 (傷害物 ) 主要使用的酸液 HF+HCl NH4F amp。 頂替液 將井筒中早先注入液頂入地層 四、砂巖酸化原理 59 59 四、砂巖酸化原理 常用酸液體系表 60 60 組成 成分 礦物 化學(xué)組成石英 S i O2長(zhǎng)石類(lèi)正長(zhǎng)石微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石斜長(zhǎng)石Si3A l O8K Si3A l O8NaSi2 3Al1 2O8(N a ， Ca )砂粒 ( 碎屑礦物 )云母類(lèi)黑云母白云母綠泥石(A l S i8O10) K (M g ， F e )3(O H )2(A l S i8O10) K ( A l )3(O H )2(A l S i3O10)M g5( A l ， F e )(O H )8粘土類(lèi)( 泥質(zhì)膠結(jié)物 )高嶺石伊利石蒙脫石Al4( S i4O10)(O H )8Si4 X A lXO10 (O H )2KxAl2( 189。 三、砂巖酸化增產(chǎn)原理 56 56 四、砂巖酸化原理 洗井 注前置液 注處理液 注后置液 注頂替液 頂 替 液 后 置 液 處 理 液 前 置 液 地 層 井 筒 57 57 前置液 (1)頂替井筒中的原有積液到油套環(huán)空或排出地面； (2)頂替走近井帶的地層水，避免 Na2SiF H2SiF6沉淀； (3)優(yōu)先溶解碳酸鹽類(lèi)，減輕 CaF2沉淀，并保持低 pH值；同時(shí)，避免浪費(fèi)較昂貴的 HF等處理液； (4)降低井溫及地層溫度，避免添加劑高溫失效及降低酸巖反應(yīng)速度。 無(wú)污染地層：進(jìn)行基質(zhì)酸化處理，效果甚微。 三、砂巖酸化增產(chǎn)原理 55 55 研究課題 儲(chǔ)層傷害原因及傷害程度分析 計(jì)算結(jié)果表明 ： 污染地層：在污染半徑一定時(shí)，污染程度由輕到重，在酸化解除污染后，所獲得的增產(chǎn)倍比值也在逐漸增大。 未損害井酸化解堵效果分析 三、砂巖酸化增產(chǎn)原理 52 52 傷害井和未受傷害井酸化潛在產(chǎn)能改善程度 傷害 / 酸化半徑 r a傷害井產(chǎn)能傷害比 (X d = 0 . 0 5 )傷害井傷害解除后增產(chǎn)倍比 (X d = 0 . 0 5 )未傷害井酸化增產(chǎn)倍比 (X i = 2 0 )2r w 0 . 3 6 4 6 4 2 2 . 7 4 2 4 1 9 1 . 0 9 5 4 3 55 r w 0 . 1 9 8 1 8 6 5 . 0 4 5 7 7 1 . 2 5 3 5 8 61 0 r w 0 . 1 4 7 3 1 5 6 . 7 8 8 1 8 9 1 . 4 0 7 2 82 0 r w 0 . 1 1 7 2 2 5 8 . 5 3 0 6 0 7 1 . 6 0 3 9 2 7三、砂巖酸化增產(chǎn)原理 53 53 三、砂巖酸化增產(chǎn)原理 54 54 酸液進(jìn)入孔隙或裂隙與巖石發(fā)生反應(yīng)，溶蝕孔壁或縫壁 ，增大孔隙體積，擴(kuò)大裂縫寬度，改善流體滲流條件。 考慮到其損害半徑較大，適宜的酸化半徑為？ m。 酸化半徑對(duì)產(chǎn)能影響 三、砂巖酸化增產(chǎn)原理 49 49 酸化半徑的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮能夠有效解除堵塞為目的。為酸化半徑的設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 三、砂巖酸化增產(chǎn)原理 47 47 0 . 00 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91 . 00 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 1 . 6 1 . 8 2傷害帶半徑， mJd/J0 . 0 50 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91X d 不同損害半徑下條件下 損害帶滲透率變化對(duì)油氣井產(chǎn)能變化的影響 （ 2） 損害半徑超過(guò)一定值后，其對(duì)產(chǎn)能的影響減弱。 砂巖酸化 解堵 改善近井地帶的條件 二、為什么要進(jìn)行酸化 一口井無(wú)產(chǎn)能或產(chǎn)能低？ 45 45 dedwdwedd rrXrrrrXJJlo glo glo g??? ?? ?we wsddi rrrrXJJlnln111???????? ???? ?? ? ? ? ? ?? ?wewsii rrrrXJJlnln1111???? ? ? ?wdd rrKKs ln10 ?? 模擬模型 評(píng)估傷害井 產(chǎn)能下降程度 評(píng)估傷害井 酸化增產(chǎn)幅度 評(píng)估無(wú)傷害井 酸化增產(chǎn)幅度 re rd rw k0 kd 圖 封閉油藏污染井模型示意圖 儲(chǔ)層損害對(duì)油井產(chǎn)能的影響 評(píng)估滲透率損害 相對(duì)程度和損害深度 ? ?srrB KHPP qJ wewfe ??? ln C?＝采油指數(shù)計(jì)算 三、砂巖酸化增產(chǎn)原理 46 46 0 . 00 . 10 . 20 . 30 . 40 . 50 . 60 . 70 . 80 . 91 . 00 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 9 1傷害程度， K d /K 0Jd/J0 . 2 0 . 3 0 . 40 . 5 0 . 6 0 . 70 . 8 0 . 9 11 . 1 1 . 2 1 . 31 . 4 1 . 5傷害帶半徑損害程度和損害半徑對(duì)產(chǎn)能的影響 不同 損害半徑 下條件下 損害帶 滲透率變化 對(duì)油氣井產(chǎn)能影響 （ 1）在損害帶半徑一定的條件下，損害程度 (kd/K0降低 )增加，產(chǎn)能大幅度下降。 一、概述 38 38 砂巖儲(chǔ)層的酸化通常不進(jìn)行酸壓的原因 砂巖儲(chǔ)層的膠結(jié)疏松，酸壓可能由于大量溶蝕，致使巖石松散，引起油井過(guò)早出砂； 酸壓可能壓破地層邊界以及水、氣層邊界，造成地層能量虧空和過(guò)早見(jiàn)水、見(jiàn)氣； 由于酸沿縫壁均勻溶蝕巖石，不能形成溝槽，酸壓后裂縫大部閉合，形成的裂縫導(dǎo)流能力低，且由于用土酸酸壓可能產(chǎn)生大量沉淀物堵塞流道。 基質(zhì)酸化 P s P i P F P s －地層壓力 P F －地層巖石破裂壓 力 小于地層 極限 吸液速度 沿地層孔隙作徑向流動(dòng)，溶蝕孔隙及其中堵塞物質(zhì)，溶蝕范圍有限 解除近井地帶的污染，恢復(fù)或提高地層的滲透率，能在不增大水，氣產(chǎn)量的情況下增產(chǎn)。 特點(diǎn)： 大排量、高泵壓（壓破地層）。 一、概述 34 34 F ??? ? 一、概述 35 35 ?酸化壓裂 ?酸化：地層 ?方式：油管注液 套管注液 環(huán)空注液 ?壓開(kāi)裂縫 ?張開(kāi)裂縫 ?酸刻蝕裂縫 ?高導(dǎo)流能力裂縫 封隔器 壓裂車(chē) 一、概述 36 36 酸化壓裂 (酸壓 ) 原理： 酸或酸的前置液以高于儲(chǔ)層所能承受的排量從套管或油管中注入，使之在井筒中迅速建立壓力，直至超過(guò)地層的壓縮應(yīng)力及巖石的抗張強(qiáng)度，從而 壓破地層，形成裂縫，連續(xù)注酸使裂縫延伸、酸刻蝕裂縫形成酸蝕裂縫，該裂縫具有比原地層更高的導(dǎo)流能力，因此能提高油氣井產(chǎn)能。 目的： 解堵。 一、概述 32 32 F 酸洗 F 酸洗 清洗：井筒 射孔眼? 清洗：井筒 射孔眼方式：正洗 反洗? 方式：正洗 反洗壓裂車(chē)壓裂車(chē)一、概述 33 33 基質(zhì)酸化 (巖體酸化，常規(guī)酸化 ) 原理： 不壓破地層的情況下將酸液注入地層孔隙 (晶間，孔穴或裂縫 )的工藝。 特點(diǎn)： 酸液局限于井筒和孔眼附近，一般不進(jìn)入地層或很少進(jìn)入，地面不用加壓或加壓很小。 一、概述 29 29 常規(guī)酸液 緩速酸液 地下生成酸液 一、概述 30 30 工藝分類(lèi)： 酸洗 基質(zhì)酸化 酸壓 (一般針對(duì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層 ) 一、概述 31 31 酸洗 酸洗： 清除井筒中的酸溶性結(jié)垢物，或疏通射孔孔眼的工藝。沿徑向酸液濃度逐漸變小失去活性，溫度發(fā)生變化，壓力及流速也發(fā)生變化。該過(guò)程酸液可能腐蝕酸化管柱和套管柱，酸液的位能降低，沿管柱流動(dòng)產(chǎn)生摩阻損失，流態(tài)由排量、粘度、管徑?jīng)Q定，酸液濃度基本不變，從井口到井底酸液溫度升高。在這個(gè)過(guò)程中酸液可能腐蝕地層管線及壓裂車(chē)組和高壓井口裝置；在高壓管線中酸液流到井口要產(chǎn)生摩阻損失，管線中的酸液流態(tài)由