第八章酸化 目的要求 要求学生掌握酸化的过程,酸化压裂技术的原理及现场应用实例分析。要求学生重点掌 握前置液酸压设计步骤,以及砂岩地层的土酸处理技术。酸处理技术的选择及酸处理方式也 要求学生能够重点掌握。 课时:4学时 授课重点内容提要 第一节碳酸盐岩地层的盐酸处理 (一)盐酸与碳酸盐岩的化学反应 1、酸液的溶蚀能力 2HCI CaCo3 CaC12 H20+C02 l00 I11 1844 193 酸液溶蚀能力(溶解能力):被溶蚀的岩石体积与参与反应的酸液体积之比。如对石 灰岩,28%盐酸的溶蚀能力0.162,15%盐酸的溶蚀能力0.082。用Ⅹ表示。 2、反应生成物的状态 2HCI+CaCO3= CaC12 +H20+ CO2 t 4HCI+ MgCa(Co3)2=CaC12+ MgCI2+ 2H20+2C02 t 氯化钙、氯化镁全部溶于残酸中,但密度和粘度都比水高。 有利:携带固体微粒的能力较强,能把酸处理时从地层中脱落下来的微粒带走,防止堵 塞 不利:流动阻力变大,不利于返排和地层流体的渗流。 氧化碳气体在油藏压力和温度下,小部分溶解到液体中,大部分以游离状态的微小气 泡,分散在残酸溶液中,有助于残酸溶液从油气层中排出。 3、反应过程
1 第八章 酸化 目的要求 要求学生掌握酸化的过程 ,酸化压裂技术的原理及现场应用实例分析。要求学生重点掌 握前置液酸压设计步骤,以及砂岩地层的土酸处理技术。酸处理技术的选择及酸处理方式也 要求学生能够重点掌握。 课时:4 学时 授课重点内容提要 第一节 碳酸盐岩地层的盐酸处理 (一) 盐酸与碳酸盐岩的化学反应 1、酸液的溶蚀能力 2HCl + CaCO3 = CaCl2 + H2O + CO2 73 100 111 18 44 320 438 486 79 193 酸液溶蚀能力(溶解能力):被溶蚀的岩石体积与参与反应的酸液体积之比。 如对石 灰岩,28% 盐酸的溶蚀能力 0.162, 15% 盐酸的溶蚀能力 0.082。用 X 表示。 2、反应生成物的状态 2HCl + CaCO3 = CaCl2 + H2O + CO2↑ 4HCl + MgCa(CO3)2 = CaCl2 + MgCl2 + 2H2O + 2CO2↑ 氯化钙、氯化镁全部溶于残酸中,但密度和粘度都比水高。 有利:携带固体微粒的能力较强,能 把酸处理时从地层中脱落下来的微粒带走,防止堵 塞; 不利:流动阻力变大,不利于返排和地层流体的渗流。 二氧化碳气体在油藏压力和温度下,小部分溶解到液体中,大部分以游离状态的微小气 泡,分散在残酸溶液中,有助于残酸溶液从油气层中排出。 3、反应过程
①酸液中的H+传递到碳酸盐岩表面; ②H+在岩面与碳酸盐进行反应; ③反应生成物Ca2+、Mg2+和CO2气泡离开岩面。 表面反应:酸液中的H+在岩面上与碳酸盐岩的反应。 扩散边界层:H在岩面上反应后,就在接近岩面的液层里堆积起生成物 CO2气泡。岩面附近堆积生成物的微薄液层 在垂直于岩面的方向上:扩散边界层内存在离子浓度差,而酸液内部则没有离子浓度差 离子的扩散作用:由于离子浓度差而产生的离子移动。 H的传质速度(H到达岩面的速度)、表面反应速度和生成物离开岩面的速度,均对 总反应速度有影响,但起主导作用的是其中最慢的H+的传质速度 (二)影响酸岩反应速度的因素 反应速度的概念 单位时间内酸浓度的降低值 单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量 酸岩反应属于复相反应,反应速度主要取决于H+的传质速度。 2、影响酸岩复相反应速度的因素分析 v av (1)面容比 面容比越大,反应速度也越快。 面容比(cm2/cm3) (2)酸液的流速 酸岩的反应速度随酸液流动速度的增加而加快
2 ① 酸液中的 H+传递到碳酸盐岩表面; ② H+在岩面与碳酸盐进行反应; ③ 反应生成物 Ca2+、Mg2+和 CO2 气泡离开岩面。 表面反应:酸液中的 H+在岩面上与碳酸盐岩的反应。 扩散边界层: H+在岩面上反应后,就在接近岩面的液层里堆积起生成物 Ca2+、Mg2+和 CO2 气泡。岩面附近堆积生成物的微薄液层。 在垂直于岩面的方向上:扩散边界层内存在离子浓度差,而酸液内部则没有离子浓度差 离子的扩散作用 :由于离子浓度差而产生的离子移动。 H+的传质速度(H+到达岩面的速度)、表面反应速度和生成物离开岩面的速度,均对 总反应速度有影响,但起主导作用的是其中最慢的 H+的传质速度。 (二) 影响酸岩反应速度的因素 1、反应速度的概念 单位时间内酸浓度的降低值。 单位时间内岩石单位反应面积的溶蚀量。 酸岩反应属于复相反应,反应速度主要取决于 H+的传质速度。 2、影响酸岩复相反应速度的因素分析 (1)面容比 面容比越大,反应速度也越快。 y C V S D t C H (2) 酸液的流速 酸岩的反应速度随酸液流动速度的增加而加快
1030 酸液流速(cm/s) (3)酸液的类型:强酸比弱酸的反应速度快 (4)盐酸浓度 鲜酸:未与岩石发生化学反应的酸 余酸:鲜酸反应后还有一定反应能力的酸液 活性酸:鲜酸和余酸的总称 残酸:完全失去活性,没有反应能力的酸 相同浓度条件下,鲜酸比余酸的反应速度快,因此常使用高浓度酸 (5)温度 (6)压力 333 温度/k 压力/Pa (7)其它影响因素 岩石的化学组分、物理化学性质、酸液粘度等。 提高酸化效果的措施:降低面容比,提高酸液流速,使用稠化盐酸、高浓 盐酸和多组分酸,以及降低井底温度等。 (三)碳酸盐岩基质酸化设计步骤 (1)确定地层破裂压力
3 (3)酸液的类型:强酸比弱酸的反应速度快。 (4)盐酸浓度 鲜酸:未与岩石发生化学反应的酸 余酸:鲜酸反应后还有一定反应能力的酸液 活性酸:鲜酸和余酸的总称 残酸:完全失去活性,没有反应能力的酸 相同浓度条件下,鲜酸比余酸的反应速度快,因此常使用高浓度酸。 (5)温度 (6)压力 (7) 其它影响因素 岩石的化学组分、物理化学性质、酸液粘度等。 提高酸化效果的措施:降低面容比,提高酸液流速,使用稠化盐酸、高浓 度 盐酸和多组分酸,以及降低井底温度等。 (三) 碳酸盐岩基质酸化设计步骤 (1)确定地层破裂压力;
(2)确定挤酸排量(为安全起见,挤酸排量不超过不压开地层的最大排量的90%) (3)确定最大施工压力(即泵压,通常最大注入压力按破裂压力与酸液静液柱压力之差 估算) (4)确定酸液类型(根据地层条件,可能使用盐酸与其它酸组成的混合酸);(5)确 定酸液用量:一般为酸液穿透距离内孔隙体积的2~4倍。经验值为04~2.5m3/m。 (5)确定酸液用量:一般为酸液穿透距离内孔隙体积的2~4倍。经验值为0.4 2.5m3/m (6)计算增产量 (7)经济评价 (8)方案优选。 第二节酸化压裂技术 酸化压裂(酸压):用酸液作为压裂液,不加支撑剂的压裂 酸压效果取决于产生的裂缝有效长度和导流能力 作用原理: √靠水力作用形成裂缝; 靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面,停泵卸压后,裂缝壁面不能 完全闭合,具有较高的导流能力,可达到提高地层渗透性的目的, 酸压与水力压裂相比 √相同点:基本原理和目的相同。 不同点:实现其导流性的方式不同。 (一)酸岩复相反应有效作用距离 活性酸的有效作用距离:酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离 裂缝的有效长度:活性酸的有效作用距离内仍具有相当导流能力的裂缝长度 1、酸岩反应的室内试验方法
4 (2)确定挤酸排量(为安全起见,挤酸排量不超过不压开地层的最大排量的 90%); (3)确定最大施工压力(即泵压,通常最大注入压力按破裂压力与酸液静液柱压力之差 估算); (4)确定酸液类型(根据地层条件,可能使用盐酸与其它酸组成的混合酸);(5)确 定酸液用量:一般为酸液穿透距离内孔隙体积的 2~4 倍。经验值为 0.4~2.5m3/m。 (5)确定酸液用量:一般为酸液穿透距离内孔隙体积的 2~4 倍。经验值为 0.4~ 2.5m3/m。 (6)计算增产量; (7)经济评价; (8)方案优选。 第二节 酸化压裂技术 酸化压裂(酸压):用酸液作为压裂液,不加支撑剂的压裂。 酸压效果取决于产生的裂缝有效长度和导流能力 作用原理: 靠水力作用形成裂缝 ; 靠酸液的溶蚀作用把裂缝的壁面溶蚀成凹凸不平的表面,停泵卸压后,裂缝壁面不能 完全闭合,具有较高的导流能力,可达到提高地层渗透性的目的。 酸压与水力压裂相比: 相同点:基本原理和目的相同。 不同点:实现其导流性的方式不同。 (一)酸岩复相反应有效作用距离 活性酸的有效作用距离:酸液由活性酸变为残酸之前所流经裂缝的距离 裂缝的有效长度:活性酸的有效作用距离内仍具有相当导流能力的裂缝长度 1、酸岩反应的室内试验方法
室内静态试验酸岩在高压釜内静止反应 试验 流动模拟试验:模拟地下反应情况 方法动态试验动力模拟试验 旋转圆盘试验)岩心转动而酸液静止 2、裂缝中酸浓度的分布规律 数学模拟:求出裂缝中酸浓度分布的数学规律 研究方法 物理模拟:确定H传质系数Dn (1)酸液在裂缝中流动反应的偏微分方程 假设 ①恒温恒压下,酸沿裂缝呈稳定层流状态: ②酸液为不可压缩液体 ③酸密度均 ④H+传质系数与浓度无关。 对流扩散偏微分方程:ax"oy 盐酸与石灰岩反应共边界条件为:(C(x,y==Co C(x,y).w 平均漏失速度v ay (2)酸浓度分布规律及计算图的应用
5 室内 试验 方法 静态试验 动态试验 酸岩在高压釜内静止反应 流动模拟试验:模拟地下反应情况 动力模拟试验 (旋转圆盘试验 ) 岩心转动而酸液静止 2、裂缝中酸浓度的分布规律 研究方法 数学模拟:求出裂缝中酸浓度分布的数学规律 物理模拟:确定H+传质系数 H D (1)酸液在裂缝中流动反应的偏微分方程 假设: ① 恒温恒压下,酸沿裂缝呈稳定层流状态; ② 酸液为不可压缩液体; ③ 酸密度均一; ④ H+传质系数与浓度无关。 2 2 y C D y C u x C ux y H 对流扩散偏微分方程: 盐酸与石灰岩反应,其边界条件为: 0 ( , ) 0 ( , ) 0 2 0 0 y w y x y C C x y C x y C (2)酸浓度分布规律及计算图的应用
C/C=0.9 2D 由浓度求作用距高 0.70.80.9 由作用距高离求浓度 无因次有效作用距离LD 有滤失情况下酸液有效作用距离计算图 破裂地层后某一时间t时活性酸有效作用距离的计算步骤: ①由滤失系数计算酸液平均滤失速度v ②计算时间t时的动态裂缝尺寸(长度L及平均缝宽); ③根据排量Q、油层有效厚度h及缝宽求裂缝入口端平 均流速%=Q ④假设通过室内流动模拟试验已确定H有效传质系数D-, 求皮克利特数Np =01曲线查出无因次距离数L; ⑥求酸液有效作用距离x= 3、确定有效传质系数的物理模拟原理 (1)物理模型的简化 假设岩板不滤失,对流扩散微分方程: aC a-C D (2)简化的偏微分方程的解 用分离变量法和傅立叶级数,得到x方向任一横断面上的平均酸浓度为:
6 H P D v w N 2 u w v x LD 0 2 由浓度求作用距离 由作用距离求浓度 有滤失情况下酸液有效作用距离计算图 破裂地层后某一时间 t 时活性酸有效作用距离的计算步骤: 3、确定有效传质系数的物理模拟原理 (1)物理模型的简化 假设岩板不滤失,对流扩散微分方程: 2 2 0 y C D x C u H (2)简化的偏微分方程的解 用分离变量法和傅立叶级数,得到 x 方向任一横断面上的平均酸浓度为:
80 n+1 C(x)= (2n+1) 令x=E exp n+1 T D+x T Lh n+1) 4.H有效传质系数的确定 根据流动模拟试验确定D。的步骤: (1)将岩样制成人工裂缝,恒温恒压下,将酸液以稳定的排量注入裂缝 (2)每隔一定时间于裂缝出口端取样,测定该时刻的残酸浓度C(),并 算出相对浓度C(L)/C。 (3〕根据相对浓度查数据表,得对应的无因次数群指数s值。与此同时, 测定该时刻酸液中Ca2的含量,计算溶解CaCO3体积,由此算出该时刻裂缝的 平均宽度w、酸液流速u以及Dn。用这一方法,可得各测点下C(L)、C(L)/C 5、w、B、Dn的数据 (4)根据流动雷诺数N w为动态裂缝平均宽度,cm;u为酸液 在裂缝内流速,cms;v为酸液运动粘度,cm3s),最后整理为一系列D N2。数据,并作成曲线图以供使用。 (二)前置液酸压设计方法 前置液酸压:酸压中,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。 特点:形成较宽、较长的裂缝 作用机理 √减少了裂缝的面容比,从而降低酸液的反应速度,增大酸的有效作用距离 √前置液预先冷却了地层,岩石温度下降,能起缓蚀作用 粘度很小的酸液不会均匀地把高粘前置液顶替走,而是在高粘液体中形成指进现象,由 于减少了接触表面积,一方面降低了漏失量,另一方面又减缓了酸液反应速度 前置液酸压设计步骤 1.计算裂缝几何尺寸 简化认为:裂缝的几何尺寸由注入的前置液造成
7 0 2 2 2 0 2 1 8 exp 2 1 ( ) n n C n s C x 令 x=L: 0 2 2 2 0 2 1 ( ) 8 exp 2 1 n n n s C C L H H D Qw Lh u w D x s 2 2 0 2 , , (二)前置液酸压设计方法 前置液酸压:酸压中,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。 特点:形成较宽、较长的裂缝 作用机理 减少了裂缝的面容比,从而降低酸液的反应速度,增大酸的有效作用距离; 前置液预先冷却了地层,岩石温度下降,能起缓蚀作用; 粘度很小的酸液不会均匀地把高粘前置液顶替走,而是在高粘液体中形成指进现象,由 于减少了接触表面积,一方面降低了漏失量,另一方面又减缓了酸液反应速度。 前置液酸压设计步骤: 1. 计算裂缝几何尺寸 简化认为:裂缝的几何尺寸由注入的前置液造成
L=Ovi L一单翼缝长,m;g一总注入排量,m3/min; 2丌h,C —施工时间,min;h一缝高,m C—综合滤失系数,m√min 缝口(最大)宽度,m Ⅱ—压裂液粘度,Pas;G一剪切模量,MPa W一平均缝宽,m。 2.计算缝中酸液温度 般设计中可简化为在某一平均温度下的酸的反应 3.计算酸液有效作用距离 4.酸压后裂缝导流能力的计算 般计算中先求出在壁面上均匀溶蚀的缝宽,然后再考虑裂缝在应力作用下的导流能 力FF XOt FRCD=C, exp(-142c,p) 2Lb(1-p) C1=3.902931×1071247 嵌入压力 (13.457-1.3mSg)/100,S≤140MPa (241-028hS)/100,05140Ma 5.增产比的计算 McGuire- Sikora增产倍数曲线; Raymond-Binder计算式: R +h zkx tw(k-k In 兀kr;+w(k-k) 第三节砂岩地层的土酸处理
8 h C Q t L f 2 0.25 2 max 0.024 Ghf Q L w max 4 w w 2. 计算缝中酸液温度 一般设计中可简化为在某一平均温度下的酸的反应。 3. 计算酸液有效作用距离 4. 酸压后裂缝导流能力的计算 一般计算中先求出在壁面上均匀溶蚀的缝宽,然后再考虑裂缝在应力作用下的导流能 力 FRCD。 2 (1) e f a L h XQt w exp( 142 ) 1 2 pc FRCD c c 7 2.47 1 3.902931 10 wa c (2.41 0.28ln )/1000 140MPa (13.457 1.3ln )/1000 140MPa 2 RE RE RE RE S S S S c , , , 嵌入压力 5. 增产比的计算 McGuire-Sikora 增产倍数曲线; Raymond-Binder 计算式: ( ) ( ) ln ln ln 0 kr w k k k x w k k x R r R J J w f f f f e w e 第三节 砂岩地层的土酸处理
砂岩组成:砂粒+粒间胶结物 砂粒:石英和长石 胶结物:硅酸盐类(粘土)和碳酸盐类。 砂岩地层的酸处理,就是通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒,或者溶解孔隙中 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 砂岩地层的酸处理多采用土酸进行处理 土酸( Mud Acid):由10~15%的盐酸和3%~8%的氢氟酸构成的混合酸。 注意:有时氢氟酸浓度会超过盐酸浓度,现场常称这种土酸为逆土酸。 (一)土酸处理原理 氢氟酸(HF)是强酸,对砂岩中的一切成分(石英、粘土、碳酸盐)都有溶蚀能力, 但不能单独用氢氟酸,而要和盐酸混合配制成土酸,其主要原因: 1、防止产生沉淀物 2HF+ CacQ,=CaF2+CO2+H,O 16HE+CaSO,=+2AE+2S正↑+8HO 当液度物为碳钙当陵液度低 时,处于沉降状态俩长石有盐时,可维持较 低的pH,以提高CaF2时落解度 6HF+SIO,=H2SiF6 +2H,O 反应生成的氟硅酸(H2SiF6)在水中可解离为H+和SF62-,而后者又能和地层水中 的Ca2+、Na、NH4+等离子相结合。生成的CaSi6易溶于水,不会产生沉淀,而 NasIr6 为不溶物质会堵塞地层。 做法:在酸处理过程中,应先将地层水顶替走,避免与氢氟酸接触。处理时一般用盐 酸作为预冲洗液来实现这一目的。 2、扩大作用范围 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。但盐酸和碳酸 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
9 砂岩组成:砂粒 + 粒间胶结物 砂粒:石英和长石 胶结物:硅酸盐类(粘土)和碳酸盐类。 砂岩地层的酸处理,就是通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒,或者溶解孔隙中 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。 砂岩地层的酸处理多采用土酸进行处理。 土酸(Mud Acid):由 10~15%的盐酸和 3%~8%的氢氟酸构成的混合酸。 注意:有时氢氟酸浓度会超过盐酸浓度,现场常称这种土酸为逆土酸。 (一)土酸处理原理 氢氟酸(HF)是强酸,对砂岩中的一切成分(石英、粘土、碳酸盐)都有溶蚀能力, 但不能单独用氢氟酸,而要和盐酸混合配制成土酸,其主要原因: 1、防止产生沉淀物 当酸浓度高时,CaF2处于溶解状态,当酸浓度低 时,处于沉降状态。土酸中包含有盐酸时,可维持较 低的pH值,以提高CaF2的溶解度。 2HF CaCO3 CaF2 CO2 H2O 16HF CaAl2SiO3 CaF2 2AlF3 2SiF4 8H2O 钙长石 胶结物为碳酸钙 6HF SiO2 H2SiF6 2H2O 反应生成的氟硅酸(H2SiF6)在水中可解离为 H+和 SiF62-,而后者又能和地层水中 的 Ca2+、Na+、NH4+ 等离子相结合。生成的 CaSiF6 易溶于水,不会产生沉淀,而 Na2SiF6 为不溶物质会堵塞地层。 做法:在酸处理过程中,应先将地层水顶替走,避免与氢氟酸接触。处理时一般用盐 酸作为预冲洗液来实现这一目的。 2、扩大作用范围 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。但盐酸和碳酸 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
依靠土酸液中的盐酸成分溶蚀碳酸盐类物质,并维持酸液较低的pH值,依靠氢氟酸成 分溶蚀泥质成分和部分石英颗粒。 (二)土酸处理涉及 1、土酸酸化设计步骤 确信处理井是由于油气层损害造成的低产或低注入量 根据室内岩心实验确定适宜的处理液配方:包括能清除损害、不形成二次沉淀酸液 及添加剂等 确定注入压力或注入排量,施工压力是以井底压力低于破裂压力为原则的。 确定处理液量,一般都用经验方法。 砂岩地层的土酸处理液一般都由三部分组成:前置液(预冲洗液)、酸化液、替置 液(后冲洗液)。 ①前置液预冲洗量:一般根据地层碳酸盐和粘土含量以及地层的滲透率大小,使用 5~15%的盐酸或5~10%的醋酸,冲洗液量可以根据损害半径来确定。 ②土酸液量:一般都用经验方法确定某一油层的用酸量。如我国华北某油田,通常用 量为每米油层厚度06~1.75m3,国外通常为1.55~2484m3。土酸的用量和氢氟酸的浓度 都应有所控制,土酸用量一般不宜超过预处理的盐酸用量,反应时间一般不超过8~12h 地层温度高时,可缩短为6~8h,最好根据岩心模拟试验确定 ③后冲洗液量:后冲洗液的作用在于将正规处理酸液驱离井筒半径12~15倍以外 否则,残酸中的反应产物沉淀会降低产量。推荐的后冲洗液有:对油井,使用NH4Cl、柴 油或5~75%;对气井使用NH4Cl、氮气或5~7.5%的HCl 2、提高土酸处理效果的方法 (1)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 (2)提高土酸处理效果的方法 就地产生氢氟酸 ①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。 ◎利用粘土矿物的离子交换性质,交替顺序地注入酸溶液与氟化铵溶液,在粘土颗粒上 就地产生氢氟酸(自生土酸)。 使用替换酸,如应用最多的氟硼酸,氟硼酸水解后生成氢氟酸
10 依靠土酸液中的盐酸成分溶蚀碳酸盐类物质,并维持酸液较低的 pH 值,依靠氢氟酸成 分溶蚀泥质成分和部分石英颗粒。 (二)土酸处理涉及 1、土酸酸化设计步骤 确信处理井是由于油气层损害造成的低产或低注入量; 根据室内岩 心实验确定适宜的处理液配方;包括能清除损害、不形成二次沉淀酸液 及添加剂等。 确定注入压力或注入排量,施工压力是以井底压力低于破裂压力为原则的。 确定处理液量,一般都用经验方法。 砂岩地层的土酸处理液一般都由三部分组成:前置液(预冲洗液)、酸化液、替置 液(后冲洗液)。 ① 前置液预冲洗量:一般根据地层碳酸盐和粘土含量以及地层的渗透率大小,使用 5~15%的盐酸或 5~10%的醋酸,冲洗液量可以根据损害半径来确定。 ② 土酸液量:一般都用经验方法确定某一油层的用酸量。如我国华北某油田,通常用 量为每米油层厚度 0.6~1.75 m3,国外通常为 1.55~2.484 m3。土酸的用量和氢氟酸的浓度 都应有所控制,土酸用量一般不宜超过预处理的盐酸用量,反应时间一般不超过 8~12h, 地层温度高时,可缩短为 6~8h,最好根据岩心模拟试验确定。 ③ 后冲洗液量:后冲洗液的作用在于将正规处理酸液驱离井筒半径 12~15 倍以外, 否则,残酸中的反应产物沉淀会降低产量。推荐的后冲洗液有:对油井,使用 NH4Cl、柴 油或 5~7.5%;对气井使用 NH4Cl、氮气或 5~7.5%的 HCl。 2、提高土酸处理效果的方法 (1) 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。 (2)提高土酸处理效果的方法 就地产生氢氟酸 ○1 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,交替顺序地注入酸溶液与氟化铵溶液,在粘土颗粒上 就地产生氢氟酸(自生土酸)。 使用替换酸,如应用最多的氟硼酸,氟硼酸水解后生成氢氟酸