1、第七章 酸處理技術(shù)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：1、碳酸鹽巖地層鹽酸處理、碳酸鹽巖地層鹽酸處理2、酸化壓裂技術(shù)、酸化壓裂技術(shù)3、砂巖油氣層的土酸處理、砂巖油氣層的土酸處理4、酸液及添加劑、酸液及添加劑5、酸處理工藝、酸處理工藝酸化原理酸化原理:通過酸液對(duì)巖石膠結(jié)物或地層孔隙、裂縫內(nèi)堵通過酸液對(duì)巖石膠結(jié)物或地層孔隙、裂縫內(nèi)堵塞物塞物( (粘土、鉆井泥漿、完井液粘土、鉆井泥漿、完井液) )等等的溶解和溶蝕作用，的溶解和溶蝕作用，恢復(fù)或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。恢復(fù)或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。酸化分類酸化分類：按照工藝可分為酸洗、基質(zhì)酸化和壓裂酸化。按照工藝可分為酸洗、基質(zhì)酸化和壓裂酸化。酸洗酸洗：將少量

2、酸液注入井筒內(nèi)，：將少量酸液注入井筒內(nèi)，清清除井筒孔眼中酸溶性除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及結(jié)垢等，并疏通射孔孔眼；顆粒和鉆屑及結(jié)垢等，并疏通射孔孔眼；常規(guī)酸化常規(guī)酸化（基質(zhì)酸化基質(zhì)酸化和解堵酸化）和解堵酸化）：在低于巖石破裂壓：在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層，依靠酸液的溶蝕作用恢復(fù)或提高井力下將酸注入地層，依靠酸液的溶蝕作用恢復(fù)或提高井筒附近較大范圍內(nèi)油層的滲透性；筒附近較大范圍內(nèi)油層的滲透性；壓裂酸化壓裂酸化( (酸壓酸壓) )：在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層，：在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層，在地層內(nèi)形成裂縫，通過酸液對(duì)裂縫壁面物質(zhì)的不均勻在地層內(nèi)形成裂縫，通過酸液對(duì)裂縫壁面物質(zhì)的

3、不均勻溶蝕形成高導(dǎo)流能力的裂縫。溶蝕形成高導(dǎo)流能力的裂縫。油水分離裝置油水分離裝置酸化工藝過程儲(chǔ)層：儲(chǔ)層：碳酸鹽地層碳酸鹽地層 砂巖地層砂巖地層 鹽酸鹽酸土酸（鹽酸土酸（鹽酸+氫氟酸）氫氟酸） 碳酸鹽碳酸鹽地層：地層：(1)礦物成分是方解石礦物成分是方解石(CaCO3)和白云石和白云石CaMg(CO3)2;(2)儲(chǔ)集空間為孔隙、裂縫；儲(chǔ)集空間為孔隙、裂縫；第一節(jié) 碳酸鹽巖地層的鹽酸處理第一節(jié) 碳酸鹽巖地層的鹽酸處理酸處理目的：酸處理目的：解除孔隙、裂縫中的堵塞物質(zhì)，或擴(kuò)解除孔隙、裂縫中的堵塞物質(zhì)，或擴(kuò)大溝通油氣巖層原有的孔隙和裂縫，大溝通油氣巖層原有的孔隙和裂縫，提高油氣層的滲流性提高油氣層的

4、滲流性一、鹽酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)一、鹽酸與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng)2 2HCl+CaCOHCl+CaCO3 3CaClCaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 24HCl+MgCa(CO4HCl+MgCa(CO3 3) )2 2CaClCaCl2 2+MgCl+MgCl2 2+2H+2H2 2O+2COO+2CO2 2 2HCl+CaCO3=CaCl2+H2O+CO2 73 100 111 18 44 1m3,28% 320 438 486 79 193 (kg) 液重液重1140kg相當(dāng)于相當(dāng)于0.162m3體積體積以以CaCOCaCO3 3為例說明其反應(yīng)過程為例說明其反應(yīng)過程第一節(jié) 碳酸

5、鹽巖地層的鹽酸處理 酸處理后，地層的滲透性能否得到改善，不僅取決于酸處理后，地層的滲透性能否得到改善，不僅取決于所溶解的碳酸鹽巖，還取決于反應(yīng)生成物的狀態(tài)。如果反所溶解的碳酸鹽巖，還取決于反應(yīng)生成物的狀態(tài)。如果反應(yīng)生成物都沉淀在孔隙里或裂縫里，或者即使不沉淀，但應(yīng)生成物都沉淀在孔隙里或裂縫里，或者即使不沉淀，但粘度很大，在現(xiàn)有工藝條件下排不出來，那么，即使巖石粘度很大，在現(xiàn)有工藝條件下排不出來，那么，即使巖石被溶解掉了，但對(duì)于地層滲透性的改善仍是無濟(jì)于事的。被溶解掉了，但對(duì)于地層滲透性的改善仍是無濟(jì)于事的。 假設(shè)反應(yīng)生成物氯化鈣假設(shè)反應(yīng)生成物氯化鈣全部溶解于水，則此時(shí)氯化全部溶解于水，則此時(shí)氯

6、化鈣的重量濃度鈣的重量濃度35% 當(dāng)溫度為當(dāng)溫度為30時(shí)，氯化時(shí)，氯化鈣的溶解度為鈣的溶解度為52%，此值大，此值大大超過了大超過了35%。因此，。因此，氯化氯化鈣是溶解狀態(tài)鈣是溶解狀態(tài)，不會(huì)沉淀。，不會(huì)沉淀。 48679)(3201140(486%35水重）氯化鈣氯化鈣1）反應(yīng)生成物的狀態(tài)）反應(yīng)生成物的狀態(tài) 193kg的的CO2 在標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積為狀態(tài)下的體積為98m3。 設(shè)地層溫度為設(shè)地層溫度為75，地層壓力為地層壓力為20 MPa，則，則1m3殘酸液中只能溶解殘酸液中只能溶解5m3 (標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn))，剩下，剩下93m3 (標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn))則仍為氣態(tài)，在該地層條則仍為氣態(tài)，在該地層條件下，約

7、為件下，約為0.59m3，主要，主要呈呈小氣泡小氣泡分散在殘酸水中，分散在殘酸水中， 有助于殘酸溶液從油氣層有助于殘酸溶液從油氣層中排出。中排出。 CO2 生成物氯化鈣：生成物氯化鈣：全部溶解于殘酸中，其密全部溶解于殘酸中，其密度和粘度都比水高。度和粘度都比水高。這種粘度較高的溶液：這種粘度較高的溶液： 有利：攜帶固體微粒的能力較強(qiáng)，能有利：攜帶固體微粒的能力較強(qiáng)，能 把酸把酸 處理時(shí)從地層中脫落下來的微粒帶處理時(shí)從地層中脫落下來的微粒帶 走，防止堵塞；走，防止堵塞； 不利：流動(dòng)阻力增大，對(duì)滲流不利。不利：流動(dòng)阻力增大，對(duì)滲流不利。 CO2氣泡：氣泡：從相滲和飽和度來作具體分析。從相滲和飽和度

8、來作具體分析。2）反應(yīng)生成物對(duì)滲流的影響）反應(yīng)生成物對(duì)滲流的影響 其他：其他： 殘酸液一般都具有較高的界面張力，有時(shí)殘酸液和殘酸液一般都具有較高的界面張力，有時(shí)殘酸液和地層油還會(huì)形成乳狀液。這種乳狀液有時(shí)地層油還會(huì)形成乳狀液。這種乳狀液有時(shí) 相當(dāng)穩(wěn)定，相當(dāng)穩(wěn)定，對(duì)地層滲流非常不利。對(duì)地層滲流非常不利。當(dāng)酸濃度降低到一定程度當(dāng)酸濃度降低到一定程度(如如2%3%)，基本上，基本上已失去溶蝕能力的酸液。已失去溶蝕能力的酸液。 油氣層中含有油氣層中含有Al2O3，F(xiàn)e2O3，F(xiàn)eS等雜質(zhì)，在鹽酸等雜質(zhì)，在鹽酸與碳酸鹽反應(yīng)的同時(shí)，也會(huì)生成與碳酸鹽反應(yīng)的同時(shí)，也會(huì)生成AlCl3 ,FeCl3 。 再經(jīng)過水

9、解反應(yīng)產(chǎn)生再經(jīng)過水解反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)3，Al(OH)3沉淀，這些膠沉淀，這些膠狀物是很難從地層中排出來的，形成了所謂二次沉淀，狀物是很難從地層中排出來的，形成了所謂二次沉淀，堵塞地層裂縫，對(duì)滲流極為不利。堵塞地層裂縫，對(duì)滲流極為不利。 鹽酸溶解碳酸鹽巖的過程，就是鹽鹽酸溶解碳酸鹽巖的過程，就是鹽酸被中和或被消耗的過程。這一過程進(jìn)酸被中和或被消耗的過程。這一過程進(jìn)行的快慢，可用鹽酸與碳酸鹽巖的行的快慢，可用鹽酸與碳酸鹽巖的反應(yīng)反應(yīng)速度速度（酸巖反應(yīng)速度）來表示。（酸巖反應(yīng)速度）來表示。 3) 酸酸-巖化學(xué)反應(yīng)速度巖化學(xué)反應(yīng)速度 酸巖反應(yīng)速度：酸巖反應(yīng)速度：指單位時(shí)間內(nèi)酸指單位時(shí)間內(nèi)酸濃度降低

10、量。濃度降低量。從酸液角度看酸巖反應(yīng)速度從酸液角度看酸巖反應(yīng)速度 酸巖反應(yīng)酸巖反應(yīng)(固液相反應(yīng)固液相反應(yīng))是是復(fù)相反應(yīng)復(fù)相反應(yīng)，其特點(diǎn)是，其特點(diǎn)是反應(yīng)只能在反應(yīng)只能在相接觸界面相接觸界面上進(jìn)行。把與酸液接觸上進(jìn)行。把與酸液接觸的巖石看成為一個(gè)壁面。的巖石看成為一個(gè)壁面。3) 酸酸-巖化學(xué)反應(yīng)速度巖化學(xué)反應(yīng)速度酸巖酸巖復(fù)相復(fù)相反應(yīng)速度：反應(yīng)速度：指單位指單位時(shí)間內(nèi)巖石單位反應(yīng)面積時(shí)間內(nèi)巖石單位反應(yīng)面積的溶蝕量。的溶蝕量。從巖石角度看酸巖反應(yīng)速度從巖石角度看酸巖反應(yīng)速度 酸液里的酸液里的H+在巖面上與碳酸巖的反在巖面上與碳酸巖的反應(yīng)。在恒溫、恒壓下，酸巖反應(yīng)速度的數(shù)學(xué)表應(yīng)。在恒溫、恒壓下，酸巖反應(yīng)

11、速度的數(shù)學(xué)表達(dá)式達(dá)式:nkctc/3) 酸酸-巖化學(xué)反應(yīng)速度巖化學(xué)反應(yīng)速度表面化學(xué)反應(yīng)表面化學(xué)反應(yīng)鹽酸與石灰?guī)r地層的鹽酸與石灰?guī)r地層的表面反應(yīng)表面反應(yīng)速度非常快速度非常快，幾乎是，幾乎是H+一接觸一接觸巖面，立刻就反應(yīng)完了。巖面，立刻就反應(yīng)完了。 H+在在巖面上反應(yīng)后，就在接近巖面巖面上反應(yīng)后，就在接近巖面的液層里堆積起生成物、氣泡。的液層里堆積起生成物、氣泡。 巖面附近這一堆積生成物的微巖面附近這一堆積生成物的微薄液層為薄液層為。 圖7-2 擴(kuò)散邊界層的濃度分布溶液內(nèi)部：沒有離子濃度差邊界層內(nèi)部：存在離子濃度差 由于邊界層內(nèi)存在離子濃度差，反應(yīng)物和生成物在各自的離子濃度梯度作用下向相反的方向

12、傳遞。這種由于離子濃度差而產(chǎn)這種由于離子濃度差而產(chǎn)生的離子移動(dòng)，稱為生的離子移動(dòng)，稱為離子離子的擴(kuò)散作用的擴(kuò)散作用。擴(kuò)散邊界層和離子的擴(kuò)散作用3) 酸酸-巖化學(xué)反應(yīng)速度巖化學(xué)反應(yīng)速度對(duì)流作用3) 酸-巖化學(xué)反應(yīng)速度a) 自然對(duì)流作用：自然對(duì)流作用： 由于因由于因密度差異密度差異而產(chǎn)而產(chǎn)生的離子移動(dòng)。生的離子移動(dòng)。b) 強(qiáng)迫對(duì)流作用：強(qiáng)迫對(duì)流作用： 由于裂隙壁面十分由于裂隙壁面十分粗粗糙糙，極不規(guī)則，容易，極不規(guī)則，容易形成形成旋渦旋渦，所以，將會(huì)產(chǎn)生離，所以，將會(huì)產(chǎn)生離子的強(qiáng)迫對(duì)流作用子的強(qiáng)迫對(duì)流作用 。3) 酸酸-巖化學(xué)反應(yīng)速度巖化學(xué)反應(yīng)速度酸液中酸液中H H+ +的傳遞方式：的傳遞方式：對(duì)

13、流和擴(kuò)散對(duì)流和擴(kuò)散H H+ +的傳質(zhì)速度的傳質(zhì)速度：H H+ +透過邊界層達(dá)到巖透過邊界層達(dá)到巖面的速度。面的速度。菲克定律：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過菲克定律：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過與濃度梯度垂直的單位面積與濃度梯度垂直的單位面積上的上的H+H+的流通量。的流通量。HCuDy酸酸-巖過程：巖過程： （ 1）酸液中的）酸液中的H+傳傳遞到碳酸鹽巖表面；遞到碳酸鹽巖表面； （2）H+在巖面上與在巖面上與碳酸鹽巖進(jìn)行反應(yīng)；碳酸鹽巖進(jìn)行反應(yīng)； （3）反應(yīng)生成物）反應(yīng)生成物Ca2+、Mg2+和和CO2氣泡氣泡離開巖面。離開巖面。3) 酸酸-巖化學(xué)反應(yīng)速度巖化學(xué)反應(yīng)速度表面化學(xué)反應(yīng)酸酸-巖過程：巖過程： （ 1）酸液中的）

14、酸液中的H+傳遞到碳酸鹽巖表面；傳遞到碳酸鹽巖表面； （2）H+在巖面上在巖面上與碳酸鹽巖進(jìn)行反應(yīng)；與碳酸鹽巖進(jìn)行反應(yīng)； （3）反應(yīng)生成物）反應(yīng)生成物Ca2+、Mg2+和和CO2氣氣泡離開巖面。泡離開巖面。3) 酸酸-巖化學(xué)反應(yīng)速度巖化學(xué)反應(yīng)速度影響反應(yīng)速度因素：影響反應(yīng)速度因素：H H+ +傳質(zhì)速度傳質(zhì)速度( (最慢最慢) )H H+ +反應(yīng)速度（反應(yīng)速度（最快最快）生成物離開巖面速度生成物離開巖面速度整個(gè)復(fù)相反應(yīng)中，主要取決整個(gè)復(fù)相反應(yīng)中，主要取決于于H+的傳質(zhì)速度。的傳質(zhì)速度。nkctc/菲克定律菲克定律二、影響酸巖反應(yīng)速度的因素(一)酸巖復(fù)相反應(yīng)速度表達(dá)式酸巖復(fù)相酸巖復(fù)相反應(yīng)速度反應(yīng)速

15、度主要取決于主要取決于H+的傳質(zhì)速度的傳質(zhì)速度，根據(jù)菲克定律，導(dǎo)出表示酸巖反應(yīng)速度和擴(kuò)散邊界層內(nèi)離子濃度梯度的關(guān)系式：HCSCDtVy酸巖瞬間的反應(yīng)速度H+的傳質(zhì)系數(shù)面容比酸液濃度梯度面容比：面容比： 巖石反應(yīng)表面積與酸液體積之比 當(dāng)其它條件不變時(shí)，面容比越大，當(dāng)其它條件不變時(shí)，面容比越大，單位體積酸液中單位體積酸液中H+的傳遞到巖面的數(shù)的傳遞到巖面的數(shù)量越多，反應(yīng)速度就越快。地層中的裂量越多，反應(yīng)速度就越快。地層中的裂縫越寬，縫越寬，面容比越小，則酸巖反應(yīng)速度面容比越小，則酸巖反應(yīng)速度越慢越慢。)(ycVADtcH（二）影響酸巖復(fù)相反應(yīng)速度的因素分析流速增大，反應(yīng)速度加快。流速增大，反應(yīng)速度

16、加快。低速時(shí)低速時(shí)，流速對(duì)反應(yīng)速度并無顯著的影響；，流速對(duì)反應(yīng)速度并無顯著的影響；高速時(shí)高速時(shí)，由于酸液液流的攪拌作用，離子的，由于酸液液流的攪拌作用，離子的強(qiáng)迫對(duì)流作用大大加強(qiáng)，強(qiáng)迫對(duì)流作用大大加強(qiáng)， H+的傳質(zhì)速度顯著的傳質(zhì)速度顯著增加，致使反應(yīng)速度隨流速增加而明顯加快。增加，致使反應(yīng)速度隨流速增加而明顯加快。 提高注酸排量可以增加活性酸深入地層的距離。提高注酸排量可以增加活性酸深入地層的距離。（為什么？）（為什么？） （二）影響酸巖復(fù)相反應(yīng)速度的因素分析 各種類型的酸液，其各種類型的酸液，其電離度電離度相差很大。分析：若近似相差很大。分析：若近似認(rèn)為邊界內(nèi)認(rèn)為邊界內(nèi)H+濃度呈線性變化，酸

17、溶液內(nèi)部濃度呈線性變化，酸溶液內(nèi)部H+濃度濃度c，巖，巖面上面上H+濃度濃度Cs，邊界層厚度，邊界層厚度，則，則)(sHccVADtccVADtcH 對(duì)酸與石灰?guī)r反應(yīng)來說，對(duì)酸與石灰?guī)r反應(yīng)來說，由于表面反應(yīng)速度極快，故由于表面反應(yīng)速度極快，故可認(rèn)為可認(rèn)為Cs=0，則上式，則上式反應(yīng)速度與酸溶液內(nèi)部反應(yīng)速度與酸溶液內(nèi)部H+濃度正比。因此，采用強(qiáng)酸時(shí)濃度正比。因此，采用強(qiáng)酸時(shí)反應(yīng)速度快，采用弱酸時(shí)反應(yīng)速度慢反應(yīng)速度快，采用弱酸時(shí)反應(yīng)速度慢。3.酸液的類型（二）影響酸巖復(fù)相反應(yīng)速度的因素分析（二）影響酸巖復(fù)相反應(yīng)速度的因素分析圖7-3 鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)反應(yīng)速度的影響2425實(shí)線：實(shí)線：各種濃度的各種濃

18、度的鮮酸鮮酸的初始反應(yīng)速度的初始反應(yīng)速度: : 1 1）當(dāng)鹽酸濃度當(dāng)鹽酸濃度 24% 24%24%后后, ,濃度增加則初始反應(yīng)速度反而下濃度增加則初始反應(yīng)速度反而下降。降。虛線：虛線：各種不同初始濃度的鮮酸在反應(yīng)各種不同初始濃度的鮮酸在反應(yīng)過程中，其反應(yīng)速度的變化規(guī)律過程中，其反應(yīng)速度的變化規(guī)律 : : 濃濃酸的初始反應(yīng)速度雖然較快，但當(dāng)其變酸的初始反應(yīng)速度雖然較快，但當(dāng)其變?yōu)闉?5%15%濃度的濃度的余酸余酸時(shí)，其反應(yīng)速度就比時(shí)，其反應(yīng)速度就比15%15%濃度的鮮酸反應(yīng)速度慢得多，初始濃度的鮮酸反應(yīng)速度慢得多，初始濃度越高，余酸的反應(yīng)速度越慢。這說濃度越高，余酸的反應(yīng)速度越慢。這說明明濃酸的

19、反應(yīng)時(shí)間比稀酸的反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)濃酸的反應(yīng)時(shí)間比稀酸的反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，有效作用距離遠(yuǎn)。有效作用距離遠(yuǎn)。 4.酸濃度1515電離度和酸濃電離度和酸濃度，酸濃度愈度，酸濃度愈高，電離度愈高，電離度愈小。小。同離子效應(yīng)同離子效應(yīng)cVADtcH高濃度鹽酸處理的優(yōu)點(diǎn)：高濃度鹽酸處理的優(yōu)點(diǎn)：(1) 濃度越高，其溶蝕能力越強(qiáng)，溶解一定體積的碳酸鹽巖石所需要的濃酸體積較少，殘酸溶液也較少，易于從油、氣層中排出。(2) 能解決酸化中的腐蝕問題，可獲得較好的酸化效果。(3) 高濃度鹽酸活性耗完時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)，酸液滲入油氣層的深度也較大，酸化效果好。5、溫度溫度升高，H+熱運(yùn)動(dòng)加劇，傳質(zhì)速度加快，酸巖反應(yīng)速度加快圖7-4 溫度對(duì)

20、反應(yīng)速度的影響6、壓力壓力增加，反應(yīng)速度減慢圖7-5 壓力對(duì)反應(yīng)速度的影響7、其它因素 巖石的化學(xué)組分、物理化學(xué)性質(zhì)、酸液粘度等:酸液由活性酸變?yōu)樗嵋河苫钚运嶙優(yōu)闅埶嶂八鹘?jīng)裂縫的距離。殘酸之前所流經(jīng)裂縫的距離。 酸壓時(shí)，酸液沿裂縫向地層深部流動(dòng)，酸壓時(shí)，酸液沿裂縫向地層深部流動(dòng)，酸濃度逐漸降低。當(dāng)酸濃度降低到一定程度酸濃度逐漸降低。當(dāng)酸濃度降低到一定程度(如如2%3%)，基本上已失去溶蝕能力的酸液。，基本上已失去溶蝕能力的酸液。 提高酸化效果的措施提高酸化效果的措施：降低面容比,提高酸液流速,使用稠化鹽酸、高濃度鹽酸和多組分酸，以及降低井底溫度等。（三）酸液的有效作用距離第二節(jié) 酸化壓裂技

21、術(shù)酸化壓裂： 用酸液作為壓裂液，不加支撐劑的壓裂。作用原理作用原理：(1) 靠水力作用形成裂縫；(2) 靠酸液的溶蝕作用把裂縫的壁面溶蝕成凹凸不平的表面，停泵卸壓后，裂縫壁面不能完全閉合，具有較高的導(dǎo)流能力，可達(dá)到提高地層滲透性的目的。相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：基本原理和目的相同。不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)其導(dǎo)流性的方式不同。裂縫有效長(zhǎng)度導(dǎo)流能力酸液的濾失特性取決于酸液對(duì)地層巖石礦物的溶解量以及不均勻刻蝕的程度酸壓效果酸巖反應(yīng)速度裂縫內(nèi)的流速控制一、酸液的濾失濾失主要受酸液的粘度控制 用壓裂液的濾失系數(shù)CI公式計(jì)算控制酸液的濾失常用的方法和措施控制酸液的濾失常用的方法和措施(1)固相防濾失劑硅粉：添滿或橋塞酸

22、蝕孔道和天然裂縫。刺梧桐膠質(zhì)：在酸中膨脹并形成鼓起的小顆粒，在裂縫壁面形成橋塞，阻止酸蝕孔道的發(fā)展，降低濾失面積。大顆粒堵塞大的孔隙；親油的樹脂形成更小的顆粒，變形后堵塞大顆粒的孔隙，從而有效地降低酸液的濾失。粒徑大小不等的油溶樹脂：(2)前置液酸壓優(yōu)點(diǎn)：(1) 采用前置液破裂地層形成裂縫，并在裂縫壁面形成濾餅，可以降低活性酸的濾失；(2) 冷卻井筒和地層，減緩酸液對(duì)油管的腐蝕，降低酸巖反應(yīng)速度，增大酸液有效作用距離。(3)膠化酸以某些表面活性劑作酸液的稠化劑，能夠形成類似于鏈狀結(jié)構(gòu)的膠束稠化酸。優(yōu)點(diǎn)：(1)受剪切后膠束鏈能很快重新形成,穩(wěn)定性好；(2)粘度大,在形成廢酸前能有效地防止酸液濾失

23、。(4)乳化酸和泡沫酸二、酸液的損耗影響酸沿碳酸鹽巖地層裂縫行進(jìn)距離的因素： 酸液的類型、酸液濃度、注入速度、地層溫度、裂縫寬度及地層礦物成分等圖7-6 注入速率對(duì)酸穿透距離影響注入速率增加，穿透距離增加圖7-8 溫度及酸濃度與酸穿透距離關(guān)系圖7-7 裂縫寬度對(duì)酸穿透距離影響裂縫寬度增加，穿透距離增加溫度增加，穿透距離減小濃度增加，穿透距離增加三、酸巖復(fù)相反應(yīng)有效作用距離殘酸殘酸：當(dāng)酸濃度降低到一定濃度時(shí)，酸液基本上失去溶蝕能力。活性酸的有效作用距離：活性酸的有效作用距離：酸液由活性酸變?yōu)闅埶嶂八鹘?jīng)裂縫的距離。裂縫的有效長(zhǎng)度：裂縫的有效長(zhǎng)度：酸液由活性酸變?yōu)闅埶嶂八鹘?jīng)裂縫的距離。(一)

24、酸巖反應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)方法簡(jiǎn)介靜態(tài)試驗(yàn)靜態(tài)試驗(yàn)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)恒溫、恒壓、恒面容比；靜止反應(yīng)；定時(shí)測(cè)量酸濃度和巖石溶蝕量(高溫高壓反應(yīng)釜)流動(dòng)模擬試驗(yàn)流動(dòng)模擬試驗(yàn)動(dòng)力模擬試驗(yàn)動(dòng)力模擬試驗(yàn)?zāi)M酸液在地下流動(dòng)反應(yīng)的情況巖心轉(zhuǎn)動(dòng)而酸液靜止，利用相似模擬處理方法(二)裂縫中酸濃度的分布規(guī)律研究方法研究方法數(shù)學(xué)模擬： 求出裂縫中酸濃度分布物理模擬： 確定H+傳質(zhì)系數(shù)DH+1.酸液在裂縫中流動(dòng)反應(yīng)的偏微分方程基本假設(shè)：恒溫恒壓下，酸沿裂縫呈穩(wěn)定層流狀態(tài)；酸液為不可壓縮液體；酸密度均一；傳質(zhì)系數(shù)與濃度無關(guān)。22HyxyCDyCuxCu對(duì)流擴(kuò)散偏微分方程：2.酸濃度分布規(guī)律及計(jì)算圖的應(yīng)用邊界條件0yC0y,xCC

25、y,xC0y2Wy00 x（1）裂縫入口端酸濃度為初始濃度C0（2）裂縫壁面處，對(duì)鹽酸與石灰?guī)r反應(yīng)來說，表面反應(yīng)速度與傳質(zhì)速度相比，可視為無限大，故壁面上的酸濃度C=0（3）裂縫中心位置且垂直于壁面的方向上，酸濃度梯度為零圖7-9 酸沿平板流動(dòng)反應(yīng)俯視示意圖22HyxyCDyCuxCuHLeDbvp2bvxvLLD02圖中縱坐標(biāo)為貝克來數(shù)：圖中縱坐標(biāo)為貝克來數(shù)：橫坐標(biāo)為無量綱距離數(shù)：橫坐標(biāo)為無量綱距離數(shù)：離和任意位置酸濃度時(shí)，性酸的有效作用距的預(yù)定從而算出酸液濃度降至和根據(jù)查出oDoeCCLCCP,有濾失情況下酸液有效作用距離計(jì)算圖有濾失情況下酸液有效作用距離計(jì)算圖圖版應(yīng)用方法：圖版應(yīng)用方法：

26、（已知斷面位置x求酸濃度C值）1 1）根據(jù)物理參數(shù)計(jì)）根據(jù)物理參數(shù)計(jì)算皮克利特?cái)?shù)算皮克利特?cái)?shù)N NP P2 2）根據(jù)給定裂縫中）根據(jù)給定裂縫中任意斷面的位置任意斷面的位置x x，計(jì)算相應(yīng)的無因次計(jì)算相應(yīng)的無因次距離距離L LD D3 3）利用計(jì)算圖，兩坐標(biāo)位置的垂線相交，）利用計(jì)算圖，兩坐標(biāo)位置的垂線相交，得到得到x x位置的無因次酸濃度值，即位置的無因次酸濃度值，即任意斷面任意斷面位置位置x x的酸濃度的酸濃度C C值。值。HLeDbvp2bvxvLLD02圖版應(yīng)用方法：圖版應(yīng)用方法：（已知C/C0求活性酸的有效作用距離x值） 根據(jù)皮克利根據(jù)皮克利特?cái)?shù)特?cái)?shù)N NP P, ,給定的給定的C/C

27、0值值, ,利用圖版利用圖版查出相應(yīng)的無因查出相應(yīng)的無因次距離次距離L LD D; ;從而算從而算出酸濃度降至預(yù)出酸濃度降至預(yù)定的定的C/C0時(shí)時(shí), ,活性活性酸的有效作用距酸的有效作用距離離x x值。值。求酸裂后某一時(shí)間的活性酸求酸裂后某一時(shí)間的活性酸有效作用距離有效作用距離的的步驟：步驟：由濾失系數(shù)C計(jì)算酸液平均濾失速度 ；V計(jì)算時(shí)間t時(shí)的動(dòng)態(tài)裂縫尺寸（長(zhǎng)度L及平均縫寬W）；根據(jù)排量Q、油層有效厚度h及縫寬W求裂縫入口端平均流速u0；根據(jù)H+有效傳質(zhì)系數(shù)求皮克利特?cái)?shù)NP；根據(jù)圖版查無因次距離數(shù)LD；求酸液有效作用距離x。3.確定有效傳質(zhì)系數(shù)的物理模擬原理物理模型的簡(jiǎn)化物理模型的簡(jiǎn)化 u0u

28、0圖7-11 無濾失情況下酸沿裂縫流動(dòng)反應(yīng)示意圖假設(shè)假設(shè)巖板不濾失巖板不濾失對(duì)流擴(kuò)散微分方程22H0yCDxCu簡(jiǎn)化偏微分方程的解簡(jiǎn)化偏微分方程的解用用分離變量法和分離變量法和傅立傅立葉級(jí)數(shù)葉級(jí)數(shù), ,得到得到x x方向任一橫斷面上平均酸濃度為方向任一橫斷面上平均酸濃度為 02)12(220)12(18nSnenCxC202WuxDSH令x=L,0)12(2202)12(18)(nSnenCLC裂縫出口酸濃度與入口酸濃度比值HHDWQLhWuLDS22024.有效傳質(zhì)系數(shù)曲線圖圖7-12 有效傳質(zhì)系數(shù)與雷諾數(shù)關(guān)系曲線圖注意事項(xiàng)：注意：必須選用實(shí)際注意：必須選用實(shí)際產(chǎn)層溫度條件下的曲產(chǎn)層溫度條件

29、下的曲線，巖性不同，所得線，巖性不同，所得的的DH+值不同。值不同。 用產(chǎn)層巖石做室內(nèi)流動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)，確定出用產(chǎn)層巖石做室內(nèi)流動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)，確定出 DH+值值(H+有效傳質(zhì)系數(shù)有效傳質(zhì)系數(shù))。實(shí)驗(yàn)條件：實(shí)驗(yàn)條件：恒溫，恒溫，恒壓，壁面無漏失，恒壓，壁面無漏失，穩(wěn)定流動(dòng)。穩(wěn)定流動(dòng)。增加酸液有效作用距離的方法或措施增加酸液有效作用距離的方法或措施：(1) 在地層中產(chǎn)生較寬的裂縫(2) 較低的氫離子有效傳質(zhì)系數(shù)(3) 采用較高的排量(4) 盡可能降低濾失速度礦場(chǎng)措施礦場(chǎng)措施：(1) 采用泡沫酸、乳化酸或膠化酸等以減少氫離子傳質(zhì)系數(shù)(2) 采用前置液酸壓的方法以增加裂縫寬度(3) 適當(dāng)提高排量及添加防濾失

30、劑以增加有效酸液深入縫中的能力四、前置液酸壓設(shè)計(jì)方法前置液酸壓：在酸壓過程中，用高粘液體當(dāng)作前置液，先把地層壓開裂縫，然后再注入酸液的這樣一種壓裂工藝。優(yōu)點(diǎn)：粘度高，濾失量小，可形成較寬、較長(zhǎng)的裂縫作用機(jī)理：減少裂縫的面容比，從而降低酸液的反應(yīng)速度，增大酸的有效作用距離預(yù)先冷卻地層，巖石溫度下降，起緩蝕作用酸液在高粘液體中指進(jìn)現(xiàn)象。圖7-15 酸液指進(jìn)示意圖KKWKKWrrRrRJJffffewelnlnln0設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：(1)計(jì)算裂縫幾何尺寸(2)計(jì)算縫中酸液溫度(3)計(jì)算酸液有效作用距離(4)計(jì)算酸壓后裂縫導(dǎo)流能力(5)計(jì)算增產(chǎn)比簡(jiǎn)化計(jì)算方法：認(rèn)為縫的幾何尺寸由注入的前置液造成。簡(jiǎn)

31、化為在某一平均溫度下的酸的反應(yīng)。用上一節(jié)的酸液有效作用距離計(jì)算方法。先求出在壁面上均勻溶蝕的縫寬和縫的理論導(dǎo)流能力，再考慮裂縫在應(yīng)力作用下的導(dǎo)流能力。課本中(p314)用一例題說明了酸壓的計(jì)算步驟(自學(xué))。系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成：由：由地面地面和和井下井下兩大部分組成。地面部分兩大部分組成。地面部分有壓裂車、混砂車、大罐、有壓裂車、混砂車、大罐、酸化壓裂車及酸罐車。井酸化壓裂車及酸罐車。井下部分有下部分有4759封隔器、封隔器、噴砂器、工作簡(jiǎn)、擋球短噴砂器、工作簡(jiǎn)、擋球短節(jié)，球與座等。節(jié)，球與座等。 用高粘液體將油層壓用高粘液體將油層壓開裂縫后，接著快速向油開裂縫后，接著快速向油層擠入土酸，使酸液沿

32、著層擠入土酸，使酸液沿著裂縫滲入油層，達(dá)到深度裂縫滲入油層，達(dá)到深度解堵的目的。解堵的目的。 酸壓工藝第三節(jié) 砂巖油氣層的土酸處理砂巖砂巖砂 粒粒間膠結(jié)物石英和長(zhǎng)石硅酸鹽類(如粘土)和碳酸鹽類物質(zhì) 通過酸液溶解砂粒之間的膠結(jié)或孔隙中的泥質(zhì)堵塞物,或其它酸溶性堵塞物以恢復(fù)、提高井底附近地層的滲透率。由由10%15%濃度的鹽酸和濃度的鹽酸和3%8%濃度濃度的氫氟酸與添加劑按不同比例所組成的混合液的氫氟酸與添加劑按不同比例所組成的混合液, 通通常之稱為土酸常之稱為土酸(Mud Acid)。礦 物化 學(xué) 組 成石 英長(zhǎng)石類 正長(zhǎng)石 微斜長(zhǎng)石 鈉長(zhǎng)石 斜長(zhǎng)石云母類 黑云母 白云母粘土類 高嶺石 伊利石

33、蒙脫石 綠泥石碳酸鹽類 方解石 白云石 鐵白云石硫酸鹽類 石膏 硬石膏其它 鹽類 氧化鐵2SiONaAlSi83KAlSi83CaNa,OAlSi82132 23103OHFeMg,KOAlSi22103OHKAlOAlSi81044OHOSiAl2x210 xx4AlKOHOAlSi 47 . 0,2/1FeAlMgNaCaOnHOHOAlSi24208,85103OHFeAl,MgOAlSi3CaCO23)CaMg(CO23COMgFe,CaO2HCaSO244CaSONaCl4332OFe,OFeFeO,表7-2 典型砂巖礦物的化學(xué)組成一、砂巖地層土酸處理表7-1 砂巖礦物的表面積及溶解

34、度溶解度礦物表面積鹽 酸土 酸石英低不溶解很低燧石低至中等不溶解低至中等長(zhǎng)石低至中等不溶解低至中等云母低不溶解低至中等高嶺石高不溶解高溶解伊利石高不溶解高溶解蒙脫石高不溶解高溶解綠泥石高低至中等高溶解方解石低至中等高溶解高溶解白云石低至中等高溶解高溶解鐵白云石低至中等高溶解高溶解菱鐵礦低至中等高溶解高溶解 土酸中土酸中的的鹽酸鹽酸(HCl)只能與只能與碳酸鹽巖反碳酸鹽巖反應(yīng)，不能和粘應(yīng)，不能和粘土礦物反應(yīng)，土酸中土礦物反應(yīng)，土酸中的氫的氫氟酸氟酸(HF)是強(qiáng)酸，是強(qiáng)酸， HF對(duì)砂巖中的一切成分對(duì)砂巖中的一切成分(石英、石英、粘土、碳酸鹽粘土、碳酸鹽)都有溶蝕能力，但不能單獨(dú)用都有溶蝕能力，但不

35、能單獨(dú)用氫氟酸，而要和鹽酸混合配制成土酸，其主氫氟酸，而要和鹽酸混合配制成土酸，其主要原因有下述兩個(gè)方面：要原因有下述兩個(gè)方面：（一）酸化原理：（一）酸化原理：（一）酸化原理：（一）酸化原理： 1)1)氫氟酸與硅酸鹽類以及碳酸鹽類反應(yīng)時(shí)氫氟酸與硅酸鹽類以及碳酸鹽類反應(yīng)時(shí), ,其其生成物中有氣態(tài)物質(zhì)和可溶性物質(zhì)生成物中有氣態(tài)物質(zhì)和可溶性物質(zhì), ,也會(huì)生成不溶也會(huì)生成不溶于殘酸液的沉淀。于殘酸液的沉淀。2HF+CaCO2HF+CaCO3 3=CaF=CaF2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O O16HF+CaAl16HF+CaAl2 2SiSi2 2O O8 8=CaF=CaF2 2+2AlF

36、+2AlF3 3+2SiF+2SiF4 4+8H+8H2 2O O對(duì)對(duì)CaF2，當(dāng)酸濃度高時(shí)，處于溶解狀態(tài)，當(dāng)酸濃度高時(shí)，處于溶解狀態(tài)， 當(dāng)酸濃度低時(shí)，處于沉降狀態(tài)。當(dāng)酸濃度低時(shí)，處于沉降狀態(tài)。做法：酸液中包含有做法：酸液中包含有HCl時(shí)，依靠時(shí)，依靠HCl維持酸液維持酸液較低的較低的pH值值，以提高，以提高CaF2的溶解度。的溶解度。（一）酸化原理：（一）酸化原理：氫氟酸與石英的反應(yīng)：氫氟酸與石英的反應(yīng)：6HF+SiO6HF+SiO2 2=H=H2 2SiFSiF6 6+2H+2H2 2O O 反應(yīng)生成的氟硅酸反應(yīng)生成的氟硅酸(H2SiF6)在水中可解離在水中可解離為為H+和和SiF62-，

37、而后者又能和地層水中的，而后者又能和地層水中的Ca+、Na+、NH4+等離子相結(jié)合。生成的等離子相結(jié)合。生成的CaSiF6易溶于水，不會(huì)產(chǎn)生沉淀，而易溶于水，不會(huì)產(chǎn)生沉淀，而Na2SiF6為不溶物質(zhì)會(huì)堵塞地層。為不溶物質(zhì)會(huì)堵塞地層。做法：做法：在酸處理過程中，應(yīng)先將地層水頂替在酸處理過程中，應(yīng)先將地層水頂替走，避免與氫氟酸接觸。走，避免與氫氟酸接觸。 土酸中的鹽酸成分可先把碳酸鹽類溶解掉，從而土酸中的鹽酸成分可先把碳酸鹽類溶解掉，從而能充分發(fā)揮氫氟酸溶蝕粘土和石英成分的作用。能充分發(fā)揮氫氟酸溶蝕粘土和石英成分的作用。（一）酸化原理：（一）酸化原理：2) 氫氟酸與砂巖中各種成分的反應(yīng)速度各不氫氟

38、酸與砂巖中各種成分的反應(yīng)速度各不相同相同。 VHCl碳酸鹽碳酸鹽VHF-碳酸鹽碳酸鹽 VHF-碳酸鹽碳酸鹽VHF-硅酸鹽硅酸鹽VHF-石英石英 氫氟酸與碳酸鹽的反應(yīng)速度最快，其次是硅氫氟酸與碳酸鹽的反應(yīng)速度最快，其次是硅酸鹽酸鹽( (粘土粘土) )，最慢是石英，最慢是石英: :鹽酸與碳酸鹽的反應(yīng)速度比氫氟酸還要快鹽酸與碳酸鹽的反應(yīng)速度比氫氟酸還要快: : 總之，依靠土酸液中的總之，依靠土酸液中的 HCl HCl 成分溶蝕碳酸鹽類，并成分溶蝕碳酸鹽類，并維持酸液較低的維持酸液較低的pHpH值，依靠值，依靠 HF HF 溶蝕石英和泥質(zhì)成分，溶蝕石英和泥質(zhì)成分，恢復(fù)和增加近井地帶的滲透率。恢復(fù)和增加

39、近井地帶的滲透率。砂巖酸化過程中，影響反應(yīng)速度的主要因砂巖酸化過程中，影響反應(yīng)速度的主要因素是素是等。等。1) 氫氟酸濃度：氫氟酸濃度：酸巖反應(yīng)速度除蒙脫石外大酸巖反應(yīng)速度除蒙脫石外大多數(shù)砂巖礦物都與氫氟酸濃度成正比，因此，多數(shù)砂巖礦物都與氫氟酸濃度成正比，因此，為了防止為了防止疏松地層疏松地層破碎，應(yīng)該用低濃度破碎，應(yīng)該用低濃度(1.5%)的氫氟酸進(jìn)行酸處理。的氫氟酸進(jìn)行酸處理。2) 鹽酸濃度：鹽酸濃度：酸巖反應(yīng)速度一般在強(qiáng)酸介質(zhì)酸巖反應(yīng)速度一般在強(qiáng)酸介質(zhì)中加快，高濃度的中加快，高濃度的余酸的反應(yīng)速度余酸的反應(yīng)速度小于同濃小于同濃度的鮮酸，鹽酸的主要作用是保持低度的鮮酸，鹽酸的主要作用是保持

40、低pH值，值，防止二次沉淀。防止二次沉淀。(二二) 影響土酸反應(yīng)速度的因素影響土酸反應(yīng)速度的因素3) 溫度：溫度：礦物的溶解是一種熱活化現(xiàn)象，因此，礦物的溶解是一種熱活化現(xiàn)象，因此，反應(yīng)速度隨溫度增加而明顯增加，對(duì)石英礦物，反應(yīng)速度隨溫度增加而明顯增加，對(duì)石英礦物，每增加每增加25，速度增加約，速度增加約1倍，但活性酸的穿倍，但活性酸的穿透深度相應(yīng)地減小。透深度相應(yīng)地減小。4) 壓力：壓力：壓力增加，總?cè)芙夥磻?yīng)速度略微加快，壓力增加，總?cè)芙夥磻?yīng)速度略微加快，因?yàn)槿芙獾牧趸杩梢圆糠肿優(yōu)樗嵝粤驗(yàn)槿芙獾牧趸杩梢圆糠肿優(yōu)樗嵝粤韫?H2SiF6)且能迅速引發(fā)進(jìn)一步反應(yīng)。且能迅速引發(fā)進(jìn)

41、一步反應(yīng)。5) 礦物組成及可接觸表面積：礦物組成及可接觸表面積：酸巖反應(yīng)過程中，酸巖反應(yīng)過程中，要接觸巖石的礦物性質(zhì)和總可接觸表面積將決要接觸巖石的礦物性質(zhì)和總可接觸表面積將決定總反應(yīng)速度。粘土反應(yīng)速度比長(zhǎng)石快，長(zhǎng)石定總反應(yīng)速度。粘土反應(yīng)速度比長(zhǎng)石快，長(zhǎng)石反應(yīng)速度則比石英基質(zhì)快。接觸表面積越大，反應(yīng)速度則比石英基質(zhì)快。接觸表面積越大，反應(yīng)速度越快。反應(yīng)速度越快。二、土酸處理設(shè)計(jì)二、土酸處理設(shè)計(jì)10101515的的HClHCl及及3 38 8的的HFHF混合成的混合成的土酸土酸當(dāng)泥質(zhì)含量較高時(shí)，氫氟酸濃度取上限，鹽酸濃當(dāng)泥質(zhì)含量較高時(shí)，氫氟酸濃度取上限，鹽酸濃度取下限；當(dāng)碳酸鹽含量較高時(shí)，鹽酸濃

42、度取上度取下限；當(dāng)碳酸鹽含量較高時(shí)，鹽酸濃度取上限，氫氟酸濃度取下限。限，氫氟酸濃度取下限。逆土酸：逆土酸：氫氟酸濃度超過鹽酸濃度氫氟酸濃度超過鹽酸濃度( (如如6 6HF+3HF+3HCl)HCl)。（一）土酸酸化設(shè)計(jì)步驟（一）土酸酸化設(shè)計(jì)步驟1.1.確信處理井是由于油氣層損害造成的低產(chǎn)或低確信處理井是由于油氣層損害造成的低產(chǎn)或低注入量注入量2.2.選擇適宜的處理液配方選擇適宜的處理液配方3.3.確定注入壓力或注入排量，以便在低于破裂壓確定注入壓力或注入排量，以便在低于破裂壓力下施工力下施工4.4.確定處理液量確定處理液量前置液前置液( (預(yù)沖洗液）預(yù)沖洗液）酸化液酸化液替置液替置液( (后

43、沖洗液后沖洗液) )避免避免地層水與地層水與HFHF接觸，防止接觸，防止HF與碳酸鹽反應(yīng)與碳酸鹽反應(yīng)生成沉淀生成沉淀，以提高以提高HFHF的酸化效果。的酸化效果。根據(jù)損害半徑來確定根據(jù)損害半徑來確定用經(jīng)驗(yàn)方法確定用經(jīng)驗(yàn)方法確定將正規(guī)處理酸液驅(qū)離井筒半將正規(guī)處理酸液驅(qū)離井筒半徑徑12121515倍以外。倍以外。（一）土酸酸化設(shè)計(jì)步驟（一）土酸酸化設(shè)計(jì)步驟（二）提高土酸處理效果的方法（二）提高土酸處理效果的方法影響土酸處理效果的因素：影響土酸處理效果的因素：在高溫油氣層內(nèi)由于在高溫油氣層內(nèi)由于HFHF的急劇消耗，導(dǎo)致處理的的急劇消耗，導(dǎo)致處理的范圍很少；范圍很少；土酸的高溶解能力可能局部破壞巖石的

44、結(jié)構(gòu)造成土酸的高溶解能力可能局部破壞巖石的結(jié)構(gòu)造成出砂；出砂；反應(yīng)反應(yīng)后脫落下來的后脫落下來的石英和粘土等顆粒隨液流運(yùn)移，石英和粘土等顆粒隨液流運(yùn)移，堵塞地層。堵塞地層。提高酸處理效果的方法提高酸處理效果的方法（1 1）同時(shí)將氟化銨水溶液與有機(jī)脂）同時(shí)將氟化銨水溶液與有機(jī)脂( (甲酸甲脂甲酸甲脂) )注入注入地層，一定時(shí)間后有機(jī)脂水解生成有機(jī)酸地層，一定時(shí)間后有機(jī)脂水解生成有機(jī)酸( (甲酸甲酸) )，有機(jī)酸與氟化銨作用生成氫氟酸。有機(jī)酸與氟化銨作用生成氫氟酸。（2 2）利用粘土礦物的離子交換性質(zhì)，在粘土顆粒）利用粘土礦物的離子交換性質(zhì)，在粘土顆粒上就地產(chǎn)生氫氟酸上就地產(chǎn)生氫氟酸( (自生土酸自

45、生土酸) )。（3 3）使用替換酸，如氟硼酸。）使用替換酸，如氟硼酸。第四節(jié)第四節(jié) 酸液及添加劑酸液及添加劑一、常用酸液種類及性能一、常用酸液種類及性能( (一一) )鹽酸鹽酸高濃度鹽酸處理的優(yōu)點(diǎn)高濃度鹽酸處理的優(yōu)點(diǎn)酸巖反應(yīng)速度相對(duì)變慢，有效作用范圍增大；酸巖反應(yīng)速度相對(duì)變慢，有效作用范圍增大；單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多的單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多的COCO2 2，利于廢酸，利于廢酸的排出；的排出；單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多氯化鈣、氯化鎂，單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多氯化鈣、氯化鎂，提高了廢酸的粘度，控制了酸巖反應(yīng)速度，提高了廢酸的粘度，控制了酸巖反應(yīng)速度，并有利于懸浮、攜帶固體顆粒從地層中排出；并有利于懸浮、

46、攜帶固體顆粒從地層中排出；受到地層水稀釋的影響較小。受到地層水稀釋的影響較小。主要缺點(diǎn)：主要缺點(diǎn)：與石灰?guī)r反應(yīng)速度快，特別是高溫深井，與石灰?guī)r反應(yīng)速度快，特別是高溫深井，由于地層溫度高，鹽酸與地層作用太快，因由于地層溫度高，鹽酸與地層作用太快，因而處理不到地層深部；而處理不到地層深部；鹽酸會(huì)使金屬坑蝕成許多麻點(diǎn)斑痕，腐蝕鹽酸會(huì)使金屬坑蝕成許多麻點(diǎn)斑痕，腐蝕嚴(yán)重；嚴(yán)重；H H2 2S S含量較高的井，鹽酸處理易引起鋼材的含量較高的井，鹽酸處理易引起鋼材的氫脆斷裂。氫脆斷裂。( (二二) )甲酸和乙酸甲酸和乙酸優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)有機(jī)弱酸，反應(yīng)速度比同濃度的鹽酸要慢幾有機(jī)弱酸，反應(yīng)速度比同濃度的鹽酸要慢幾倍到

47、十幾倍，適用于高溫深井。倍到十幾倍，適用于高溫深井。( (三三) )多組分酸多組分酸多組分酸是一種或幾種有機(jī)酸與鹽酸的混合物多組分酸是一種或幾種有機(jī)酸與鹽酸的混合物, ,主主要起緩速作用要起緩速作用, ,可以得到較大的有效酸處理范圍。可以得到較大的有效酸處理范圍。( (四四) )乳化酸乳化酸乳化酸即為油包酸型乳狀液，其外相為原油。乳化酸即為油包酸型乳狀液，其外相為原油。要求：要求：在地面條件下穩(wěn)定在地面條件下穩(wěn)定( (不易破乳不易破乳) )和在地層條件和在地層條件下不穩(wěn)定下不穩(wěn)定( (能破乳能破乳) )。主要作用（或優(yōu)點(diǎn)）主要作用（或優(yōu)點(diǎn)）粘度較高，能形成較寬的裂縫，減少裂縫的面粘度較高，能形

48、成較寬的裂縫，減少裂縫的面容比，有利于延緩酸巖的反應(yīng)速度。容比，有利于延緩酸巖的反應(yīng)速度。酸滴不會(huì)立即與巖石接觸，油酸乳狀液可把活性酸滴不會(huì)立即與巖石接觸，油酸乳狀液可把活性酸攜帶到油氣層深部，擴(kuò)大了酸處理的范圍。酸攜帶到油氣層深部，擴(kuò)大了酸處理的范圍。酸液并不與井下金屬設(shè)備直接接觸，可很好地酸液并不與井下金屬設(shè)備直接接觸，可很好地解決防腐問題。解決防腐問題。主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)摩阻較大，施工注入排量受到限制摩阻較大，施工注入排量受到限制( (五五) )稠化酸稠化酸指在鹽酸中加入增稠劑指在鹽酸中加入增稠劑( (或稱膠凝劑或稱膠凝劑) )，使酸液，使酸液粘度增加。粘度增加。主要作用主要作用降低氫離子

49、向巖石壁面的傳遞速度；降低氫離子向巖石壁面的傳遞速度；由于膠凝劑的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，束縛了由于膠凝劑的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，束縛了氫離子的活動(dòng)，從而起到緩速的作用。氫離子的活動(dòng)，從而起到緩速的作用。主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)能壓成寬裂縫、濾失量小、摩阻低、能壓成寬裂縫、濾失量小、摩阻低、懸浮固體微粒的性能好等特性。懸浮固體微粒的性能好等特性。( (六六) )泡沫酸泡沫酸用少量泡沫劑將氣體用少量泡沫劑將氣體( (一般用氮?dú)庖话阌玫獨(dú)? )分散于酸分散于酸液中所制成。液中所制成。主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)由于濾失量低而相對(duì)增加了酸液的溶蝕能力；由于濾失量低而相對(duì)增加了酸液的溶蝕能力；排液能力大，減少了對(duì)油氣層的損害；排液能力大，減少了對(duì)油氣層的損害；粘度高，在排液中可攜帶出對(duì)導(dǎo)流能力有害粘度高，在排液中可攜帶出對(duì)導(dǎo)流能力有害的微粒。的微粒。( (七七) )土酸土酸泥質(zhì)含量高，碳酸鹽巖含量少，油井泥漿堵塞泥質(zhì)含量高，碳酸鹽巖含量少，油井泥漿堵塞較為