第4章 砂岩酸化
《砂岩油田酸化技术研究》范文
《砂岩油田酸化技术研究》篇一一、引言砂岩油田作为全球石油开采的主要目标之一，其高效开发和增产技术的不断研究具有重要意义。
酸化技术作为砂岩油田中常用的增产措施之一，通过利用酸液对储层进行酸化处理，以改善储层的渗透性，增加油气流的流通能力，进而提高采收率。
本文将重点研究砂岩油田酸化技术的研究现状、应用、效果评估以及未来的发展趋势。
二、砂岩油田酸化技术研究现状砂岩油田酸化技术经过多年的发展，已经形成了多种不同的酸化方法和技术。
其中，最为常见的包括：基质酸化、溶解剂酸化、预处理酸化等。
这些技术手段各有其特点，但最终目的都是为了通过酸化处理改善储层的物理性质，从而提高油田的采收率。
三、砂岩油田酸化技术应用1. 基质酸化技术：基质酸化是最常见的砂岩油田酸化技术之一。
该技术通过向储层注入含有缓蚀剂、催化剂等添加剂的酸液，使酸液与储层岩石发生化学反应，从而溶解岩石中的矿物成分，扩大孔隙和裂缝，提高储层的渗透性。
2. 溶解剂酸化技术：溶解剂酸化技术是利用某些特定化学物质作为溶解剂，通过与储层岩石中的矿物成分发生反应，达到溶解岩石的目的。
这种方法主要用于处理含有特定矿物成分的储层。
3. 预处理酸化技术：预处理酸化技术是一种预先对储层进行处理的酸化技术。
该方法主要针对含有杂质较多的储层，通过预处理去除储层中的杂质和堵塞物，为后续的酸化处理提供良好的条件。
四、砂岩油田酸化效果评估砂岩油田酸化技术的效果评估主要从以下几个方面进行：1. 增产效果：通过对比酸化前后油田的产量变化，评估酸化技术的增产效果。
2. 成本效益：综合考虑酸化技术的投资成本、操作成本以及增产效益等因素，评估该技术的成本效益。
3. 环境影响：评估酸化技术对环境的影响，包括对地下水、地表水等的影响。
五、砂岩油田酸化技术未来发展趋势随着科技的不断进步和石油开采难度的不断增加，砂岩油田酸化技术将朝着以下几个方向发展：1. 智能化发展：随着人工智能、大数据等技术的发展，砂岩油田酸化技术将更加智能化，能够根据储层的实际情况进行精确的酸化处理。
砂岩酸化原理与工艺技术
多样化
针对不同类型和性质的砂岩，开发和应用多种酸化技术，实现精细化的处理。
高效化
酸化技术向高效率、大规模、集成化方向发展，提高砂岩的渗透性，降低成本。
环保化
酸化技术向低污染、环保化发展，减少对环境的负面影响。
酸化技术的发展趋势
酸化技术广泛应用于石油工业中，提高石油开采效率，改善油井性能。
石油工业
结构检测
检测酸化后砂岩样品的物理性能，如密度、孔隙率等。
性能检测
酸化效果的检测与表征
通过室内加速试验模拟酸化后砂岩样品的耐久性表现。
室内加速试验
将酸化后的砂岩样品放置在现场环境中，观察其耐久性表现。
现场试验
通过化学分析方法检测酸化后砂岩样品的化学稳定性。
化学稳定性评估
酸化效果的持久性评估
05
砂岩酸化发展趋势与挑战
高压水力喷射法
利用高压水力喷射器将酸液注入砂岩层，通过冲击和溶解作用实现砂岩的疏通和溶解。
微生物法
利用微生物在砂岩表面产生酸性物质，实现砂岩的溶解和疏通。
新型酸化工艺
选择适合的酸化工艺
优化酸化工艺参数
控制酸化对环境的影响
酸化工艺的选择与优化
03
砂岩酸化技术应用
砂岩酸化技术可以提高油田的采收率，通过清除堵塞物和溶解岩石颗粒，增加油流的通畅性，从而提高石油产量。
谢谢您的观看
增加石油产量
油田开发进入中后期，地层能量逐渐枯竭，砂岩酸化技术可以重新打开未开发的储层，提高油田的注入能力，延长油田的寿命。
延长油田寿命
油田开发与增产
地层改造
砂岩酸化技术可以用于地层改造，通过注入酸液，溶解地层中的岩石颗粒，扩大地层孔隙度和渗透率，提高地层的储油和导流能力。
砂岩酸化设计要点
2、砂岩酸化设计
2.5、酸化评层选井内容及工作顺序图
地质资料 油气藏资料 录井资料 物性参数 测井资料 试油、试井、生产资料 中途测试 完井试油 或试井 生产测井 和试采
静态储层基本结构及 物性参数
测井解释储层结 构及参数
渗滤模式、动力和阻力分布 与大小、流体性质
提出工作液伤害的 地层因素
确定井层储、渗模 式及渗滤特征
后置液
顶替液 配方体系确定
推荐用酸指南
室内试验 结合现场实施经验
2、砂岩酸化设计
2.9、关井反应时间和排液方式确定
1、关井反应时间
根据室内试验评价酸岩有效作用时间、施工过程中压力变化确定。
2、酸化处理后的排液
剩余压力(井底压力)大于井筒液柱压力---自喷方式排；
剩余压力(井底压力)小于井筒液柱压力---人工举升方式排液。
4、设备载体
4.1、设备
4、设备载体
4.2、载体
1、储层伤害
1.3、损害类型及处理对策
1、储层伤害
1.4、常规砂岩酸化用酸指南
1、储层伤害
2、砂岩酸化设计
3、室内实验
4、设备载体
2、砂岩酸化设计
2.1、砂岩基质酸化的目的
消除微粒运移； 粘土膨胀； 碳酸盐、氢氧化物结垢、有机垢； 钻完井作业中产生的封堵微粒而产生的地层损害； 润湿性变化。
2、砂岩酸化设计
2.7、酸化工艺设计技术要点
识别伤害类型，明确解堵对象
酸化工作液的选择－施工成功的关键 酸液体系与储层污染匹配 分流技术与地层特征匹配
酸化工艺参数的确定
2、砂岩酸化设计
2.8、酸化施工规模和配方体系确定
砂岩酸化
水井酸化趋势：
在线酸化：将解堵要求加入注入水中，在注水
过程中解堵、或预防伤害。
砂岩基质酸化
碳酸盐岩基质酸化
酸压
砂岩酸化
综述
酸液作用
• •
溶解污染物 溶解地层矿物
有效成分：H++HF或生成HF的物质
增加孔隙度渗透率
反应特点
多矿物反应
多孔介质中
砂岩矿物组成
酸岩反应
绿泥石，亚氯酸盐
酸岩反应
一、液体选择
砂岩储层基质酸化技术
砂岩矿物的表面积及溶解度 矿物名称
有机酸（维持低pH值）
注入工艺（清洗管柱、前置酸） 及时返排 分散剂、助排剂
减少沉淀方法
螯合酸： 柠檬酸、柠檬酸醋酸、乳酸、醋酸、葡萄 糖酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、谷氨酸二 乙酸（GLDA）、羟基乙基亚三乙酸
（HEDTA）
均匀布酸
非均质油藏中均匀布酸：
机械转向
投球封堵
固体颗粒转向 胶体或泡沫转向
HCl+HF
很低 低至中等 低至中等 低至中等 高溶解 高溶解 高溶解 高溶解 高溶解有CaF2沉淀 高溶解有CaF2沉淀 高溶解有CaF2沉淀 高溶解
增加酸液作用距离
缓速 增粘
乳化
泡沫 有机酸 就地生成HF（氟硼酸、多氢酸，氟盐+酸）
减少沉淀方法
降低二次沉淀：
低强度酸 螯合酸
变粘酸
温控变粘酸 PH值控制 表面活性剂变粘酸（PH值，阳离子）
酸化培训班砂岩酸化设计
T
5
,j
T 0,j
r0 r1 r2 r3 r4 r5
T N2 T N2-2 TN2-1 T N2 -3
rN 2-3 rN2-2 rN2-1 rN2
径向单元体划分示意图 18
微元体划分示意图 19
流入、流出及传入、传出该微元体的热量，应用热平衡等式建立了储层温度分布的偏微分方程：
2T AA T
T
r2 r
6
二、砂岩酸化数学模拟
井筒温度场模型
储层温度场模型
酸沿储层径向的浓度分布模型
储层孔隙度及渗透率分布模型
分段、暂堵酸化时暂堵分流量模型
增产效果预测模型及酸化解堵的最优目标
主 要
施工参数和规模的确定方法
模
型
7
(一) 井筒温度场模拟 1. 井筒温度模拟的意义
温度
酸岩反应速度 工作液粘度、流变性 酸液的腐蚀性
4
优化设计的主要内容:
(1)最优目标的确定 (2)计算模型的建立和选择 (3)施工参数的优选 (4)方程的求解及编程
5
优化设计能够提供的信息: 井筒温度、地层温度分布数据及曲线。 地层矿物及酸浓度分布的数据及曲线。 地层酸化后孔隙度、渗透率分布曲线。 酸化增产效果预测。 暂堵酸化加入暂堵剂后，各段的流量分布及注入各段的累计流量分布。 酸化施工参数、包括地面设备选择、施工泵压、排量、使用的各级液体(洗井液、前置液、处理液、后置液 、顶替液)配方，浓度、用量及施工时间监测。
酸化有效作用范围和酸化效果
8
2井 筒温 度分 析现
状
•稳态解析模型
•Moss，Lessem模型 •Ramay模型 •Suquier模型
•非稳态（或称瞬态）换热模型
砂岩酸化反应机理研究
结物和部分沙粒 , 或溶解孔隙中的泥质堵塞物及其 他结垢物, 恢复、 提高井底附近油气层的渗透率。常 规 土酸所提供于地层的是 一种强酸性 环境 (p H < 4) , 酸- 岩反应速度受溶液中H F 浓度的控制H F 浓 度愈高 , 反应进行得愈快[ 3]。 H F 浓度太高会破坏地 层岩石的强度。研究表明, 如果减缓H F 在油层的生 产速度 , 延长酸液在油层内的作用时间, 就不仅能使 远离井筒的油层深部有活性H F , 而且还能提供充分 的反应时间使粘土溶解[4 ]。基于这一理论 , 开展了各 种深部酸化体系和酸化工艺的研究。 1 盐酸与砂岩矿物的反应 盐酸主要与砂岩地层中的碳酸盐岩胶结物 ( 如 方解石、 白云石、 文石、 菱镁矿、 菱铁矿以及部分绿泥 下列平衡中。 酸岩反应的结果是体系增加了新的化 合物, 这些化合物之间及与氢氟酸之间会相互反应 , 存在许多平衡。 如: + - 8 . 2 , H F + H 2O = H 3O + F ( 电离 常数 K = 10 25 ℃)
HB F 4 + H 2O HB F 3O H + HF ( 慢) HB F 2 (OH ) 2 + H F ( 快) HB F (O H ) 3 + H F (快 ) H 2BO 3 + H F ( 快 ) HB F 3OH + H 2O HB F 2 (O H ) 2 + H 2O HB F (O H ) 3 + H 2O
4
内蒙古石油化工 2009 年第 6 期
砂岩 酸化 反应 机理 研究
邬元月1 , 孙艾茵1 , 杨 涛2
Ξ
(1. 西南石油大学 石油工程学院, 四川 成都; 2. 长庆油田)
高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理研究
高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理研究摘要：本实验研究了高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理的效果。
通过模拟实际油藏环境，选取高温高盐度条件下的砂岩样品，进行了酸化处理实验。
实验中使用了不同浓度的酸溶液，并对处理前后的砂岩样品进行了物性和微观结构的分析。
实验结果表明，在高温高盐度条件下，酸化处理能够显著改善砂岩储层的渗透性和孔隙度。
随着酸溶液浓度的增加，砂岩样品的渗透性和孔隙度逐渐增大。
高温高盐度条件下的砂岩储层酸化处理能够显著改善储层的渗透性和孔隙度，提高油气的采收率。
这对于高温高盐度油藏的开发和管理具有重要意义。
然而，酸化处理也存在一定的技术难题和环境风险，需要进一步研究和优化处理方案，以确保处理效果和环境安全。
关键词：高温高盐度条件；砂岩储层酸化处理；实验研究引言砂岩储层是油气勘探和开发中常见的储层类型之一，而高温高盐度条件下的砂岩储层具有特殊的地质环境和岩石特性。
在这种条件下，砂岩储层的渗透性和孔隙度往往较低，导致油气的采收率较低。
为了提高砂岩储层的渗透性和孔隙度，酸化处理被广泛应用于油气开发中。
酸化处理是通过注入酸溶液来改变砂岩储层的物性和孔隙结构，从而提高储层的渗透性和孔隙度。
在常规条件下，酸化处理已经取得了一定的成功。
然而，在高温高盐度条件下，酸化处理的效果受到了很大的限制。
高温和高盐度环境会导致酸溶液的活性降低，难以有效地溶解矿物颗粒和改善孔隙结构。
因此，针对高温高盐度条件下的砂岩储层酸化处理，需要进行深入的实验研究。
本实验旨在研究高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理的效果，并探讨其机理。
通过模拟实际油藏环境，选取高温高盐度条件下的砂岩样品，进行了酸化处理实验。
实验中使用了不同浓度的酸溶液，并对处理前后的砂岩样品进行了物性和微观结构的分析。
通过实验结果的分析和比较，可以评估高温高盐度条件下酸化处理的效果，并为油气开发提供科学依据。
本实验的结果对于理解高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理的机理和优化处理方案具有重要意义。
砂岩酸化
微粒运移
修井 增产措施
固体侵入 粘土膨胀，运移（不溶性盐水）
微粒的释放和运移（b） 增产流动与地层反应产物产生的沉淀（c） 聚合物伤害（压裂液）（d） 地层润湿性变化（e）
（a）仅用盐酸就能消除；醋酸、甲酸单独使用或与盐酸联合使用，或者EDTA螯合剂代替盐酸。 （b）硅酸铝矿物（粘土、长石、蒙皂石）；硅（石英颗粒） （c）也许是不可溶沉淀 （d）采用盐酸足够 （e）由添加剂引起的，需要用表面活性剂
要防止过量顶替
4.泵注之后及返排期间质量控制
A.注完酸后不关井，一旦连接好排液管线，就开始返排，
返排液流入罐或坑中
返排时常出现的三个问题为： – 微粒运移或者出砂； – 酸反应产物的二次沉淀； – 添加剂的返排和处理；
B.残酸取样分析
– 固体颗粒的量，大小和类型； – 返排酸液的强度； – 总铁浓度； – 是否存在乳化现象和/或酸渣； – 任何二次沉淀的组分（除铁外）
2.挤注前的质量控制
A.施工所需的添加剂均就位 B.在向井中注入酸液前再次循环酸罐 C.用实验设备检测酸浓度 D.确认施工人员知道施工参数的控制 E.检查为了指导施工而安置的压力-时间记录仪，以及现
场任何的监测设备，和实时评价体系 F.清洗（浸泡）管柱
3.泵注期间质量控制
A.控制注入排量 B.酸与地层接触时观察压力响应 C.分流到达地层时应注意压力响应 D.砂岩酸化施工时不能超过地层的破裂压力 E.在注顶替液期间，确认酸完全从井筒中顶如地层，也
3.砂岩酸化成功的几个关键步骤
评估
设计
执行
酸化施工质量控制技术
1.设备安装期间的质量控制
A.检查所有将用于盛酸和水的罐。 B.具备在泵注前循环酸罐中的流体的设备
砂岩地层酸化可能对地层造成的伤害及预防处理
粒、 胶 结物 等 。② 向地 层 注 入 土 酸 ， 土酸 中 Ｈ Ｆ与骨 架 颗粒 、 胶结 物 、 硅 酸盐 、 碳酸盐 、 泥质 等发 生化 学反
应。
・ 李静群 ， 男， 高级地质师 ， １ ９ ９ ６ 年获江汉石油学院硕士学位， 长期从 事试油 压裂生产及管理工作。地址 ： 甘肃省庆阳县马岭长庆石油勘 探 局井下技术作业处 ， 邮政编码 ： ７ ４ ５ １ １ ３ 。
快 速返 排 。
４ ． 粘 稠油 水乳 化 液对 油气 流动 的 限制 地层 中井底 附 近粘稠 的油 水乳 化 液造 成 的流 动 阻力使 油气 流 动受 到限制 。
５ ． 酸 化 反应 生成 的不 溶物 对地 层 的 阻塞 伤 害 土酸中 Ｉ － Ｉ Ｆ与地 层 中硅 酸 盐 、 碳 酸 盐 反 应 会 生
１ ． 确 定合 理 的酸化 规模
①尽 量使 用非 离子 表 面活性 剂 。这 是 因为非 离 子 表 面活性 剂有 其 它 表 面活 性 剂 不 可 比拟 的优 点 ， 它有 较少 的地 层 吸附量 和耐 盐性 能 。② 酸液 和酸 液 中添加 的各 表 面 活 性剂 配伍 。③ 有 耐 温 、 耐盐 和 耐 酸 的能力 。所 用 的表 面活性 剂 在地层 温 度和地 层盐
扩大储层原有的孔隙， 沟通一些互不连通的孔隙， 清
除外来 污染 物 ， 提高储 层 的渗 透率 ， 从 而达 到增 产 的
目的 。
地层粘土膨胀 ， 严重者会使粘土分散、 松脱 和移动 ， 从 而造成 较 大 的油井 伤害 。 酸化处 理地层 时可 以使水合钠粘 土 的颗粒减 小。水合钠粘土与酸作用 时， 氢离子将通过离子交 换钠离子 ， 因为水合氢粘土 比原先的水合钠粘土颗 粒小 ， 酸化处理有利于增加地层渗透性 。但是 ， 酸化 也可能造成粘土絮结 ， 因而造成伤害。 ３ ． 油 水界 面 薄膜 造成 的地 层堵 塞
砂岩酸化原理与工艺技术
一、概述：
1.什么是酸化？
砂岩酸化原理与工艺技术
一、概述：
2.酸化的三个基本阶段
地面管流 酸由酸罐经过低压管线到达压裂车组，经压裂车
组增压后的酸液进入高压管线到高压井口。在这个过 程中酸液可能腐蚀地层管线及压裂车组和高压井口装 置；在高压管线中酸液流到井口要产生摩阻损失，管 线中的酸液流态由排量和酸液粘度决定，酸液浓度基 本不变。
n 伤害井和未受伤害井酸化潜在产能改善程度
砂岩酸化原理与工艺技术
三、砂岩酸化增产原理
砂岩酸化原理与工艺技术
三、砂岩酸化增产原理
n 酸液进入孔隙或裂隙与岩石发生反应，溶蚀孔壁 或缝壁，增大孔隙体积，扩大裂缝宽度，改善流 体渗流条件。
n 酸液溶蚀孔道或裂缝中的堵塞物，或破坏堵塞物 的结构使之解体，然后随残酸液一起排出地层， 起到疏通流道的作用，恢复地层原始渗透能力。
考虑到其损害半径较大，适宜的酸化半径为？m。
砂岩酸化原理与工艺技术
未损害井酸化解堵效果分析
未损害井酸化半径对产能影响
不同酸化半径条件下 渗透率改善程度对增产倍比影响
砂岩酸化原理与工艺技术
未损害井酸化解堵效果分析
➢对于无损害储层酸化增产幅度始终时有限的 ，极限增产
率<40%
➢在储层未受损害的情况下，随着酸化半径增大，极限增产
砂岩酸化原理与工艺技术
三、砂岩酸化增产原理
n 计算结果表明：
n 污染地层：在污染半径一定时，污染程度由轻到重，在酸化 解除污染后，所获得的增产倍比值也在逐渐增大。这说明基质 酸化对存在污染的井是极有效的。
n 无污染地层：进行基质酸化处理，效果甚微。
n 地层没有受到污染堵塞，一般不进行基质酸化处理。
砂岩酸化原理与工艺技术(CEP)
04d8dd
33
氢氟酸的溶解能力
酸浓度 wt% 2 3 4 6 8
石英
钠长石，(NaAlSi3O 8) X 0.006 0.010 0.018 0.019 0.025
例如：方解石与100%HCl反应的β100为：
04d8dd
26
溶解力
石灰岩溶解克数 100.09 ×1 =1.372 β100 = 100 HCL反应克数 ％ 36.47 × 2
若酸的浓度为15%（重量），则：
β 15 = β 16 15％ HCL 反应克数
04d8dd
16
砂岩酸化增产原理
Pe
K s = K d rd 1 ln rw
Hawkin公式 公式 采油指数计算
re
rw
Pd rd,kd ko
q KH J = Pe Pwf 141.2 B[ln re rw + s ]
Ji ln (r e r w ) + s = J d ln (r e r w )
砂岩酸化原理及酸化工艺技术
(Sandstone Acidizing Fundmentals and Technology )
SZ36-1CEP 2002年10月7日
主要内容
概述 砂岩酸化增产原理 砂岩酸化的酸岩反应特性 砂岩酸化酸岩反应动力学 砂岩酸化工艺及其适应性 砂岩酸化设计方法 酸化选井选层
砂岩储层多氢酸酸化技术研究论文答辩(4)
性将会导致生成二次反应产物沉淀问题。 ✓ 此外，砂岩储层深部酸化问题也需要寻求一种
能够有效深穿透的酸液体系。
一、酸液回顾
土酸 优点：工艺简单，成本不高。缺点：穿透距离短；容易产生二次沉淀。
SHF
工作液的成本低，穿透深度较大。工艺较复杂，溶解能力较低。
多氢酸SA601和SA602对氟化物沉淀均 有良好的抑制作用。
（2）硅酸盐沉淀实验
用自来水配制100mg/L的CaCl2、40mg/L的MgCl2、40mg/L的 AlCl3、100mg/L 的NaHCO3的盐水。将酸液与盐水等体积混合，在 一小时内分三次加入2.9‰的硅酸钠溶液1ml。
酸液
加入不同体积的硅酸钠溶液后 沉淀情况
氢离子浓度（mol/l ）
SA602与碳酸钙反应研究
23℃
16
50℃
14
90℃
70℃
12
10
8
6
0
30
60
90
120
时间（min）
实验结果显示，SA602与SA601有相似的性质，与碳 酸钙反应过程中的氢离子浓度是逐渐恢复，缓慢上升的。 因此多氢酸与碳酸钙反应的氢离子浓度可以保持基本恒定。
3.4 多氢酸酸液体系的润湿性实验
八个温度点SA602的氢离 子平均浓度为12.19mol/l
14
12
10
8 0
20
40
60
温度/℃
SA602 的氢离子浓度曲线
80
100
2.2 多氢酸酸化原理
H5R H H4R H 4 R H H 3R2
H 3 R 2 H H 2 R 3
《砂岩油田酸化技术研究》范文
《砂岩油田酸化技术研究》篇一一、引言砂岩油田作为全球重要的石油资源之一，其开采效率与生产效益直接关系到国家能源安全和经济发展。
然而，砂岩油田的储层往往存在不同的物性，其采油过程中面临的困难也不尽相同。
在砂岩油田中，由于多种因素的影响，如地壳沉积物成岩、有机物腐蚀和外部应力作用等，经常出现孔隙发育不全或被阻塞的问题。
为改善这些问题，对砂岩油田的储层进行酸化处理变得至关重要。
本文主要对砂岩油田酸化技术进行研究与探讨。
二、砂岩油田酸化技术的现状与意义近年来，随着油气田的开发程度日益提高，储层中的物理性质逐渐变差，油井的产量和开采效率也面临挑战。
因此，通过酸化技术来改善储层的物理性质，提高采油效率已成为一种重要的手段。
酸化技术是通过向储层注入酸液，使酸液与储层中的矿物发生化学反应，从而溶解储层中的堵塞物，扩大孔隙空间，提高储层的渗透性。
在砂岩油田中，酸化技术对于改善储层物性、提高采油效率具有重大意义。
三、砂岩油田酸化技术的类型及原理根据不同的地质条件和需求，砂岩油田的酸化技术主要分为以下几类：1. 土酸酸化：通过向储层中注入高浓度的盐酸等土酸类酸液进行酸化处理。
这种方法的原理是利用强酸的化学活性溶解储层中的堵塞物。
2. 凝胶酸化：在向储层中注入酸性液体的同时，配合使用一些表面活性剂和稠化剂，形成凝胶状的酸性物质，通过降低酸的流速和增强酸的吸附力来提高酸化的效果。
3. 弱酸深部处理：采用如甲酸等弱酸作为处理剂，在特定的工艺条件下使弱酸深入到储层的深处进行反应。
这种方法可以有效地减少对储层周围岩石的损害。
四、砂岩油田酸化技术的挑战与对策尽管砂岩油田的酸化技术已经取得了显著的成果，但仍面临许多挑战和问题。
首先，酸液在注入和反应过程中对储层的影响复杂，包括岩石物理性质的改变和矿物的溶解程度等；其次，不同的地壳条件和岩石性质决定了对不同的酸化技术的适用性；最后，随着环境保护法规的日益严格，如何降低酸化处理过程中的环境影响也成为了重要的问题。
《砂岩油田酸化技术研究》
《砂岩油田酸化技术研究》篇一一、引言随着经济的飞速发展和社会的进步，我国对于石油的需求越来越大，对石油开采技术的研究也不断深入。
砂岩油田作为重要的油气储集层之一，其开采过程中的酸化技术，对提高油田的采收率和开发效益有着极为重要的作用。
本文将对砂岩油田酸化技术进行深入探讨和研究。
二、砂岩油田酸化技术概述砂岩油田酸化技术是一种通过向地下油层注入酸液，以改善油层渗透性，提高采油效率的技术手段。
酸化技术可以有效地解决因油层堵塞、渗透性差等问题导致的采油困难，从而提高油田的采收率。
三、砂岩油田酸化技术的原理及分类砂岩油田酸化技术的原理主要是利用酸液与地层中的矿物反应，溶解地层中的堵塞物，扩大油层的孔隙和通道，从而提高油层的渗透性。
根据不同的酸液类型和作用方式，砂岩油田酸化技术可以分为以下几类：1. 土酸酸化：使用土酸作为酸液，主要针对碳酸盐岩地层。
2. 盐酸酸化：使用盐酸作为酸液，适用于砂岩、泥岩等各类地层。
3. 复合酸酸化：使用多种酸液混合而成的复合酸作为酸液，具有更强的溶解能力和更广泛的适用范围。
四、砂岩油田酸化技术的关键技术问题在砂岩油田酸化技术的研究和应用过程中，存在一些关键的技术问题需要解决：1. 酸液配方优化：针对不同的地层和油层特性，需要研发出适合的酸液配方，以提高酸化的效果和效率。
2. 酸化深度控制：如何准确控制酸液的渗透深度，避免过度酸化造成的地层损害，是砂岩油田酸化技术的另一个关键问题。
3. 反应机理研究：深入研究酸液与地层的反应机理，有助于更好地掌握酸化技术的效果和影响，为后续的技术研发提供理论支持。
五、砂岩油田酸化技术的实践应用与挑战砂岩油田酸化技术在国内外多个油田得到了广泛的应用，并取得了显著的成效。
然而，随着油田开发的深入和复杂性的增加，砂岩油田酸化技术也面临着一些挑战：1. 油田环境的复杂性：不同地区的砂岩油田具有不同的地质条件和油层特性，需要针对具体情况进行技术调整和优化。
《2024年砂岩油田酸化技术研究》范文
《砂岩油田酸化技术研究》篇一一、引言砂岩油田作为全球主要的石油资源之一，其开发利用对于保障国家能源安全具有重要意义。
然而，砂岩油田的开发过程中，经常遇到油层堵塞、渗透率低等问题，影响了油田的产能和经济效益。
酸化技术作为一种有效的油层处理技术，在砂岩油田的开发中具有重要作用。
本文将针对砂岩油田酸化技术进行深入研究，以期为该领域的科研工作者和生产实践提供参考。
二、砂岩油田酸化技术概述砂岩油田酸化技术是指通过向油层注入酸液，溶解油层中的堵塞物，扩大油层的孔隙和通道，从而提高油层的渗透率和采收率。
酸化技术具有操作简便、成本低、效果好等优点，被广泛应用于砂岩油田的开发中。
三、砂岩油田酸化技术研究现状目前，国内外学者针对砂岩油田酸化技术进行了大量研究。
研究重点主要集中在酸液配方、酸化工艺、酸化设备等方面。
在酸液配方方面，研究者们通过添加缓蚀剂、氧化剂、增稠剂等物质，优化酸液性能，提高酸化效果。
在酸化工艺方面，研究者们探索了多种酸化方法，如基质酸化、人工裂缝酸化等，以满足不同油田的需求。
在酸化设备方面，随着科技的发展，越来越多的先进设备被应用于酸化过程中，提高了酸化效率和安全性。
四、砂岩油田酸化技术存在的问题及挑战尽管砂岩油田酸化技术已经取得了显著成果，但仍存在一些问题及挑战。
首先，酸液配方需要根据不同油田的地质条件和油层特性进行优化，以提高酸化效果和降低成本。
其次，酸化过程中可能产生的复杂化学反应和地质条件变化，对酸化工艺和设备提出了更高的要求。
此外，环保问题也是砂岩油田酸化技术面临的重要挑战，如何在保证油层处理效果的同时，减少对环境的污染，是亟待解决的问题。
五、砂岩油田酸化技术的未来发展趋势未来，砂岩油田酸化技术将朝着更加环保、高效、智能的方向发展。
一方面，研究人员将继续优化酸液配方和酸化工艺，提高酸化效果和降低成本。
另一方面，随着科技的发展，越来越多的新技术、新设备将被应用于酸化过程中，如智能传感器、大数据分析等。
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1酸2矿物模型
(C HF ) C HF * * u ( S F VF E f , F S S VS E f ,S )(1 )C HF t x
[(1 )VF ] t
* MWHF SF VF F E f ,F CHF
F
*
(1 )
MWHF SSVS S E f ,S CHF [(1 )VS ] (1 ) t S
典型酸响应曲线
Lower strength HF yields less damage in early stages Conservative treatment would select the low concentration
酸用量优化
酸用量优化受几个因素竞争影响:
主要取决于污染带深度 然而，为保证地层大多数部位得到酸液，酸液量应加大， 酸液量依赖于 acid placement technique
砂岩酸化
过程：
酸洗阶段：用5%HCl加缓蚀剂和铁离子稳定剂清洗管柱，防止铁
离子进入地层产生沉淀； 地层水驱替阶段：可选，用5%NH4Cl驱替地层水，避免碳酸钙和 硫化钙沉淀 前置酸注入阶段：常为5~10%HCl或有机酸将碳酸盐溶解，避免
HF与钙离子接触产生沉淀
主体酸阶段：注入与地层配伍的酸液体系，解除泥浆污染，溶 解地层矿物，恢复地层渗透率
酸：HF 矿物：快反应矿物和慢反应矿物 酸：HF和HSiF6 矿物：快反应矿物（mineral 1）、慢反应矿 物（mineral 2）和Si(OH)4 （mineral 3）
2酸3矿物模型
1酸2矿物模型
酸液用量优化最常见模型 Lumps all mineral into one of 2 groups:
设计量很不精确 推荐的方法是基于酸化模型选择目标量 Conduct treatment in such a manner than it can be optimized “on the fly（动态，即时）”
砂岩酸化设计步骤
1. 确定伤害程度:
伤害表皮（区别于其它表皮），酸不溶物造成的伤害 （石蜡、沥青）不能去除 伤害半径 酸洗阶段：5%HCl和铁离子稳定剂 原油驱替阶段（可选）：驱走原油，防止酸渣或乳化， 或去除近井地带石蜡和沥青 地层水驱替阶段（可选）：氯化铵，驱走碳酸根离子和 硫离子 醋酸驱替阶段：高含铁矿物（磷铁矿，硫铁矿，氧化铁 和氯化铁），减少铁离子沉淀
标准盐水渗
透率（md） 对渗透率伤 害率（%）
正向：5.021 反向：5.0591 94.25%
正向：1.5793 反向：2.5709 84.16%
正向：2.6660 反向：4.2284 86.46%
74.57%
砂岩酸化实验
污染实验：泥浆滤液污染
岩心编号 初始的渗透率（md）
泥浆滤液污染24小时
2.7348
0.7275 24.3055
2.5052
0.5109 48.9712
2.5140
0.5318 46.8731
23.70
47.92
砂岩酸化实验
岩心酸化驱替实验
砂岩酸化实验
岩心酸化驱替实验
优化酸液选取的实验室测试
当一地层有多井进行酸化处理时非常有用 实验室测试：岩芯过酸，通过压降监测岩芯渗透率 相应 比较渗透率曲线（酸响应曲线），渗透率曲线是以 孔隙体积表示的酸注入量的函数 但只能用作现场酸化施工的指南 实验中用长岩芯能更好地反映油田实际情况，但比 较昂贵和难于实现
液体体系选取
液体选择标准
储层物性
孔 隙 度 、 渗 透 率
储层流体
污染类型
污 染 程 度 、 范 围
矿 物 组 成
岩 石 力 学 性 质
温 度 、 压 力
油 和 气
地 层 水
污 染 类 型
二 次 沉 淀
液体体系选取
酸液对储层的可能不利影响 基岩结构破坏 微粒释放和沉淀生成 润湿性改变
所用酸液
编号 溶蚀前质量（g） 滤纸质量（g） 反应后滤纸 和岩粉质量（g） 溶蚀后质量（g） 溶蚀率（%） 平均溶蚀率（%） 1
缓速土酸
2 0.9611 2.0073 1
缓速土酸
2 1.0010 1.9822
0.9438 1.9895
1.0012 1. 23.0875
1 2 12.59 0.78 连续平稳出液达80秒， 连续平稳出液达1分钟， 后缓慢出液(≥5s/滴)5 后缓慢出液(≥5s/滴)2分
分钟，而后基本不出液， 钟，而后基本不出液，24 24小时后累计出液20ml。 小时后累计出液10ml。 正向：0.16 正向：0.07 污染后渗透率（md） 反向：0.72 反向：0.12 伤害程度 94.28% 84.62%
Damkohler number, NDa: ratio of rate of acid reaction to the rate of acid convection Acid capacity number, NAc: ratio of the amount of mineral dissolved by the acid occupying a unit volume of rock pore space to the amount of mineral initially present in the unit volume of rock
井号 1 2 3 4 5 6
层 位 层1 层1 层1 层1
层1
层1 层2 层2
/
/ / 3.3
/
/ 2.6 6.1
36.5
/ 1 4.7
/
/ 6.5 3.9
/
/ / 0.3
/
/ / 1.4
/
/ / /
7
8 9
26.1
23.6 30.0
层2
61.3
7.4
/
/
/
/
1.3
砂岩酸化实验
矿物成分测定
井号 1 2 3 4 5 6 层 位 层1 层1 层1 层1 层1 层1 层2 层2 粘 土 矿 物 相 对 含 量 S / / / / / / / / I/S 71 76 72 77 79 87 85 62 I / / / / / / / / K 14 15 14 9 8 8 / / C 15 9 14 14 13 5 15 38 (%) C/S / / / / / / / /
2. 确定工作液和酸液类型、浓度和用量:
砂岩酸化步骤
2. 确定工作液和酸液类型、浓度和用量:
酸化前置液：HCl或其它有机酸溶解碳酸盐矿物 主体酸阶段：HF+HCl或其它体系，酸浓度、用量、 注入排量 后置液：驱替残酸远离井筒地带，防止沉淀，氯化 铵或其它体系 缓蚀剂 铁离子稳定剂 水湿性表明活性剂
7
8 9
层2
/
39
/
/
61
/
砂岩酸化实验
污染实验：泥浆污染
岩心编号 地层矿化度 盐水渗透率 （md） 下游出液先是快速， 而后缓慢，且都是清 下游出液先是快 下游出液先是快 速，而后缓慢， 速，而后缓慢， 且都是清澈液体， 且都是清澈液体， 而后不出液，24 小时后下游收集 液体约15ml，取 出岩心观察，端 面被堵死。 下游出液先是 快速，而后缓 慢，且都是清 1 87.95 2 16.23 3 31.23 4 3.30
减少沉淀污染 减少破坏近井带地位胶结强度
主体酸酸液选择原则
绿泥石
醋酸
主体酸酸液选择原则
Fluid Selection for Mud Acid Fluids
绿泥石
沸石
柠檬酸
前置酸选取
绿泥石
沸石
砂岩酸化实验
矿物成分测定 污染实验：污染机理 溶蚀实验：泥浆溶蚀实验，岩心溶蚀实验 岩心酸化驱替实验 添加剂评价：防膨剂，铁离子稳定剂，助 排剂
3. 添加剂类型、浓度和用量:
砂岩酸化步骤
4. 施工布酸方法:
封隔器 球堵 连续油管 化学转向
5. 确定合适的施工和质量控制: 6. 施工评估:
施工过程过程中压力检测 返排酸样分析 产量比较和分析 试井分析 产出与投资回报率
砂岩酸化模型
1酸2矿物模型:
表 面 积
低 低至中等 低至中等 低 高 高 高 高 低至中等 低至中等 低至中等 低至中等
溶解度 HCl
不溶解 不溶解 不溶解 不溶解 不溶解 不溶解 不溶解 低至中等 高溶解 高溶解 高溶解 高溶解
HCl+HF
很低 低至中等 低至中等 低至中等 高溶解 高溶解 高溶解 高溶解 高溶解有CaF2沉淀 高溶解有CaF2沉淀 高溶解有CaF2沉淀 高溶解
砂岩酸化实验
矿物成分测定
矿 物 种 类 和 含 量（%） 粘土矿物 石英 钾长石 斜长石 方解石 白云石 石膏 黄铁矿 萤石 总量(%) 93.1 59.0 42.1 87.9 54.3 89.4 63.8 56.7 / / / / / / / / 0.3 / 50.5 3.9 / / / / / / / / / 22.2 1.3 / / / / / 6.6 18.8 6.1 8.2 9.2 10.6
顶替液液阶段：常为5%NH4Cl，将井筒酸液顶入地层，再降废酸
顶入地层远端，减少二次沉淀伤害，也有用醋酸或HCl的，防止 废酸产生沉淀