常用酸化工艺
酸洗、酸化及防腐
2、压裂酸化增产原理
压裂酸化是碳酸盐岩储层增产措施中应用最广 的酸处理工艺。压裂酸化施工中酸液壁面的非均匀 刻蚀是由于岩石的矿物分布和渗透性的不均一性所 致。沿裂缝壁面，有些地方的矿物极易溶解(如方 解石)，而有些地方则难以被盐酸所溶解，甚至不 溶解（如石膏，砂等）。易溶解的地方刻蚀的厉害， 形成较深的凹坑或沟槽，难溶解的地方则凹坑较浅， 不溶解的地方保持原状。此外渗透率好的壁面易形 成较深的凹坑，甚至是酸蚀孔道，从而进一步加重 非均匀刻蚀。酸化施工结束后，由于裂缝壁面凹凸 不平，裂缝在许多支撑点的作用下，不能完全闭合， 最终形成具有一定几何尺寸和导流能力的人工裂缝， 大大提高了储层的渗流能力。
ρ % HCL 15% HCL β 15 X 15 = ρ 3 caco
用β表示反应酸质量与溶解的岩石质量之比。 表示反应酸质量与溶解的岩石质量之比。
Ji ln (rd rw ) 1 = 1+ 1 Jd Xd ln (re rw )
未污染井，措施后井的采油指数与原始采油指数
Ji 1 = J 1 + [(1 X i ) 1][ln (rd rw ) ln (re rw )]
5 4 3 2 1 0 增产率 表皮因子
30 24 18 12 6 0 1.2 表皮因子，s(无因次)
封闭油藏污染井示意图
地层污染引起的产量下降
1 0.8 J d /J 0.6 0.4 0.2 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 rd-r w ，m
Xd=0.02 Xd=0.2 Xd=0.05 Xd=0.5 Xd=0.1
受污染井，酸化半径等于污染带半径时， 增产倍比可由下式计算
污染/酸化半 径 ra 2rw 5 rw 10 rw 20 rw 污染井产能伤 害比(Xd=0.05) 0.364642 0.198186 0.147315 0.117225 污染井污染解除后增产倍 比(Xd=0.05) 2.742419 5.04577 6.788189 8.530607 未污染井酸化增 产倍比(Xi=20) 1.095435 1.253586 1.40728 1.603927
酸化-蒸馏-吸收 法
酸化-蒸馏-吸收法
酸化-蒸馏-吸收法是一种常用的化工工艺，通常用于从气体或
液体混合物中分离出特定成分。
这种方法通常涉及三个步骤，酸化、蒸馏和吸收。
首先，酸化是指向混合物中加入酸性物质，以将其中的碱性成
分转化为盐或其他化合物的过程。
这有助于将混合物中的不需要的
成分转化为易于分离的形式。
其次，蒸馏是一种利用不同成分的沸点差异进行分离的方法。
在酸化后，混合物通常会被加热，使其中的成分蒸发并在不同温度
下收集。
这样可以将混合物中的成分分离开来。
最后，吸收是指将气体或蒸气通过液体中以吸附或溶解的方式
来分离出特定成分的过程。
在蒸馏后，可能会得到一种气体或蒸气，这时可以通过吸收的方式将其中的目标成分吸附或溶解到另一种液
体中，从而实现分离。
酸化-蒸馏-吸收法在化工工业中有着广泛的应用，例如在炼油、化工生产和环保等领域。
这种方法可以有效地分离出目标成分，提
高产品纯度，减少对环境的影响，因此在工业生产中具有重要意义。
总的来说，酸化-蒸馏-吸收法是一种有效的分离技术，通过酸
化处理、蒸馏分离和吸收分离三个步骤，可以实现从混合物中分离
出目标成分的目的。
这种方法在化工工业中有着广泛的应用，并对
产品纯度和环境保护起着重要作用。
酸化工艺技术2
（四）、自生土酸酸化工艺技术 ）、自生土酸酸化工艺技术
• 所谓自生土酸，即是利用一些化合物能以可控制
• • • • •
的速度产生有机酸，然后与含氧离子的溶液反应， 在地层中生成氢氟酸。通常使用低分子酯水解产 在地层中生成氢氟酸。通常使用低分子酯水解产 生有机酸。 自生土酸的生成体系： 1、甲酸甲酯（SG-MF）体系 甲酸甲酯（SG-MF） HCOOCH3+H2O→HCOOH+CH3OH (1) HCOOH+NH4F→NH4++HCOO-+HF (2) 该体系可适用于54～82℃ 该体系可适用于54～82℃的井底温度。如果用 乙酸甲酯代替甲酸甲酯，则适用的井底温度可提 高到88～138℃ 高到88～138℃。
（三）、土酸酸化工艺技术： ）、土酸酸化工艺技术： 土酸酸化工艺技术
土酸工艺技术主要适用于砂岩和火成岩地 层，还适用于由以下原因造成井筒周围伤害的 井： ⑴钻井液中的固体颗粒造成地层伤害的井； 钻井液中的固体颗粒造成地层伤害的井； ⑵地层粘土膨胀、分散、移动或絮结的井； 地层粘土膨胀、分散、移动或絮结的井； ⑶井筒周围乳化液堵塞的井。 井筒周围乳化液堵塞的井。
都属慢性反应，故可进行缓速酸化。自生土酸 都属慢性反应，故可进行缓速酸化。自生土酸 的酸化是在较高的PH值中进行，即PH值从7 的酸化是在较高的PH值中进行，即PH值从7降 到3～5时会产生自生土酸。
（五）、氟硼酸酸化工艺技术 ）、氟硼酸酸化工艺技术
• 作为土酸的一种变通方法，氟硼酸酸
化是Thomas与Crowe(1981)推荐使用 化是Thomas与Crowe(1981)推荐使用 的。它在任何给定的条件下都不会含 有大量的HF，因而具有较低的反应性。 有大量的HF，因而具有较低的反应性。 然而当HF消耗时，其通过自身水解可 然而当HF消耗时，其通过自身水解可 以产生较多的HF。因此，其总的溶解 以产生较多的HF。因此，其总的溶解 能力是可以与土酸比拟的。
常用酸化工艺
常⽤酸化⼯艺常⽤酸化⼯艺酸化⼯艺作为增产措施⾃应⽤于现场以来，为了满⾜不同改造对象和措施作业的要求，酸化⼯艺得到了不断完善和发展，形成了不同的类型酸化⼯艺。
酸化⼯艺按照岩性主要可分为碳酸盐岩和砂岩储层酸化技术。
考虑到⽔平井酸化的特殊性，本部分对⽔平井酸化⼯艺也做了简单介绍。
1. 碳酸盐岩储层酸化⼯艺在碳酸盐岩储层酸化改造中，主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术，习惯上⽤酸化表⽰基质酸化，⽤酸压表⽰压裂酸化。
1) 基质酸化⼯艺基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化，如前所述，其基本特征是在施⼯压⼒⼩于储层岩⽯破裂压⼒的条件下，将酸液注⼊储层。
碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔的形成和微裂缝的扩⼤，其增产机理与蚓孔密切相关。
2) 酸压⼯艺控制酸压效果的主要参数是酸蚀裂缝导流能⼒和酸蚀缝长。
影响酸蚀缝长的最⼤障碍有：⼀是酸蚀缝长因酸液快速反应⽽受到限制，其次是酸压流体的滤失影响酸压效果。
另外，为产⽣适⾜的导流能⼒，酸必须与裂缝⾯反应并溶解⾜够的储层矿物量。
因此，为了获得好的酸压效果，提⾼裂缝导流能⼒和酸蚀缝长从降低酸压过程中酸液滤失、降低酸－岩反应速度、提⾼酸蚀裂缝导流能⼒等⼏个⽅⾯⼊⼿。
酸压过程中酸液的滤失问题通常考虑从滤失添加剂和⼯艺两⽅⾯着⼿；降低酸－岩反应速率也可以缓速剂的使⽤及⼯艺上来进⾏；加⼊缓速剂，使⽤胶凝酸、乳化酸、泡沫酸和有机酸并结合有效的酸化⼯艺可起到较好的缓速效果；提⾼裂缝导流能⼒可从选择酸液类型和酸化⼯艺着⼿，其原则是有效溶蚀和⾮均匀刻蚀。
压裂酸化⼯艺以能否实现滤失控制，延缓酸－岩反应速度形成长的酸蚀裂缝和⾮均匀刻蚀划分为普通酸压和深度酸压及特殊酸压⼯艺。
（1）普通酸压⼯艺普通酸压⼯艺指以常规酸液直接压开储层的酸化⼯艺。
酸液既是压开储层裂缝的流体，⼜是与储层反应的流体，由于酸液滤失控制差，反应速度较快，有效作⽤距离短，只能对近井地带裂缝系统的改造。
⼀般选⽤于储层污染⽐较严重、堵塞范围较⼤，⽽基质酸化⼯艺不能实现解堵⽬标时选⽤该⼯艺。
油田酸化工艺简介
一、酸化工 艺
单击此处可添加副标题
砂岩油藏酸化常用酸液体系 1、根据主体酸液特点分为： （1）常规土酸体系 （2）氟硼酸缓速体系 （3）硝酸粉末体系 （4）磷酸缓速酸体系（低伤害酸） （5）自生土酸体系（缓速酸体系） （6）新氢氟酸体系 （7）泥酸体系 2、根据酸液分散形态的不同又可分为： （1）常规酸液体系 （2）稠化酸体系 （3）乳化酸体系 （4）胶束酸体系 （5）泡沫酸体系
三、酸化施工步骤
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三、酸化施工步骤
酸化施工是一项工序繁多的系统工程，每一工序的施工质量将直接影响 到酸化施工的效果。
1、施工准备 （1）井场必须具备摆放酸化施工所需车辆和正常施工的条件。 （2）井场要有容积足够的废液池。废液池必须满足残酸返排量和施工
内径：50mm； 耐温能力：≥150℃； 用途：分层酸化。
二、酸化工艺管柱
2、Y221/K344封隔器组合的任一 层段酸化管柱
优点：可对上下封隔器进行验封及 一趟管柱实现验窜酸化施工。
缺点：酸后无法气举排液和洗井。 适用于不排液酸化施工。
二、酸化工艺管 柱
3、细分酸化管柱
应用范围：
油层细分酸化改造工艺技术 用于厚油层层内分层酸化， 尤其适合于层间差异较大多 层细分酸化。利用该技术解 决了河南油田开发后期，大 厚层内动用程度差的中低渗 透层段的挖潜改造问题。
酸化工艺流程工艺
水解酸化工艺流程工艺在厌氧条件下的混合微生物系统中，即使严格地控制条件，水解和酸化也无法截然分开，这是因为水解菌实际上是一种具有水解能力的发酵细菌，水解是耗能过程，发酵细菌付出能量进行水解是为了取得能进行发酵的水溶性底物，并通过胞内的生化反应取得能源，同时排出代谢产物（厌氧条件下主要为各种有机酸）。
如果废水中同时存在不溶性和溶解性有机物时，水解和酸化更是不可分割地同时进行。
如果酸化使pH值下降太多时，则不利于水解的进行。
厌氧发酵产生沼气过程可分为水解阶段、酸化阶段、乙酸化阶段和甲烷阶段等四个阶段。
水解酸化工艺就是将厌氧处理控制在反应时间较短的第一和第二阶段，即将不溶性有机物水解为可溶性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子有机物质的过程。
一、厌氧酸化工艺的操作步骤1.进水调节与预处理：废水首先进入处理系统之前，可能需要进行初步的物理或化学预处理，如格栅过滤去除大颗粒杂物，沉砂池去除砂粒，甚至化学沉淀法去除部分悬浮物和金属离子，以降低对厌氧微生物的潜在毒性。
2.水解阶段：在厌氧反应器内，首先经历的是水解阶段。
复杂的有机大分子（如蛋白质、脂肪和多聚糖）在水解菌作用下，通过胞外酶的催化，分解为较小的有机分子，如单糖、氨基酸、脂肪酸和甘油等。
3.酸化阶段：经过水解后形成的有机小分子接着在发酵菌的作用下进行酸化发酵。
这一过程中，有机物进一步被转化为挥发性脂肪酸（VFAs，如乙酸、丙酸等）、醇类、氢气和二氧化碳等。
同时，由于VFAs的积累，反应体系的pH值可能会有所下降。
4.控制参数：在整个厌氧酸化过程中，需要严格控制操作参数，包括但不限于：温度：根据所采用的微生物类型（嗜温菌或嗜热菌），维持反应器在适宜的温度范围（如中温厌氧反应器一般在30-40℃）。
pH值：适时调整pH值，使其保持在一个适合微生物生长和代谢的水平，通常在6.5-8.0之间。
污泥负荷：控制进水有机负荷，避免过快的有机物消耗造成系统负荷过重，导致酸化现象。
压裂酸化介绍
的排量向地层注入流体，在储层中产生裂缝，在裂 缝中填入一定量的支撑剂，形成高导流能力的流动 通道。
压裂的目的： 加快石油流体的产率
压裂的增产机理：减少流体流动的阻力，改善
近井地带的渗流环境。 （向井流线性流）
压裂基础知识
流动方向改变示意图线ຫໍສະໝຸດ 流酸化压裂与加砂压裂的关系
1、完全不同的两种工艺（传统增产措施）
2、使用的液体不同 3、形成高渗透裂缝的原理不同
4、对地层的适应性不同（酸压只用于碳酸盐
岩储层） 5、增产原理相似 6、使用的施工工艺相似 7、使用的设备相似
碳酸盐酸化
1.碳酸盐矿物分类
方解石：碳酸钙矿物。 白云石：碳酸钙矿物和碳酸镁矿物的比为1：1。
砂岩酸化
砂岩储层的酸化通常不进行酸压： 砂岩储层的胶结疏松，酸压可能由于大量溶蚀，致
使岩石松散，引起油井过早出砂； 酸压可能压破地层边界以及水、气层边界，造成地 层能量亏空和过早见水、见气； 由于酸沿缝壁均匀溶蚀岩石，不能形成沟槽，酸压 后裂缝大部闭合，形成的裂缝导流能力低，且由于 用土酸酸压可能产生大量沉淀物堵塞流道。 砂岩一般只做解堵酸化。
供液管汇
压裂泵车 监控车 高压管汇
压裂井口
压裂施工现场示意图
压裂现场
压裂施工主要设备简介
外型尺寸：11.78m×2.5m×3.97m 总 重：31.9t 弯半径：18m 最高工作压力：103.4MPa 最高工作压力下排量：0.803m3/min 最大排量： 1.813m3/min 最大工作水马力：2000HHP
外型尺寸：11m×2.6m×3.7m 最高工作压力：103.4MPa 最大液氮排量：97.96l/min 最大氮气排量：101.2Nm3/min
第五章：酸化工艺技术
改变施工参数 (如酸液类型、浓度、排量和用酸量等)，重复5～7步的计算， 得出不同施工参数的投资回报率，并可根据回报率优选出最佳施工方案。
9．按选出的最佳施工方案编写施工设计任务书
（二）砂岩基质酸化设计
1～3．同“碳酸盐岩基质酸化设计步骤”
4．确定酸液类型
按储集层岩心的室内实验结果选择 配伍好的土酸、泥酸等酸液体系。
§5—2 酸化工艺设计
一、酸化施工设计内容
1．酸化施工设计目的
是在综合考虑储层及流体、工作液的性质和相互间物理化学作 用的基础上，计算酸化的有效距离，优化方案，达到最好效果 和最大投入产出比。
2．酸化施工设计书的内容
（1）油水井基本数椐：酸化井基本数椐、酸化层位数椐、生产数椐。 （2）施工目的及依据 （3）施工参数的计算及方案优化结果：污染指数、酸化半经、施工压力、
盐酸的浓度越高，其溶蚀能力越强，但腐蚀也越厉害。解决 了腐蚀问题，使用高浓度盐酸酸化效果较好。酸化是盐酸被消 耗的过程，其进行的快慢可用酸岩反应速度表示。
2）酸岩反应速度
（1）酸岩反应速度概念
单位时间内酸浓度的降低值，单位 mol/L · S 。或单位 时间内岩石单位反应面积的溶蚀量，单位 mg/ cm² · S 。
（3）酸液的类型
酸岩反应速度与酸溶液内部的H+ 浓度成正比，强酸反应速度快，弱酸反应 速度慢。不同类型酸液，离解程度相差很大，离解的H+ 数量也相差很大。
（4）盐酸的质量分数
盐酸质量分数对反应速度的影响
如图5—3所示。图中实线表示各种质量分数的 新鲜酸液的初始反应速度，如15％的新鲜酸初 始反应速度为69mg／(cm2·s)，28％的新鲜酸 初始反应速度为72mg／(cm2·s)。
酸化工艺简介可编辑全文
酸化可行性研究
3.酸液选型
砂岩地层酸化常采用土酸（盐酸和氢氟酸的混合液） ，为了达到深部酸化的目的，有时也采用氟硼酸、地下 自生土酸、缓冲调节土酸、磷酸等处理砂岩地层。
酸化时要在酸液中加入某些化学物质，以改善酸液性 能和防止酸液在油气层中产生有害影响，这些化学物质 统称为添加剂。
常用的添加剂种类有：缓蚀剂、表面活性剂、稳定剂 、缓速剂，有时还加入增粘剂、减阻剂、暂时堵塞剂及 破乳剂等。
由此可见，酸化是一切以酸性工作液对油气（水）层 进行的增产（注）措施的统称。
3
酸化简介
根据酸液在地层中的作用，酸化一般可分为两类。
一类是注酸压力低于油气层破裂压力的常规酸化（也 叫一般酸化），这时，酸液主要发挥化学溶蚀作用，扩 大与其接触的岩石的孔隙、裂缝、溶洞，提高渗透率；
另一类是注酸压力高于油气层破裂压力的酸化压裂（ 简称酸压），这时酸液将同时发挥化学作用和水力作用 ，以扩大孔洞和压开新的裂缝，形成通畅的油气渗流通 道。
通过酸化前后油井日产量或采油指数，水井视吸水指数的对比进 行酸化效果评价； 通过酸化前后测得压力恢复曲线求得的表皮系数、堵塞比来进行 酸化解堵情况的评价。表皮系数的变化有以下三种趋势：
(1)下降趋势：注入的处理液有效，因而表皮系数逐渐减小； (2)上升趋势：注入的处理液在储层中产生了二次沉淀伤害，污染了储层；或是 注入到处理层的暂堵剂起了作用； (3)平缓趋势：尽管还在注入液体，但没有获得更好的处理效果。
24
酸化准备
接好井口酸化管线后使用清水试压，要求从酸化泵出口 到采油树(包括酸化泵、高压硬管线、井口采油树等)试 压17.2Mpa(2500psi)时不刺不漏；
准备适量碳酸钠用于中和反排出的残酸，连接注碱液流 程至井口的加药管线，准备检测残酸PH值时使用的PH 试纸；
酸化工艺技术4
技术交流材料
• （1）酸分子传质到矿物表面随即在表面进行反应：
• 这种反应称为非均相反应，这是由于反应发生在固体 和液体的界面上，而不是发生在一个连续相中。在反应发 生前，酸必须以对流或扩散的方式传质到矿物表面。系统 反应速度依赖于传质和表面反应速度。但是在大多数情况 下，这些过程中某一过程大大慢于其他过程，并控制系统 反应速度，因此更快的过程可以被忽略。 • （2）改变孔隙结构：孔隙结构的物理变化是酸溶解某些 矿物引起的，这也是通过基质酸化提高渗透率的机理。 • （3）反应产物的沉淀：发生在酸化中的二次反应，特别 是砂岩，从连续液相中产生反应产物的沉淀。很显然，固 体沉淀会堵塞孔隙，对基质酸化后的生产产生不利影响。
技术交流材料
• 垂直管流 • 酸液由高压井口进入酸化管柱(或油管柱) 到井底的流动。该过程酸液可能腐蚀酸 化管柱和套管柱，酸液的位能降低，沿 管柱流动产生摩阻损失，流态由排量、 粘度、管径决定，酸液浓度基本不变， 从井口到井底酸液温度升高。
技术交流材料
• 酸进入地层的流动反应 • 酸沿径向经孔隙及微裂缝作流动反应， 溶解地层各矿物成分及胶结物。沿径向 酸液浓度逐渐变小失去活性，温度发生 变化，压力及流速也发生变化。近井带 地层孔隙度和渗透率发生改变。
增产措施—酸化技术
大港油田集团井下技术服务公司
技术交流材料
目
录
一、概述 二、酸化增产原理 三、酸液及添加剂室内评价技术 四、酸化工艺技术 五、油层保护技术 六、排液工艺技术
技术交流材料
一、概述
• 酸化是油、气、水井增产增注的重要措施 之一，是改造油、气、水层的进攻性手段 之一。酸化是利用酸液能溶解岩层中所含 盐类，清除井底附近伤害的特性，来达到 提高近井地带油层的渗透率，改善油、气、 水流状况，从而增加油、气井产量和水井 注入量的目的。酸化施工工艺简单、成本 低廉，在各油田得到了普遍应用。
酸化工艺技术
酸化工艺技术酸化工艺技术是一种重要的化学工艺，广泛应用于化工行业中。
其通过将某种物质暴露于空气中或通过添加酸性化合物来改变物质的化学性质，达到特定的生产目的。
下面将介绍酸化工艺技术的原理、应用和未来发展趋势。
酸化工艺技术的原理是利用酸性物质与其他物质发生反应，使其发生化学变化。
常见的酸化剂包括硫酸、盐酸、硝酸等。
酸处理后，物质的酸碱性质会发生改变，从而影响其化学性质和性能。
酸化工艺技术通常适用于酸洗、酸处理、酸碱反应等生产过程。
在工业生产中，酸化工艺技术具有广泛的应用。
首先，在冶金行业中，酸化工艺技术可以用于提取金、银、铜等金属，改善矿石的品质。
其次，在化学行业中，酸化工艺技术可以用于生产化肥、染料等化学品。
此外，在环境保护领域，酸化工艺技术可以用于处理废水和废气，减少对环境的污染。
随着科技的不断发展，酸化工艺技术也在不断创新和改进。
首先，新的酸化剂不断被开发出来，这些酸化剂具有更高的酸度和更低的成本，使得酸化工艺技术更加高效和经济。
其次，酸化工艺技术与其他工艺相结合，形成了复合工艺技术，进一步提高了生产效率和产品质量。
最后，自动化技术的应用为酸化工艺技术提供了更多可能性，使得生产过程更加智能化和自动化。
然而，酸化工艺技术也面临着一些挑战。
首先，由于酸化剂具有腐蚀性，酸化工艺技术需要高强度的设备和材料，增加了生产成本。
其次，废酸的处理和回收也是一个难点，需要投入大量的资源和技术。
此外，酸化工艺技术在使用过程中容易产生有毒废气和废水，对环境带来不利影响，需要加强环保措施。
总的来说，酸化工艺技术在化工行业中具有重要地位和广泛应用。
通过酸化工艺技术的应用，可以达到改变物质性质、提高产品品质和减少环境污染的目的。
未来，随着科技的进步，酸化工艺技术将会得到进一步发展和完善，为化工行业的发展做出更大的贡献。
同时，也需要关注环境保护和资源利用的问题，减少对环境的影响，实现可持续发展。
酸化工艺
二、影响酸压裂缝长度(或酸岩反应速度)的因素
酸液的类型； 酸液浓度；
注入速度； 地层温度； 裂缝宽度； 地层矿物成分等。
第二节 酸化压裂技术
第二节 酸化压裂技术
第二节 酸化压裂技术
降低酸岩反应速度的方法
阻滞剂(缓速剂)： 使岩石表面亲油。烷基磺酸、烷基磷酸或烷基胺。 乳化酸： 用煤油或柴油作外相，盐酸作内相，使碳酸盐岩表面变成 强亲油。
1. 氢氟酸的反应
与碳酸盐类以及硅酸盐类反应： 2HF ＋ CaC03 ＝ CaF2＋ C02＋ H20 16HF十 CaAl2Si208 ＝ CaF2十2AlF3十2SiF4十8H20
第三节 砂岩油气层的土酸处理
CaF2：当酸液浓度高时，处于溶解状态；酸液浓度降低后，会 沉淀。依靠HCl将酸液维持在较低的 pH值，以提高其溶解度。 氢氟酸与石英的反应： 6HF十Si02 ＝ H2SiF6十2H20 氟硅酸(H2SiF6)：在水中可解离为H＋和SiF6－，而后者又能和 地层水中的Ca2＋、Na+、K+、NH4+等离子相结合，生成的 CaSiF6、(NH4)2SiF6易溶于水，而Na2SiF6及K2SiF6均为不溶 物质，会堵塞地层。因此在酸处理过程中，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。
第一节 碳酸盐岩地层的盐酸处理
碳酸盐岩中的油气储量已超过世界油气总储量的一半，而产量 已达到总产量的60％以上。 主要矿物 方解石CaC03，含量高于50％的称为石灰岩；
白云石CaMg(C03)2，含量高于50％的称为白云岩。 孔隙性碳酸盐岩油气层 解除堵塞，扩 大油气通道， 提高渗透性。
碳酸 盐岩油 藏分类
第二节 酸化压裂技术
酸化措施工艺流程的描述
酸化措施工艺流程的描述一般而言，酸化措施工艺流程包括以下几个主要的步骤：1.酸化剂的选择：根据所要处理的污染物的性质和废物的化学成分等因素，选择合适的酸化剂。
常见的酸化剂包括硫酸、盐酸、硝酸等。
2.反应釜的设计和制造：为了保证酸化反应的高效进行，需要设计和制造一个合适的反应釜。
反应釜的容量、材料选择、搅拌装置等因素需要考虑到反应物料的性质以及反应过程中的安全性。
3.调节反应条件：通过调节温度、压力、反应时间等条件，来控制反应过程的进行。
一般而言，酸化反应是一个剧烈的化学反应，需要提供适当的温度和压力条件以保证反应的高效进行。
4.酸化反应的操作：将待处理的废水、废气或废渣与酸化剂加入反应釜中，同时搅拌反应，使污染物与酸化剂充分接触，发生化学反应。
反应过程中可能产生大量的热量和气体，需要采取相应的措施进行处理。
5.产物的分离和处理：经过酸化反应后，污染物被转化为较为无害的物质。
这些物质需要进行分离和处理。
常见的方法包括过滤、沉淀、离心等。
分离出来的产物可以进一步用于资源回收或进行环境友好的处理。
6.残留物的处理：在酸化反应过程中，可能会有一些未反应的废物或酸性残留物。
这些残留物需要进行处理，避免对环境造成二次污染。
常见的处理方法包括中和、稀释、固化等。
7.设备的维护和清洁：酸化反应是一个复杂的化学过程，有可能产生一些腐蚀性物质或沉淀物。
因此，设备的维护和清洁是非常重要的。
定期检查设备的运行情况，清除设备内部积存物质，保证设备的正常运转和寿命。
总之，酸化措施工艺流程是一种有效的处理污染物的技术方法。
通过选择合适的酸化剂、设计合理的反应釜、调节适当的反应条件，可以将污染物转化为无害物质，从而实现环境污染的防治。
同时，对产生的废物和残留物进行合理处理，可以最大限度地减少对环境的二次污染。
最后，做好设备的维护和清洁工作，保证设备的正常运转，对于实现酸化措施工艺流程的长期稳定运行非常重要。
油田酸化工艺简介
酸化工艺的成本较高，需要投入大量的资金和人力。
05
CATALOGUE
油田酸化工艺改进及发展方向
酸化工艺的改进措施
01
02
03
优化酸液配方
通过实验筛选和优化酸液 配方，提高酸化效果和降 低对地层的伤害。
采用多级注入技术
将不同种类的酸液分多次 注入地层，以实现更精确 的酸化处理。
将压裂泵连接到压裂车，通过压裂车将酸液注入地层；控制压 力和注入量，确保酸液注入到目标地层。
保持压力，使酸液在裂缝中扩散并溶解堵塞物质；根据需要， 可以多次注入酸液。
解除堵塞后，通过泵车将残余的酸液和溶蚀物质排出井口；进 行返排液处理和检测。
工艺流程图解
智能控制酸化过程
应用智能控制系统，实时 监测和控制酸化过程，确 保酸化效果和防止过度酸 化。
酸化工艺的发展方向
发展多功能酸化技术
结合物理、化学和生物等多种方法，开发多功能酸化技术，以适 应不同类型和条件的油田。
强化环境保护
发展绿色酸化技术，减少对环境的污染和破坏，实现可持续发展。
推进数字化和智能化
油田酸化工艺简 介
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目 录
• 油田酸化工艺概述 • 油田酸化工艺流程 • 油田酸化工艺技术 • 油田酸化工艺应用及案例 • 油田酸化工艺改进及发展方向
01
CATALOGUE
油田酸化工艺概述
酸化工艺的定义
酸化工艺
油田酸化工艺是一种通过酸液处 理地层，解除地层堵塞，提高地 层渗透性的工艺。
酸化、压裂
酸化、压裂技术第一章酸化工艺技术一、酸化工艺1、酸化类型酸化工艺按施工规模可分为酸洗，基质酸化和压裂酸化。
⑴酸洗是一种清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射孔眼的工艺。
它是将少量酸注入预定井段，在无外力搅拌的情况下溶蚀结垢物或地层矿物。
有时也可通过正反循环使酸不断沿孔眼或储层壁面流动，以增大活性酸到井壁面的传递速度，加速溶解过程。
⑵基质酸化是一种在低于储层岩石破裂压力下将酸液注入储层中孔隙空间的工艺，其目的是使酸大体沿径向渗入储层，溶解孔隙空间的颗粒及堵塞物，扩大孔隙空间，从而恢复或提高储层渗透率，成功的基质酸化往往能够在不增加水、气采出量的情况下提高产能。
⑶酸压是在高于储层岩石破裂压力下将前置液或酸液挤入储层（前者称为前置液酸压，后者称为一般酸压）。
酸压适用于碳酸盐岩储层。
①处理碳酸岩储层的酸化称为碳酸盐酸化。
这种储层的酸化可进行酸洗，基质酸化和酸洗。
②处理砂岩储层的酸化称为砂岩酸化。
这类地层的酸化通常只进行酸洗和基质酸化，不进行酸压。
2、影响酸岩反应速度的因素盐酸与碳酸盐反应速度很快，导致活性酸有效作用范围小。
减缓酸岩反应速度是酸化工艺的主要课题。
⑴酸岩反应的试验方法：①静态反应试验：这是五十年代通用的方法，它是在恒温、恒压和一定面容比的条件下进行酸岩反应试验。
模拟了地层压力，温度条件，没有反映酸液在地层中的流动状况。
因此，这种方法目前只用来对比优选酸液配方及其添加剂，所以数据不能用于酸压设计。
②裂缝流动反应模拟试验：六十年代初提出一种试验方法，模拟了酸液在岩石裂缝中的流动反应。
用储层露头岩石制成岩缝，在恒温、恒压和定排量下让酸经过岩缝作流动反应，出口取样分析酸液浓度，计算反应速度。
该方法较真实地模拟了酸液在裂缝中的流动反应情况。
试验数据可直接用于施工设计并指导酸化实践。
③旋转岩盘试验：六十年代末开始用于研究酸液与岩石的旋转反应。
用储层实际岩心制成岩盘粘于岩心托上，底面作为反应面。
在恒温恒压定转速下进行酸岩反应，定时取样分析酸液浓度，计算酸反应速度。
酸化工艺技术介绍
投球，封隔器坐封 打开喷砂器1 酸化下油层 投球
滑套开关 2
层段之间能用封隔器进行封隔的油井的解堵，该技术可人为的控制各层段
喷砂器1 的解堵液类型和用量，从而实现改善低渗次动层渗透性，彻底解除油层堵 打开滑套开关2 下油层 塞的目的。ຫໍສະໝຸດ 酸化上油层球座20
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酸液添加剂
酸液作为一种通过井筒注入地层并能改善储集层渗透能力的工作 液体，无论盐酸或是土酸都具有很强的腐蚀性，酸化时对井下管柱及
土酸酸化工艺
原理及用途
配方：（8-15）%HCL+（2-5）%HF+各种添加剂。
原理：利用HF与石英（SiO2）、长石（NaALSi3O8），粘土[AL2SiO10(OH)2]反
应生成可溶性盐，以达到解堵的目的。
2HF+CaCO3=CaF2↓+CO2↑+H2O
16HF+CaAl2Si2O8=CaF2↓+2AlF3+2SiF4↑+8H2O
套管 油管 封隔器分层工艺一般可分2-3层，封隔器分层是用封隔器将射孔层段分
施工步骤
离开来，按设计液量分别注入处理层段。
下入施工管柱
上油层 利用Y341－114封隔器配套滑套开关，可实现最多三套油层的分层酸化，
Y341-114 封隔器 主要适用于层段间岩性不同或地层渗透性、原油粘度差异明显，井段长且
生产设备具有一定的损坏作用，必需根据储集层条件和工艺要求加入
一定量的化学添加剂（缓蚀剂、防乳化剂、表面张力降低剂和铁离子 稳定剂），以减少酸对管柱的腐蚀作用、乳化堵塞和胶态氢氧化铁的
形式沉淀的产生，改善和提高酸液体系性能，保证施工效果。
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缓蚀剂
酸化施工质量控制要点
一、酸化机理
3、砂岩酸岩反应 机理
砂岩地层由砂粒和粒间胶结物组成，砂粒主要成分是石英、长石，胶结物主要
成分是粘土、碳酸盐矿物。
成分矿物 石英
正长石 长 石 钠长石
斜长石 高岭石 粘 土 伊利石 蒙脱石
石膏 硫酸盐
硬石膏
化学分子式
SiO2 Si3AlO8K Si3AlO8Na Si2-3Al1-2O8(Na,Ca) Al4(Si4O10)(OH)8 Si4-xAlxO10(OH)2KxAl2
一、酸化机理
酸化是油气井增产或注水井增注的重要措施，在油田生产中发挥 了巨大作用，它是利用酸液的化学溶蚀作用及向地层挤酸时的水作用， 解除油层堵塞，扩大和连通油层孔缝，恢复和提高油层近井地带的渗 透率，从而增加油气井产量和注水井的注入量。
1、酸化工艺及酸液类型
常规酸化：当注酸压力小于油气层破裂压力， 主要利用酸液的化学溶蚀作用，扩大与酸液接触 的岩石的孔、缝、洞。 压裂酸化或酸压：如用水力先将地层压开裂 缝，然后再注酸或注酸时的压力超过地层的破裂 压力都能起到压裂酸化的双重作用。
典型配方：8～12％HCI+3～5%HF+2～3％缓蚀剂+2～3 ％表面活性剂+1～3％铁离子稳定剂+1～3%粘土稳定剂。
盐酸、氢氟酸工业标准
名称 品质 盐酸 指标，% 氢氟酸 指标，%
含量 ≥31
≥40
铁含量 ≤0.01
≤0.01
硫酸含量 ≤0.07
≤0.02
砷含量 0.00002
≤2
二、酸液及添加剂
(1/2Ca,Na)0.7(Al,Mg,Fe)4( Si,Al)3O20(OH)4nH2O
CaSO4·2H2O CaSO4
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常用酸化工艺酸化工艺作为增产措施自应用于现场以来，为了满足不同改造对象和措施作业的要求，酸化工艺得到了不断完善和发展，形成了不同的类型酸化工艺。
酸化工艺按照岩性主要可分为碳酸盐岩和砂岩储层酸化技术。
考虑到水平井酸化的特殊性，本部分对水平井酸化工艺也做了简单介绍。
1. 碳酸盐岩储层酸化工艺在碳酸盐岩储层酸化改造中，主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术，习惯上用酸化表示基质酸化，用酸压表示压裂酸化。
1) 基质酸化工艺基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化，如前所述，其基本特征是在施工压力小于储层岩石破裂压力的条件下，将酸液注入储层。
碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔的形成和微裂缝的扩大，其增产机理与蚓孔密切相关。
2) 酸压工艺控制酸压效果的主要参数是酸蚀裂缝导流能力和酸蚀缝长。
影响酸蚀缝长的最大障碍有：一是酸蚀缝长因酸液快速反应而受到限制，其次是酸压流体的滤失影响酸压效果。
另外，为产生适足的导流能力，酸必须与裂缝面反应并溶解足够的储层矿物量。
因此，为了获得好的酸压效果，提高裂缝导流能力和酸蚀缝长从降低酸压过程中酸液滤失、降低酸－岩反应速度、提高酸蚀裂缝导流能力等几个方面入手。
酸压过程中酸液的滤失问题通常考虑从滤失添加剂和工艺两方面着手；降低酸－岩反应速率也可以缓速剂的使用及工艺上来进行；加入缓速剂，使用胶凝酸、乳化酸、泡沫酸和有机酸并结合有效的酸化工艺可起到较好的缓速效果；提高裂缝导流能力可从选择酸液类型和酸化工艺着手，其原则是有效溶蚀和非均匀刻蚀。
压裂酸化工艺以能否实现滤失控制，延缓酸－岩反应速度形成长的酸蚀裂缝和非均匀刻蚀划分为普通酸压和深度酸压及特殊酸压工艺。
（1）普通酸压工艺普通酸压工艺指以常规酸液直接压开储层的酸化工艺。
酸液既是压开储层裂缝的流体，又是与储层反应的流体，由于酸液滤失控制差，反应速度较快，有效作用距离短，只能对近井地带裂缝系统的改造。
一般选用于储层污染比较严重、堵塞范围较大，而基质酸化工艺不能实现解堵目标时选用该工艺。
（2）深度酸压工艺以获得较长的酸蚀裂缝为目的而采用的不同于普通酸压工艺的酸压工艺称为深度酸压工艺。
a. 前置液酸压工艺前置液酸压工艺是先向储层注入高粘非反应性前置压裂液，压开储层形成裂缝，然后注入酸液对裂缝进行溶蚀，从而获得较高导流能力，使油气井增产。
前置液的主要作用表现为：压裂造缝；降低裂缝表面温度；降低裂缝壁面滤失。
这些作用能够减缓酸－岩反应速度，增加酸液的有效作用距离。
前置液的表观粘度比酸液高几十倍到几百倍，当酸液进入充满高粘前置液的裂缝时，由于两种液体的粘度差异，粘度很小的酸液在前置液中形成指进现象，减小了酸液与裂缝壁面的接触面积，这增强酸液非均匀刻蚀裂缝的条件。
前置液酸压工艺可采用多种酸液类型搭配，除了前置液与常规盐酸搭配使用外，前置液还可与胶凝酸、乳化酸或泡沫酸进行搭配应用。
上述搭配有各自的特点和应用范围，现场应用中可根据储层和井的情况进行选择。
b. 缓速酸类酸压工艺缓速酸酸压技术在工艺特点上与普通酸压技术相同，不同之处在于其采用的酸液是胶凝酸、乳化酸、化学缓速酸或泡沫酸等缓速酸，通过缓速酸的缓速性能达到酸液深穿透的目的。
不同缓速酸的特点参见酸液类型部分。
c. 多级交替注入酸压工艺Coulter＆Crowe等人(1976)提出前置液与酸液交替注入的一种酸压工艺，类似前置液酸压工艺，但其降滤失性及对储层的不均匀刻蚀程度优于前置液酸压。
80年代中期后开始得到较为广泛的应用，90年代成为实现深度酸压的主流技术。
它适用于滤失系数较大的储层，对储层压力小，岩性均一的地层。
如果能有好的返排技术，可取得较好的效果。
为获得理想的酸液有效作用距离，有时交替次数多达8次。
这一工艺在中、低渗孔隙性及裂缝不太发育储层，或滤失性大，重复压裂储层均有较好成效。
美国在棉花谷低渗白云岩储层、卡顿伍注湾油田曾在大型重复酸压中采用了该项技术，油藏模拟表明有效酸蚀裂缝长度达到91－244m，增产效果显著。
国内在长庆气田、塔河油田、塔里木轮南油田、普光气田和川东等气田等增产改造中取得了显著效果。
（3）特殊酸压工艺针对某些特殊类型储层或为实现特定要求，提出了一些不同于上述酸压工艺、具有独特理论及工艺特点的一些特殊酸压工艺，如闭合酸压、平衡酸压、变粘酸酸压及不同酸化技术的复合工艺。
限于篇幅，在此简要介绍目前应用较多的闭合酸压工艺。
某些油气层用上述酸压工艺不能创造出满意的必需的流动通道和高导流能力，这类储层主要特征如下：ａ.酸裂缝面溶解不均一，不能产生明显的流道，也不能获得必需的裂缝导流能力；ｂ.油层被酸不均匀刻蚀后，产生了理想的沟槽，但由于油层太软（如Chalk地层）或是因为大量的酸滤失使整个裂缝面软化，刻蚀的流道在裂缝闭合时被压碎；ｃ.高泵注排量下，酸与裂缝面的反应时间不足，酸岩反应不彻底，难于实现为获得适当裂缝导流能力所必需的非均匀刻蚀。
为克服这些困难，获得高的酸蚀裂缝导流能力，提出了闭合酸压工艺，工艺原理是在实施酸压处理的地层或已处理的地层中的闭合或部分闭合的裂缝中注入酸液，其特点是井底注入压力大于闭合压力，而又小于破裂压力。
其优点是注入速度低、排量小、窄缝易形成湍流，有助于提高由于大面积刻蚀后因闭合应力而损失的导流能力，裂缝即可是水力压裂的裂缝，也可是地层本身存在的裂缝。
2. 砂岩储层酸化工艺砂岩酸化主要是进行基质酸化。
为了满足不同的储层特性、污染类型及增产的实际需要，目前发展了多种砂岩酸化工艺，不同的工艺其不同之处主要体现在处理液和工序上。
按其注入处理液的类型及能否实现深穿透可分为常规酸化和深部酸化技术，不同的工艺其注液顺序也不同。
1) 常规土酸酸化常规土酸酸化用常规土酸作为处理液的酸化工艺，是使用时间最早，也是最为典型的砂岩酸化工艺。
该酸化工艺用液包括：前置液（preflush fluid）、处理液（treating fluid）、后置液（overflush fluid）和顶替液（displacement fluid），一般注液顺序为：注前置液®注处理液(土酸)®注后置液®注顶替液。
（1）前置液一般用3~15％HCl作为前置液，具有以下作用：a. 前置液中盐酸把大部分碳酸盐溶解掉，减少CaF2沉淀，充分发挥土酸对粘土、石英、长石的溶蚀作用；b. 盐酸将储层水顶替走，隔离氢氟酸与储层水，防止储层水中的Na+、K+与H2SiF6作用形成氟硅酸钠、钾沉淀，减少由氟硅酸盐引起的储层污染；c. 维持低pH值，以防CaF2等反应产物的沉淀；d. 清洗近井带油垢(添加高级溶剂清洗重烃及污物)。
（2）处理液处理液(土酸)主要实现对储层基质及堵塞物质的溶解，沟通并扩大孔道，提高渗透性。
（3）后置液后置液的作用在于将处理液驱离井眼附近，否则，残酸中的反应产物沉淀会降低油气井产能。
一般后置液采用：a. 对油井，一般用5%～12％HC1，NH4C1水溶液或柴油；b. 对气井，一般用5%～12％HC1，或NH4Cl水溶液。
（4）顶替液顶替液一般是由盐水或淡水加表面活性剂组成的活性水，其作用是将井筒中的酸液顶入储层。
2) 砂岩深部酸化工艺砂岩储层深部酸化是为获得较常规酸化工艺更深的穿透深度而开发的工艺，其基本原理是注入本身不含HF的化学剂进入储层后发生化学反应，缓慢生成HF，从而增加活性酸的穿透深度，解除储层深部的粘土堵塞，达到深部解堵目的。
主要包括SHF工艺、SGMA工艺、BRMA工艺、HBF4工艺及磷酸酸化工艺等。
（1）顺序注盐酸一氟化铵工艺(SHF，Sequential HF Process)。
该工艺利用粘土的天然离子交换性能，向储层注入HCl和NH4F，这两种物质本身不含HF，但注入储层的两种溶液混合后，在粘土表面生成HF而就地溶解粘土。
注液时，HCl和NH4F可根据需要多次重复使用，以达到预期的酸化深度，SHF法的处理深度取决于HCl和NH4F的用量和浓度。
SHF工艺对不含粘土的储层无作用，在提高储层渗透率和穿透深度方面都优于常规土酸。
该方法的优点是工作剂成本较低，穿透深度较深，适于由于粘土造成的污染储层处理。
缺点是工艺较复杂，溶解能力较低。
（2）自生土酸酸化工艺(SGMA，Self-Generating Mud Acid)。
该工艺是向储层注入一种含F-的溶液和另一种能水解后生成有机酸的脂类，两者在储层中相互反应缓慢生成HF、由于水解反应比HF的生成速度和粘土溶解速度慢得多，故可达到缓速和深度酸化目的，脂类化合物按储层温度条件进行选择。
如甲酸甲脂的作用原理：HOOCCH3＋H2O®HCOOH＋CH3OH HCOOH＋NH4F®NH4＋HCOO＋HF 其它如SG－MA(乙酸甲脂)、SG－CA(一氟醋酸铵)等脂类水解后与F结合产生HF，与粘土就地反应。
自生氢氟酸酸化的特点是，注入混合处理液后关井时间较长，待酸反应后再缓慢投产。
这样长的时间选择添加剂难度大，工艺不当易造成二次污染，应慎重选用。
该系统酸化适于泥质砂岩储层，成功的SGMA酸化可获得较长的稳产期。
（3）缓冲调节土酸工艺(BRMA，Buffer-Regulated Mud Acid)。
该系统由有机酸、铵盐和氟化铵按一定比例组成，通过弱酸与弱酸盐间的缓冲作用，控制在储层中生成的HF浓度，使处理液始终保持较高的pH值，从而达到缓速的目的。
该工艺可用于储层温度较高的油井酸化，在温度高达185℃的含硫气井进行BR－A系列试验，效果良好。
因此，可用于处理高温井而不用担心腐蚀问题，可不加缓蚀剂。
（4）氟硼酸处理工艺。
氟硼酸处理砂岩储层，既可控制粘土膨胀及颗粒运移，又能获得深穿透。
但其溶解岩石的能力不及土酸，国内外广泛采用氟硼酸及土酸联合施工，这就要求适当的施工工序及合理选择施工参数。
西南石油大学与胜利油田合作研究给出的典型施工工序为：注盐酸前置液®注氟硼酸®注土酸®注后置液。
酸液用量应以氟硼酸能达到的深度进行计算。
如胜利油田现场应用的用量范围为：盐酸浓度为7%～12%，每米井段用量0.5～1.0m3；氟硼酸浓度为8%～12% 每米井段用量1.0～1.5m3；土酸浓度为12％HCl＋3％HF，每米井段用量0.5～0.7m3。
（5）砂岩储层磷酸/氢氟酸处理工艺。
储层碳酸盐含量、泥质含量高，含有水敏及酸敏性粘土矿物，污染较重，又不易用土酸深度处理的储层可用磷酸/氢氟酸处理。
磷酸可以解除硫化物，腐蚀产物及碳酸盐类堵塞物。
（6）多氢酸酸化工艺多氢酸酸化工艺是由西南石油大学提出的一种新型砂岩储层酸化工艺。
多氢酸为中强酸，本身存在电离平衡，多氢酸可以在不同条件下通过多级电离分解释放出多个氢离子，并同盐类反应生成氟化氢。
由于多氢酸释放出氢离子的速度较慢，因此该体系具有较好的缓速性；同时多氢酸具有较强的抑制二次沉淀物、溶解石英、分散和悬浮细小颗粒的能力，是砂岩储层酸化较为理想的新型酸液体系。