酸化培训班砂岩酸化设计
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第4章 砂岩酸化
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
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
《砂岩基质酸化设计》PPT课件_OK
生产测试分析、生产测井(井温测井、放射 性示踪测井等)、施工曲线评价、岩心分析 、试井分析、节点系统分析、地层测试经 济评价等。
22
2021年8月30日资料
测井资料
试油和试井资料
油气藏资料 录井资料 物性参数
中途测试 完井试油 生产测井 或试井 和试采
静态储层基本结构及 测井解释储层结 渗滤模式、动力和阻力分布
物性参数
构及参数
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
为工艺设计提供参 数和井筒工程条件
提出确定工艺方法和规模的依据和建议
13
7 暂堵剂 改一善1整1时段的20注分入3剖2秒面 渗透率差异大的地层 油气井用泡沫
水溶性材料用于水井
六、砂岩酸化泵注程序确定
典型砂岩酸化泵注程序
步骤
流体系统
盐水
（1） 前置液
烃溶剂
盐酸
（2）主体酸
氢氟酸-盐酸配方
（3）后置液 （4）暂堵剂
盐酸或 NH4CL 泡沫或者 OSR 段塞
（5）重复 1-4 步，最后重复 1-3 步
• 砂岩酸化施工的典型步骤
序号 步骤
步骤原因
信息来源
步骤组成
步骤的用量
1
原油顶替
防止油与酸形成酸渣 污 酸－ 原油 酸渣 污染 试
染地层
验
芬香烃溶剂
完成 1.0m 的顶替
2 地层水顶替
预防结垢沉淀
地层水 HCO3－和
分析得到 SO42-含量
NH4CL,3％－8％
3
醋酸
地层中的铁化合物(黄 铁矿、菱铁矿、赤铁矿) 粘土、绿泥石、沸石
以防止和减少沉淀物的产生。 • 选择合适的前置液和后置液类型及用量可防止地层流体和酸液体系的不配伍 • 成功的酸化应保证清洁的酸液注入地层 • 合理分流技术 • 数值模拟，以提高优化程度
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2021年8月30日资料
测井资料
试油和试井资料
油气藏资料 录井资料 物性参数
中途测试 完井试油 生产测井 或试井 和试采
静态储层基本结构及 测井解释储层结 渗滤模式、动力和阻力分布
物性参数
构及参数
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
为工艺设计提供参 数和井筒工程条件
提出确定工艺方法和规模的依据和建议
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7 暂堵剂 改一善1整1时段的20注分入3剖2秒面 渗透率差异大的地层 油气井用泡沫
水溶性材料用于水井
六、砂岩酸化泵注程序确定
典型砂岩酸化泵注程序
步骤
流体系统
盐水
（1） 前置液
烃溶剂
盐酸
（2）主体酸
氢氟酸-盐酸配方
（3）后置液 （4）暂堵剂
盐酸或 NH4CL 泡沫或者 OSR 段塞
（5）重复 1-4 步，最后重复 1-3 步
• 砂岩酸化施工的典型步骤
序号 步骤
步骤原因
信息来源
步骤组成
步骤的用量
1
原油顶替
防止油与酸形成酸渣 污 酸－ 原油 酸渣 污染 试
染地层
验
芬香烃溶剂
完成 1.0m 的顶替
2 地层水顶替
预防结垢沉淀
地层水 HCO3－和
分析得到 SO42-含量
NH4CL,3％－8％
3
醋酸
地层中的铁化合物(黄 铁矿、菱铁矿、赤铁矿) 粘土、绿泥石、沸石
以防止和减少沉淀物的产生。 • 选择合适的前置液和后置液类型及用量可防止地层流体和酸液体系的不配伍 • 成功的酸化应保证清洁的酸液注入地层 • 合理分流技术 • 数值模拟，以提高优化程度
砂岩基质酸化设计任务书
石油(采油)工程设计任务书砂岩基质酸化设计西南石油大学石油工程学院2012年3月目录一、设计题目 (2)二、目的及要求 (2)三、砂岩基质酸化设计应考虑的要点及要求 (2)四、砂岩酸化设计内容 (2)五、砂岩基质酸化设计原则 (2)六、张家坪构造储层特征 (2)七、设计所需的原始数据及气井基本情况(已给条件) (3)八、油井分析及措施目的 (13)九、施工设计技术思路 (13)十、现场材料及工具资料 (14)十一、酸化方式 (14)十二、已知施工参数设计 (15)十三、其它已知数据 (15)十四、完成以下设计计算及内容 (16)十五、设计报告装订顺序及格式(统一用word文档A4纸打印) (16)参考资料 (16)一、设计题目张家X井须二气藏基质酸化设计二、目的及要求(1)目的：通过设计了解砂岩基质酸化设计方法、基本的设计计算、砂岩基质酸化施工设计书的基本设计内容和设计思路，并掌握方案设计的基本方法、步骤以及设计中所涉及的基本计算，加强系统的工程训练，培养分析和解决实际工程问题的能力。
(2)要求：根据张家X井须二气藏的基础数据和设计要求，完成张家X井须二气藏砂岩基质酸化设计，并针对所计算和设计的内容完成张家X井须二气藏基质酸化设计报告(要求写出所采用的设计计算公式、过程及步骤)，并根据完成的设计内容填写砂岩基质酸化施工设计书(见石油工程设计教材的采油部分，附录4砂岩基质酸化施工设计书)。
三、砂岩基质酸化设计应考虑的要点及要求参见石油工程设计教材的采油部分，第八章砂岩地层基质酸化第一节。
四、砂岩酸化设计内容参见石油工程设计教材的采油部分，第八章砂岩地层基质酸化第一节。
(1)写出详细的设计计算过程；(2)按设计报告格式编写设计报告(附设计的原始数据)；(3)采用Word文档编写报告，要求A4纸打印，字迹工整，文字通顺，思路清晰，计算结果正确；(4)按石油工程设计教材的采油部分，附录4砂岩基质酸化施工设计书填写完设计内容(没有涉及到的不填，保留空缺)。
培训-酸化技术2010
酸化工艺技术
酸化机理 酸液及添加剂 碳酸盐岩酸化设计 砂岩酸化设计 酸化新技术
酸化机理
●酸化概念
利用酸液清除生产井、注入井（水井）井底附 近的污染，恢复地层渗透率或者溶蚀地层岩石胶结物 以提高地层渗透率的增产措施 根据酸化施工的方式和目的，工艺过程可分为酸 洗、基质酸化（孔隙酸化）和压裂酸化
特点
机械置放技术
概念
ห้องสมุดไป่ตู้
采用封隔器卡分目的层与非目的层，使酸液 直接有效覆盖处理层，一般采用封隔器可卡 酸2～3层。 能准确控制各层段注入量 只适用于有一定层间距的井，且对固井质量 有严格要求
特点
固体酸酸压技术
问题
酸穿透距离受酸液滤失和酸消耗影响，有效 作用距离短 常规酸压酸岩反应速度快，酸蚀裂缝短 将固体酸置于油层，以实现深度酸压的目 的，满足高温碳酸盐岩油气层深度酸压需要。
泡沫分流技术
概念
向地层先注入互溶剂以降低界面张力和促进 近井区域的扫油，然后交替注入酸和泡沫实 现有效持久的转向，提高酸化效果。 气体，氮气为主 起泡剂，脂肪酸胺盐酸盐、季铵盐、非离子 －阴离子型表面活性剂等
介质
堵球分层技术
概念
根据目标层中各射孔段吸液压力的差异，利 用堵球将吸液能力强的层段封堵起来，使酸 液转向吸液能力差或伤害严重区域。根据设 计的酸量和分层层数，可以数次投球分层。 分层层数多，适合层间距离短的井，施工方 便，但酸量分配不可靠。
概念
工艺
将酸固化成颗粒 携带固体酸颗粒压破地层进入裂缝（非反应 流体），随着裂缝延伸，固体酸颗粒悬浮或 沉降在裂缝中 固体酸颗粒泵注完毕，注入释放液 固体酸颗粒与释放液接触，溶解并电离出大 量H＋与裂缝壁面岩石反应，造成裂缝壁面 的非均匀刻蚀 裂缝闭合后具有很高的渗流能力，有效作用 距离可与水力压裂相当
酸化机理 酸液及添加剂 碳酸盐岩酸化设计 砂岩酸化设计 酸化新技术
酸化机理
●酸化概念
利用酸液清除生产井、注入井（水井）井底附 近的污染，恢复地层渗透率或者溶蚀地层岩石胶结物 以提高地层渗透率的增产措施 根据酸化施工的方式和目的，工艺过程可分为酸 洗、基质酸化（孔隙酸化）和压裂酸化
特点
机械置放技术
概念
ห้องสมุดไป่ตู้
采用封隔器卡分目的层与非目的层，使酸液 直接有效覆盖处理层，一般采用封隔器可卡 酸2～3层。 能准确控制各层段注入量 只适用于有一定层间距的井，且对固井质量 有严格要求
特点
固体酸酸压技术
问题
酸穿透距离受酸液滤失和酸消耗影响，有效 作用距离短 常规酸压酸岩反应速度快，酸蚀裂缝短 将固体酸置于油层，以实现深度酸压的目 的，满足高温碳酸盐岩油气层深度酸压需要。
泡沫分流技术
概念
向地层先注入互溶剂以降低界面张力和促进 近井区域的扫油，然后交替注入酸和泡沫实 现有效持久的转向，提高酸化效果。 气体，氮气为主 起泡剂，脂肪酸胺盐酸盐、季铵盐、非离子 －阴离子型表面活性剂等
介质
堵球分层技术
概念
根据目标层中各射孔段吸液压力的差异，利 用堵球将吸液能力强的层段封堵起来，使酸 液转向吸液能力差或伤害严重区域。根据设 计的酸量和分层层数，可以数次投球分层。 分层层数多，适合层间距离短的井，施工方 便，但酸量分配不可靠。
概念
工艺
将酸固化成颗粒 携带固体酸颗粒压破地层进入裂缝（非反应 流体），随着裂缝延伸，固体酸颗粒悬浮或 沉降在裂缝中 固体酸颗粒泵注完毕，注入释放液 固体酸颗粒与释放液接触，溶解并电离出大 量H＋与裂缝壁面岩石反应，造成裂缝壁面 的非均匀刻蚀 裂缝闭合后具有很高的渗流能力，有效作用 距离可与水力压裂相当
酸化解堵技术培训
酸化技术基础
砂岩基质酸化的主要目的
✓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。
解除地层堵 塞，恢复或 提高近井地 带渗透率。
对地层矿物成分和损害本质的了解是正确设计酸化措施的
关键。不正确的酸化处理措施会使反应物沉淀在地层中或其它
➢酸化施工设备
项目
酸
数量
化
泵 水马力
酸
数量
化
罐
容积
搅
数量
拌
罐
容积
数采设备
注碱设备
塘沽
湛江
11台（490hhp11台）
4台（1600hhp1台，1100 hhp1台490 hhp2台）
5390hhp
3680hhp
26个（22m3酸罐4个，30m3罐12个 35m3罐8个，32m3罐1个，36m3罐1个）
注水泥固井时的清洗液、隔离液、套管活动、为更好地替 出泥浆而营造的紊流态流动会破坏泥饼；另外高压差下注水泥 时造成紊流也会加剧滤液的侵入。
酸化技术基础
射孔过程伤害
1、在射孔孔道边缘产生1cm压实带，造成渗透率下降70-80%；
2、射孔后，孔道内留有岩石碎屑，使有效流通通道降低20-30%。
注
生产过程中的伤害
由此说明，对于受污染的井，采 用酸化解堵措施可大大提高油井产 量，而对于未污染的井，酸化效果 不明显。
酸化技术基础
影响砂岩反应因素（表面积、溶解度、化学组成）
矿 石英 长石类
云母类 粘土类
碳酸盐类
硫酸盐类 其它
物
正长石 微斜长石 钠长石 斜长石 黑云母 白云母 高岭石 伊利石 蒙脱石 绿泥石 方解石 白云石 铁白云石 石膏 硬石膏 盐类 氧化铁
酸化培训材料1
地层能量较为充足的井； 产层受污染的井； 邻井高产而本井低产的井； 钻井过程中油气显示好，而
试油效果差的井；
油、气、水边界清楚； 固井质量和井况好的井。
二、主要研究内容
3）酸化实验研究技术
酸化解堵剂及添加剂研发； 酸液类型及浓度优选； 酸液添加剂的优选； 酸液配伍性实验； 酸液配方及段塞优选； 酸液酸化物理模拟试验。
二、主要研究内容
4）酸化工艺优化设计技术
酸化选井选层决策； 酸化工作液优选； 酸化处理量优化；
5）酸化施工及排液技术
酸化实施方案编制； 酸化施工人员、酸化设备； 现场作业监督和技术服务； 钢丝作业服务(开关滑套等)。
6）酸化效果跟踪评价技术
酸化工艺效果分析； 油井动态跟踪分析； 注水井动态跟踪分析；
（一）砂岩酸化
3、砂岩酸化需要开展研究才能实施，主要进行的实验：
（1） 溶蚀性试验 （2） 配伍性试验 （3） 破乳性试验 （4） 表面张力测定 （5）铁离子稳定剂评价试验 （6）防膨剂评价试验 （7）酸液缓速性能评价试验 （8）酸化缓蚀性能评价试验
（11）速敏性评价试验
（12）水敏性评价试验 （13）盐敏性评价试验 （14）碱敏性评价试验 （15）酸敏性评价试验 （16）砂岩酸化物模试验 （17）润湿性实验 （18）二次沉淀控制试验 （19）酸岩反应动力学试验 （20）残酸离子浓度测试试验
连续油管
按作用机理及处理范围分：
酸化 工 艺
解堵酸化
深穿透酸化
解堵酸化
原理:靠酸液的溶解作用解除井筒附近地层内在钻井和完井过程
中造成的损害，提供油气井的完善程度。
深部酸化工艺 原理:应用物理或（和）化学方法提高酸液在地层中的有效穿透 距离，在较大范围内改善地层渗透性能。 包括： 氟硼酸酸化工艺技术(HBF4)； 相继注入工艺技术（SHF） 地下自生土酸技术(SGMA); 缓冲调节土酸技术(BRMA); “5H+酸”酸化技术。
砂岩酸化
碳酸钙（a） 铁垢（酸溶解度变化）
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
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
酸化
《酸化》教学设计
教学内容
酸化
授课类型与
时间
理论课
4课时
授课年级
13级石油班
专业
石油工程
授课教材
采油工程
授课教师
岳照平
教学目的与要求
认知目标
酸化的概念和意义。
技能目标
明确酸化的方法和步骤
能力目标
对酸化有全面的认识，并能够认识压裂现场
情感目标
在教学活动拓宽学生对采油上水力压裂的认识和了解，并在此基础上学会使用。让学生们能够在工作之后尽快的步入正轨。
学生主要是以听讲和做笔记为主，
学生听讲，并且在老师的引导下进行回顾复习，
给同学们一个问题，在同学们进行讨论的同时，加深对上本课所学知识的认识。
通过ppt的观看将生涩难懂的理论灌输变成学生喜闻乐见的画面展示，加深他们的认识。同时，自主的寻找会使他们的主动性增强。
体现学生为主体的思想，由于知识的专业性非常强，学生平时的知识储备不够，所以允许同学们可以提任何与视频内容相关的问题，以便于他们尽快的补充采油类的知识。
在本知识点的讲解过程中，和同学们一起回顾上次课所学的水力压裂的知识，与其对比式的学习。主要的知识点有：
水力压裂的压裂液性质
水力压裂的的支撑剂性质
水力压裂的造缝机理
水力压裂维持裂缝的机理
酸化压裂的压裂液性质
酸化压裂有无支撑剂
酸化压裂的造缝机理
酸化压裂造缝维持的机理
将这些知识点做对比讲解之后，酸化压裂就基本讲解完成了。
酸压（酸化压裂）是在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。酸化施工使用诸如水泥车、泵车一类的施工车辆，将酸性水溶液（如，盐酸、氢氟酸、有机酸）注入地层。
教学内容
酸化
授课类型与
时间
理论课
4课时
授课年级
13级石油班
专业
石油工程
授课教材
采油工程
授课教师
岳照平
教学目的与要求
认知目标
酸化的概念和意义。
技能目标
明确酸化的方法和步骤
能力目标
对酸化有全面的认识，并能够认识压裂现场
情感目标
在教学活动拓宽学生对采油上水力压裂的认识和了解，并在此基础上学会使用。让学生们能够在工作之后尽快的步入正轨。
学生主要是以听讲和做笔记为主，
学生听讲，并且在老师的引导下进行回顾复习，
给同学们一个问题，在同学们进行讨论的同时，加深对上本课所学知识的认识。
通过ppt的观看将生涩难懂的理论灌输变成学生喜闻乐见的画面展示，加深他们的认识。同时，自主的寻找会使他们的主动性增强。
体现学生为主体的思想，由于知识的专业性非常强，学生平时的知识储备不够，所以允许同学们可以提任何与视频内容相关的问题，以便于他们尽快的补充采油类的知识。
在本知识点的讲解过程中，和同学们一起回顾上次课所学的水力压裂的知识，与其对比式的学习。主要的知识点有：
水力压裂的压裂液性质
水力压裂的的支撑剂性质
水力压裂的造缝机理
水力压裂维持裂缝的机理
酸化压裂的压裂液性质
酸化压裂有无支撑剂
酸化压裂的造缝机理
酸化压裂造缝维持的机理
将这些知识点做对比讲解之后，酸化压裂就基本讲解完成了。
酸压（酸化压裂）是在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。酸化施工使用诸如水泥车、泵车一类的施工车辆，将酸性水溶液（如，盐酸、氢氟酸、有机酸）注入地层。
砂岩酸化原理与工艺技术
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。
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。
疏松砂岩酸化方案
疏松砂岩酸化方案1. 引言疏松砂岩是一种常见的岩石类型，其孔隙结构较复杂，常影响地下水的流动和地下工程的稳定性。
为了改善疏松砂岩地层的工程性质，常需要采取酸化处理方法，以增加砂岩的稳定性和强度。
本文将介绍一种常用的疏松砂岩酸化方案，包括方案的选择、酸化剂的选择、操作步骤等。
2. 方案选择在选择疏松砂岩酸化方案时，需要考虑以下因素： - 砂岩的类型和特性：不同类型的砂岩对酸化剂的适应性各不相同，需要根据具体情况进行选择。
- 酸化效果：方案应该能够有效改善砂岩的工程性质，提高稳定性和强度。
- 环境影响：方案应该尽可能减少对环境的影响，避免造成地下水和土壤的污染。
3. 酸化剂选择常见的疏松砂岩酸化剂包括盐酸、硫酸、磷酸等。
在选择酸化剂时，需要考虑以下因素： - 酸化效果：不同酸化剂对砂岩的酸化效果不同，需要选择对目标砂岩具有较好酸解效果的酸化剂。
- 安全性：酸化剂应具备较高的安全性，避免对操作人员和环境造成伤害。
- 经济性：酸化剂的价格和可获得性也是选择的考虑因素之一。
4. 操作步骤疏松砂岩酸化的操作步骤主要包括以下几个方面： 1. 准备工作： - 酸化剂的准备：根据实际需求和方案选择，准备所需要的酸化剂。
- 砂岩表面处理：清理目标砂岩表面的杂质和污染物，以提高酸化效果。
- 安全措施：穿戴好防护设备，保证操作人员的安全。
2. 酸化处理： - 酸化剂喷洒：使用适当的喷洒设备，将酸化剂均匀喷洒到砂岩表面。
- 酸化时间控制：根据砂岩类型和酸化剂的效果，控制酸化时间，以达到预期的酸化效果。
- 中和处理：酸化完成后，使用适当的中和剂对残留的酸液进行中和处理，以避免对环境造成污染。
3. 后处理工作： - 清理工作区：清理酸化处理过程中产生的废液、杂质等，保持操作区的清洁。
- 监测：对酸化处理后的砂岩进行监测，评估酸化效果以及可能出现的后续问题。
- 环境治理：如果有必要，对处理区域进行环境治理，确保不对地下水和土壤造成污染。
酸化培训文件(冀东)
油气水井酸化技术
渤海钻探井下技术服务分公司
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 四、酸化工艺技术 五、酸化（压）设计
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。酸化是利用酸液的化学溶蚀作用 及向地层挤酸时的水力作用解除地层的堵 塞，扩大、疏通地层孔隙（缝），恢复和 提高近井地带的渗透率，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。
技术交流材料
（2）盐酸与碳酸盐的化学作用
大多数碳酸盐与盐酸发生化学作用可以生成水溶性氯 化物和二氧化碳而被盐酸溶解，以石灰岩和白云岩为 例，石灰岩的主要成分是碳酸钙，白云岩的主要成分 是碳酸钙镁，它们与盐酸作用的化学反应方程式如下： 2HCL+CaCO3=CaCL2+H2O+CO2↑ 4HCL+MgCa(CO3)2=CaCL2+MgCL2+2H2O+2CO2↑ 反应生成的CaCO3和MgCL2都能溶于水，通过自喷或 抽吸，就可以将反应后的残酸（包括溶解在其中的盐 类）排出地面，生成的CO2可以起到助排作用，帮助 残酸从地层中排出，这样就沟通了地层孔隙，提高了 渗透率。
碳酸盐作用生成的氟化钙，当酸浓度降低时易发生沉 淀堵塞地层孔隙，因此对于碳酸盐含量较高的地层在 土酸处理前应用足量的盐酸进行预处理。
技术交流材料
目前我们现场上使用的土酸，其中氢 氟酸的浓度为3～6％，盐酸的浓度为 10～15％左右，当砂岩储层中的泥质 含量较高时氢氟酸浓度可取上限，盐 酸浓度可取下限。反之则氢氟酸浓度 可取下限，盐酸浓度可取上限。如果 砂岩储层中碳酸盐含量高于10％或堵 塞物中碳酸盐含量较高时，可单独用 盐酸处理。
渤海钻探井下技术服务分公司
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 四、酸化工艺技术 五、酸化（压）设计
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。酸化是利用酸液的化学溶蚀作用 及向地层挤酸时的水力作用解除地层的堵 塞，扩大、疏通地层孔隙（缝），恢复和 提高近井地带的渗透率，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。
技术交流材料
（2）盐酸与碳酸盐的化学作用
大多数碳酸盐与盐酸发生化学作用可以生成水溶性氯 化物和二氧化碳而被盐酸溶解，以石灰岩和白云岩为 例，石灰岩的主要成分是碳酸钙，白云岩的主要成分 是碳酸钙镁，它们与盐酸作用的化学反应方程式如下： 2HCL+CaCO3=CaCL2+H2O+CO2↑ 4HCL+MgCa(CO3)2=CaCL2+MgCL2+2H2O+2CO2↑ 反应生成的CaCO3和MgCL2都能溶于水，通过自喷或 抽吸，就可以将反应后的残酸（包括溶解在其中的盐 类）排出地面，生成的CO2可以起到助排作用，帮助 残酸从地层中排出，这样就沟通了地层孔隙，提高了 渗透率。
碳酸盐作用生成的氟化钙，当酸浓度降低时易发生沉 淀堵塞地层孔隙，因此对于碳酸盐含量较高的地层在 土酸处理前应用足量的盐酸进行预处理。
技术交流材料
目前我们现场上使用的土酸，其中氢 氟酸的浓度为3～6％，盐酸的浓度为 10～15％左右，当砂岩储层中的泥质 含量较高时氢氟酸浓度可取上限，盐 酸浓度可取下限。反之则氢氟酸浓度 可取下限，盐酸浓度可取上限。如果 砂岩储层中碳酸盐含量高于10％或堵 塞物中碳酸盐含量较高时，可单独用 盐酸处理。
砂岩酸化原理与工艺技术(CEP)
伤害/酸化半 径 ra 2rw 5 rw 10 rw 20 rw 伤害井产能伤 害比(Xd=0.05) 0.364642 0.198186 0.147315 0.117225 伤害井伤害解除后增产倍 比(Xd=0.05) 2.742419 5.04577 6.788189 8.530607 未伤害井酸化增 产倍比(Xi=20) 1.095435 1.253586 1.40728 1.603927
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
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
石油工程技术专业《7.2.1编写砂岩基质酸化施工设计方案》
7.2.1编写砂岩基质酸化施工设计方案对于任何一个地区，在进行酸化施工之前〔除非在该地区已有十分丰富而成功的酸化工作经验〕，都必须进行系统的研究分析，这些工作包括岩石物性及化学组分分析、堵塞原因及堵塞物分析、酸液性能评价、酸液与储层配伍性评价等。
只有进行以上工作，筛选出适应该地区条件的酸液配方后，才能进行酸化设计。
施工设计是在综合考虑储层及其流体、工作液的性质和相互间物理化学作用的根底上，计算酸化的有效作用范围，比照不同施工方案的经济投入和增产增注效果，以到达最好的效果、最大的投入产出比。
一个好的施工设计是成功酸化施工的根底和关键。
酸化施工方案设计包括内容较多，如资料收集、井层的选择、工艺选择、配方选择、施工参数确定以及方案的优选、经济评价等。
一、井的根底数据见表8-2说明酸化施工的层位及采取的工艺方法是酸压还是基质酸化。
八、施工参数及施工工艺见表8-9层，在基质孔隙内反响条件下，无论用什么方法计算，活性酸的有效作用距离一般不会超过几米。
这个数量应当成为基质酸化设计结果分析的大致标准。
基质酸化设计时，首先根据酸化井层段的岩石物性和储层特征、堵塞情况，室内实验数据，选用适宜的酸液、添加剂及其浓度；然后制定切实可行的施工工艺，一般分为前置液——处理液——后置液——顶替液，依次由油管注入。
酸压施工设计，需确定施工方案和主要施工参数，包括工作液(前冲洗液、前置液、酸液及后冲洗液等)类型及数量，泵注排量及所需水功率等。
再用增产倍数比拟或投资回报率比拟法来优化实施的方案。
砂岩基质酸化设计步骤步骤1～4同“碳酸盐岩基质酸化设计步骤〞。
1.确定地层破裂梯度〔1〕按邻近井层资料确定。
〔2〕按压裂施工瞬时关井压力估算：〔8-1〕式中——地层破裂梯度，kPa／m；——压裂施工瞬时关井压力，kPa；P h——井筒内液柱压力，kPa；H——储集层深度，m。
〔3〕估算公式：〔8-2〕式中——地层破裂梯度，kPa／m；——经验系数，10～12kPa／m；0——上覆岩层压力梯度，24～28kPa／m；P s——储集层压力，kPa；H——储集层深度，m。
砂岩酸化设计1
条 件
HCl溶解度>20% •高渗透(100md以上) 高石英(80%),低粘土(<5%) 高长石(>20%) 高粘土(>20%) 高铁绿泥石粘土 •低渗透(10md或更低) 低粘土 高绿泥石
酸
液 注:
(1) 用15%HCL 预冲洗 (2) 用螯合的 15%HCl预冲 洗 (3)用7.5%HCl 或10%醋酸预 冲洗 (4) 5%醋酸预 冲洗
砂岩储层基质酸化技术
用HBF4处理可以克服酸化初期增产后期递减快
的普遍性问题。国内外现场使用表明是一种较为
有效的方法，当HBF4进入地层时能缓慢水解生成
HBF4，因而在酸耗尽前可深入地层内部较大范围。 此外还可以使任何不溶解的粘土微粒产生化学熔 化，熔化后的微粒在原地胶结，使得处理后流量 加大而引起的微粒移动受到限制，室内试验还表
HBF(OH)3+H2O←→ H3BO3+HF 由于它的一级水解很慢，故为整个水解反应的控制步 骤，它限制了酸液中HF生成速度，而因为HBF4在水溶液中 任何时候都产生有限的HF，所以延长了反应时间，增加了
HF的有效穿透距离。
砂岩储层基质酸化技术
②影响HBF4水解速度的因素 HBF4的水解速度可表示为
砂岩储层基质酸化技术
化学暂堵剂性能
类型 熔点°F 1472 岩性 328 油溶剂 328 油溶性树脂 252 苯甲酸薄片 苯甲酸颗粒（3） 252 比重 2.164 1.062 1.062 1.316 1.361 溶解介质 水、稀酸 油 油、凝析物 油、水、酸、气 油、水、酸、气 井别 油井（1） 、气井（1） 油井、气井（2） 油井、气井（2） 油井、气井、注水井污水处理井 油井、气井、注水井污水处理井
d ( BF4 ) K1[ H ] [ BF4 ] dt
HCl溶解度>20% •高渗透(100md以上) 高石英(80%),低粘土(<5%) 高长石(>20%) 高粘土(>20%) 高铁绿泥石粘土 •低渗透(10md或更低) 低粘土 高绿泥石
酸
液 注:
(1) 用15%HCL 预冲洗 (2) 用螯合的 15%HCl预冲 洗 (3)用7.5%HCl 或10%醋酸预 冲洗 (4) 5%醋酸预 冲洗
砂岩储层基质酸化技术
用HBF4处理可以克服酸化初期增产后期递减快
的普遍性问题。国内外现场使用表明是一种较为
有效的方法，当HBF4进入地层时能缓慢水解生成
HBF4，因而在酸耗尽前可深入地层内部较大范围。 此外还可以使任何不溶解的粘土微粒产生化学熔 化，熔化后的微粒在原地胶结，使得处理后流量 加大而引起的微粒移动受到限制，室内试验还表
HBF(OH)3+H2O←→ H3BO3+HF 由于它的一级水解很慢，故为整个水解反应的控制步 骤，它限制了酸液中HF生成速度，而因为HBF4在水溶液中 任何时候都产生有限的HF，所以延长了反应时间，增加了
HF的有效穿透距离。
砂岩储层基质酸化技术
②影响HBF4水解速度的因素 HBF4的水解速度可表示为
砂岩储层基质酸化技术
化学暂堵剂性能
类型 熔点°F 1472 岩性 328 油溶剂 328 油溶性树脂 252 苯甲酸薄片 苯甲酸颗粒（3） 252 比重 2.164 1.062 1.062 1.316 1.361 溶解介质 水、稀酸 油 油、凝析物 油、水、酸、气 油、水、酸、气 井别 油井（1） 、气井（1） 油井、气井（2） 油井、气井（2） 油井、气井、注水井污水处理井 油井、气井、注水井污水处理井
d ( BF4 ) K1[ H ] [ BF4 ] dt
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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
Eeickmier模型等
9
3、解析计算方法 基于稳态衡线热源假设的解析计算方法
T ( Z H ,t) T b T ( Z H Z b ) T A T f T b T A • e Z x b A Z h p
10
4、 数值计算方法
1)假设条件 注液前，井筒内充满液体并与地层达到热平衡； 忽略井筒及地层内沿井深方向的热交换； 所有传热参数不随温度和时间变化，各向同性、均质地层； 地面排量及注液温度不变； 液体温度与其接触的管壁温度相同； 油套管和井径尺寸不随井深变化； 温度沿井深呈线性分布。符合关系
T z T bZ Z bT 11
酸化培训班砂岩酸化设计
一、砂岩酸化设计方法概述 1、简单的酸化设计方法 经验方法的局限性 Williams方法 利用试验确定有效反应系数 求解酸浓度分布模型 酸穿距离与酸浓度，注入速度、注酸量的关系
局限性：试验难度大，未考虑实际酸化过程的变温度、变矿物浓度及径向和垂向非均质的影响，未 进行酸化效果预测。
2)单元体(网格系统)的划分
qinj
q’
T0,j-1/2
T1,j T2,j-1/2 T3,j
T4,j
T5,j
T6,j
r0 r1 r2 r3
r4
r5
从里到外依次划分单元体为油管内单元体、油管单元体、环空液体单元、套管体单元、水泥环单元体及若干 油藏单元体
12
2)单元体(网格系统)的划分
T1,j T2 ,jT3,jT 4,jT5 ,j T0,j
FN1, j
15
初始条件
T 0 0 ,j 1 T i, 0 j T b a Z j 0 .5 Z j Z b 2
上面公式迭代求出tn+1时刻整个油管内液体温度分布以及井筒地层径向温度分布，从而求得任意时刻、任 意深度处的井筒温度分布。
16
(二) 地层温度场模拟
1. 地层温度模拟的意义 处理液由井筒进入地层(裂缝)中流动时以及处理液在地层中与岩石反应时都要与地层发生显著的
[ri,ri+1]的环形带内放出的热量被该单元体内的岩石及孔隙中的酸液所吸收
q i n c L L i n , k 1 c r r 1 i n , k 1r i 2 1 r i 2 x k T i , n k 1
21
热量平衡方程式
qre qin
Tj CLL Hn jC n jC m Cn jm 11n j n j 1000
2
未考虑土酸中盐酸的作用 未考虑注酸过程中从井口到地层的温度变化，地层伤害带浓度变化及多层影响 无效果预测方法
3
2.酸化数学模拟及优化设计方法 优化设计:选择最佳方案以达到最优目标的设计。 主要工作： 优选适合本油田、本地区的酸液及添加剂； 了解储层特性及其伤害情况，明确处理任务； 进行数学模拟计算，全面考虑影响砂岩酸化的因素； 进行完整的酸化设计，将先进的数学模型和现场经验紧密结合起来； 优选施工方案分析影响酸化效果的诸因素及提高酸化效果的工艺途径，确定最佳施工方案
热交换，因而温度变化很大。
2. 储层温度场模型 (1)假设条件
1)酸液在地层孔隙中流动，壁面温度与酸液温度相同； 2)所有传热参数不随温度和时间变化，地层各向同性、均质； 3)不计纵向热传导； 4)液体在孔隙介质中作流动反应时质量守恒。
17
(2)地层温度场模型的建立
T1,j
T2
T
,j
3,j
T
4,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 13
地面 r0 r1 r2 r3 r4 r5 r6 rN-3 rN-2 rN-1 rN Z1 Z2 Zj Zj+1Zm-1 Zm
纵向上单元体划分示意图
14
3)模型的建立及求解
据热平衡方程式：单位时间内流入单元体的热量＋单位时间流出单元体的热量＋单位时间内单元体内 热量的变化＝0
非稳态模型
ba1i,,jjTT1i,nnj1,11jdb1i,,jjTT2in,n,jj11
F1,j
di,
Tn1
j i1,j
Fi,j
aN1,
Tn1
j N2,
j
b Tn1 N1,j N1,j
• BB
r
t
TrrwTw
t0
T r Re TR
T t0 T应，放出的热量必然改变酸液的温度
径向[ri,ri+1]的环形带内，酸浓度的变化为CAi
C A jC m n jC m n 1j j 1,2
酸岩反应放出的热量
q r er i2 1 r i2 x k 1 3in ,k 0 C A HH