《酸化酸液体系和添加剂及其选择.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《酸化酸液体系和添加剂及其选择.ppt（120页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、104d8ddAcidizing and Hydraulic Fracturing Treatment Acidizing and Hydraulic Fracturing Treatment for Oil&Gas Well Stimulation for Oil&Gas Well Stimulation 酸化酸液体系和添加剂及其选择酸化酸液体系和添加剂及其选择李年银李年银西南石油大学研究生院西南石油大学研究生院，(SelectionofAcidFluidandAdditives)SelectionofAcidFluidandAdditives)SelectionofAcidFluidand
2、Additives)204d8dd1 1酸化用酸液类型酸化用酸液类型酸化用酸液类型酸化用酸液类型2 2碳酸盐岩酸化酸液体系碳酸盐岩酸化酸液体系碳酸盐岩酸化酸液体系碳酸盐岩酸化酸液体系3 3砂岩酸化酸液体系砂岩酸化酸液体系砂岩酸化酸液体系砂岩酸化酸液体系4 4添加剂体系及其选择添加剂体系及其选择添加剂体系及其选择添加剂体系及其选择5 5基质增产措施工作液体系选择基质增产措施工作液体系选择基质增产措施工作液体系选择基质增产措施工作液体系选择提纲提纲304d8dd一、酸液类型一、酸液类型1.1.溶蚀能量强，生成的产物能够溶解于残酸水中溶蚀能量强，生成的产物能够溶解于残酸水中溶蚀能量强，生成的产物能够
3、溶解于残酸水中溶蚀能量强，生成的产物能够溶解于残酸水中 ，与储层流体配伍性好，对储层不产生污染；，与储层流体配伍性好，对储层不产生污染；，与储层流体配伍性好，对储层不产生污染；，与储层流体配伍性好，对储层不产生污染；2.2.加入化学添加剂后所配制成的酸液的物理、化加入化学添加剂后所配制成的酸液的物理、化加入化学添加剂后所配制成的酸液的物理、化加入化学添加剂后所配制成的酸液的物理、化学性质能够满足施工要求学性质能够满足施工要求学性质能够满足施工要求学性质能够满足施工要求；3.3.运输、施工方便，安全；运输、施工方便，安全；运输、施工方便，安全；运输、施工方便，安全；4.4.价格便宜，货源广价格便
4、宜，货源广价格便宜，货源广价格便宜，货源广性能要求性能要求404d8dd一、酸化酸液类型一、酸化酸液类型盐酸盐酸HCLHCL土酸土酸HClHClHFHF，氟硼酸，氟硼酸HBFHBF44乙酸乙酸CHCH33COOHCOOH甲酸甲酸HCOOHHCOOH磷酸磷酸H H33POPO44硝酸硝酸HNOHNO33混合酸混合酸用于酸化的常见基本酸用于酸化的常见基本酸(按照化学组成分按照化学组成分)504d8dd一、酸液类型一、酸液类型常见不同酸型的特点及适用条件对比常见不同酸型的特点及适用条件对比604d8dd5H酸高温延迟酸固体酸地下自生土酸一、酸液类型一、酸液类型一、酸液类型一、酸液类型滤失控制酸自转向
5、酸粘弹性酸VES其他酸液其他酸液硝酸盐酸704d8dd 盐酸系无机强酸，它是氯化氢的水溶液。纯盐酸是无色盐酸系无机强酸，它是氯化氢的水溶液。纯盐酸是无色透明的液体，因含透明的液体，因含FeCl3及其它杂质及其它杂质，故常看到的工业盐酸，故常看到的工业盐酸略呈黄色，盐酸氯化氢气体具特有的刺激性气味。在空气中，略呈黄色，盐酸氯化氢气体具特有的刺激性气味。在空气中，浓盐酸常冒出白色酸雾。盐酸是一种具有强腐蚀性的强酸还浓盐酸常冒出白色酸雾。盐酸是一种具有强腐蚀性的强酸还原剂。原剂。1.1.盐酸盐酸盐酸盐酸804d8dd盐酸工业标准盐酸工业标准1.1.盐酸盐酸盐酸盐酸904d8dd盐酸特点盐酸特点(1)
6、(1)酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围大；酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围大；酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围大；酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围大；(2)(2)单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸的排出；单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸的排出；单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸的排出；单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸的排出；(3)(3)单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高残酸的单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高残酸的单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高残酸的单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高残酸的粘度，控制了酸岩反
7、应速度，并有利于悬浮、携带固体颗粒粘度，控制了酸岩反应速度，并有利于悬浮、携带固体颗粒粘度，控制了酸岩反应速度，并有利于悬浮、携带固体颗粒粘度，控制了酸岩反应速度，并有利于悬浮、携带固体颗粒从储层中排出。从储层中排出。从储层中排出。从储层中排出。(4)(4)盐酸的主要缺点是与石灰岩反应速度太快盐酸的主要缺点是与石灰岩反应速度太快盐酸的主要缺点是与石灰岩反应速度太快盐酸的主要缺点是与石灰岩反应速度太快，1.1.盐酸盐酸盐酸盐酸1004d8dd盐酸比重及配制盐酸比重及配制 HClHCl=1+=1+C C/2/2盐酸百分浓度盐酸百分浓度WtWt和当量浓度关系：和当量浓度关系：WtWt=()100=(
8、)100C C盐酸浓度盐酸浓度配置盐酸溶液所需配置盐酸溶液所需商品盐酸用量商品盐酸用量商品盐酸用量商品盐酸用量配置稀酸液所需的清水量配置稀酸液所需的清水量V V清水清水V V22V V11 V V33比重比重1.1.盐酸盐酸盐酸盐酸盐酸溶液体积盐酸溶液体积1104d8dd降低盐酸液浓度需加清水量计算降低盐酸液浓度需加清水量计算QQ11清水用量，清水用量，kgkg；Q Q00已配酸液量，已配酸液量，kgkg；X X已配酸液浓度重量百分比，；已配酸液浓度重量百分比，；ZZ施工用酸液浓度重量百分比，施工用酸液浓度重量百分比，盐酸比重及配制盐酸比重及配制1.1.盐酸盐酸盐酸盐酸1204d8dd提高稀酸
9、液浓度，需加浓盐酸量的计算提高稀酸液浓度，需加浓盐酸量的计算QQ22浓盐酸用量，浓盐酸用量，kgkg；QQ00已配酸液量，已配酸液量，kgkg；CC浓盐酸浓度重量百分比，；浓盐酸浓度重量百分比，；ZZ施工用酸液浓度重量百分比，；施工用酸液浓度重量百分比，；XX已配酸液浓度重量百分比，已配酸液浓度重量百分比，盐酸比重及配制盐酸比重及配制1.1.盐酸盐酸盐酸盐酸1304d8dd配置配置1 1m m33不同浓度的盐酸溶液所需要的工业盐酸和清水量不同浓度的盐酸溶液所需要的工业盐酸和清水量1.1.盐酸盐酸盐酸盐酸1404d8dd基质酸化不同酸化半径和孔隙度要求的注酸强度基质酸化不同酸化半径和孔隙度要求的
10、注酸强度1.1.盐酸盐酸盐酸盐酸1504d8dd2.2.盐酸盐酸盐酸盐酸-氢氟酸氢氟酸氢氟酸氢氟酸(土酸土酸土酸土酸)化工界大批生产的化工界大批生产的氢氟酸氢氟酸(HF)是氟化氢的水是氟化氢的水溶液，有无水纯酸，或酸的浓缩溶液，有无水纯酸，或酸的浓缩(4070%)水溶液。水溶液。氟化氢是一种无色、恶臭有毒气体，氟化氢的溶点氟化氢是一种无色、恶臭有毒气体，氟化氢的溶点为为83，工业氢氟酸浓度为，工业氢氟酸浓度为40，比重在，比重在1.11到到1.13之间。之间。1604d8dd氢氟酸工业标准氢氟酸工业标准2.2.盐酸盐酸盐酸盐酸-氢氟酸氢氟酸氢氟酸氢氟酸(土酸土酸土酸土酸)1704d8dd氢氟酸
11、浓度与密度的关系表2.2.盐酸盐酸盐酸盐酸-氢氟酸氢氟酸氢氟酸氢氟酸(土酸土酸土酸土酸)1804d8dd土酸密度与混合酸浓度的关系表2.2.盐酸盐酸盐酸盐酸-氢氟酸氢氟酸氢氟酸氢氟酸(土酸土酸土酸土酸)1904d8dd土酸的配制土酸的配制VVHFHF所需商品氢氟酸体积，所需商品氢氟酸体积，mm33；VVHClHCl所需商品盐酸体积，所需商品盐酸体积，mm33；CCHFHF商品氢氟酸重量浓度，商品氢氟酸重量浓度，%；CCHClHCl商品盐酸重量浓度，；商品盐酸重量浓度，；CCHFHF土酸中氢氟酸重量浓度，土酸中氢氟酸重量浓度，%；CCHCLHCL土酸中盐酸重量浓度，；土酸中盐酸重量浓度，；HFH
12、F商品氢氟酸密度，商品氢氟酸密度，kg/mkg/m33；HClHCl商品盐酸密度，商品盐酸密度，kg/mkg/m33；VVmm土酸体积，土酸体积，mm33；mm土酸密度，土酸密度，kg/mkg/m33。配置酸液所需的清水量则为配置酸液所需的清水量则为 V清水清水VmVHFVHClVadi 2.2.盐酸盐酸盐酸盐酸-氢氟酸氢氟酸氢氟酸氢氟酸(土酸土酸土酸土酸)2004d8dd 甲酸又名蚁酸甲酸又名蚁酸(HCOOH)，是无色透明的液体，熔点是无色透明的液体，熔点8.4，有刺激性气味。易溶于水，水溶液呈弱酸性。，有刺激性气味。易溶于水，水溶液呈弱酸性。我国的工业甲酸浓度为我国的工业甲酸浓度为90以上
13、。以上。乙酸又名醋酸乙酸又名醋酸(CH3OOH)，我国工业乙酸的浓度我国工业乙酸的浓度为为93以上，因为乙酸在低温时会凝成象冰一样的以上，因为乙酸在低温时会凝成象冰一样的固态，故俗称为冰醋酸。固态，故俗称为冰醋酸。3.3.甲酸和乙酸甲酸和乙酸甲酸和乙酸甲酸和乙酸2104d8dd 优点：优点：反应速度慢、腐蚀性较弱，在高温下易于反应速度慢、腐蚀性较弱，在高温下易于缓速和缓蚀。缓速和缓蚀。缺点：缺点：溶蚀能力小且价格昂贵，欲达到盐酸的溶溶蚀能力小且价格昂贵，欲达到盐酸的溶蚀能力，用酸量大，成本高，低渗透层排液困难。酸压蚀能力，用酸量大，成本高，低渗透层排液困难。酸压时，甲酸均匀溶蚀缝面，裂缝导流能
14、力小。时，甲酸均匀溶蚀缝面，裂缝导流能力小。只有只有在高温在高温(120以上以上)深井中深井中，盐酸的，盐酸的缓速和缓缓速和缓蚀问题蚀问题无法解决时，才使用它们酸化碳酸盐岩储层。无法解决时，才使用它们酸化碳酸盐岩储层。3.3.甲酸和乙酸甲酸和乙酸甲酸和乙酸甲酸和乙酸2204d8dd盐酸与甲酸、乙酸的溶蚀能力、反应速度比较盐酸与甲酸、乙酸的溶蚀能力、反应速度比较盐酸与甲酸、乙酸的溶蚀能力、反应速度比较盐酸与甲酸、乙酸的溶蚀能力、反应速度比较一般甲酸浓度不超过一般甲酸浓度不超过一般甲酸浓度不超过一般甲酸浓度不超过10101010，乙酸液的浓度不超过，乙酸液的浓度不超过，乙酸液的浓度不超过，乙酸液的
15、浓度不超过l5l5l5l5。3.3.甲酸和乙酸甲酸和乙酸甲酸和乙酸甲酸和乙酸2304d8dd注意：甲酸或乙酸与碳酸盐作用生成的盐类，在水中的溶解度较小。所以，酸处理时采用的浓度不能太高，以防生成甲酸或乙酸钙盐沉淀堵塞渗流通道。一般甲酸浓度不超过10，乙酸液的浓度不超过l5。3.3.甲酸和乙酸甲酸和乙酸甲酸和乙酸甲酸和乙酸2404d8dd4.4.混合酸混合酸混合酸混合酸组分酸就是组分酸就是一种或多种有机酸与盐酸一种或多种有机酸与盐酸的混合物。的混合物。作用原理：作用原理：酸岩反应速度依酸岩反应速度依氢离子浓度氢离子浓度而定。因此当盐酸中混掺有而定。因此当盐酸中混掺有离解常数小的有机酸离解常数小的
16、有机酸(甲酸、乙酸、氯乙酸等甲酸、乙酸、氯乙酸等)时，溶液中的氢离子时，溶液中的氢离子数主要由盐酸的氢离子数决定。根据数主要由盐酸的氢离子数决定。根据同离子效应同离子效应，极大地降低了有，极大地降低了有机酸的电离程度，因此机酸的电离程度，因此当盐酸活性耗完前，甲酸或乙酸几乎不溶解当盐酸活性耗完前，甲酸或乙酸几乎不溶解，盐酸活性耗完后，甲酸或乙酸才进而离解起溶蚀作用。所以，盐酸盐酸活性耗完后，甲酸或乙酸才进而离解起溶蚀作用。所以，盐酸在井壁附近起溶蚀作用，甲酸或乙酸在地层较远处起溶蚀作用，混在井壁附近起溶蚀作用，甲酸或乙酸在地层较远处起溶蚀作用，混合酸液消耗时间近似等于盐酸和有机酸反应时间之和，
17、因此可以得合酸液消耗时间近似等于盐酸和有机酸反应时间之和，因此可以得到较长的有效距离。到较长的有效距离。2504d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系常规盐酸常规盐酸n适用条件：适用条件：碳酸盐岩类油气层的酸压和解堵酸化。n典典型型配配方方：15%28%HCl+1%3%缓蚀剂+1%3%表面活性剂+1%3%铁离子稳定剂2604d8dd高浓度盐酸的处理效果显著的原因：高浓度盐酸的处理效果显著的原因：l酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围大；酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围大；l单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸的单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸的排出；排出；l单
18、位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高残酸的粘度，控制了酸岩反应速度，并有利于悬浮、残酸的粘度，控制了酸岩反应速度，并有利于悬浮、携带固体颗粒从地层中排出。携带固体颗粒从地层中排出。二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系常规盐酸常规盐酸2704d8dd盐酸的优点：盐酸的优点：n成本低；成本低；n对地层的溶蚀力强，反应生成物对地层的溶蚀力强，反应生成物(氯化钙、氯化镁及二氧化碳氯化钙、氯化镁及二氧化碳)可可溶，不产生沉淀；溶，不产生沉淀；n酸压时对裂缝壁面的不均匀刻蚀程度高。酸压时对裂缝壁面的不均匀刻蚀程度高。盐酸的缺点：盐酸的缺点：n与
19、石灰岩与石灰岩反应速度太快反应速度太快。特别是对于高温深井，由于地层温度高，。特别是对于高温深井，由于地层温度高，盐酸与地层岩石反应速度太快，因而处理范围有限。盐酸与地层岩石反应速度太快，因而处理范围有限。n对井中管柱具有很强的对井中管柱具有很强的腐蚀性腐蚀性，温度高时腐蚀性更强，防腐费用，温度高时腐蚀性更强，防腐费用很大，而且容易损坏泵内镀铝或镀铬的金属部件。很大，而且容易损坏泵内镀铝或镀铬的金属部件。二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系常规盐酸常规盐酸2804d8dd缓速缓速/降滤酸体系降滤酸体系 为了减缓酸岩反应速度或降低酸液滤失，增加酸液有效为了减缓酸岩反应速度或降低酸液滤
20、失，增加酸液有效作用距离而发展起来的酸型。它们是通过对酸的稠化、乳作用距离而发展起来的酸型。它们是通过对酸的稠化、乳化、改变酸液与岩石的亲油性等得到。化、改变酸液与岩石的亲油性等得到。n胶凝酸胶凝酸(稠化酸稠化酸)n胶化酸胶化酸 n乳化酸乳化酸 n化学缓速酸化学缓速酸n泡沫酸泡沫酸n延迟酸延迟酸nLCA，VDA，VEA二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系2904d8ddn高温储层酸压高温储层酸压(酸化酸化)缓速、降滤，深部穿透改造缓速、降滤，深部穿透改造n配制：配制：盐酸胶凝剂（稠化剂）其它添加剂盐酸胶凝剂（稠化剂）其它添加剂稠化酸稠化酸n原原理理：在在盐盐酸酸中中加加入入增增稠稠
21、剂剂(或或胶胶凝凝剂剂)，使使酸酸液液粘粘度度增增加加，降降低低了了氢氢离离子子向向岩岩石石壁壁面面的的传传递递速速度度。由由于于稠稠化化剂剂分分子子的网状结构，的网状结构，束缚氢离子的活动束缚氢离子的活动，从而起到缓速作用，从而起到缓速作用n典典型型配配方方：15%28%HCl+28%酸酸液液增增稠稠剂剂+2%3%缓蚀剂缓蚀剂+2%3%表面活性剂表面活性剂+2%3%铁离子稳定剂铁离子稳定剂n酸酸液液的的稠稠化化剂剂有有：含含有有半半乳乳感感露露聚聚糖糖的的天天然然高高分分子子聚聚合合物物，如如瓜瓜胶胶、刺刺梧梧桐桐树树胶胶等等。有有工工业业合合成成的的高高分分子子聚聚合合物物，如聚丙烯酰胺，
22、纤维素衍生物等。如聚丙烯酰胺，纤维素衍生物等。二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系胶凝酸胶凝酸胶凝酸胶凝酸(稠化酸稠化酸稠化酸稠化酸)3004d8ddn稠化酸处理的优点；稠化酸处理的优点；(1)缓速效果好；缓速效果好；(2)粘度高，滤失小；粘度高，滤失小；(3)携带酸化后不溶性岩石颗粒及淤泥能力强。携带酸化后不溶性岩石颗粒及淤泥能力强。缺点：缺点：(1)稠化剂增加了酸液的粘度，破胶不好不利反排；稠化剂增加了酸液的粘度，破胶不好不利反排；(2)温温度度较较高高时时，大大部部分分稠稠化化剂剂在在酸酸液液中中迅迅速速降降解解，热热稳稳定性差
23、，因此只限于中、低温地层使用；定性差，因此只限于中、低温地层使用；(3)残酸液中杂质机反应产物较常规酸对储层伤害较大。残酸液中杂质机反应产物较常规酸对储层伤害较大。二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系胶凝酸胶凝酸胶凝酸胶凝酸(稠化酸稠化酸稠化酸稠化酸)3104d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系交联酸交联酸n目的：目的：进一步提高酸液粘度和热稳定性进一步提高酸液粘度和热稳定性n组组成成：盐盐酸酸稠稠化化剂剂其其它它添添加加剂剂稠稠化化酸酸交交链链剂剂 胶化酸胶化酸n典典 型型 配配 方方：20%25%HCl+0.0
24、1%0.05%交交 链链 剂剂+1%3%缓缓蚀蚀剂剂+2%3%表表面面活活性性剂剂+2%3%铁铁离离子子稳定剂稳定剂+1%2%助排剂助排剂n常常用用的的有有机机交交链链剂剂为为醛醛类类化化合合物物，无无机机交交链链剂剂如如氯氯化化锂、硝酸铝、硫酸铝等。锂、硝酸铝、硫酸铝等。n需需加加入入破破胶胶剂剂，常常用用的的破破胶胶剂剂有有高高锰锰酸酸钾钾、过过硫硫酸酸铵铵等。等。3204d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系交联酸交联酸n使用交联酸使用交联酸的主要优缺点：的主要优缺点：(1)缓速效果及热稳定性都较稠化酸好；缓速效果及热稳定性都较稠化酸好；(2)能抑制粘土分散，控制酸液滤
25、失；能抑制粘土分散，控制酸液滤失；(3)酸化可排出不溶解的微粒及淤泥。酸化可排出不溶解的微粒及淤泥。(4)存在的主要问题是酸化后残酸返排困难存在的主要问题是酸化后残酸返排困难n适适用用条条件件：具具有有较较强强反反排排能能力力的的低低渗渗碳碳酸酸盐盐岩岩的的酸酸压压裂或天然裂缝发育但被损害地层的深穿透酸化处理。裂或天然裂缝发育但被损害地层的深穿透酸化处理。3304d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系乳化酸乳化酸n乳化酸即乳化酸即油包酸油包酸型乳状液，一般用原油作外相，其内相型乳状液，一般用原油作外相，其内相一般为一般为l53l浓度的盐酸浓度的盐酸n配配置置过过程程：酸酸(盐
26、盐酸酸或或有有机机酸酸)乳乳化化剂剂(表表面面活活性性剂剂)+油油+其它添加剂其它添加剂n典型配方；典型配方；15%25%HCl+1%3%缓蚀剂缓蚀剂+2%3%铁铁离子稳定剂离子稳定剂+1%3%乳化剂乳化剂+30%原油或成品油。原油或成品油。n需选用需选用“HLB值值”(亲水亲油平衡值亲水亲油平衡值)为为36的表面活性的表面活性剂作为剂作为W/O型乳化剂型乳化剂 如酰胺类如酰胺类(炕基酸胶炕基酸胶)、胶盐类、胶盐类（l2炕基苯磺酸胶炕基苯磺酸胶)、酶类、酶类(山梨糖醇酐油酸脂山梨糖醇酐油酸脂-一一span80)等。等。3404d8dd优点：优点：n乳化酸乳化酸可把活性酸携带到地层深部，扩大了酸
27、处理的范可把活性酸携带到地层深部，扩大了酸处理的范围增加酸围增加酸非均匀刻蚀程度非均匀刻蚀程度。n在乳化酸的稳定期间内，酸液并不与井下金属设备直接在乳化酸的稳定期间内，酸液并不与井下金属设备直接接触，因而可很好地解决接触，因而可很好地解决防腐防腐问题。问题。n滤失较小滤失较小缺点：缺点：摩阻较大摩阻较大，排量受到限制。，排量受到限制。二、碳酸盐岩酸化酸液体系乳化酸二、碳酸盐岩酸化酸液体系乳化酸二、碳酸盐岩酸化酸液体系乳化酸二、碳酸盐岩酸化酸液体系乳化酸3504d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系化学缓速酸化学缓速酸 表表面面活活性性剂剂缓缓速速酸酸是是一一种种新新型型化化学
28、学缓缓速速酸酸，是是一一种种酸酸的的表活剂溶胶体系表活剂溶胶体系。缓速机理：缓速机理：l一一方方面面通通过过表表面面活活性性剂剂分分子子在在碳碳酸酸盐盐岩岩表表面面的的吸吸附附，在在岩层表面形成吸附膜，减低了岩层表面形成吸附膜，减低了H+与岩面的反应速度；与岩面的反应速度；l另另一一方方面面因因酸酸岩岩反反应应物物的的产产生生，酸酸液液体体系系在在岩岩层层与与酸酸液液的的界界面面上上形形成成一一弹弹性性胶胶团团膜膜，进进一一步步阻阻隔隔H+向向岩岩层层扩扩散散，降低了酸岩反应速度。降低了酸岩反应速度。3604d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系化学缓速酸化学缓速酸酸液体系特
29、点酸液体系特点酸液体系中不含高聚物酸液体系中不含高聚物，无残渣，酸液对储层的伤害，无残渣，酸液对储层的伤害低；低；酸液粘度高酸液粘度高，根据不同需求酸液粘度在，根据不同需求酸液粘度在30-65 mPa.s范围内可调。范围内可调。反应速度低反应速度低，酸液的缓速性能好。同等条件下，其反，酸液的缓速性能好。同等条件下，其反应速度相当于乳化酸的应速度相当于乳化酸的1213，相当于胶凝酸的，相当于胶凝酸的1415，可实现地层深部酸化处理；，可实现地层深部酸化处理；3704d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系化学缓速酸化学缓速酸 酸酸液液摩摩阻阻低低，易易于于实实现现高高排排量量，高
30、高泵泵压压作作业业。通通过过大大型型酸酸液液流流动动回回路路实实验验系系统统测测试试，5m3/min排排量量下下，其其摩摩阻阻只只相相当当于于清清水水的的15，同同等等条条件件下下，胶胶凝凝酸酸的的摩摩阻阻相相当当于于清清水水的的40，低低摩摩阻阻乳乳化化酸酸摩摩阻阻相相当当于于清清水水的的300；酸液易破胶，残酸粘度低、易返排。酸液易破胶，残酸粘度低、易返排。由于该表面活由于该表面活性剂本身就是一种极好的起泡剂，返排过程中会产生大性剂本身就是一种极好的起泡剂，返排过程中会产生大量的泡沫，极大地降低了液柱压力，使酸液容易返排出量的泡沫，极大地降低了液柱压力，使酸液容易返排出地层。同时由于泡沫具
31、有一定的粘度，易于将一些酸不地层。同时由于泡沫具有一定的粘度，易于将一些酸不溶物带出地层，极大地减少了地层伤害。溶物带出地层，极大地减少了地层伤害。3804d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系化学缓速酸化学缓速酸项 目技 术 指 标外 观黄色透明粘稠液体密 度，1.10 g/cm3粘度，170 S-1 3560 mPa.s腐蚀速度，90510g/m2.h表面张力26 mN/m残酸界面张力 2.5 mN/m缓速率相当于普通酸的68倍 摩阻相当于清水的15%酸液稳铁能力3000 mg/l防乳破乳率 100%配伍性不分层、不交联、无沉淀3904d8dd9090下不同酸液缓速性能下
32、不同酸液缓速性能 酸酸岩岩反反应应速速度度对对比比二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系化学缓速酸化学缓速酸4004d8dd 化学缓速酸摩阻化学缓速酸摩阻二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系化学缓速酸化学缓速酸4104d8dd 由图可见，由图可见，5 5m m3 3/min/min排量下，表面活性剂缓排量下，表面活性剂缓速酸的摩阻为清水的速酸的摩阻为清水的1515左右，可满足大排量、左右，可满足大排量、高泵压施工。高泵压施工。化学缓速酸摩阻化学缓速酸摩阻二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系化学缓速酸化学缓速酸4204d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩
33、酸化酸液体系化学缓速酸化学缓速酸注意：注意：整个施工过程需连续注液。在高流速和地整个施工过程需连续注液。在高流速和地整个施工过程需连续注液。在高流速和地整个施工过程需连续注液。在高流速和地层高温情况下，吸附作用将受到限制，部分表面层高温情况下，吸附作用将受到限制，部分表面层高温情况下，吸附作用将受到限制，部分表面层高温情况下，吸附作用将受到限制，部分表面活性剂可能会失去作用。活性剂可能会失去作用。活性剂可能会失去作用。活性剂可能会失去作用。4304d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系泡沫酸泡沫酸n配制：配制：由酸液由酸液(一般为盐酸一般为盐酸)、气体、气体(一般用氮气或二氧
34、化碳一般用氮气或二氧化碳)、起泡剂和稳定剂混合制成起泡剂和稳定剂混合制成n酸液为连续相，气体为非连续相，它是一种类似于宾汉流体的酸液为连续相，气体为非连续相，它是一种类似于宾汉流体的酸包气流体酸包气流体n原理：原理：由于气泡的存在减小了酸与岩石接触的面积，限制了酸由于气泡的存在减小了酸与岩石接触的面积，限制了酸液中液中H+的传质，因而能延缓酸岩反应速度。的传质，因而能延缓酸岩反应速度。n气体的体积气体的体积(泡沫干度泡沫干度)约占约占6585，酸液量为酸液量为1535。表。表面活性剂的含量为面活性剂的含量为0.51n泡沫酸按其质量可分成三类：泡沫酸按其质量可分成三类：增能型；泡沫质量增能型；泡
35、沫质量 52%；泡沫型：泡沫质量泡沫型：泡沫质量 52%90%；雾化型：泡沫质量雾化型：泡沫质量 90%。4404d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系泡沫酸泡沫酸n优点：优点：液液体体含含量量低低（2040），对对地地层层污污染染小小，处处理理水敏性地层尤为优越；水敏性地层尤为优越；酸液漏失量小，酸穿距离长；酸液漏失量小，酸穿距离长；粘度高，酸压时可获得较宽的裂缝；粘度高，酸压时可获得较宽的裂缝；n泡泡沫沫酸酸中中的的高高压压气气体体有有助助于于排排液液，悬悬浮浮力力强强，可可带带出出固体颗粒，一般无需抽吸排液固体颗粒，一般无需抽吸排液n尤其尤其适用于低压、低渗、水敏性强的
36、地层适用于低压、低渗、水敏性强的地层的酸化施工，的酸化施工，4504d8dd存在问题：存在问题：n成本高，成本高，深井使用深井使用受到限制；受到限制；n地层压力高时，不能用泡沫酸处理；地层压力高时，不能用泡沫酸处理；n在高度发育的天然裂缝性地层中，在高度发育的天然裂缝性地层中，泡沫酸滤失大泡沫酸滤失大；n泡泡沫沫酸酸的的静静压压头头太太低低，不不足足以以克克服服深深井井的的井井筒筒摩摩擦擦力和破裂压力，地面施工压力高。力和破裂压力，地面施工压力高。二、碳酸盐岩酸化酸液体系泡沫酸二、碳酸盐岩酸化酸液体系泡沫酸二、碳酸盐岩酸化酸液体系泡沫酸二、碳酸盐岩酸化酸液体系泡沫酸4604d8dd背景：背景：
37、延迟酸是为了对付高温深井碳酸盐岩储层酸化的延迟酸是为了对付高温深井碳酸盐岩储层酸化的难点，延缓酸岩反应速度，增加酸液有效作用距离，难点，延缓酸岩反应速度，增加酸液有效作用距离，西南石油学院研制出的新型酸液体系。西南石油学院研制出的新型酸液体系。二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系延迟酸延迟酸延迟酸延迟酸4704d8dd配制：配制：延迟酸延迟酸RA体系体系(液体类液体类)，系由系由R-2、R-3和和R-4三种物质三种物质组成组成。其中，。其中，R-2为延迟主剂，由烯烃类化合物、氯气与催为延迟主剂，由烯烃类化合物、氯气与催化剂在一定条件下
38、反应后制得，化剂在一定条件下反应后制得，R-3为延迟剂副剂，由芳烃为延迟剂副剂，由芳烃类化合物在一定条件下氧化后制得；类化合物在一定条件下氧化后制得；R-4为助溶剂，由无机为助溶剂，由无机类物质及表面活性剂复配而成。类物质及表面活性剂复配而成。原理：原理：R-2，R-3，R-4三种物质加水配制成延迟酸，在地层温三种物质加水配制成延迟酸，在地层温度下，可缓慢释放出酸液度下，可缓慢释放出酸液(无需加入无需加入HCl)，从而达到延迟酸岩，从而达到延迟酸岩反应速度的目的。反应速度的目的。二、碳酸盐岩酸化酸液体系延迟酸二、碳酸盐岩酸化酸液体系延迟酸二、碳酸盐岩酸化酸液体系延迟酸二、碳酸盐岩酸化酸液体系延
39、迟酸4804d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系延迟酸延迟酸延迟酸延迟酸4904d8dd优点：优点：n延迟酸延迟酸RA系列与酸液添加剂配伍性好，在高温下不会系列与酸液添加剂配伍性好，在高温下不会产生对地层的伤害；产生对地层的伤害；n酸液表面张力低，在高温和剪切后粘度降低不大，较为酸液表面张力低，在高温和剪切后粘度降低不大，较为稳定；稳定；n酸有效作用范围大。酸有效作用范围大。二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系延迟酸延迟酸延迟酸延迟酸5504d8dd二、碳酸盐岩酸化酸
40、液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系L Leakoff eakoff C Control ontrol A AcidcidnLCAOverviewUniquechemicalsinLCALeakoffControlAcidfluidsreducefluidlossduringacidfracturingofcarbonatereservoirs.nBytemporarilyformingabarrierinthelong,branchedchannelsknownaswormholes,channelgrowthishaltedandsoisthelo
41、ss,orleakoff,offluid.Aftertheacidisspent,thebarrierbreaks,andtheLCAfluidreturnstoitsoriginalviscosity.5604d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系Leakoff Control AcidLeakoff Control AcidnLCAacidsalsoeffectivelyreduceleakoffintonaturalfissures.LeakoffofLCAacidtendstoresemblethefluid-lossb
42、ehaviorofnonreactivegelledwaterfluids.Thenetresultismoreuniformacidleakoffalongthefracturefaceandenhancedproduction.洞穴裂缝型洞穴裂缝型 孔洞裂缝型孔洞裂缝型 裂缝型裂缝型 5704d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系Leakoff Control AcidLeakoff Control AcidnDolomite formation case historyThree offset wells complete
43、d in dolomite formations received acid treatments.As shown in the net-pressure plot for the three wells,the positive net pressures throughout both treatments using LCA acid continued fracture extension during acid injection.Although net pressure increased initially in the well receiving a standard a
44、cid treatment,wormholing occurred soon afterward,resulting in a high fluid loss and a decrease in net pressure(negative slope).5804d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系Leakoff Control AcidLeakoff Control AcidnLimestone reservoir case historySeveral offset wells completed in a 200F 93C
45、 limestone reservoir were treated using LCA acids and standard gelled acid for comparison.The wells treated with LCA exhibited an average stimulation ratio(J/Jo)of 2.6.The stimulation ratio shows the increase in production for a given drawdown after stimulation.The stimulation ratios of the offset w
46、ells treated with standard fluids were 50%lower.5904d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系S Self elf D Diverting iverting A Acid cid F Fluidluid nSDA overviewKeep your fluid working where you need it during your next carbonate acidizing treatment.nSDA*Self Diverting Acid fluids put up
47、a barrier and temporarily block the growth of wormholesnReducing costly loss of fluid into thief zones and natural fissures.nAfter the acid spends,the barrier breaks and the SDA fluid returns to its original viscosity.Unlike standard divertersn SDA fluids contain no solids or nitrogen,making your op
48、erations easier and safer.n始于始于8080年代后期，地下交联酸也称变粘酸和自转向酸年代后期，地下交联酸也称变粘酸和自转向酸6004d8dd二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系二、碳酸盐岩酸化酸液体系Self Diverting Acid FluidSelf Diverting Acid Fluid nTechnologySDA fluids consist of HCl mixed with a gelling agent and a pH-sensitive crosslinker,giving their formulatio
49、ns unique rheological properties.Initial acid spending during leakoff and wormholing increases the pH to 2 3,which initiates a crosslink,or a rapid increase in viscosity.When fully crosslinked,viscosity reaches 1000 cp or more.This viscosity increase creates the diversion from wormholes and fissures
50、 and from within the matrix.nnThe The highly viscous acid plugs the thief zone,forcing diversionhighly viscous acid plugs the thief zone,forcing diversion of the of the next stage of fresh acid.The lower viscosity fresh acid allows penetration next stage of fresh acid.The lower viscosity fresh acid