【185页PPT】酸化及酸液添加剂
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4.1酸化增产原理
u 酸化是靠酸液的化学溶蚀作用及向地层挤酸的水力作用来提高地层的渗透性能的施工错施
u 酸化是通过井眼向地层注入一种或几种酸液或酸性混合液，利用酸与地层中部分矿物的化学反应，溶蚀储层中的连通孔隙或天然 ( 水力 ) 裂缝壁面岩石，增加孔隙、裂缝的流动能力，从而使 油气井增产或注水井增注 的一种工艺措施
u 发展史
n 首次尝试用酸来提高碳酸盐岩油藏的原油产量是在 1895 年，当时曾发布了用于此目的的盐酸和硫酸两种专利。虽然进行了若干次油井处理作业，但是此方法并没有引起人们的普遍兴趣，原因是酸会严重腐蚀油井套管和其它金属设备。
n 直到 1932 年砷缓蚀剂的发现才使油井酸化再次引起人们的关注。砷缓蚀剂可使酸同地层反应时不会严重腐蚀油井的金属设备。当时的 Pure 石油公司和 Dow 化学公司应用这种缓蚀剂同盐酸一起处理了一口石灰岩地层的油井，取得了显著的效果，酸化作业由此诞生
n 在酸化工艺和技术发展的过程中，新型酸液及添加剂的应用着重是 降低酸对管线和设备的腐蚀、控制酸岩反应速度、提高酸化效果、防止地层污染和降低施工成本
u 1 、酸洗
n 定义：酸洗就是用少量的酸，在无外力搅拌作用下，对施工或采油过程中可能造成的射孔孔眼的堵塞和井筒中的酸溶性结垢进行溶解并及时返排酸液，以防止酸不溶物 ( 如管线涂料、石蜡、沥青、重晶石粉垢等 ) 重新堵塞孔眼和井壁的一种油气井增产措施。
n 目的：清除井筒中酸溶性结垢或疏通孔眼
n 特点：
n 酸用量少
n 溶解法
n 及时返排酸液防止造成二次伤害
u 2 、基质酸化
n 定义：基质酸化是在低于地层岩石破裂压力（ Parting Pressure) 条件下，将酸液注入地层孔隙空间，利用酸液溶蚀近井地带的堵塞物以恢复地层渗透率或用酸液溶解孔隙中的细小颗粒、胶结物等以扩大孔隙空间、提高地层渗透率的一种增产措施
n 特点：
n 低于地层岩石破裂压力条件下施工 ( 不形成裂缝 )
n 解除近井地带因污染而造成的渗透率下降
n 仅靠化学溶蚀作用
u 成功的基质酸化作业能在不增加出水量或出气量 ( 即保持天然的液流边界 ) 的情况下提高产油量。因此，确定地层破裂压力的大小对酸化施工是很必要的
n “破碎”试验：试验步骤是先用低速向地层注入 水或清洁油 并逐步增大注入速度，记录压力，直至注入速度曲线发生转折，如图 4-1 中 B 点 ( 破裂点 )
u 凡由于下述一个或一个以上的原因，可以选用基质酸化
n (1) 清除原生的或诱发的地层堵塞
n (2) 压裂前降低地层的破裂压力
n (3) 均匀疏通所有的射孔孔眼
n (4) 不破坏隔层
n (5) 降低施工成本
u 3 、压裂酸化
n 定义：压裂酸化也叫酸压，是在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力条件下的一种挤酸工艺
n 特点：
n 酸压施工的泵注压力应大于地层破裂压力
n 压裂 + 化学溶蚀 — 形成高导流油气通道
u 一口油井要能产出工业性油气流应具备三个基本条件 :
n 油气层的油气饱和度大
n 压力高
n 渗透性能好
u 酸化就是靠酸液的化学溶蚀作用及挤酸时的水力作用来提高地层渗透性能
u 对于基质酸化，其增产作用表现在下述两方面：
n ①酸液进入孔隙或天然裂缝与其中岩石或砂粒之间的胶结物反应 溶蚀孔壁或裂缝壁面，增大孔径 ，提高地层渗透率
n ② 溶蚀孔道或天然裂缝中的堵塞物 ，破坏泥浆、水泥、岩石碎屑等堵塞物的结构，使之与残酸一道排出地层，从而 解除堵塞物 的影响，恢复地层原有渗透率
u 油气流在井底的流动特点
n 为了进一步理解酸化的增产原理，首先分析油气流在井底的流动特点。油气流从地层径向流入井内，越靠近井底，流通面积越小，流速越高，流体所受阻力愈大，因而克服摩阻所需要消耗的压力愈大，即油气 流在井筒附近流动处于一个压力变化较大的环境，呈一漏斗形状 ( 一般称为压力漏斗 )
u 对于气井，由于气体随压力降低而膨胀，所以越靠近井底其流速增加比油井更为显著，摩阻更大， 曲线更陡 ，压力损耗也更大。
u 一般距井轴 10m 以内，油井的压力消耗要占全部压力降的 80%~ 90% ，而气井则为 90% 。
u 因此，提高井底附近地层的渗透能力，降低压力损耗，在生产压差不变时，油气产量能显著增加。如果井筒附近地层受到污染和堵塞使渗透率下降，将导致油气产量降低
u 缓蚀增效剂、缓蚀剂与其他添加剂的配伍性
n (1) 缓蚀增效剂
n 某些添加剂的作用不同于缓蚀剂，但它们可提高有机缓蚀剂的效率，这类添加剂称为缓蚀增效剂。常用的缓蚀增效剂为 碘化钾、钾化亚铜、氯化亚铜和甲酸 。将这些添加剂加到含有缓蚀剂的配方中可大幅度提高缓蚀剂的效率和使用温度
n (2) 缓蚀剂与其他添加剂的配伍性
n 任何能改变缓蚀剂在钢表面吸附趋势的添加剂均能改变缓蚀剂的有效性。例如，因各种目的而加到酸中的 表面活性剂 可能形成溶解缓蚀剂的胶束。这可以降低缓蚀剂在金属表面的吸附趋势， 无机盐互溶剂 也能影响缓蚀剂的吸附。因此，应 尽可能将那些能降低缓蚀剂性能的添加剂加到前置液和后置液中，而不应加到酸溶液中
u 10 、缓蚀剂的选择
n 酸化时，井筒管柱肯定有金属损失，但主要问题是可允许的程度如何确定。国外大多数服务公司的允许范围是基于这一假设：在酸化过程中， 如果不发生点蚀， 7.85×10 -4 g/cm 2 的金属损失是可接受的。对某些情况，高到 3.73×10 -3 g/cm 2 的金属损失也是允许的 。若不能证明金属腐蚀无副作用，则应选用更有效的缓蚀剂。如果缓蚀剂的费用高得难以承受，通过谨慎的施工设计可降低缓蚀剂费用。如：通过注人大量的前置液 ( 水 ) 冷却管柱是有帮助的。不用盐酸，而用有机酸或缓速酸也可降低腐蚀问题。另外，减少接触时间也可降低缓蚀要求
n 由四川石油管理局天然气研究所研制的 CT1-2 、 CTl-3 酸化缓蚀剂属于 酮、醛、胺缩聚反应产物与缓蚀增效剂的复配物 ，能在高、中温，浓酸中使用，也具有在钢铁表面成膜而缓蚀的特点
本文整理自百度文库
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