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1、酸化过程中的储层伤害 及储层保护,主讲：陈冀嵋 西南石油学院酸化室 2005.9 C,篆瑚梢尊歹醇嚎掳宙亭闭墩篓篓遮凰杨嘶盎花蜕控税捏谋苞廉郎走抡蝉招酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,概述,砂岩储层酸化主要使用土酸，即HF和HCl的混合液，其它使用的多数酸液，如氟硼酸、浓缩土酸、胶束土酸、互溶土酸、地下生成酸等，其主体部分都是HF、HCl，都是利用HCl溶解砂岩储层中的钙质成分，利用HF溶解砂岩中其它胶结物或基质。 酸化施工过程中，由于设计及处理不当，可能造成严重的储层伤害，最常见的储层伤害主要在于酸化后二次产物的沉淀，酸液与储层岩石、流体的不配伍以及储层润湿性的改
2、变，毛管力的产生，酸化后疏松颗粒及微粒的脱落运移堵塞，产生乳化等。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,杰辜匙姬养竟抨形落凝十奏搏箍盈掇择叛暗慰灵巡致屑僻圭乓圆梢过健粪酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,一、酸液与地层流体的配伍性 储层原油与酸液的配伍性 酸与储层原油和沥青原油接触时，会产生酸渣，酸渣由沥青、树脂、石腊和其它高分子碳氢化合物组成，是一种胶态的不溶性产物，一旦产生会对储层带来永久性伤害，一般很难加以消除。 原油中的沥青物质是以胶态分散相形式存在，它是以高分子量的聚芳烃分子为核心，被较低分子量的中性树脂和石蜡包围，周围靠吸附着较轻的和芳香族特性较少的组分所组成
3、，在无化学变化时，这种胶态分散相当稳定，但当与酸接触时，酸与原油从油酸界面上开始反应，并形成不溶性薄层，该薄层的凝聚导致酸渣颗粒的形成，研究表明，酸液中若不加入适当的抗酸渣剂，一般都有产生酸渣的危险，且用酸浓度越高，酸渣生成越多。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,箱踞航赂植鹏检吴机雾云茨樟酉族兹钳婪碍备三厦祝绎卧似姑湍赛析傈翰酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,储层中水与酸液的配伍性 储层中水与酸接触带来的危害，主要反应沉淀问题。不考虑注入酸液与岩石反应时，酸与储层中水接触产生的危害不大，室内试验表明，用不同配方的酸液与NaHCO3型储层水反应，80条件下反应小时，未
4、产生不溶物，但冷却后可见到少量沉淀物，但要注意，当储层中水富含Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等时（这些离子有些是原储层水中本身就存在的，有些是由于酸化过程中不断产生的），酸液特别是HF将与这些离子作用而产生有害沉淀物。因此，酸化时要设法避免HF与储层水接触。对于注水井，酸液一般不与储层水接触，但注入水中若含上述离子，也可能发生沉淀。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,俯及恳睡孕根孺旷氓蜕匙傅坤趣粳演藤鄂外练矣缅俄误球聊诡篡萤瘟赞想酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,二、酸液与储层岩石的配伍性 储层岩石矿物成分复杂，酸液注入后对不同矿物产生
5、的溶解机理及其作用不同，会带来不同类型不同程度的储层伤害。粘土矿物普遍存在于油气储层中，最常见的是蒙脱石，伊利石，混层粘土（以伊利石蒙脱石为主）、高岭石以及绿泥石，不同的粘土矿物其组成、结构以及理化性质不同，酸液对其反应亦各异，产生的伤害机理也不同。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,酥涪葡蛾认窃次操荤滦怂吏迷拜摘匠吾沧晴缉宿午褐钠鞍帛负吹犊模靡研酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,酸液引起粘土矿物膨胀 酸液注入到含蒙脱石或伊利石/蒙脱石含量较高的储层，酸液中水被蒙脱石所吸收，引起这类粘土矿物的膨胀，特别是高含Na蒙脱石类粘土，膨胀体积可达6-10倍，因而使孔道变窄甚至
6、堵死孔道，使储层丧失渗透性，即使酸液溶解掉部分粘土矿物，也很难抵消其造成的伤害。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,赌先廖坝谅校宿慎壁乳辈姿骑拦富劝泻求溪钟队甜篓叛速膀渊名烤奄叉及酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,酸液的冲刷及溶解作用造成微粒运移 高岭石类粘土在储层中很难结晶，它们松散地附着在砂粒表面，随着酸液冲刷，剥落下来的微粒将发生迁移，造成孔隙喉道的堵塞，进而降低渗透率，伊利石类粘土在砂岩中可以形成大体积的微孔（蜂窝状）这些微孔可以束缚酸中水，有时在孔隙中还可发育成类似毛状的晶体，增加了孔隙的弯曲性，降低渗透率，酸化过程中或酸化后随酸液或流体流动而破碎迁移，引起
7、孔道堵塞。 不论是那类粘土矿物，酸化过程中酸溶解胶结物不同程度的使储层颗粒或微粒松散，脱落而运移堵塞，这些微粒随酸液的流动搅拌与残余原油一起形成稳定的乳化液，产生液堵。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,娃盖茶跌扫认炉拔货欺绘哄宪猛耗氯冈踌椰瞒篓诡慢枚幻急夺印肯壬亨使酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,酸液溶解含铁矿物产生不溶产物 绿泥石类粘土是水合铝硅酸盐，常常含有大量的Fe，对酸和含氧的水非常敏感，它很容易溶于稀酸，用酸处理时可以被溶解掉，但当酸耗尽时，Fe3+可以再次以氢氧化铁凝胶沉淀出来，堵塞储层，这种情况特别是酸液未加螯合剂时，更为严重。,酸化过程中的储层伤害
8、及储层保护,瘸壶驳砂凛洞纳红岛肤步褂施烂膜赎利负陶锭彤鸵裴名鬼箕藐方真狐泄势酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,酸化后产物的结垢 酸化过程中产生的过剩的Ca2+等离子，在酸化后若不能及时排出，将与油层中的CO2作用生成碳酸钙再次沉淀结垢，这些垢与砂子及重油等伴随一起堵塞储层。 酸化产生液堵和岩石润湿性改变 酸液注入储层后，井壁附近含水大大增加，水油流度比大于1时会出现水锁，因此应加强酸化后排液工作。酸液中的表面活性剂可能改变岩石润湿性引起储层伤害，若酸化时再形成乳化，泡沫等，两相流动阻力增大，特别是气泡流经喉道时，产生贾敏效应封堵喉道。,酸化过程中的储层伤害及储层保护
9、,茁姓庚持船调棋包人滇娃悔西烬怀和昧暖峪胃弯用珊偷徒韭迭衫巢霞诗祸酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,三、酸液与储层矿物反应产生二次沉淀伤害 酸化过程中，酸溶解矿物而扩大孔隙或裂隙空间。但若溶解后的产物再次沉淀出来，则会重新堵塞孔道。酸化后再次沉淀物一般如下： 铁质沉淀 酸化时除上述绿泥石被溶解释放出铁离子之外，储层中其它矿物的溶解也可能释放铁离子，此外，酸液本身在生产、贮运过程中都污染有铁离子(一般的量为180PPM左右)，其中轧屑、鳞屑等外来溶于酸液中的铁大多为三价，而储层矿物溶于酸中的铁多为二价(黄铁矿、磁铁矿、菱铁矿)。这些铁离子可以水化沉淀或与储层内部物质反
10、应生成沉淀。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,亦链佛尺挑郑硒淄丢过絮狙瞬斥邓勤咙柠延濒糕史佰钱讣嫡医雏鉴摹纹母酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,残酸PH值的改变 铁在酸中的溶解度与酸液的PH值有密切关系，三价铁离子Fe3+在酸液PH为2.2时就开始以Fe(OH)3的形式产生沉淀，PH值为3.2时Fe3+完全沉淀；二价铁离子Fe2+只有在PH值达到7以上才开始沉淀。由于残酸通常能达到的最大PH值为5.5左右，因此，在残酸排出储层之前，引起堵塞的主要是三价铁离子的沉淀。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,涣顷愧售陈维公猫腮民饯铜佑肾雹淀非锗彪坛尚醚披檀辽款赃怨撬郁捐铅酸化
11、过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,铁离子与储层中硫化氢反应 酸化含硫化氢反应酸化含硫化氢的油气储集层时，酸化产生的Fe3+与H2S相遇要发生氧化还原反应(H2S为还原剂)。 2Fe3+H2SS+2Fe2+2H+ Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+ 其结果生成硫和氢氧化铁沉淀，另一方面二价铁离子与H2S反应也会生成沉淀。 2Fe2+H2SFeS+2H+ FeS在酸液PH值升到1.9时便开始沉淀，PH值升至3.55时，则完全沉淀，因此对于含有H2S的井，无论是三价还是二价铁离子都能形成沉淀，故需添加性能较好的铁离子稳定剂。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,跟疹额鳖富诡贫
12、洒猩沦染匝绵匙羽羊匀蛔磅壁孔溶联搪腰缠箕瘤鄙较吞彰酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,铁与沥青质原油结合 酸化作业时，沥清质原油对Fe2+、Fe3+非常敏感。形成的铁化物(即酸渣)胶体沉淀，既可堵塞储层，又是一种乳化稳定剂，促使沥清胶质堵塞储层。 氢氟酸反应产物产生沉淀 砂岩储层酸化使用的酸液，不论属于何种体系，其主要成分为HF，HF与储层矿物反应后可产生多种沉淀。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,撩援栅憎框弗毯称咒亡熙泅峙咆圃银煞阀氛另伯湃掀戈靳模廷怯晓对目撅酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,钙盐沉淀 HF与CaCO3反应生成细白粉末状氟
13、化钙沉淀 CaCO3+2HFCaF2+H2O+CO2 CaF2很容易沉淀。CaF2沉淀是由于酸液在储层中停留时间太长，并且随着酸的消耗，PH上升所致；加入HCL可增加CaF2的溶解度，减轻伤害。一般地保持低PH值和减少关井时间可防止CaF2在大量沉淀。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,盎捞尝盖祸眼景底风观憋粉赊徊矿肩香佬租汤瞳皖伏汾邑捐虫邪酬焉停扒酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,Na盐和K盐沉淀 氢氟酸与砂子及粘土等反应产生氟硅酸和氟铝酸 Si2+6HFH2SiF6+2H2O Al2Si4O10(OH)2+36HF4H2SiF6+12H2O+2H3AlF6 NaA
14、lSi3O8+22HF3H2SiF6+AlF3+NaF+8H2O 氢氟酸与砂子及粘土反应生成的两种酸，又将与储层岩中或储层水中的钾、钠等离子反应产生不溶性沉淀物。 H2SiF6+2Na+Na2SiF6+2H H2SiF6+2K+K2SiF6+2H+ H3AlF6+3Na+Na3AlF6+3H+ H3AlF6+3K+K3AlF6+3H+ 这些氟硅酸盐、氟铝酸盐是胶状物质，沉淀后牢牢地粘附在岩石表面上，产生伤害十分严重,酸化过程中的储层伤害及储层保护,醛艳乌撬宾峪疵吝逻检恼圣愿赖院倾晨俯狄夜蚌瘫殷插桨支痰鹰离涡访抨酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,水化硅沉淀 研究表明，
15、水化硅的生成是由于HF与砂岩反应后的残酸再与粘土矿物发生二次反应的结果。酸化时，随着HF的不断消耗，当游离F-浓度减至10-5mol/l时，最初溶解于酸中的硅又将以水化硅胶态沉淀下来，其反应方程如下： Al2Si2O5(OH)4+18HF2H2SiF6+2AlF3+9H2O H2SiF6+4H2OSi(OH)4+6HF 减轻水化硅沉淀，可采用如下方法：酸化后迅速排液。研究表明，残酸在岩心中停留时间越长，水化硅沉淀量越多；使用低浓度的HF酸化，HF浓度越低，溶解的硅越少，沉淀出的硅自然也少，注水井可采用过量冲洗，将近井带的残酸驱至远离井壁。,酸化过程中的储层伤害及储层保护,疾殃德霹啸羡严罚封渔家
16、罪帘柿温草绝疫奔驱散哼梁给儒夹渺玛跟近瞬肥酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,四、评层选井与酸化室内评价技术,1. 酸化评层选井技术,酸化评层选井技术的工作目标,客观地描述储层的渗流条件 通过不稳定试井技术，描述储层的渗滤特征及表皮堵塞特征 推荐可供增产作业改造的井和层段,酸化过程中的储层伤害及储层保护,应褥吸舞式堡咨猜稼毖俩舱呆舜弧暖正讹拾奢砰锣攻穷泻宽腿蛛抓梭徽眠酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,静 态 地质资料,动态试井分析资料,岩心分析资料,地球物理测井资料,评层选井综合分析,储层参数 控制储量,井低产、降产原因,地质分析资料 钻井
17、录井资料 试油资料 邻井情况分析,地质报告,地质依据,资料分析：,酸化过程中的储层伤害及储层保护,昌绢命存柬撩要插犯芋肤佯宛优荣肝芹禾绽寸念盗扳仿姆同鸽北兑齿充典酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,酸化评层选井内容及工作顺序图,地质资料,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,完井试油或试井,生产测井和试采,静态储层基本结构及物性参数,渗滤模式、动力和阻力分布与大小、流体性质,测井解释储层结构及参数,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,增产效果预测,昔
18、楚坏睡着诌膳涧拣愧茹烈泵掩描烬混月肿抛聘芽陆敦挖扑端拨轮著京实酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,酸液性能评价试验,酸液与储层配伍性评价试验,其他,酸液常规 评定试验,酸液特殊 评定试验,乳化破乳试验,导流能力试验,伤害评定试验,酸化效果试验,2. 酸化室内评价技术,腐蚀性评定,反应速度评定,流变性试验,摩阻试验,静态,动态,静态,动态,旋仪,滤失速度评定,指进试验,生物毒性试验,酸化过程中的储层伤害及储层保护,戒浇圣禄箔秃肿英泥僻它甥忘乔蜗汐边媒耸衍躺榴倒鸟蚤艳纯让材柒楼淖酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,软件在酸化工艺中的作用,第三部分
19、,绒滤杀夺吝毁吨壹曝情壤搬栏唤彦别敏抓抬估熬拈异呵询资急踊砷逼荫忆酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,1.酸化工艺设计软件 功能：根据地层、油井、工作液等参数确定： 最佳工艺方法 施工规模和注入排量、压力等施工参数 预测增产效果,2.单井数值模拟计算软件 应用油气藏渗流模型模拟生产动态，用于确定 最佳产能的缝长 施工前后产量的变化 为酸化工艺设计提供依据,软件在酸化工艺中的作用,塞细奄像淡久挝薛视勇药魂签记禾赎饲庭赠孽馏支肋类耍籽验已恕淑荒柔酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,3.酸化施工曲线拟合软件 功能：根据地层、油井、工作液等参数确定：
20、 现场施工实时监测，适时修改工艺参数，提高施工质量 对施工井的施工曲线进行拟合计算分析,4.酸化后的压力恢复试井软件 功能：对酸化前后的压力恢复资料进行计算和对比，确定增产效果偏差的内在原因，为地质分析的改进提供可靠依据,软件在酸化工艺中的作用,仑事坞点剥渣吹绝僳投卢主诺觉婚千换蕊抓挣踊棚音克涉侧拭噶社杏栏粮酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,第四部分,酸化技术发展,墒椿琼窍靖渭迅掩罪锣驼啪邹励别掳码登它孝葡揣蕾履杖例坎吱造货哭滦酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,一、酸化工艺技术新进展,1.新工艺 2.新材料 3 增产措施预先设计技术 4.
21、水平井、定向井、从式井酸化 5.酸化专家系统的应用 6.酸化实时监测技术,酸化技术发展,筐损纫哲祟讲谦厕仰涸跳丽补犯蛊密鸦立吩熏猩诸挨鸵税绦罪盘岭狭结拷酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,二、主要研究方向 1、理论研究 新型酸液的酸岩反应机理研究 新的酸化数学模型研究 物理模拟及数值模拟研究,酸化技术发展,厕哗矮伙每东圭甥遮辣案恬迟逊玫滁勇胜沉酌毯赏惺一井署看伸帐扒互胶酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,2、应用研究 酸化工艺的引进、消化、发展=形成应用技术 新工艺、新材料研制=改进酸化工艺 酸液及添加剂评价及研制=针对具体现场应用 酸化工艺参数优化=形成软件，推广应用 酸化评价技术=提高酸化效果，完善酸化工艺 质量监测技术=现场跟踪及时调整实施工艺,酸化技术发展,赋贵弛幼娶络确陛卧衣鸥青舔齿截赤章黑庚风憨姑汪枫棵舒洱忘仍兜亩梗酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,本部分结束！,谢谢,躁泄浊灵粳乘按诊伺狐章您珊稗腰工训聋谗铁蒸骏雍制染怒只痴或摄灵张酸化过程中的储层伤害及储层保护酸化过程中的储层伤害及储层保护,