酸化压裂相关工艺技术.ppt
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1、酸化酸液及添加剂选择(Selection of Acid Fluid and Additive),嗜掺铱盅慷阻蝗浊厅竿程容速巧犹湘驭薯档府敞唇铝搓神蕊颜盏腥饭鸵慎酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,酸化用酸液及添加剂,跨焚野俗芳恨欢稗踩屿颧欧忆锐崭宁扰凑往噎尸庸昔临炭傈诊跃跟彤棚渗酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,酸液类型及选择,1.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;2.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;3.运输、施工方便,安全;4.价格便宜,货源广,性能要求,粮佣桶枷唯傀骄仿渺息漾用堤般冰空敛业卖蓖片茶
2、而蚁癸哮哇诚窖醇顿嘛酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,酸化常用酸型,祟漂聋淤慰落赢反茄鲁短蓄茨淫乡贱识沉俱被詹度睹却剪塑祷实版抱锄孝酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,新型酸液,5H酸,高温延迟酸酸,固体酸,地下自生酸,把厕拆阳卤过记舒芜若册心岂杰数服井儡见低岔饵贬载簿忌谨志提吵么赶酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,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FeCl3及其它杂质,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,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。,盐酸,追券驻另漠迅娘襟砧屏髓适藩咱淫纂青祖
3、宠趣酉员充向降烘鼠械前尊挫罩酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,盐酸工业标准,二署抑喜兑虏严舅沪晦朔枫诣扶香炸屏癌产伴困黔累咯幸圈幕峪喧专爵浪酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,盐酸特点,(1)酸岩反应速度相对变慢,有效作用范围大;(2)单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳,利于残酸的排出;(3)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、携带固体颗粒从储层中排出。(4)盐酸的主要缺点是与石灰岩反应速度太快,,桥上霉苛毖冠师挤开掣打坪篓猾著坑虱泞尊仍倒剥焙虹涉袒席藉新逼坠精酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,盐酸比重及配制,HCl=1
4、+C/2,盐酸百分浓度Wt和当量浓度关系:Wt=()100,C盐酸浓度,配置,配置稀酸液所需的清水量,V清水V1V2 V3,比重,淬找募合迷答抑钩杏梅脯托响粉掖邱遇永兼沽玫细毙痈殿鞘犀印稚武齿珊酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,降低盐酸液浓度需加清水量计算,Q1清水用量,kg;Q0已配酸液量,kg;X已配酸液浓度重量百分比,;Z施工用酸液浓度重量百分比,,盐酸比重及配制,指柱缩咬辑巍较潞争盲拳茶绑爵紫癸茄浑气贫盅颠倔侍治席地曙凡灶琵酬酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,提高稀酸液浓度,需加浓盐酸量的计算,Q2浓盐酸用量,kg;Q0已配酸液量,kg;C浓盐酸浓度重量百分比,;Z施工
5、用酸液浓度重量百分比,;X已配酸液浓度重量百分比,,盐酸比重及配制,峪理膏烃亢倡酌喇个孕桐塔沂敲板它谅鲜买辜侮误脑鸯祥融沧彪股臻沉综酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,配置1m3不同浓度的盐酸溶液所需要的工业盐酸和清水量,痛穴授岩系掳屁语灸氮拌亡剖予衷麻融柔茅伍巍巫焉椰廉萧超庚馒亩台欠酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,基质酸化不同酸化半径和孔隙度要求的注酸强度,偏塑塞死受旺碱镁入欠川责件福酝盖蝎计掖奉郴稚雪虑折痘午畔革稼无莱酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,盐酸-氢氟酸(土酸),化工界大批生产的氢氟酸(HF)是氟化氢的水溶液,有无水纯酸,或酸的浓缩(4070%)水溶液。氟
6、化氢是一种无色、恶臭有毒气体,氟化氢的溶点为83,工业氢氟酸浓度为40,比重在1.11到1.13之间。,览洞抹屡乳碉低暗碾臣槛搔琼福幼采溢跋蘸域蛾塔倾惧歇滁黔有霜摄尤模酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,氢氟酸工业标准,啼帜卵焊源匆罐买峦戈茅义倚叙杀足哼惑妄壕佯裁懊氦设呵镐袍曳您松蠕酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,氢氟酸浓度与密度的关系表,该鹤咀低肤州拔涛归阁载耪掂拔驴惹沽遁瘁甩入缚熙悄模眺稿熊砚玲戚绑酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,土酸密度与混合酸浓度的关系表,辉类建菊钞含看隙曹稚肉沸叛腥过命侠钡螟彼石楔绵很缘萨酥鹤觉淀葫极酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,
7、土酸的配制,VHF所需商品氢氟酸体积,m3;VHCl所需商品盐酸体积,m3;CHF商品氢氟酸重量浓度,%;CHCl商品盐酸重量浓度,;CHF土酸中氢氟酸重量浓度,%;CHCL 土酸中盐酸重量浓度,;HF商品氢氟酸密度,kg/m3;HCl商品盐酸密度,kg/m3;Vm土酸体积,m3;m土酸密度,kg/m3。,配置酸液所需的清水量则为 V清水VmVHFVHClVadi,苫饯吨彤茄翁要彬罕模菊坏程易隙朵雁脸降美峦桨须坦庸篇良桐赚轴贪铰酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,甲酸又名蚁酸(HCOOH),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。我国的工业甲酸浓度为90以上
8、。乙酸又名醋酸(CH3OOH),我国工业乙酸的浓度为93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。,甲酸和乙酸,渐券暑钮吮契脯阑呜逃帅辉至傅宏染叠需墩铅托栏宛荫提窄蚂撕围房染霄酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,甲酸和乙酸优缺点,优点:反应速度慢、腐蚀性较弱,在高温下易于缓速和缓蚀。缺点: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。酸压时,甲酸均匀溶蚀缝面,裂缝导流能力小。只有在高温(120以上)深井中,盐酸的缓速和缓蚀问题无法解决时,才使用它们酸化碳酸盐岩储层。,袜迄麓胶陕劲庄抄氰届巫宋寇刚且策劣询姻实闲轰未谆颐生完冒拽祁诅霜酸化压
9、裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,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10,乙酸液的浓度不超过l5。,品蔚驾闯稗斜圣鞋侣弥盐铱荚蔼竟寥滔讼侈僻歧挫靶茹骇腋卸波克早散宴酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,多组分酸,组分酸就是一种或多种有机酸与盐酸的混合物。作用原理:酸岩反应速度依氢离子浓度而定。因此当盐酸中混掺有离解常数小的有机酸(甲酸、乙酸、氯乙酸等)时,溶液中的氢离子数主要由盐酸的氢离子数决定。根据同离子效应,极大地降低了有机酸的电离程度,因此当盐酸活性耗完前,甲酸或乙酸几乎不溶解,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
10、,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,因此可以得到较长的有效距离。,监翘谨亨超肮键瘫慎说营辙策鹅金埂邪扩捎著贷役蔚癣九鼎惩复硒类翁礁酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,常用盐酸体系常规盐酸,适用条件:碳酸盐岩类油气层的解堵酸化。典型配方:15%28%HCl+2%3%缓蚀剂+1%3%表面活性剂+1%3%铁离子稳定剂,芍澳凯搽姬厉余海搂醋扬涪漠各盖掂查帜连篆攘讯睡口涯蘑顶茧尽曳债酋酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,高温储层酸压(酸化)缓速、降滤,深部穿透 盐酸稠化剂(胶凝剂)其它添加剂稠化酸典型配方:15%28%HCl+2%酸液增稠剂+
11、2%3%缓蚀剂+2%3%表面活性剂+2%3%铁离子稳定剂酸液的稠化剂有:含有半乳感露聚糖的天然高分子聚合物,如瓜胶、刺梧桐树胶等。有工业合成的高分子聚合物,如聚丙烯酰胺,纤维素衍生物等稠化酸处理的优点;(1)缓速效果好;(2)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。缺点:(1)稠化剂增加了酸液的粘度,破胶不好不利反排;(2)温度较高时,大部分稠化剂在酸液中迅速降解,热稳定性差,因此只限于低温地层使用;(3)残酸液中杂质机反应产物较常规酸对储层伤害较大。,常用盐酸体系稠化酸,甄耀腆橇昌滋坐济呜差袁摹炉笆虹柑矽基还欲携毡岔忻宋美茶组柜收噎晨酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技
12、术,常用盐酸体系胶化酸,目的:进一步提高酸液粘度组成:盐酸稠化剂其它添加剂稠化酸交链剂 胶化酸典型配方:20%25%HCl+0.01%0.05%交联剂+1%3%缓蚀剂+2%3%表面活性剂+2%3%铁离子稳定剂+1%2%助排剂常用的有机交链剂为醛类化合物;无机交链剂如氯化锂、硝酸铝、硫酸铝等。需加入破胶剂,常用的破胶剂有高锰酸钾、过硫酸铵等。使用胶化酸的主要优缺点:(1)缓速效果及热稳定性都较稠化酸好;(2)酸液配置成本较稠化酸低;(3)能抑制粘土分散,控制酸液滤失;(4)酸化可排出不溶解的微粒及淤泥。(5)存在的主要问题是酸化后残酸返排困难适用条件:具有较强反排能力的低渗碳酸盐岩的酸压裂或天然
13、裂缝发育但被损害地层的深穿透酸化处理,窝亭伺诚双扮妨蛰睫侮候傀治躺瓤脆弛空抽始傀甥头婶浴复窘馋寸车宿用酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,常用盐酸体系乳化酸,乳化酸即油包酸型乳状液,一般用原油作外相,其内相一般为l53l浓度的盐酸配置过程:酸(盐酸或有机酸)乳化剂(表面活性剂)+油+其它添加剂典型配方;20%25%HCl+1%3%缓蚀剂+2%3%铁离子稳定剂+1%3%乳化剂+30%原油或成品油。需选用“HLB值”(亲水亲油平衡值)为36的表面活性剂作为W/O型乳化剂 如酰胺类(炕基酸胶)、胶盐类(l2炕基苯磺酸胶)、酶类(山梨糖醇酐油酸脂-一span80)等。优缺点:缓速效果好粘度高滤失
14、量低摩阻高,傲苏漳浦姿亢故恒秧内歹奸葡量颂孺春峙僻赵凛刽针梳媚掘逗邯滨八辗右酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,常用盐酸体系化学缓速酸,将亲油性表面活性剂加入酸中配制而成,借以产生一种物理屏障,阻碍酸至岩石表面的传递整个施工过程需连续注酸高流速和地层高温情况下,吸附作用将受到限制,大部分表面活性剂就会失去作用,逸尔民甸寅诽嗜谚需芽虫丘榜具蚕炔毋盎摄篙官按畴邻哺杀勒连簿舟奈堂酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,常用盐酸体系泡沫酸,由酸液(一般为盐酸)、气体(一般用氮气或二氧化碳)、起泡剂和稳定剂混合制成酸液为连续相,气体为非连续相,它是一种类似于宾汉流体的酸包气流体气体的体积(泡沫干
15、度)约占6585,酸液量为1535。表面活性剂的含量为0.51泡沫酸按其质量可分成三类:增能型;泡沫质量 52%;泡沫型:泡沫质量 52%90%;雾化型:泡沫质量 90%。,烬它空传瞥诚湍痛伶软沂系忽咕巫电虞营刺赶狄鹊蛮酷奇烽吁敏竿滔届烬酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,常用盐酸体系泡沫酸,优点:液体含量低(2040),对地层污染小,处理水敏性地层尤为优越;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;泡沫酸中的高压气体有助于排液,悬浮力强,可带出固体颗粒,一般无需抽吸排液主要存在问题是成本高,优化设计困难,深井使用受到限制;地层压力高时,不能用泡沫酸处理,地面施工压力高尤
16、其适用于低压、低渗、水敏性强的地层的酸化施工,,擦泉妮贷墨肆颜卫旁廷柯隐二榆五犊盾东交辐啥洪府厕堂株怖茹泌招瓮鸽酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,砂岩储层酸化酸液体系,章烦寇锥卷慨唱巍辗耘文猴彼慑洁钒巴旭竹酣夸栏痔饶样蒲祁敝蠢儿赘葬酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,砂岩酸化酸液体系常规土酸,适用条件:砂岩岩储层的解堵酸化施工典型配方:8%12%HCl+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,傻窜祸报诸挨症又压悠催却凉诬丝倡绣孺近带韵佩旋醛沦虫啃驱洒发登哭酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,氟硼酸是一种强酸,其酸性与盐酸相
17、当,当HBF4注入地层后,发生水解,生成氢氟酸HF。氟硼酸在水中的水解是分步进行的,水解产物包括HBF3OH,HBF2(OH)2,HBF(OH)3,H3BO3和HF,水解反应式如下:HBF4H2OHBF3OHHF HBF3OHH2O HBF2(OH)2HF HBF2(OH)2H2O HBF(OH)3HF HBF(OH)3H2O H3BO3HF,砂岩酸化酸液体系氟硼酸体系,王付喇跪耳泌打克蛇珐噶途帝等熄舷臭昨闻私径巧包益逆疚菇僚恩酬办敞酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,砂岩酸化酸液体系氟硼酸体系,尽管氟硼酸具有高延缓反应速度的作用,但它溶解粘土的能力极强。可以起到稳定粘土和其它颗粒的作用
18、。HBF4能使粘土表面形成所谓的隔合层,阻碍离子交换,并使可移动的粘土微粒胶结在原位置上,在油井生产时,这些微粒不再流动,不再堵塞地层孔道。,丁亩游斯最威谓话闻鹰探弘沦宛减徽断骸螺窑鲍寐粕闰洒佰裕抉弯位惋吱酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,砂岩酸化酸液体系醇土酸,醇土酸配方将土酸和5%-20的%异丙醇或甲醇(可达50)的混合,主要应用于低渗的干气层。用醇稀释后降低了酸与矿物的反应速度并具有缓速作用。降低了酸的表面张力,提高了混合物的汽压力,从而通过减少水的饱和度改善了气体的渗透性,可以加速排液并提高排液质量。不足之点是防腐问题增多且可能发生盐沉淀。,前鸦奔态篷柏絮福最古余虱辞烘又即肚锨
19、橇芽铬偿瓣瘪缅简戎个你盾丙果酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,砂岩酸化酸液体系有机土酸,将盐酸、氢氟酸、甲酸或乙酸等有机酸按一定比例及配伍性添加剂混合而成有机土酸体系。当盐酸足量时有机酸几乎不参与反应;当盐酸与储层矿物发生反应,有效浓度低时,有机酸才与储层矿物发生缓慢反应,延缓了氢氟酸的消耗,保持了较低的pH值,增加了酸液穿透半径。一般乙酸或甲酸的浓度为05%,盐酸的浓度为515%,氢氟酸的浓度为04。,齐疗错淋宾洱琴蠢酒巩荷荣阁郁反汗尸枚据歪监砚康槛软狠泰爽奉贩栽令酸化压裂相关工艺技术酸化压裂相关工艺技术,砂岩酸化酸液体系铝盐缓速酸(AlHF),土酸溶液中加入铝盐作为缓速剂的缓速酸在
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