油水井操作与管理 油水井操作与管理 砂岩油气层的土酸处理.doc

严 谨 治 学 见 贤 思 齐 严 谨 治 学 见 贤 思 齐 授课章节 情境八 酸化 授课方式 理论课 授课时间 第 周 星期 第 节 授课内容 任务二 砂岩油气层的土酸处理 计划课时 2 教学目标与要求 知识目标：1、砂岩油气层的土酸处理 2、酸化工艺技术 能力目标： 熟悉酸化酸化工艺技术现场操作流程 素质目标：具有独立思考、分析、解决实际问题的能力 教学重点与难点 重点：酸化工艺技术 难点：砂岩油气层的土酸处理 处理方法：详细讲解 举例 教学资源 教材 教案 多媒体 教学过程 主题/任务/活动 教学方法/教具 时间分配，min 砂岩油气层的土酸处理 讲授 55 酸化工艺技术 讲授 45 小结 讲授 5 作业/ 技能训练 酸处理层位的选择？ 教学评估 教 学 设 计 任务二、 砂岩油气层的土酸处理 导入新课：砂岩地层通常采用以解堵为目的的常规酸化处理。 讲授新课： 一、砂岩油气层的土酸处理 砂岩：砂粒（石英和长石）和粒间胶结物（硅酸盐类如粘土和碳酸盐类物质） 砂岩油气层的酸处理：通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，或孔隙中的泥质堵塞物，或其它酸溶性堵塞物以恢复、提高井底附近地层的渗透率。 （一）砂岩地层土酸处理原理 影响砂岩反应因素：一是化学组成，二是表面积 酸化原理 2HF+CaCO3=CaF2↓+CO2↑+H2O1)氢氟酸与硅酸盐类以及碳酸盐类反应时，其生成物中有气态物质和可溶性物质，也会生成不溶于残酸液的沉淀。 2HF+CaCO3=CaF2↓+CO2↑+H2O 16HF+CaAl2Si2O8=CaF2↓+2AlF3+2SiF4↑+8H2O 16HF+CaAl2Si2O8=CaF2↓+2AlF3+2SiF4↑+8H2O 酸液浓度高，CaF2处于溶解状态；酸液浓度低，产生沉淀。 2)氢氟酸与石英的反应 氟硅酸(H2SiF6)在水中可解离为H+和SiF62+；后者与Ca2+、Na+、K+、NH4+等离子相结合，生成的CaSiF6、(NH4)2SiF6易溶于水，而Na2SiF6及K2SiF6均为不溶物质，会堵塞地层。 因此应先打预冲洗液将地层水顶替走，避免与HF接触。 3)氢氟酸与砂岩中各种成分的反应速度各不相同。 氢氟酸与碳酸盐的反应速度最快，其次是硅酸盐(粘土)，最慢是石英。 盐酸和碳酸盐的反应速度比氢氟酸与碳酸盐的反应速度还要快，因此土酸中的盐酸成分可先把碳酸盐类溶解掉，从而能充分发挥氢氟酸溶蚀粘土和石英成分的作用。 土酸处理设计 10～15％的HCl及3～8％的HF混合成的土酸 当泥质含量较高时，氢氟酸浓度取上限，盐酸浓度取下限 当碳酸盐含量较高时，盐酸浓度取上限，氢氟酸浓度取下限 逆土酸：氢氟酸浓度超过盐酸浓度(如6％HF+3％HCl)。 土酸酸化设计步骤 确信处理井是由于油气层损害造成的低产或低注入6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O。 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O 选择适宜的处理液配方。 确定注入压力或注入排量，以便在低于破裂压力下施工 确定处理液量 前置液(预冲洗液）：避免地层水与HF接触；防止HF与碳酸盐反应生成沉淀；以提高HF的酸化效果。根据损害半径来确定 酸化液：用经验方法确定 替置液(后冲洗液)：将正规处理酸液驱离井筒半径12～15倍以外。根据公式计算。 教 学 设 计 2、提高土酸处理效果的方法 影响土酸处理效果的因素： 在高温油气层内由于HF的急剧消耗，导致处理的范围很少 土酸的高溶解能力可能局部破坏岩石的结构造成出砂； 反应后脱落下来的石英和粘土等颗粒随液流运移，堵塞地层。 提高酸处理效果的方法 （1）同时将氟化铵水溶液与有机脂(乙酸甲脂)注入地层，一定时间后有机脂水解生成有机酸(甲酸)，有机酸与氟化铵作用生成氢氟酸。 （2）利用粘土矿物的离子交换性质，在粘土颗粒上就地产生氢氟酸(自生土酸)。 （3）使用替换酸，如氟硼酸。 （4）国外采用互溶剂—土酸处理等技术提高酸化效果。 二、酸处理工艺 酸处理效果影响因素 井层选择、酸化技术选择、酸化工艺参数选择及施工质量 酸处理井层的选择 1、应优先选择在钻井过程中油气显示好、而试油效果差的井层。 2、应优先选择邻井高产而本井低产的井层。 3、对于多产层的井，一般应进行选择性(分层)处理，首先处理低渗透地层。对于生产历史较长的老井，应临时堵塞开采程度高、油藏压力已衰减的层位，选择处理开采程度低的层位