酸化过程中的储层伤害及储层保护PPT课件.ppt

酸化过程中的储层伤害及储层保护概述一、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，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。·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４小时，未产生不溶物，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。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。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应生成沉淀。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。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++H2S→S↓+2Fe2++2H+
Fe3++3H2O→Fe(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++H2S→FeS↓+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。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