碳酸盐酸化原理及酸化工艺技术116页PPT
- 格式:ppt
- 大小:6.79 MB
- 文档页数:58
碳酸盐分解反应和酸化反应是我们日常生活中接触到的化学反应之一,这两种反应在我们的自然环境中也经常出现。
本文将对这两种反应的本质、表现以及对我们生活和环境的意义进行探讨和解析。
一、碳酸盐分解反应碳酸盐分解反应是指碳酸盐分解为氧气和碳酸盐的化学反应。
例如,化学式为CaCO3的方解石、Na2CO3的天然碱、MgCO3的菱镁矿等碳酸盐,当遇到高温或强酸、强碱等条件时,就会发生碳酸盐分解反应。
具体的反应式为:CaCO3 → CaO + CO2 ↑2 Na2CO3 →4 NaOH + CO2 ↑MgCO3 → MgO + CO2 ↑产生出来的氧气会促进燃烧,也容易引起爆炸。
碳酸盐分解反应在工业上被广泛应用,例如煤的氧化和高炉冶炼等都需要使用这种反应。
在日常生活中,碳酸盐分解反应也经常出现,例如我们吃面包的时候,糕点发酵的过程中会产生二氧化碳而膨胀。
发酵的过程本质上就是酵母利用面粉中的糖分进行代谢,产生出二氧化碳和乙醇。
二、酸化反应酸化反应就是指物质与酸反应后产生的化学反应。
酸化反应是一种化学物质分解的过程,是酸与碱中酸的分子对碱的分子进行反应时发生的。
例如,硫酸与钠氢碳酸的反应式为:NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O +CO2 ↑从反应式中可以看出,硫酸和钠氢碳酸在反应后产生二氧化碳、水和硫酸钠。
其中产生的二氧化碳可以在实验中观察到,通过气体排放管排出,从而造成酸化反应后在实验室中的观察结果。
在我们的日常生活中,酸化反应也经常出现。
例如,我们吃饭时,有醋、柠檬汁等酸性物质可以协助消化食物。
同时,我们还需要注意到,酸化反应会对人体健康产生不良影响。
在我们的食物当中,如果使用了过量的酸性物质,那么就会对胃黏膜造成刺激和损害,最终导致胃病、胃溃疡等问题。
三、对环境的影响对我们的自然环境产生着巨大的影响。
首先,碳酸盐分解反应会产生大量的二氧化碳气体,这是一种很强的温室气体,在大气中的累积会导致全球气候变暖的问题。
碳酸盐酸化工艺技术(Acidizing Technology )主讲:陈冀嵋地址:chjm30@西南石油大学石油工程学院酸化技术发展一、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.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三、目前酸化研究的主要内容灰岩与酸反应碳酸盐岩酸反应机理白云岩与酸反应◆反应动力学参数研究◆反应动力学方程的确定◆反应控制条件研究◆酸刻蚀形态研究◆反应速度及影响因素研究◆反应矿物的影响研究1. 酸化机理研究2.酸液及添加剂试验研究酸型研究、酸浓度选择、各种添加剂试验筛选、酸液配方评价、酸化效果试验3. 酸化设计模型及优化设计方法研究基质酸化模型、二维、三维酸压扩展模型、施工参数优化、考虑酸蚀蚓孔、酸液指进的影响、增产倍比预测、实时检测技术等碳酸盐岩储层酸化技术控制酸化效果的因素有效作用距离裂缝导流能力酸岩反应速度酸液滤失降滤剂粘度酸浓度酸类型岩石类型酸液流速温度面容比同离子效应酸液用量酸液流速岩石类型酸类型酸浓度闭合应力碳酸盐岩储层酸化技术一、概述☞酸化溶解物1、基质矿物2、堵塞物(伤害物) ☞反应特点1、碳酸盐矿物反应碳酸钙、碳酸镁、少量粘土2、多孔介质、微裂缝、人工裂缝中3、蚓孔、非均匀刻蚀--导流能力碳酸盐岩储层酸化技术一、概述◆存在问题1、反应速度快(作用半径小)2、沉淀物易产生(二次伤害)3、液体置放◆研究方向1、酸液及添加剂2、设备提高3、优化设计(工艺和参数)碳酸盐岩储层酸化技术一、概述二、碳酸盐岩储层酸化工艺分类酸化工艺酸洗基质酸化酸压按注入压力与施工规模分:碳酸盐岩储层酸化技术按酸化工作液类型分:二、碳酸盐岩酸化工艺分类酸化工艺↖常规酸化↖高浓度酸酸化↖混合酸酸化↖泡沫酸酸化↖乳化酸酸化↖胶凝酸酸化↖降阻酸酸化↖指进酸酸化↖延迟酸酸化碳酸盐岩储层酸化技术按注入酸化工艺方式分:二、碳酸盐岩酸化工艺分类酸化工艺 普通酸(化)压前置液酸压交替注入酸压闭合酸压平衡酸压分层酸化暂堵酸化碳酸盐岩储层酸化技术碳酸盐岩储层酸化技术1.高浓度酸酸化:原理:向地层注入高浓度盐酸(一般25-28%,有的使用高达31%的工业盐酸),解除近井地带污染或压开一条导流能力高的酸蚀裂缝。
第六章酸化概述:一.酸化概念酸化:利用酸液的溶蚀作用及向地层挤酸时的水利作用,解除油气层堵塞,扩大和连通油层孔隙,恢复和提高油气层近井地带的渗透率,从而提高采收率。
二.酸处理的目的和作用1.目的:油水井增产增注。
2.作用:解除生产井和注水井井底附近的污染,清除孔隙或裂缝中的堵塞物质,或者沟通(扩大)地层原有孔隙或裂缝,提高地层渗透率,从而实现增产增注。
三.酸化工艺类型(一)酸洗概念:将少量酸液注入井筒内,清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及结垢等,并疏通射孔孔眼。
主要用来清除井筒表面或炮眼上沉积的酸溶性污垢。
(二)常规酸化(基质酸化)概念:是在低于地层破裂压力条件下泵注酸液,依靠酸液的溶蚀作用解除近井地带的污染和堵塞,提高渗透率。
(三)酸压(酸化压裂)概念:是在高于底层破裂压力下将酸液注入地层,在底层中形成裂缝,通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀,形成高导流能力的裂缝。
§6—1酸化增产增注原理一.油层岩石的类型1.碳酸盐岩:(1)主要矿物成分:方解石(C a CO3)、白云石C a Mg(CO3)2其中:C a CO3含量超过50%叫石灰岩,C a Mg(CO3)2含量超过50%叫白云岩。
(2)储集空间:溶洞、裂缝、孔隙。
(3)酸化目的:解除堵塞、扩大和沟通原有裂缝和孔隙,提高采收率。
2.砂岩(1)主要矿物成分:主要是由砂粒和胶结物及其它杂质等组成。
砂粒:主要由长石(如N a AISi3O8钠长石)和石英(SiO2)组成。
胶结物:主要由粘土(高岭石Al4(Si4O10)(HO)8、伊利石、蒙脱石等)和碳酸盐矿物组成。
其它杂质:主要由F e3+F e2+的氧化物及盐类组成。
(2)储集空间:孔隙(毛细管)(3)酸化目的:通过酸液溶解砂粒间的胶结物和部分砂粒,或孔隙中的泥质堵塞物及其它结垢物,以恢复提高井底附近地层的渗透率。
二.酸化机理(一)碳酸盐岩酸化机理1.酸液类型:盐酸HCL 其浓度由地层性质而定。
§5.酸化石油软件下载碳酸盐岩储集层是重要的储集层类型之一。
近年来,随着世界各国石油及天然气勘探与开发工作的发展,碳酸盐岩油气田的储量和产量急剧增长。
据统计,到目前为止碳酸盐岩中的油气储量已超过世界油气总储量的一半,而碳酸盐岩油气田的产量则已达总产量的60%以上。
在规模稍大的油气田中,碳酸盐岩油气田的优势更加明显。
在开采的油气田中,就数目而言,仍以砂岩油气田为多,占总数的60%以上,碳酸盐岩油气田占总数不到40%;但就其储量而言,则以碳酸盐岩油气田为多,占总储量近60%以上。
世界上最大的油田,就是沙特阿拉伯的加瓦尔碳酸盐岩油田,其可采储量达107亿吨之多。
此外,碳酸盐岩油气田往往具有极高产能的特点,已发现的高产井几乎都在碳酸盐岩地层,最典型的是伊朗的阿加贾里和加奇萨兰二油田,其单井日产量最高可达8000~13000吨。
由此可见,碳酸盐岩在石油勘探和开发中占有十分重要的地位。
我国除西南地区以外,近年来继华北的任丘油田之后,又相继发现了一些碳酸盐岩油气田,事实证明我国也有非常丰富的碳酸盐岩油气田分布在祖国各地。
对于碳酸盐地层的增产处理或为了解除井底附近地层的堵塞来说,由于酸处理与水力压裂等其它措施相比,具有规模小、施工方便等优越性,因此酸处理和水力压裂一样,是一种经常采用的增产措施。
§5.1酸化增产原理酸化(Acidizing)是通过向地层注入酸液,溶解储层岩石矿物成分及钻井、完井、修井、采油作业过程中造成堵塞储层的物质,改善和提高储层的渗透性能,从而提高油气井产能的增产措施。
一.酸化工艺分类酸化按工艺不同可分为:酸洗、基质酸化及压裂酸化。
1. 酸洗酸洗(acid wash)是一种清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射孔孔眼的工艺。
它是将少量酸定点注入预定井段,溶解井壁结垢物或射孔眼堵塞物。
也可通过正反循环使酸不断沿井壁和孔眼流动,以此增大活性酸到井壁面的传递速度,加速溶解过程。
2. 基质酸化基质酸化(Matrix Acidizing)是在低于岩石破裂压力下将酸注入储层孔隙(晶间,孔穴或裂缝),其目的是使酸大体沿径向渗入储层,溶解孔隙空间内的颗粒及堵塞物,通过扩大孔隙空间,消除井筒附近储层堵塞(污染),恢复和提高储层渗透率,从而达到恢复油气井产能和增产的目的。