第五章:酸化工艺技术
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酸化解堵技术介绍
酸化是油井增产、 水井增重视要方法。酸化目是为了恢复和改善地层近井地带渗透性, 提升地层导流能力。达成增产增注目。
一、 酸化增产原理
碳酸盐岩储层关键矿物成份是方解石CaCO3和白云石CaMg(CO3)2, 储集空间分为孔隙和裂缝两种类型。其增产原理关键是用酸溶解孔隙、 裂缝中方解石和白云石物质以及不一样类型堵塞物, 扩大、 沟通地层原有孔隙, 形成高导流能力油流通道, 最终达成增产增注目。
二、 酸化类型
1 、 一般盐酸酸化技(适适用于碳酸盐岩地层: 见附件1: 晋古1-1井施工统计)
一般盐酸酸化是在低于破裂压力条件下进行酸化处理工艺, 它只能解除井眼周围堵塞。通常采取15%-28%盐酸加入添加剂, 经过酸液直接溶解钙质堵塞物和碳酸盐岩类钙质胶结岩石。优点是施工简单、 成本低, 对地层溶蚀率较强, 反应后生成产物可溶于水, 生成二氧化碳气体利于助排, 不产生沉淀; 缺点是与石灰岩作用反应速度太快, 尤其是高温深井, 因为地层温度高, 与地层岩石反应速度快, 处理范围较小。此项技术已在华北油田、 大港油田、 青海油田、 大庆油田、 中原油田、
辽河油田、 河南油田、 冀东油田(唐海)、 长庆油田共施工2698井次, 用盐量38979.2方, 成功率98%, 有效率达成92.8%。
2 、 常规土酸酸化技术(适适用于砂岩地层: 见附件2: 晋95-16井施工统计)
碎屑岩油气藏酸化较碳酸盐岩油气藏难度大, 工艺也比较复杂。常规土酸是由盐酸加入氢氧酸和水配制而成酸液, 是解除近井地层损害, 实现油井增产增注常见方法。它对泥质硅质溶解能力较强。所以适适用于碳酸盐含量较低, 泥质含量较高砂岩地层。优点是成本低, 配制和施工简单, 所以广泛应用。此项技术已在华北油田、 大港油田、 中原油田共施工1768井次, 用酸量26872.9方, 成功率97%, 有效率达成91.5%。
常⽤酸化⼯艺
常⽤酸化⼯艺
酸化⼯艺作为增产措施⾃应⽤于现场以来,为了满⾜不同改造对象和措施作业的要求,酸化⼯艺得到了不断完善和发展,形成
了不同的类型酸化⼯艺。酸化⼯艺按照岩性主要可分为碳酸盐岩和砂岩储层酸化技术。考虑到⽔平井酸化的特殊性,本部分对
⽔平井酸化⼯艺也做了简单介绍。
1. 碳酸盐岩储层酸化⼯艺
在碳酸盐岩储层酸化改造中,主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术,习惯上⽤酸化表⽰基质酸化,⽤酸压表⽰压裂
酸化。
1) 基质酸化⼯艺
基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化,如前所述,其基本特征是在施⼯压⼒⼩于储层岩⽯破裂压⼒的条件下,将酸液注⼊储
层。碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔的形成和微裂缝的扩⼤,其增产机理与蚓孔密切相关。
2) 酸压⼯艺
控制酸压效果的主要参数是酸蚀裂缝导流能⼒和酸蚀缝长。影响酸蚀缝长的最⼤障碍有:⼀是酸蚀缝长因酸液快速反应⽽受到
限制,其次是酸压流体的滤失影响酸压效果。另外,为产⽣适⾜的导流能⼒,酸必须与裂缝⾯反应并溶解⾜够的储层矿物量。
因此,为了获得好的酸压效果,提⾼裂缝导流能⼒和酸蚀缝长从降低酸压过程中酸液滤失、降低酸-岩反应速度、提⾼酸蚀裂
缝导流能⼒等⼏个⽅⾯⼊⼿。
酸压过程中酸液的滤失问题通常考虑从滤失添加剂和⼯艺两⽅⾯着⼿;降低酸-岩反应速率也可以缓速剂的使⽤及⼯艺上来进
⾏;加⼊缓速剂,使⽤胶凝酸、乳化酸、泡沫酸和有机酸并结合有效的酸化⼯艺可起到较好的缓速效果;提⾼裂缝导流能⼒可
从选择酸液类型和酸化⼯艺着⼿,其原则是有效溶蚀和⾮均匀刻蚀。
压裂酸化⼯艺以能否实现滤失控制,延缓酸-岩反应速度形成长的酸蚀裂缝和⾮均匀刻蚀划分为普通酸压和深度酸压及特殊酸
压⼯艺。
(1)普通酸压⼯艺普通酸压⼯艺指以常规酸液直接压开储层的酸化⼯艺。酸液既是压开储层裂缝的流体,⼜是与储层反应的
流体,由于酸液滤失控制差,反应速度较快,有效作⽤距离短,只能对近井地带裂缝系统的改造。⼀般选⽤于储层污染⽐较严
重、堵塞范围较⼤,⽽基质酸化⼯艺不能实现解堵⽬标时选⽤该⼯艺。
1碳酸盐岩基质酸化增产原理
一、碳酸盐岩储层低产原因
(1)在钻井,完井作业中,钻井液、完井液污染降低了近井地带储层渗透率,污染严重时将堵塞储层的缝洞。
(2)近井地带的缝洞被次生方解石充填,渗透性降低。
(3)地层裂缝发育分布不均,并位恰好位于缝洞不发育的低渗透带。
二、增产原理
在钻井、完并过程中,泥浆中的黏土颗粒、岩屑等沉积在并壁周围形成泥饼,或沿缝洞浸人地层而造成堵塞,虽然堵塞范围通常只限于近并地带,但却严重降低了储层的天然渗透能力。
碳酸盐岩储层酸化通常采用盐酸液。盐酸可直接溶蚀碳酸盐岩和堵塞物或者将堵塞物从岩石表面剥蚀下来。在低于地层破裂压力的泵注压力条件下,酸液首先进人近井地带高渗透区(大孔隙或缝洞),依靠酸液的化学溶蚀作用在井筒附近形成溶蚀孔道,从而解除近井地带的堵塞,增大井筒附近地层的渗透能力。
三、酸液有效作用距离
在酸液泵注的整个过程中,并筒附近的岩石总是先接触浓度高的新鲜酸液,因而注人地层中酸液的酸岩溶蚀反应大部分消耗在井简附近地层。由于地层中天然缝洞的大小、结构和岩石矿物成分不均一,酸液总是沿着阻力小的方向推进,就使一些原来比较大的缝洞被溶蚀得更大,容易形成类似蚯蚓状的溶蚀孔道。由于基质酸化酸液是沿地层孔隙或缝洞均匀注入,酸岩反应的面容比大,反应速度很快,在形成溶蚀孔道的过程中,通过溶蚀孔道壁形成若干小支流漏失酸液,从而限制了溶蚀孔道的延伸。国外研究结果证明,酸液中不加降滤失剂时,溶蚀孔道的最大长度不超过3mo
因此,碳酸盐岩基质酸化只能改善并筒附近的渗透性,即对近井地带有污染堵塞的井基质酸化是有效的;而对未受污染的井,酸液沿原生裂缝溶蚀充填在裂缝中的次生方解石或碳酸盐岩本身,沟通近井地带的裂缝发育带,基质酸化也可获得显著增产效果。
2碳酸盐岩储层酸压增产原理
酸压是水力压裂与酸化处理的工艺技术组合,增产原理是依靠压裂泵的水力作用压开地层形成新裂缝或撑开地层中原有裂缝,利用酸液的化学溶蚀作用,沿压开、撑开的裂缝溶蚀碳酸盐岩,形成具有高导流能力的酸蚀裂缝。酸压形成的酸蚀裂缝突破了近井地带的严重堵塞带,穿过堵塞带开辟出一条或几条与深部地层缝洞相通、具有高导流能力的通道。另外,由于裂缝性碳酸盐岩地层缝洞发育与分布不均一,酸蚀裂缝可以穿过近并地带的低渗透区与裂缝发育的高渗透区相通,所以经酸压施工后的井其增产倍数有时可提高几十倍。酸压与基质酸化相比,可延长酸的有效作用距离;与水力压裂相比,可以不加支撑剂而在碳酸盐岩地层中得到高导流能力的酸蚀裂缝。对地层污染范围较深或低渗透储层,酸压是行之有效的增产措施。
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1 / 3 水解(酸化)工艺
水解(酸化)工艺属于升流式厌氧污泥床反应器的改进型,适用于处理低浓度的城市污水,它的水力停留时间为3~4小时,能在常温下正常运行,不产生沼气,流程简化,并在基本不需要能耗的条件下对有机物进行降解,降低了造价和运行费用。
水解池内分污泥床区和清水层区,待处理污水以及滤池反冲洗时脱落的剩余微生物膜由反应器底部进入池内,并通过带反射板的布水器与污泥床快速而均匀地混合。污泥床较厚,类似于过滤层,从而将进水中的颗粒物质与胶体物质迅速截留和吸附。由于污泥床内含有高浓度的兼性微生物,在池内缺氧条件下,被截留下来的有机物质在大量水解—产酸菌的作用下,将不溶性有机物水解为溶解性物质,将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质(如有机酸类)。经过水解后的污水的可生化性进一步提高,通过清水区排出池外进入后续好氧系统进一步处理。由于上述原因以及水解酸化的污泥龄较长,所以在污水处理的同时,污泥得以稳定减容。在水解酸化池中,主要以兼性微生物为主,另含有部分甲烷菌。水解酸化池中COD的降低,主要是由于微生物的生长过程中吸收有机污染物作为营养物质,以及大分子物质降解为有机酸过程中产生二氧化碳,同时还包括硫酸盐的还原、氢气的产生及少量的甲烷化过程等。资料个人收集整理,勿做商业用途
总之,水解(酸化)工艺具有以下特点:
1)在城市污水处理中,多功能的水解(酸化)池较功能专一的传统初沉池对各类有机物的去除效率高,节能降耗。资料个人收集整理,勿做商业用途
以多功能的水解池取代功能专一的初沉池,水解(酸化)池对各类有机物的去除率远远高于传统的初沉池,其COD、BOD、SS去除率分别达到25-30%、15-25%、个人收集整理 仅供参考学习
2 / 3 65-70%,从数量上降低了对后续处理构筑物的负荷。水解池用较短的时间和较低的能耗完成了部分有机污染物的净化过程,使该组合工艺较常规工艺节能20%~30%。资料个人收集整理,勿做商业用途