9.1.1 碳酸盐储层酸化原理在线视频

同学们好

本章我们开始学习

油井增产措施之一

酸处理技术

酸处理就是将油井的堵塞物质

通过化学反应

溶解并且提高油井渗透率的过程

不同的岩石类型

所选择的酸处理液也是不一样的

我们首先学习的

是碳酸盐岩储层的酸处理技术

在本节中我们学习

碳酸盐岩储层酸化原理

酸处理技术也就是将酸液

挤入到地层当中

挤入到地层中的酸液

边进行化学反应

溶解堵塞的物质

边向井筒周围进行渗透

在这个过程中

如果一旦酸性消失

整个的酸化过程也就不再进行了

就意味着在整个酸处理的过程中

我们要追求的一种目标是

选择合适的酸液

利用尽量慢的速度

来处理更大的井筒周围的范围

碳酸盐岩的储层进行酸处理

也就是进行酸化

是我们这节里面的主要内容

我国很多的油田

比如四川盆地

塔里木盆地

以及华北油田

都是碳酸岩的储层

碳酸岩储层里面的主要的矿物成分

就是方解石

也就是碳酸钙

和白云石

也就是碳酸钙镁

以方解石为主的

我们称它为石灰岩

或者叫灰岩

以白云石为主的

我们称为白云岩

碳酸岩储层的储集空间

主要有孔隙型和裂缝型两大类

根据这两类的储集空间

不同的主次关系

又分成了孔隙性的碳酸岩油气层

裂缝性的碳酸岩油气层

以及孔隙裂缝性碳酸岩油气层

这么三种主要的类型

我们进行酸化的处理

就是针对这种孔隙

或者是裂缝之内的堵塞的物质

进行溶解反应

提高孔隙或裂缝的渗透性

因此酸化处理

是对于碳酸盐岩储层来说

最主要的一种增产的措施

碳酸岩的储层

我们一般选用的是盐酸

作为酸处理液的

盐酸与碳酸钙和碳酸钙镁的反应式

分别就是

与碳酸钙的反应式

是生成了氯化钙 水和二氧化碳

与碳酸钙镁的反应呢

生成了氯化钙氯化镁

水和二氧化碳

判断酸化反应是否成功的主要的目标

就是它的反应生成物是可溶的

同时反应的物质

又是比较容易反排出来的

我们来看一下

利用盐酸进行碳酸盐岩的酸化处理的

生成物的状态

其中氯化钙氯化镁

是全部溶于残酸中的

而生成的二氧化碳

又是以气体的形式

存在于残酸溶液里面

这样的话也有助于残酸

从油气层中排出来

采用盐酸的时候

在碳酸盐岩储层里面

进行酸化处理的时候

一般选用的是高浓度的盐酸

高浓度的盐酸处理

有什么样的优点

就是浓度越高的情况之下

它的溶蚀能力就越强

溶解一定体积的碳酸岩

所需要的盐酸

它的量就比较少

生成的残酸溶液也比较少

比较容易从油气层中排出来

另外一点就是高浓度的盐酸

活性耗完的时间

相对来说比较长

酸溶液渗入到油气层的更深处

比较容易

因此酸化效果就会比较好

高浓度的盐酸它的反应速度

是不是会更快了呢

要解决这个问题

我们就来看一下

酸岩的反应过程

酸岩反应是一个典型的复相反应

复相表达的是固相的岩石

和液相的酸液之间的一种反应

它的反应步骤分这么三步

首先一个就是酸溶液的氢离子

会源源不断地传递到岩石的表面

传递到表面之后

会在岩石的表面

与碳酸岩进行反应

生成的物质

生成的钙镁离子就会离开岩面

在这个过程里面

为什么氢离子会源源不断地

传递到岩石的表面

而生成的钙镁离子

又源源不断地离开岩石表面呢

这就要涉及到在复相反应过程当中的

一种特殊的现象

就是扩散现象

我们来看

我们将岩石和溶液之间的这种接触

把它放大之后

我们来看一下

中间存在一个特殊的层

我们称为扩散边界层

扩散边界层和溶液内部

它的离子之间的浓度是有差别的

在溶液内部氢离子的浓度比较高

钙镁离子的浓度比较低

而在岩石的表面

氢离子是瞬间完成反应

氢离子的浓度是很低的

而生成的钙镁离子的浓度

是相对来说比较高的

也就是说在整个的扩散边界层里面

氢离子的浓度梯度

和钙镁离子的浓度梯度

是有一个梯度的变化

有梯度变化的情况之下

就存在一种现象

就称为扩散现象

氢离子总是由高浓度的位置

源源不断地被传递到了岩石表面

低浓度的位置

而钙镁离子

由高浓度的位置岩石表面

会源源不断地离开表面

进入到溶液的内部

正是因为有这样的一种现象

使得整个的酸化过程

会持续不断的进行下去

在酸岩反应的过程中

一个重要的概念就是酸岩的反应速度

酸岩反应速度可以用两种形式来表达

一种是单位时间之内

酸浓度降低的值

另外一种是单位时间之内

岩石反应溶蚀掉的量

酸岩反应速度是一个非常重要的量

是因为我们追求一种

更慢的酸岩的反应速度

从而使得酸液能够处理更大的

井下的范围

另外的一个概念就是

氢离子的传质速度

氢离子的传质速度

是透过边界层到达岩石表面的速度

有了这个概念之后我们来看一下

酸岩的反应速度取决于哪些因素

实验研究表明

酸岩的反应速度取决于

氢离子的传质速度

取决于氢离子

在岩石表面的反应速度

以及生成物离开岩面的速度

通过刚才的讲解我们知道

氢离子在岩石表面是一种表面反应

是瞬间完成的

因此这个反应速度是非常快的

而且生成的钙镁离子

离开岩面的速度也是比较快的

相对来说比较慢的

就是氢离子的传质速度

也就是透过边界层

到达岩面速度是比较慢的

我们说酸岩反应的速度

是取决于氢离子的传质速度

它在这个里面起到了决定性的作用

因此在以后的学习中

我们会研究到底有哪些因素

影响到了氢离子的传质速度

以上就是本节的主要内容

同学们再见