酸化室內(nèi)評價方法課件

關(guān)于酸化室內(nèi)評價方法第1頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三概述

酸化是油氣井投產(chǎn)、增產(chǎn)的主要技術(shù)措施之一，酸化室內(nèi)試驗是實施酸化工藝的重要技術(shù)保障。酸化室內(nèi)試驗研究就是從基礎(chǔ)著手，優(yōu)選酸液體系和酸化工藝，它比直接在現(xiàn)場實施酸化試驗來選擇酸液體系和酸化工藝要全面、準(zhǔn)確、省時、低耗（低成本）。因此，針對具體的油氣層，酸化作業(yè)前開展酸化室內(nèi)試驗研究，用具體的儲層巖石、流體來模擬儲層條件下開展酸化試驗，可以較為方便準(zhǔn)確地弄清酸巖反應(yīng)機理，優(yōu)選酸液配方體系和酸化工藝。

第2頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三1.酸液對巖石的溶蝕性試驗2.酸液的配伍性試驗3.酸液的破乳性試驗4.酸液表面張力測定試驗5.鐵離子穩(wěn)定劑評價試驗酸化室內(nèi)試驗主要包括第3頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三6.

防膨劑評價試驗7.酸液緩速性能評價試驗8.酸化緩蝕性能評價試驗9.酸渣含量測定試驗10.速敏性評價試驗第4頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三11.水敏性評價試驗12.鹽敏性評價試驗13.堿敏性評價試驗14.酸敏性評價試驗15.砂巖酸化效果試驗第5頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三16.酸巖反應(yīng)動力學(xué)試驗17.旋轉(zhuǎn)沉砂試驗18.前置液酸壓酸液指進(jìn)試驗第6頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

試驗方法：將巖芯搗碎碾磨過100目篩，制成巖粉烘干。稱取一定量巖粉（如5g左右），置于反應(yīng)器皿中，取一定量（如50ml）的不同濃度的酸液，分別加入盛巖粉的反應(yīng)器皿中，與巖粉過量反應(yīng)2-4小時，反應(yīng)過程中攪拌2次。將反應(yīng)后的酸液，用定量濾紙過濾，將未溶蝕的殘渣在約100℃左右條件下烘干，取出烘干后的巖樣，放入干燥器冷卻后稱重。根據(jù)溶蝕前后樣品的重量計算酸對巖芯的溶蝕率：一、酸液對巖石的溶蝕性試驗述篩選酸液類型及濃度第7頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

試驗方法：配制不同配方酸液并與地層水混合，在室溫及高溫（根據(jù)儲層溫度確定）條件下，靜置4小時，觀察配方酸液的變化情況，記錄酸液透明度、分層、沉淀等現(xiàn)象。二、酸液的配伍性試驗從配伍性角度篩選酸液添加劑第8頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

試驗方法：將一定量原油與相同量的配方酸液混合，在高轉(zhuǎn)速下攪拌一定時間，形成乳狀液，然后放入一定溫度的的恒溫水浴中觀察、記錄2小時的破乳情況，由破乳量（酸液量）的多少衡量酸液及各種表面活性劑的破乳率。破乳率（）由下式計算確定：三、酸液的破乳性試驗考察表面活性劑破乳性能第9頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三四、酸液表面張力測定試驗

試驗儀器：JZHY—180界面張力儀。試驗方法：在不同的酸液中分別加入不同的表面活性劑，測定各鮮酸的表面張力，同時，用配好的相同酸液，分別加入搗碎碾磨后過60目篩的實際儲層巖粉，將其與配方酸液反應(yīng)制成殘酸，測定各殘酸的表面張力。每種酸液測定3次，取平均值。評價表面活性劑的助排性能第10頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三五、鐵離子穩(wěn)定劑評價試驗試驗儀器：722型分光光度計，PHS—2型酸度計試驗方法：鄰菲羅啉法

先配制總鐵量為100ppm的標(biāo)準(zhǔn)鐵，用該標(biāo)準(zhǔn)鐵作出各種比色皿的吸光度與鐵含量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，求出標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率m。吸光度鐵濃度mm=吸光度/鐵濃度第11頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

將巖粉加入酸液中反應(yīng)生成殘酸，測定殘酸液pH值在0.5-1.0和pH=3.5時的吸光度，計算出該巖粉的總鐵含量。

取出一定量的殘酸濾液，加入鐵離子穩(wěn)定劑，測定該濾液在pH=0.5-1.0和pH=3.5時的吸光度。計算出鐵含量。與未加鐵離子穩(wěn)定劑時的鐵含量比較。評價鐵離子穩(wěn)定劑性能第12頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三六、防膨劑評價試驗

試驗儀器：WZ—1型頁巖膨脹儀試驗方法：將實際產(chǎn)層巖芯搗碎，研磨過100目篩制成巖粉，在105℃左右下鼓風(fēng)干燥4小時，然后取出試樣置于干燥器中冷卻，稱取50克巖粉，在巖樣成型機上制成5810mm的圓餅，放于WZ—1型膨脹儀中，分別測定淡水和加有防膨劑的水溶液對巖粉的2小時膨脹率和24小時的終膨脹率。評價防膨劑的防膨性能第13頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三七、酸液緩速性能評價試驗

試驗方法：分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。將碳酸鹽巖芯鉆成直徑5cm的園柱，在切片機上切成的約1cm厚的巖盤，烘干。用環(huán)氧樹脂將巖盤封好，保留一個端面與酸液反應(yīng)，將巖盤置于反應(yīng)釜中，將酸液樣品注入反應(yīng)釜（動態(tài)試驗時啟動攪拌器），記錄酸巖反應(yīng)時間，測定酸液濃度變化，將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，酸巖反應(yīng)速度按下式計算。評價酸液或緩速劑的緩速性能第14頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

酸液緩速性能評價試驗就是測定配方酸和空白酸與巖石的反應(yīng)速度，對比兩種酸液與巖石反應(yīng)速度的大小，從而求得酸液的緩速率。第15頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三八、酸化緩蝕性能評價試驗1．動態(tài)腐蝕速度評價方法溫度(℃)壓力(MPa)轉(zhuǎn)速(r/min)鹽酸濃度(%)作用時間(h)60-907.8456018.0-28.0491-18015.0-28.0181-20015.0-20.0表8.1高溫高壓動態(tài)腐蝕速度條件

(1)試驗儀器：高溫高壓動態(tài)腐蝕速度裝置(2)試驗條件：見表8.1評價緩蝕劑的緩蝕性能第16頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三(3)試片的準(zhǔn)備

試片材料：N-80石油專用管材。

試片加工：50103mm

試片處理：試片先用丙酮或石油醚清洗去除油污，然后放入無水乙醇中浸泡脫水1分鐘。洗滌過程用鑷子夾持進(jìn)行。洗滌后必須用冷風(fēng)吹干，儲存在玻璃干燥器內(nèi)備用。(4)試驗程序第17頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三1）取出已準(zhǔn)備好的三片試片，記錄編號，用游標(biāo)卡尺（0.02mm）逐片測量表面積S1，S2，S3并記錄；用分析天平稱量試片的質(zhì)量m1，m2，m3，稱準(zhǔn)至0.1mg，并記錄數(shù)據(jù)。2）按試驗要求的鹽酸濃度，用分析純鹽酸和蒸餾水配制。用酸堿滴定法測定濃度，誤差不超過±0.023）打開電源開關(guān)，并將溫控器調(diào)到規(guī)定溫度，開始升溫。第18頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三4）將已準(zhǔn)備好的鹽酸溶液預(yù)熱到40℃，按每平方厘米接觸面積15ml的用酸量，由量筒量取適量酸液倒入高壓釜內(nèi)，恒溫15min。將試片掛在掛片器上，緩慢把上部組件（包括攪拌棒和試片）置于高壓釜上，擰緊上蓋，接好管線，記錄試驗開始時間t0并記錄。5）打開馬達(dá)的電源開關(guān)，起動攪拌器，并調(diào)到60轉(zhuǎn)/min。打開高壓氮氣源閥門，調(diào)節(jié)氣壓調(diào)節(jié)閥，使高壓釜內(nèi)壓力升至7.8450MPa，并保持至結(jié)束ta。第19頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三6）切斷電源，打開卸壓閥，放掉釜內(nèi)壓力和殘液，并立即用清水或氮氣協(xié)助清洗高壓釜。小心打開高壓釜上蓋，取出試片，將清洗過的高壓釜和零部件擦干涂油保護。對試片變化情況進(jìn)行詳細(xì)描述，并記錄。7）用毛刷、去污粉和清水刷洗試片表面，干凈后用丙酮或石油醚清洗，然后放入無水乙醇中浸泡脫水1min，取出用冷風(fēng)吹干，放在玻璃干燥器干燥15min后用分析天平稱量（稱準(zhǔn)至0.1mg）試片質(zhì)量分別記為m1’m2’m3’，并記錄。第20頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三(5)結(jié)果的計算平均腐蝕速度（Vf）試片平均腐蝕量（m）試片平均表面積（S）第21頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三2．腐蝕速度評價指標(biāo)表8.2動態(tài)腐蝕速度評價指標(biāo)

溫度℃壓力MPa反應(yīng)時間h緩蝕劑用量%鹽酸濃度%腐蝕速度g/（m2·h）607.845040.3~1.015.02~528.05~10901.0~2.015.05~1028.010~20第22頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三九、酸渣含量測定試驗

試驗方法：將一定量原油（如30ml）與相同量配方酸液混合，在高溫（根據(jù)儲層溫度確定）下進(jìn)行反應(yīng)，每隔10分鐘攪拌一次，反應(yīng)3小時后取出樣品，用定量濾紙過濾液體，并用汽油清洗干凈。將過濾后的物質(zhì)烘干，置于干燥器中，冷卻后稱重。與不加酸時相同質(zhì)量原油的殘渣量進(jìn)行比較，分析酸與原油作用后酸渣量的大小。第23頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三十、速敏性評價試驗試驗方法：（1）巖心抽真空，飽和地層水或煤油，浸泡20小時。（2）試驗流量依次為0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.0ml/min。（3）在每一流量下，測定巖心的滲透率。要求每10分鐘測量一個點，直至連續(xù)三點的滲透率相對誤差小于1%后再改換下一流量進(jìn)行測定。第24頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三十一、水敏性評價試驗

首先用地層水測出巖心的滲透率Kf，然后用次地層水（降低一半礦化度的地層水）測巖心滲透率Ksf，最后用純水測得巖心滲透率為Kw。用Kw/Kf值便可確定巖心水敏性程度大小，其評價標(biāo)準(zhǔn)為：

Kw/Kf<0.30.3~0.7>0.7

水敏性程度強中弱第25頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三試驗方法：

（1）巖心抽真空，飽和地層水，并浸泡40小時；（2）測地層水滲透率Kf；（3）用次地層水驅(qū)替10~15倍巖心孔隙體積，浸泡20小時；（4）測次地層水滲透率Ksf；（5）用純水驅(qū)替15~20倍巖心孔隙體積，浸泡20小時；（6）測純水滲透率。第26頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三試驗方法（1）巖心抽真空飽和地層水，并浸泡40小時；（2）測地層水滲透率；（3）用高（低）一級礦化度地層水驅(qū)替10~15倍巖心孔隙體積，浸泡20小時；（4）用改變礦化度后的地層水測巖心滲透率；（5）重復(fù)3、4步，直到做完所有礦化度等級的鹽水。十二、鹽敏性評價試驗公式第27頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三試驗方法：十三、堿敏性評價試驗（1）巖心抽真空飽和地層水，浸泡40小時；（2）測地層水滲透率；（3）用高一級pH值的鹽水驅(qū)替10~15倍巖心孔隙體積，并浸泡20小時；（4）用改變pH值的鹽水測巖心滲透率；（5）重復(fù)3、4步，直至做完所有不同的pH值鹽水。第28頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三十四、酸敏性評價試驗試驗方法：

（1）試驗時用地層水正向驅(qū)替測出巖心正向滲透率Kf；（2）將0.5~1PV體積酸液反向注入巖心，關(guān)閉2小時；（3）最后正向注入地層水，排出殘酸，同時測定巖心注酸后的滲透率KL

，當(dāng)流量穩(wěn)定時停止。第29頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三十五、砂巖酸化效果試驗1．巖樣制備2．酸化效果試驗方法

鉆取直徑為2.5cm，長度2.5～5cm的柱狀巖芯，端面磨平，并對巖芯編號作好記錄。試驗儀器：多用途分流酸化試驗裝置

第30頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三泡沫儲罐暫堵劑攪拌器21345微機控制部分612bp1316N219bp15N218bp14N217bp氣源N2單向閥897N21011圖1多用途分流酸化試驗裝置流程圖

第31頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三

試驗方法：在一定溫度、壓力下，用選定的驅(qū)替液按一定順序注入巖芯，測定巖芯滲透率的變化，分析酸化效果。數(shù)據(jù)處理巖芯滲透率按下式計算：以孔隙體積倍數(shù)表示的累積注入液量：第32頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三流動曲線酸化效果試驗曲線第33頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三十六、酸巖反應(yīng)動力學(xué)試驗試驗內(nèi)容：1．確定酸巖反應(yīng)動力學(xué)方程試驗2．變轉(zhuǎn)速試驗3．確定酸巖反應(yīng)活化能試驗試驗儀器：酸巖反應(yīng)試驗裝置

第34頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三微機控制系統(tǒng)測速裝置直流電機磁力傳動加熱裝置反應(yīng)釜壓力源巖芯儲酸罐圖2酸巖反應(yīng)試驗裝置流程圖

第35頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三試驗方法：1．首先用稀酸液（約2%）清洗儲酸罐，反應(yīng)釜及管線閥門，然后用清水清洗一遍，排去污水后用高壓氮氣沖刷干凈，關(guān)好取樣、放酸、排酸閥門。2．將配好的酸液（約1升）注入儲酸罐內(nèi)，將粘好的巖盤置到反應(yīng)釜內(nèi)轉(zhuǎn)軸上并旋緊，然后將儲酸罐及反應(yīng)釜系統(tǒng)充以高壓氮氣至試驗預(yù)定的壓力。3．通過微機設(shè)定試驗溫度，將儲酸罐及反應(yīng)釜系統(tǒng)進(jìn)行加熱至預(yù)定溫度。第36頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三4．溫度到達(dá)后，恒溫半個小時，設(shè)定試驗轉(zhuǎn)速及反應(yīng)時間，啟動電機使電機按預(yù)定的第一個轉(zhuǎn)速恒速旋轉(zhuǎn)。5．在溫度、壓力轉(zhuǎn)速均恒定后，打開取樣閥1，取出進(jìn)口（反應(yīng)前）酸樣，然后開啟放酸閥，通過觀察窗，確定酸液與巖石反應(yīng)面接觸瞬時，啟動微機試驗開始按鈕，開始記錄反應(yīng)時間。第37頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三6．按設(shè)定的反應(yīng)時間取樣，微機將改變巖盤轉(zhuǎn)速，測定下一個點。7．試驗完畢，排出余酸，清洗儲酸罐，反應(yīng)釜及管線閥門，同時測定各點濃度，計算各測點物流量，氫離子有效傳質(zhì)系數(shù)及反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)，列成數(shù)據(jù)表。第38頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三試驗數(shù)據(jù)處理：

1．計算各測點的反應(yīng)速度Rr2．計算各測點的氫離子有效傳質(zhì)系數(shù)De值第39頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三3．確定各組酸液的反應(yīng)動力學(xué)方程4．反應(yīng)活化能Ea的確定第40頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三十七、旋轉(zhuǎn)沉砂試驗試驗方法1．配制壓裂液，測定壓裂液的粘度，選擇支撐劑的類型，測定支撐劑的粒徑。

2．接通微機控制部分電源，運行幾分鐘后，將錄音機儲存的驅(qū)動程序調(diào)入計算機內(nèi)，調(diào)入方法為，開機后屏幕顯示READY，輸入CLOAD命令，按下錄音機PLAY鍵，按鍵盤回車鍵，當(dāng)顯示器再次顯示READY時，程序已調(diào)入計算機內(nèi)。將壓裂液加入內(nèi)外筒形成的裂縫中，支撐劑顆粒置于投砂裝置的儲砂室中。第41頁，講稿共47頁，2023年5月2日，星期三3．輸入RUN并回車，按試驗要求輸入各項試驗參數(shù)，然后用手扳動內(nèi)外筒旋轉(zhuǎn)，若無異常情況，打開電機電源，輸入運行命令，內(nèi)外筒開始旋轉(zhuǎn)。

4．待兩筒運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，按“T”鍵，投砂裝置向裂縫中投放支撐劑顆粒，同時計算機開始記錄時間，顆粒下沉到裂縫底端后按空格鍵，兩筒停止運轉(zhuǎn)，屏幕上顯示顆粒沉降時間，同種顆粒在同一試驗條