多氢酸酸化的技术.ppt

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1、西南石油大学多氢酸酸化技术介绍CNPC10/2/20211目录一、砂岩酸化现状二、多氢酸酸液体系介绍三、应用实例四、结论10/2/20212一、砂岩酸化现状10/2/20213酸化主要是利用酸液清除生产井、注入井附近的污染,恢复地层渗透率或者溶蚀地层岩石胶结物以提高地层渗透率。盐酸-氢氟酸体系即土酸体系是砂岩基质酸化最常用的酸液体系存在问题：土酸与矿物反应速度快，酸消耗于井眼附近，使酸化液的有效距离降低，而且使井壁岩石遭到破坏。二次沉淀对地层有新的伤害。现存的缓速酸-HF酸体系已经在尝试解决这个问题，但是这些体系不能克服酸与粘土和石英界面的反应速率的巨大

2、反差,并且二次沉淀问题没有得到很好的解决。10/2/20214二、多氢酸酸液体系介绍10/2/20215针对这个情况，GinoDiLullo研制出了一种新型的多氢酸酸液体系，解决了这两个难题。这种新的酸液使用一种膦酸复合物和氟盐电离生成HF。由于这种膦酸复合物含有多个氢离子，因此被称为多氢酸（Multi-hydrogenacid)。用于砂岩地层酸化的此类特殊复合物较多，此类化合物的通式如下：R1╲∕R—R4R2—C—P（=O）R3∕╲O—R5R1、R2、R3是氢、烷基、芳基、膦酸脂、磷酸脂、酰基、胺、羟基、羟基基团等。R4、R5是由氢、钠、钾、铵或有机基

3、团组成。10/2/20216本配方主体液中的主要成分膦酸复合物和氟盐反应生成HF，生成的HF再与储层岩石反应就是多氢酸酸化的基本原理。本主体酸液配方是由膦酸复合物和氟盐发生反应生成HF,实质上与砂岩储层反应的物质仍然是HF。膦酸酯复合物可以逐步电离出氢离子与氟盐反应，缓慢生成HF和膦酸盐。由于膦酸酯复合物是逐步电离，因此控制了与氟盐反应生成HF的速度。1、基本原理10/2/202172.1多氢酸体系与石英的溶蚀试验实验温度:70˚C常压条件Fig.2Solubilityofsilicawithvariousacidsystems10/2/20218从上面

4、的溶蚀曲线可以看出：多氢酸对石英的溶蚀率从反应开始就一直高于土酸和氟硼酸，反应进行到120分钟的时候，土酸的最终溶蚀率为8.35%，氟硼酸为0.50%，多氢酸体系为14.78%。10/2/202192.2多氢酸体系与粘土溶蚀反应实验温度:70˚C常压条件Fig.3SolubilityofclayswithmudacidandMHacid10/2/2021102.3多氢酸润湿性试验一般酸液将加入阳离子表面活性剂作为缓速剂来抑制反应速度，这个方法容易导致地层伤害。这种伤害是由于表面活性剂的油湿性质很难逆转，从而对储层渗流造成不利的影响。试验采用多氢酸和HCL

5、+HF的混合酸液，分别考察混合酸液在甲苯和甲醇中的互溶情况。从试验结果发现，混合酸液体系在甲苯中凝聚，在甲醇中分散。试验结果表明用多氢酸和HCL+HF的混合酸液体系是水湿性质。10/2/2021112.4多氢酸酸化流动效果评价试验2.4.1盐酸＋氟硼酸体系处理液1是8%HCl＋1.5%HF；处理液2是8%HCl+8%HBF4实验温度:80˚C10/2/2021122.4.2氟硼酸体系处理液：8%HCl+8%HBF4实验温度:80˚C10/2/2021132.4.3多氢酸酸液体系处理液：3％多氢酸酸液体系实验温度:80˚C10/2/202114（1）缓速：

6、在多氢酸与地层开始反应时，由于化学吸附作用，在粘土表面形成硅酸-磷酸铝膜的隔层。这个隔层的厚度不超过1微米，在弱酸（HF酸/碳酸）和水中溶解度小，在有机酸中溶解其次，但在HCL酸中溶解很快。这个薄层将阻止粘土与酸的反应，减小粘土溶解度，并且防止了地层基质被肢解。→由于粘土的表层是可溶于酸的，因此，可以用少量的盐酸和甲酸调整粘土的溶解度，达到优化设计。3、多氢酸的优越性10/2/2021153、多氢酸的优越性（2）抑制沉淀：多氢酸与氟盐反应生成HF，HF再与砂岩地层的反应与常规的HF体系与砂的反应情况相似。但是由于多氢酸本身具有几种优良的性质，因此多氢酸可

7、以抑制某些二次沉淀的生成，其抑制二次沉淀的机理将从下面两个方面分析。10/2/2021163、多氢酸的优越性第一方面：多氢酸对溶液中多价金属离子具有络合能力，并且多氢酸可以在很低的浓度下将远高于按照螯合机制的化学计量相应量的多价金属离子“螯合”于溶液中，从而使一些容易生成沉淀的金属离子保持溶液状态，这个效应称为“低限效应”。（如Ca2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等多价金属离子）第二方面：多氢酸对Ca2+、Na+、K+、NH4+之类的离子有很强的吸附能力。因此，在多氢酸存在的溶液环境中，Ca2+、Na+、K+、NH4+之类的离子就很难有机会与F-、Si

8、F62-形成氟盐沉淀和氟硅酸盐沉淀。10/2/202117（3）水湿和加强石英的