多氢酸技术应用

多氢酸技术应用

【摘要】通过酸化体系研究对比，及现场试验分析，总结出多氢酸是目前砂岩酸化改造的新型酸液体系，能够较好的克服常规解堵反应速度快、处理半径小、有二次沉淀的缺陷，是理想的酸化酸液体系。

【关键词】多氢酸解堵缓蚀性酸化

1 多氢酸解堵原理

多氢酸是使用一种膦酸酯复合物和氟盐反应生成hf的酸液体系，由于这种膦酸酯复合物含有多个氢离子，因此被称为多氢酸。

膦酸酯复合物的通式如下

r1╲∕r—r4

r2—c—p（=o）

r3∕╲o—r5

r1、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、铵或有机基团组成。

多氢酸酸化的基本原理是：膦酸酯复合物和氟盐反应生成hf，hf 再与储层岩石反应。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，在低ph值环境下膦酸酯复合物电离出的氢离子的浓度将保持较低的水平，hf的浓度也就保持较低的水平，并且膦酸酯复合物和氟盐形成了一个缓冲调节体系。

2 多氢酸和土酸相比的优点

目前，土酸解堵主要存在两方面问题：反应速度快和二次沉淀对地层有伤害。而使用多氢酸进行解堵具有以下优点：

2.1 缓速

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，扩大了处理半径。

2.2 防止二次沉淀

多氢酸液体系是一种很好的分散剂，并且具有亚化学计量螯合特性，同时是很好的防垢剂，能很好的延缓/抑制近井地带沉淀物的生成。当多氢酸停止注入时，地层孔隙中仍然有活性酸存在，延迟酸液回流使酸能继续反应，而粘土被薄层保护着，因此反应只与石英发生，这样地层的渗透率就得到进一步的提高。

2.3 水湿和加强石英的反应

多氢酸液体系具有极强的吸附能力和水湿的性质，能催化hf酸与石英的反应。而且随时间的增加，石英的溶解度将增加。多氢酸对石英的溶解度比土酸要高出50%左右，而吸附力主要是与溶液的ph值有关，在有盐酸和醋酸时，溶解度下降到20%左右。

3 施工的工艺

施工酸液配置为：预处理液（有机溶剂，清洗地层）+前置酸（土酸，清洗地层）+主体酸（多氢酸）+后置酸（土酸，巩固效果）+顶替液（水）。

预处理液+前置酸+主体酸+后置酸均现场稀释一倍后注入。

施工车组使用700型水泥车3台同时施工。

4 现场应用情况及效果分析4.1 水井

4.1.1？齐2-6-311c

该井属于齐8-10块，2008年4月转注，注水层位2197.2-2309.4、杜、23.2/11。初期注水压力1.39mpa，2009年5月增压注水，注水压力15.5 mpa，措施前注水压力16.6 mpa，配注30m3，日注30m3。该井孔隙度、渗透率较好，泥质含量偏高为17.7%。于2009年9月5日实施多氢酸解堵，施工压力变化幅度不大，没有明显降压过程，表明地层没有堵塞物。施工后，压力下降幅度较大，初期注水压力为0mpa，维持16天，后缓慢上升，目前2.5mpa。截止目前已注166天，累注4881m3。4.2 油井

欢2-1-015，该井属于齐9块，生产井段2478.0-2555.0、杜、23.6/11，该块孔隙度、渗透率较好，为19.3%和219毫达西，含蜡15.93%，含胶+沥7.81%。该井投产时间较长，1984年投产，累产油53499t，累产水10364t。

该井于2009年10月20日施工，该井施工压力不高并且变化不

大，措施后井口安装压力表观察压力降为0，说明施工压力为泵车排量大憋压所致，从施工压力变化看该井污染与分析相符合应为洗井液污染，污染强度低，易解除。4.3 效果分析

（1）从施工效果来看，都达到了预期的效果，而且措施效果非常明显，说明多氢酸确实比土酸处理半径大，处理效果好；从措施效果来看没有发生二次沉淀的影响，说明多氢酸在处理粘土膨胀方面性能更优。

（2）从施工工艺方面来看，3台700型泵车的施工起到了高压力、大排量注入的效果，减少了以往解堵效果受地层渗透率差异影响的问题，使低渗层受到的处理量更大，提高了全井段的处理效果；而且该工艺起到了连挤带压的作用，施工工艺对地层的处理效果可能好于药剂的处理效果。

（3）从药剂性能来说，多氢酸处理水井更能发挥药剂优势，因为水井随着注水会将药剂进一步推入地层深部，多氢酸缓慢释放的酸液会进入地层深部，处理的半径会更大，直到药剂释放完全，油井由于开井后产液是向外排的，所以处理半径小于水井。

5 存在问题

（1）多氢酸价格高。多氢酸解堵单井药剂费用为35万元，普通土酸解堵单井费用为9万元，多氢酸解堵价格昂贵，经济性不高。

（2）施工条件影响。多氢酸解堵目前使用3台700型水泥车同时施工，尽管大排量、高压力保证了施工效果，但也带来了不少问题。一方面3台700型水泥车同时组织起来比较困难，难以保证同时到井，影响正常施工；另一方面，也导致施工压力偏高，安全性较差。 6 结论

（1）多氢酸是目前砂岩酸化改造的新型酸液体系，能够较好的克服常规解堵反应速度快、处理半径小、有二次沉淀的缺陷，是理想的酸化酸液体系。

（2）多氢酸解堵价格高，施工风险大，是制约推广的主要因素。

参考文献

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作者简介

刘哲（1985.1-），女，2008年7月毕业于沈阳化工学院化学工程与工艺专业，工学学士，助理工程师。