油田化学：第七章 酸化用酸及酸化用添加剂

CONH2
CONH
CH3
C3H7
N+ Cl
-CH3
CH3
（3-（丙烯酰胺基）丙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺共聚物）
二 、缓蚀剂
缓蚀剂：少量加入就能大大减少金属腐蚀的 化学剂。
酸化地层的酸液中需用酸性介质缓蚀剂。 按作用机理，酸性介质缓蚀剂可分成两类：
吸附膜型缓蚀剂
“中间相”型缓蚀剂
1.吸附膜型缓蚀剂
化学吸附
NH2
苯胺
N
CH2 CH2 CH2 N
CH2 CH2
N
N
六亚甲基四胺
CH2
N
吡啶
+
_
N Cl
CH2
苄基氯化吡啶
+ N
Cl
CH3
甲基氯化喹啉
Mannich碱类
Mannich碱是甲醛、 胺与一个含有活泼氢原子 的化合物的缩合反应产物。
潜在酸有何好处？
2、氢氟酸
（1）氢氟酸的作用 作用一：可除去地层渗滤面的粘土堵塞，恢复地层渗 透性：
2、氢氟酸
（1）氢氟酸的作用 作用二：氢氟酸和砂岩反应，提高地层的渗透性
2、氢氟酸
（2）氢氟酸使用注意问题 氢氟酸不能用于处理石灰岩和白云岩； 砂岩地层用氢氟酸酸化地层前，必须用盐酸预处理
2、氢氟酸
第一节 酸化用酸
酸处理用酸包括：
1、盐酸 2、氢氟酸 3、土酸 4、磷酸 5、硫酸 6、低分子羧酸
酸的作用机理
三
个 问
酸的使用方法
题
潜在酸形式
1、盐酸
（1）盐酸的作用
作用一：溶解堵塞油水井的腐蚀产物，恢复地层的渗透性。
1、盐酸
（1）盐酸的作用
作用二：溶解灰岩（石灰岩、白云岩），改善地层渗透性。
控制其中一个环节
（3）常用缓速剂 表面活性剂、聚合物
表面活性剂缓速机理
吸附在岩石； 乳化形成油包酸乳状液；
控制H+传递
H+传质是速控
乳化酸
（1）配油包酸乳状液的油 可用甲苯、二甲苯、煤油、柴油、轻质原油或 二甲苯与原油的混合物；
（2）可用的乳化剂 如十二烷基磺酸，用量为油质量的1％～10％；
（3）常用缓速剂 表面活性剂、聚合物
R-NH2
烷基胺
ClCl-
Cl-
ClCl-
Cl-
+ Cl+ Cl+ + Cl+ Cl-
+ Cl+ + Cl+ Cl+ Cl-
+ Cl-
+ Cl-
+H3N +H3N +H3N +H3N +H3N +H3N +H3N
+Biblioteka Baidu3N +H3N +H3N
CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1
防止地层伤害；
防止金属腐蚀。
（2）添加剂主要种类
1、缓速剂 2、缓蚀剂
3、铁稳定剂
4、防乳化剂 5、粘土稳定剂 6、助排剂
7、防淤渣剂 8、润湿反转剂 9、转向剂
一 、缓速剂
（1）定义 缓速剂是指加在酸中能延缓酸与地层反应速率 的化学剂。
（2）实现缓速的思路
酸液中的H+传递到岩石表面； 酸岩反应； 反应生成物离开岩面。
+H3N ClCnH2n+1
CnH2n+1 +H3N
+H3N Cl-
Cl-CnH2n+1
钢
溶液
具有表图面4酸性活Na性Cl溶的液中有氯化机铵在化低碳合钢表物面的，吸附分模型子[28] 中含有亲水 基和亲油基。这些化合物的分子以亲水基（例如， 氨基）吸附于金属表面上，形成一层致密的憎水膜， 保护金属表面不受腐蚀介质腐蚀。
第七章
酸化用酸及酸化用添加剂
1
前言
1、油水井酸处理的目的
除去近井地带的堵塞物（如氧化铁、硫化亚铁、 粘土），恢复地层的渗透率。 溶解地层的岩石，扩大孔隙结构的喉部，提高地 层的渗透率。 2、酸处理的地位 是有效的油井增产、水井增注措施。
前言
3、本节内容
酸液选择 酸 化 技 酸化添加剂 术
酸化工艺
（2）酸的作用
作用一：溶解渗滤面和近井地带的腐蚀产物，恢复地 层的渗透性
5、氨基磺酸
（2）酸的作用
作用一：溶解渗滤面和近井地带的腐蚀产物，恢复地 层的渗透性
5、氨基磺酸
（2）酸的作用
作用二：溶解渗滤面和近井地带的碳酸岩，提高地 层的渗透性
5、氨基磺酸
（3）使用注意问题 不能用于温度超过90℃ 的地层。
1、盐酸
（2）盐酸的使用浓度
稀酸：指质量分数为0．03～0.15的盐酸； 浓酸：指质量分数为0.15～ 0.37的盐酸。 一般使用稀酸，而浓酸使用的目的是使酸能酸 化深远地层，同时由于浓酸处理可产生大量二 氧化碳，并提高乏酸（酸处理后的酸）的粘度， 使它及其中悬浮的岩屑易排出地层。
1、盐酸
（3）潜在盐酸 氯化铵＋甲醛：在80～120℃范围内反应产生盐酸。
聚合物缓速机理
聚合物在酸中溶解，使酸稠 化，减小氢离子向地层表面 的扩散速率
控制H+传递
稠化剂
[ CH2 CH ]m [ CH2 CH ]n
CONH2
CONH
CH3 C CH3
CH2SO3H
丙烯酰胺与2- 丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物
稠化剂
[ CH2 CH ] m [ CH2 CH ] n
+ NH2SO3H
H2O
NH4HSO4
6、低分子羧酸
（1）可用的低分子羧酸 甲酸、乙酸、丙酸及其混合物。
（2）作用机理 可以溶解灰岩。
低浓度使用，为什么？
6、低分子羧酸
（3）特点 不能高浓度使用； 价格较高； 反应速度慢，适合高温酸化、深部酸化
第二节 酸化用添加剂
（1）添加剂的作用 提高酸化效果；
（2）潜在氢氟酸 形式一：氟硼酸
2、氢氟酸
（2）潜在氢氟酸 形式二：氟化铵＋甲醛
（1）土酸构成
3、土酸
盐酸与氢氟酸的混合酸叫土酸；
在土酸中，盐酸的质量分数在0.06～0.15范 围，氢氟酸的质量分数在 0.03～0.15范围。
常规土酸：盐酸的质量分数0.12，氢氟酸的 质量分数 0.03。
3、土酸
（1）分子特点 含有氮、氧和（或）硫元素
（2）作用原理 这些元素最外层均有未成键的电子对，在金
属表面吸附，控制金属的腐蚀。
物理吸附
化学吸附
物理吸附
+ Cl-
Cl-
+ Cl-
+ + Cl-
Cl-
+ Cl-
Cl-
+ Cl-
+
+ Cl-
Cl-
+ Cl-
+ Cl+ Cl-
Cl-
+
+ Cl-
Cl-
Cl-
钢
溶液
（2）潜在土酸 氯化铵＋氟化铵十甲醛产生土酸
3、磷酸
作用一：磷酸可解除腐蚀产物的堵塞
作用二：可溶解灰岩、白云岩
4、硫酸
作用一：溶解渗滤面和近井地带的堵塞物，恢复地层的渗透性
作用二：溶解渗滤面和近井地带的碳酸盐，提高地层的渗透性
4、硫酸
作用三：在远井起调剖作用
5、氨基磺酸
（1）酸的形式 一种固体酸。