油田化学：第七章 酸化用酸及酸化用添加剂
07--酸化技术
第七章 酸化技术7.1 酸化技术介绍酸化是最早的增产技术，它起始于19世纪90年代，最早是由Standard 石油公司在1895年使用一定浓度的盐酸对美国俄亥俄州Lima 地区的一口油井进行增产处理而进行的。
酸化是通过井眼向地层注入一种或几种酸液（或酸性混和液），利用酸与地层可反应矿物的化学反应，溶蚀储层中的连通孔隙或天然（水力）裂缝壁面岩石，增加孔隙、裂缝的流动能力，从事使油气井增产（或注水井增注）的一种工艺措施。
它是指一切以酸作工作液对油气（水）层进行的增产（注）措施的统称。
按照施工压力对酸化可以分为基质酸化和酸压裂。
基质酸化是施工时井底压力低于地层破裂压力（或闭合压力），酸液沿基质孔隙进入地层，溶蚀并扩大孔隙，基质酸化可应用于碳酸盐岩和砂岩储层中；酸压裂，也称为酸化压裂，施工时井底压力高于地层破裂压力或天然裂缝的闭合压力，酸液沿（天然或水力）裂缝进入地层，刻蚀缝壁岩石，形成在施工结束油气井投产后也不完全闭合的流动沟槽，大大提高有效作用范围内地层的导流能力，从而使油气井获得增产。
这种工艺方法一般只在碳酸盐岩储层中使用，近年来也有在某些特殊砂岩中实施的实例。
7.1.1 酸化机理由于碳酸盐岩储层与碎屑岩主要矿物成分不同，其酸化机理也是不同的。
（一）碳酸盐岩酸化机理碳酸盐岩经过成岩作用和次生作用，其岩石主要矿物成分是方解石[CaCO 3]、白云石[CaMg(CO 3)2]，其储集空间可以分为孔隙型、裂缝型以及溶蚀孔洞型。
按照施工压力，在碳酸盐岩中的酸化也分为基质酸化和酸压。
基质酸化是在小于地层破裂压力条件下泵酸，溶解基质、孔隙间的颗粒及堵塞物，溶蚀并扩大孔隙，解除近井地带的储层污染，从而达到增产增注的目的。
由于塔里木油田碳酸盐岩储层普遍基质物性较差，很少使用碳酸盐岩基质酸化技术。
酸压是在大于地层破裂压力条件下往地层中挤酸，依靠酸液的水力和溶蚀作用，将地层中原有的天然裂缝撑开、加宽并延伸较远处，或把岩石压开而形成新的人工裂缝。
石油化工技术专业《酸化用添加剂1》
导入新课：
前面我们已经学习了油水井酸化常用酸类型，这些酸在酸化作业过程中，是否如理想状况，不会给我们的作业带来其它影响呢？通过现场的实际操作，我们发现并不是这样的。
为了让酸液进入地层之后的反响接近预想效果，我们会对入井酸液进行一些改良，那么在改良过程中所用到的化学药剂，我们称之为酸化用添加剂。
今天我们就来学习酸化所用的添加剂，添加剂的参加可以提高酸化效果、防止地层伤害和防止金属腐蚀。
酸化用添加剂分为如下类型：缓速剂、缓蚀剂、铁稳定剂、防乳化剂、粘土稳定剂、助排剂、防淤渣剂、润湿反转剂和转向剂等。
一、缓速剂
定义：指加在酸中能延缓酸与地层反响速率的化学剂。
实现缓速的思路：酸液中的H传递到岩石外表；酸岩反响；反响生成物离开岩面。
常用的缓速剂：外表活性剂、聚合物。
外表活性剂的缓速机理：吸附在岩石；乳化形成油包酸乳状液。
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。
二、缓蚀剂
缓蚀剂是少量参加就能大大减少金属腐蚀的化学剂。
酸化地层的酸液中需使用酸性介质缓蚀剂。
缓蚀剂的类型：吸附膜型缓蚀剂、“中间相〞型缓蚀剂。
吸附膜型作用原理：这些元素最外层均有未成键的电子对，在金属外表吸附，控制金属的腐蚀。
常用的吸附膜型缓蚀剂有烷基胺、烷基三甲基氯化铵、六亚甲基四胺、戊二醛等。
“中间相〞型作用原理：通过化学吸附和二次反响，在金属外表形成保护膜。
辛炔醇、甲基丁炔醇、甲基戊炔醇、苄基丁炔醇都属于“中间相〞型缓。
酸化PPT优选版
第七章——酸化
在酸液中加入能改善酸液性能，使之满 足现场施工作业要求和更适合地层处理目的 需要的化学物质统称为酸液添加剂。
目前酸化中常用的添加剂有缓速剂、表 面活性剂、铁离子稳定剂和粘土稳定剂等。
பைடு நூலகம்
第七章——酸化
酸处理的效果很大程度上取决于酸岩反应速度。影响 因素包括：
第七章——酸化
碳酸盐岩地层酸化主要采用盐酸，有时也用醋酸、 甲酸、混合酸和氨基磺酸等，为了满足酸化缓速、提高 酸处理效果的需要，有时还采用胶化酸、乳化酸和泡沫 酸等。
砂岩地层酸化常用土酸（盐酸和氢氟酸的混合液）， 若碳酸盐含量高也可单独采用盐酸处理。对于砂岩注水 井，除用土酸外，个别油田也用“王水”（盐酸与硝酸 的混合液）、废硫酸和酸渣（主要成分为磺酸盐）处理。
第七章——酸化
按作用原理分:解堵酸化和深穿透酸化 按施工压力分:基质酸化和压裂酸化 按施工所用酸液体系分:常规酸化、降 阻酸酸化、胶凝酸酸化、胶联酸酸化、泡 沫酸酸化和乳化酸酸化
第一节——碳酸盐岩地层的盐酸处理
酸岩化学反应及生成物状态 酸岩化学反应速度 酸岩复相反应的有效作用距离 酸压后裂缝导流能力 前置液酸压的计算方法 碳酸盐岩地层酸化常用酸液及添加剂 酸处理工艺
第七章——酸化
3）酸处理井的排液
酸处理后停留在地层中的残酸水已失去其活 力，不能继续溶蚀岩石，而且随着PH值的升高， 还会产生金属氢氧化物沉淀，因此施工结束后应 立即排液。常用的方法有两大类：
放喷、抽汲、气举排液 增注液态CO2及氮气助喷排液
第二节——砂岩地层土酸处理
处理原理 土酸处理工艺 有害沉淀物及预防 砂岩酸化新技术
第二节——砂岩地层土酸处理
油井酸化用酸液及添加剂的研究
石油工程化 工 设 计 通 讯Petroleum EngineeringChemical Engineering Design Communications·39·第43卷第11期2017年11月1 油井酸化的发展在油田开发过程中，油井的长期生产和注水势必会受到外部和内部各种因素的影响，堵塞问题是造成采油能力下降或注水困难的主要原因，它既增加了开发成本，又不同程度地阻碍了油井的采出程度和采出速度。
国内外石油工作者已经提出了多种改善油气储层性能、提高油气产量的方法，酸化是其中应用最广泛的。
酸化解堵是通过酸液在地层孔隙的晶间、孔穴及微裂缝中的流动和反应，来溶解井眼附近地层在钻井、完井、修井及注水、增注等过程中产生的胶结物、钙镁垢、泥质、砂粒、黏土、聚合物及其团块和各种有机质堵塞物，解除其对地层渗透率的伤害，疏通流体的渗透通道，从而恢复和提高油井的产能，是油井有效的增产、增注措施。
随着该项工艺技术的不断发展，解堵液的研制及其添加剂的应用也进行了不断的完善。
2 酸液的研究及应用情况2.1 土酸类以盐酸、氢氟酸为主剂，附以添加剂配制而成。
盐酸能溶解钙、铁等无机垢，用于处理碳酸岩质；氢氟酸能溶解硅质矿物，解除黏土矿物，用于处理含泥质成分较高的砂岩油层。
该产品体系可以溶解无机垢，溶蚀率高，破碎率低，解除黏土矿物，扩大地层孔隙。
适用于大庆油田基础井及加密油水井因无机堵塞，机械杂质和泥浆污染，油气层中硅质矿物，钻井液及已膨胀的黏土矿物堵塞等造成的地层伤害。
2.2 复合酸类主要以盐酸、氢氟酸、有机酸等原料配制而成。
其中有机酸与无机堵塞物反应速率缓慢，有效期长，腐蚀性小，能酸化较深远的地层；同时能把钙镁等阳离子螯合起来，有效地防止二次污染的产生。
该产品体系在土酸类产品作用基础上能够有效提高酸液的穿透距离，加大酸化半径，增加酸化疏通效果。
抑制酸渣微粒沉淀的产生，减少有机残渣对储层的伤害，保护地层。
该类产品在土酸类产品适用性基础上，更适用于大庆油田基础井及加密油水井因无机物、泥浆、机械杂质污染、油气层中硅质矿物，钻井液以及已膨胀的黏土矿物等产生的远井地带的地层堵塞。
采油课件：第7章酸化处理
起决定性作用
H+反应速度
生成物离开岩面速度
二、影响酸岩反应速度的因素
(一)酸岩复相反应速度表达式
根据菲克定律，导出表示酸岩反应速度和扩散边界层内
离子浓度梯度的关系式：
C tΒιβλιοθήκη KC nDH S V
C y
酸液浓度梯度
面容比
H+的传质系数
酸岩瞬间的反应速度
面容比： 岩石反应表面积与酸液体积之比
（二）影响酸岩复相反应速度的因素分析
(1）受剪切后胶束链能很快重新形成，稳定性好； (2）粘度大，在形成废酸前能有效地防止酸液的滤失。
(4)乳化酸和泡沫酸
二、酸液的损耗
酸压过程中，另一个制约活性酸沿裂缝穿透的主要因素是酸 液损耗。在酸液沿裂缝行进过程中，连续不断地与裂缝壁面 反应，浓度逐渐变小，当活性酸浓度下降至某一标准时(2～ 3％)，就不能充分溶蚀地层，对增产增注无效。
溶液内部：没有离子浓度差
边界层内部：存在离子浓度差
由于边界层内存在离子浓度差， 反应物和生成物在各自的离子浓 度梯度作用下向相反的方向传递。 由于离子浓度差而产生的离子移 动，称为离子的扩散作用。
dC H
常数
dy
dCCa2 常数 dy
石灰岩岩面
dCCa2 0
dy
盐
酸
dC H
0
dy
溶 液 （
液
第七章 酸处理技术
主要内容：
1.碳酸盐岩地层盐酸处理 2.酸化压裂技术 3.砂岩油气层的土酸处理 4.酸液及添加剂 5.酸处理工艺
酸化原理：
通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙(裂缝)内堵塞物等的溶 解和溶蚀作用，恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性。
酸化及酸液添加剂
酸化及酸液添加剂
辽宁石油化工大学应化系油田化学专业
.
酸化及酸液添加剂
Acid Treatments & Acidizing Chemicals
1 酸化增产原理 2 酸液及油井酸化 3 酸化试验 4 酸液添加剂 5 缓速酸酸化技术 6 暂堵(分层)酸化技术
4.1酸化增产原理
酸化是靠酸液的化学溶蚀作用及向地层挤酸的水力作用 来提高地层的渗透性能的施工错施
一般距井轴10m以内，油井的压力消耗要占全部压力降的80%~ 90%，而气井则为90%。
因此，提高井底附近地层的渗透能力，降低压力损耗，在生产压差 不变时，油气产量能显著增加。如果井筒附近地层受到污染和堵塞 使渗透率下降，将导致油气产量降低
井周围地层压力分布曲线示意图
污染井污染前后产液量
污染井污染前后产液量之比关系(美，M.Muckat)
复习
酸化：油气井重要的增产措施，是利用酸液的化学溶蚀 作用及向地层挤酸的水力作用，解除油层堵塞，扩大和 连通油层孔缝，恢复和提高油层近井地带的渗透率，从 而增加油气井产量的工艺措施
酸洗 清除井筒中酸溶性结垢和疏通孔眼(射孔孔眼)
基质酸化 解除近井地带因污染而造成的渗透率下降 对于有严重污染的碳酸盐岩和砂岩油气层特别有益，但对无 污染的井增产效果不显著
特点：
低于地层岩石破裂压力条件下施工(不形成裂缝)
解除近井地带因污染而造成的渗透率下降
仅靠化学溶蚀作用
成功的基质酸化作业能在不增加出水量或出气量(即保持 天然的液流边界)的情况下提高产油量。因此，确定地层 破裂压力的大小对酸化施工是很必要的 “破碎”试验：试验步骤是先用低速向地层注入水或 清洁油并逐步增大注入速度，记录压力，直至注入速 度曲线发生转折，如图4-1中B点(破裂点)
酸化工艺在油田中的应用
酸化工艺在油田中的应用[摘要]地层具有不均一性，往往有渗透率极低的地层。
为了改善生产层位的地层物性，提高渗透性，油田中经常往地层中注入酸液与地层岩石反应。
随着酸化技术的不断发展，这种技术措施也越来越多的被应用与地层解堵中。
【关键词】酸化；措施；原理；酸化液；添加剂酸处理通常称作酸化，就是用一定的设备将能与地层中某种成分反应的酸液注入到地层中，使地层的渗透率得以恢复或增加，达到增加产油量或注水量的目的。
本文主要是从酸的原理、酸的分类、设计施工、配制、各类添加剂等几方面作简单介绍。
一、酸化原理1、碳酸盐岩地层酸化碳酸盐地层主要矿物成分是方解石（Caco3）和白云石（CaMg(co3)2），HCL 与其反应如下：Caco3+2Hcl=Cacl2+H2O+Co2↑CaMg(co3)2+2Hcl= Cacl2+Mgcl2+H2O+Co2↑碳酸盐地层的储集空间主要分为孔隙和裂缝两种类型，对其进行酸处理，就是要解除孔隙和裂缝中的堵塞物或扩大、沟通地层原有的孔隙和裂缝，提高地层的渗透性能。
2、砂岩地层的酸化砂岩是由砂粒和粒间胶结物所组成，砂粒主要是石英和长石，胶结物主要为粘土和碳酸盐类，砂岩的油气储集空间和渗透通道就是砂粒与砂粒之间未被胶结物完全充填的孔隙。
砂岩酸化一般用土酸，由HCL和HF混合而成，反应式如下：2HF+CaCO3=CaF2↓+CO2+H2O16HF+CaAl2Si2O8=CaF2↓+2AlF3+2SiF4↑+8H2O6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O砂岩地层的酸处理，就是通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，或者溶解孔隙中的泥质堵塞物，或其它结垢物的恢复，提高井底附近地层的渗透率。
二、酸化分类1、经典分类(1)酸浸：亦称酸洗，是一种清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射孔孔眼的工艺。
(2)基质酸化：就是在低于岩石破裂压力下，将酸注入地层孔隙（晶间，孔隙或裂逢），主要是扩大孔隙空间，溶解空间内的颗粒堵塞物。
酸化作业酸液及添加剂安全环保技术措施
酸化作业酸液及添加剂安全环保技术措施盐酸(31%HCL)形态淡黄色液体每升重量： 31%的比重为1.155化学成分： HCL 31%化学性质：对眼、呼吸道有很强的刺激性，腐蚀性。
不允许接触：一般铁、铝等金属材料应急措施：1、避免流入下水道，防止腐蚀地面和污染水源。
2、发生渗漏应用碳酸钠(Na2CO3)中和后再用水冲洗。
特殊的防护和安全措施：1、操作人员应穿戴防护服、正压自携式呼吸器、防护目镜、耐腐蚀手套、防护皮裙，避免接触皮肤。
2、溅入皮肤或眼中应及时用大量清水冲洗后紧急送医生处理。
氟硼酸(50%HBF4)形态：棕黄色液体、每桶净重250Kg化学成分：氟硼酸50%化学性质；有很强的腐蚀性。
不允许接触的材料：一般金属材料应急措施：1、发生渗漏应大量用水冲洗防止接触皮肤。
2、避免流入下水道，防止腐蚀地面和污染水源。
特殊的防护和安全措施：1、操作人员应穿戴防护服、正压自携式呼吸器、防护目镜，耐腐蚀手套，避免接触皮肤。
2、溅入皮肤或眼中应及时用大量清水冲洗后紧急送医生处理。
互溶剂 (EGMBE)形态：淡黄色液体、186Kg/桶蒸发率：比乙醚慢每升重量： 0.897Kg/L化学成分：乙醇醚 99%化学性质：闪点： 15℃沸点： 34℃、易燃易爆！有毒有害！对眼有刺激性，吸入误吞或经皮肤吸入后对人体有害。
灭火介质：水雾、泡沫、二氧化碳、干粉、其他抗醇灭火泡沫防护设备：正压自携式呼吸器、穿戴防护设备、防护目镜、耐腐蚀手套。
避免：静电、避免与氧化剂接触。
不允许接触：金属铝、镁、锌、镀锌。
溢出或渗漏的应急处理：1、人员保护：应消除所有火源，大量泄漏时应向下风处发出爆炸危险警告。
2、环境保护：产品蒸汽有爆炸危险，应避免流入下水道。
3、清理：用防爆泵抽取；用沙、土吸收；使用泡沫覆盖，减少蒸发。
特殊防护与安全措施：1、尽量减少火源、静电、火花及明火。
2、不使用时应把容器拧紧。
3、储蓄容器应是碳钢、不锈钢或者四氟乙烯容器。
酸化液体系及添加剂的选择(长庆化工)课件
西安长庆油田化工集团有限公司
五、酸液添加剂的选择
添加剂作用：
防止过度腐蚀
防止形成酸渣和发生乳化
防止铁沉淀 助排
增加酸液的有效作用范围
防止反应产物沉淀 稳定粘土 分散石蜡和沥青质。
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五、酸液添加剂的选择
常用添加剂的种类：
缓蚀剂 助排剂 粘土稳定剂 铁离子稳定剂
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三、盐酸和土酸酸化原理
盐酸特点：
(1)酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围大；
(2)单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸的排出； (3)单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高残酸的粘度，控制 了酸岩反应速度，并有利于悬浮、携带固体颗粒从储层中排出； (4)盐酸的主要缺点是与石灰岩反应速度太快，可适当加入反应速度慢的
四、酸液浓度的确定
酸液浓度的确定：
盐酸浓度：取决于油层碳酸盐的含量、油层的疏松程度、油层压力大小等
因素，一般情况下为6%～15%。
• 对于压力高而渗透率低，使用12%～15%；压力不高的油层，宜用 8%～12%的盐酸；
• 油层中碳酸盐岩含量高而胶结疏松的油井，使用6%～8%的酸液；
• 酸洗，可采用4%～8%的稀盐酸； • 酸浸，可采用6%以下的稀盐酸；
有机弱酸甲酸、乙酸等降低氢离子在酸液传输过程中的损耗，达到增
大酸化半径的目的。
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三、盐酸和土酸酸化原理
土酸酸化：
土酸：用盐酸与氢氟酸按比例配制成的混合酸液。
砂岩矿物的化学 组成：石英、 长石类、粘 土类、碳酸 盐类及氧化 铁等物质
土酸酸化原理
利用土酸中的盐酸溶蚀油层中的碳酸盐类和铁铝化合物；利用氢氟酸来 溶蚀地层中的粘土和硅酸盐类，生成物能溶于水或易从地层中排出。从而 扩大和增加了油层岩石的孔隙度，提高了渗透率，达到增产增注的目的。
油田化学工程名词解释、简答题及答案
硅氧四面体：由一个硅等距离的配上四个比他大得多的氧构成。
铝氧八面体：由一个铝与六个氧（或羟基）配位而成。
晶格取代：晶格中发生离子取代而晶体结构不变成为晶格取代。
稠化时间：水泥浆从配置开始到气稠度达到规定值时所用的时间，API规定当水泥浆稠度达到100BBC时所需要的时间为稠化时间。
表面：如果构成两相界面中的一相为气相，这种液面为表面。
吸附：物质在两相界面上自动浓集的现象。
相：体系中物理化学性质完全相同的均匀部分。
界面：两不同相之间的接触面。
表面张力：是引起液体表面收缩的单位长度上的收缩力。
物理吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力是分子间引力。
化学吸附：吸附剂与吸附质之间的作用力是化学键力。
吸附量：单位质量吸附剂所吸附的吸附质的量。
离子的选择性吸附：当吸附剂处于多种离子的混合溶液中时，有选择性地吸附某种离子或某一类离子，而对其它离子不吸附或吸附较少。
离子的交换性吸附：吸附剂表面的离子可以和溶液中的同号离子发生交换作用。
阳离子交换容量：PH=7时，能从粘土上交换出的阳离子总量，包括交换性盐基和交换性氢。
胶束：多个活性剂分子组成的聚集体。
表面活性剂：在溶剂中加入少量就可以显著降低溶剂的表面张力的物质。
临界胶束浓度CMC：表面活性剂在溶液中开始明显生成胶束的浓度。
表面活性剂的HLB值：表面活性剂的亲水能力与亲油能力的平衡关系值，是一个相对的数值，HLB值越小，亲油性越强；HLB值越大，亲水性越强。
亲水基：易溶于水的极性基。
憎水基：易溶于油的非极性基。
单体：合成高分子的原料称单体。
聚合物：高分子化合物是由一种或几种低分子化合物聚合而成，因此又叫聚合物或高聚物。
聚合度：聚合物中单体的基本重复单元数。
链节：聚合物分子中重复出现的结构单元。
均聚物：有一种单体聚合而成的聚合物。
共聚物：两种以上单体共聚而成的聚合物。
缩聚物：缩聚反应的主产物。
加聚反应：由许多相同或不同的低分子化合物化合为高分子化合物而无任何新的低分子产物产生的反应过程。
第七章 酸化(修改)
酸化是油气井投产、增产和注水井增注重要技术措施。
酸化与水力压裂的主要区别 酸化技术的发展简介 目前酸化技术应用概况
第七章 酸化(Acidizing)
本章内容： 酸化增产原理 酸－岩化学反应当量及反应产物
酸－岩化学反应动力学
碳酸盐岩储层酸化设计计算
砂岩储层酸化设计计算
一、 酸岩反应化学当量 2. 酸与砂岩的化学反应及反应当量
砂岩化学成分
— 砂岩主要是由砂粒和胶结物组成。 — 砂粒主要是由石英SiO2、长石。
— 胶结物主要由粘土和碳酸盐类及硅质、铁 质胶结物组成。
2. 酸与砂岩的化学反应及反应当量
2. 酸与砂岩的化学反应及反应当量 — 砂岩储层酸化常用土酸（盐酸+氢氟酸）。
方解石与100%HCl反应的100为： β100= 100.09×1 =1.372 36.5×2 100%盐酸反应克数 石灰岩溶解克数
方解石与15%HCl反应的100为： β15=0.15β100 石灰岩溶解质量 = 0.206 15%盐酸反应质量
酸的体积溶解能力
— 定义为：反应酸单位体积所能溶解的岩石体 积(并用X表示)。
酸
洗：Acid Wash
基质酸化：Matrix Acidizing
酸
压：Acid Fracturing
一、酸化基本类型–酸洗
压裂车
•清洗：井 筒 射孔眼 •方式：正 洗 反 洗
一、酸化基本类型–酸洗
— 施工压力：无外力或轻微搅动。 — 注入速度：不流动或沿井筒的正、反循环。 — 酸流动、溶蚀方式：溶蚀井壁及射孔孔眼。 —适用范围：砂岩、碳酸盐岩储层表皮解堵、 射孔孔眼清洗、井筒结垢。
— 典型反应：氢氟酸与硅质或碳酸盐岩反应简单； 与粘土或长石等硅酸盐反应复杂。 表7-3
油田化学：第七章 酸化用酸及酸化用添加剂
1.络合剂或螫合剂
可与Fe3+络合或螫合，使它在乏酸中不发水解。
乙酸（络合剂）
乙二胺四乙酸二钠盐 （螯合剂）
络合剂或螫合剂
2.还原剂 将Fe3+还原至Fe2+，达到稳定铁的目的。
异抗坏血酸
还原剂
四、防乳化剂
(1)酸化过程中乳状液产生原因及其危害 原油中的天然表面活性剂、加入酸中的表
面活性剂以及酸化产生的岩石微粒（粒径小于 1μm），都有一定的乳化作用，它们可使原油 与酸形成乳状液，影响乏酸的排出。
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。
+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。
+ 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？
酸化及酸液添加剂
酸化技术的发展历程
20世纪初
酸化技术开始应用于油气勘探 开发领域。
20世纪50年代
随着化学工业的发展，酸液添 加剂开始应用于酸化技术中， 提高了酸化效果和安全性。
20世纪80年代
随着油田开发进入中后期，酸 化技术的应用范围逐渐扩大， 成为油田开发中不可或缺的技 术措施之一。
21世纪初
随着环保意识的提高和技术的 不断进步，酸化技术逐渐向绿 色环保、高效低成本的方向发
酸化及酸液添加剂
目录
• 酸化技术概述 • 酸液添加剂种类 • 酸化技术实施步骤 • 酸液添加剂的作用机理 • 酸化技术的优缺点分析
01 酸化技术概述
酸化技术的定义
酸化技术是指通过向地层中注入酸液，利用酸液与地层岩石和矿物发生化学反应 ，从而解除地层堵塞、扩大地层孔隙、提高地层渗透性的一种技术措施。
选择稳定剂时需要考虑酸液的种类、 浓度、温度等因素，以确保酸液的稳 定性。
常见的稳定剂包括有机和无机盐类、 络合剂、抗氧化剂等，其作用机理是 通过与酸液中的杂质反应，去除杂质 对酸液稳定性的影响。
表面活性剂
表面活性剂是一种能够降低液 体表面张力、增加液体润湿性 和渗透性的添加剂。
在酸化过程中，表面活性剂可 以降低油藏岩石表面的张力， 提高酸液的润湿性和渗透性， 从而提高酸化效果。
04 酸液添加剂的作用机理
缓蚀剂的作用机理
01
02
03
物理隔离
通过在金属表面形成保护 膜，将金属与酸性介质隔 离，从而减缓腐蚀速率。
电化学保护
通过改变金属表面的电化 学性质，提高耐腐蚀性。
吸附作用
缓蚀剂通过吸附在金属表 面，形成稳定的吸附层， 抑制腐蚀反应的进行。
稳定剂的作用机理
采油化学——酸化用酸及酸化用添加剂68页PPT
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
采油化学——酸化用酸及酸化用添加剂
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为
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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
+H3N +H3N +H3N
CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1 CnH2n+1
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
+ 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；
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
（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。
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。
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
（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、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。
+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。
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
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
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
（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
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。
（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。