油田化学第四章A酸化及酸液添加剂

酸化原理 碳酸盐岩酸化原理
3、碳酸岩基质酸化原理
1）化学反应
2 HCl CaCO CaCl H O CO 3 2 2 2
4 HCl MgCa CO CaCl MgCl H O CO 3 2 2 2 2 2
2)生成物状态分析(见99-100） a）氯化钙的溶解性能
（3）潜在氢氟酸
形式一：氟硼酸
土酸
（3）潜在氢氟酸
形式一：氟硼酸 形式二：氟化铵＋甲醛
土酸
（1）土酸构成 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。 （2）潜在土酸 氯化铵＋氟化铵十甲醛产生土酸
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
氨基磺酸
（3）使用注意问题
不能用于温度超过60℃ 的地层。
前
酸化分类
言
压裂酸化：简称酸压， 是在足以压开油气层形成 裂缝或张开油气层原有裂 缝的压力下，对油气层挤 酸洗就是用酸 酸的一种工艺。 基质酸化：是指在低于 清洗井筒中酸溶性结垢 或疏通孔眼的一 岩石破裂压力的条件下 ， 酸洗就 是用酸清洗井筒中酸溶 将酸液注入油气层 ，使之 性结垢或疏通孔眼的一 沿径向渗入油气层 ，溶解 种油气井增产措施。 孔隙及喉道中的堵塞物。
b）二氧化碳的状态与溶解能力
c）反应产物对渗流的影响
酸化原理 碳酸盐岩酸化原理
4、碳酸盐岩压裂酸化原理
1）高于岩石破裂压力挤入酸液； 2）增加酸化半径；
3）酸蚀可使得裂缝表面凹凸不平，进而达到施工
后裂缝不能有效闭合。
酸化原理 二、砂岩油气层酸化原理
1、砂岩组成：
主要由石英、长石（硅酸铝盐）和粒间胶结物组成 ，其中胶结物主要为粘土与碳酸盐类等物质组成。
油田化学 Oil Chemistry
主讲：文守成
石油工程学院
课程学习内容
•绪论 •第一章 •第二章 •第三章 •第四章 •第五章 •第六章 •第七章 •第八章 •第九章 •第十章
表面活性剂 油田用高分子 化学驱油技术 酸化、压裂及添加剂 化学清蜡与防蜡 油田化学堵水 化学防砂 油田水处理技术 钻井液、完井液及添加剂 固井水泥浆及添加剂
前
言
概念
酸 化： 向地层注入酸液或酸性混合液，与地层中
部分矿物发生化学反应，溶蚀储层，增加 孔隙、裂缝的流动能力，从而使油气井增 产或注水井增注的一种工艺措施。
前 酸化分类
按储层分类
碳 酸 盐 酸 化 砂 岩 酸 化
言Hale Waihona Puke Baidu
按酸化工艺
基 质 酸 化
按酸液分类 常 规 酸 化
缓 速 酸 化
压 裂 酸 化
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。
盐酸
（3）潜在盐酸
本章需要理解和掌握的内容
酸化的各种分类及名词解释； 碳酸盐油气层基质酸化反应产物对渗流的影响； 影响砂岩油气层酸化效果的主要因素；
化学缓速酸与潜在酸的名词解释及分类；
泡沫酸、稠化酸、乳化酸、微乳酸的组成。
铁稳定剂及稳定铁离子的方法；
交联丙烯酰胺类稠化剂的方式；
粘土稳定剂、互溶剂、缓速剂、暂堵剂、减阻剂。
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
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
作用三：在远井起调剖作用
氨基磺酸
（1）酸的形式 一种固体酸。 （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
酸化原理 碳酸盐岩酸化原理
1、碳酸盐组成
方解石（CaCO3）和白云石（CaMg(CO3)2）
石灰岩：方解石含量大于50%；
白云岩：白云石含量大于50%；
2、油气藏按孔隙和裂缝分类
孔隙性型、裂缝孔型以及孔隙-裂缝型
3、碳酸岩基质酸化原理
采用盐酸溶解孔隙或裂缝中的堵塞物或扩 大沟通油气储层原有的孔隙、裂缝，提高油气层 的渗透性，进而提高油气井产能。
氯化铵＋甲醛：在80～120℃范围内反应产生盐酸 。
潜在酸有何好处？
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：
作用二：氢氟酸和砂岩反应，提高地层的渗透性
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、渗流通道类型：孔隙 3、酸化原理及工艺：
一般采用土酸或潜在酸溶解砂粒间的胶结物和部分 砂粒，或溶解孔隙中的泥质堵塞物或其他垢物，以提高 或回复井底附近油气层的渗透率。
酸化原理 二、砂岩油气层酸化原理
3、酸化原理及工艺：
1)土酸与砂岩油气层的反应
土酸与砂岩中各成分的反应速度各不相同。上述反应
，包括生成的氟化钙均为沉淀，一方面消耗酸，另一方 面堵塞地层。因此，对于碳酸盐含量大于20%的油气层 ，均不能采用土酸酸化，碳酸盐含量较小时，在注入土 酸之前也应采用盐酸作为前置液处理，以清除碳酸盐，
避免氢氟酸的无谓消耗与生成氟化钙沉淀。
酸化原理 二、砂岩油气层酸化原理
3、酸化原理及工艺：
2）影响砂岩油气层酸化效果的主要因素
酸化现象：渗透率开始时呈下降趋势，继续注酸，渗 透率增加。 A）粘土水化膨胀，岩石基质解体引起堵塞； B）生成难容物堵塞，反排不及时 C）酸压不能使得裂缝界面凹凸不平，酸化后裂缝闭合程度 较高，增产效果不明显。 D）一般采用水力压力进行增产，对于胶结物较多或污染较 堵塞较严重的砂岩油气层也常采用常规酸化进行处理。
由此可见，砂岩酸化较碳酸盐酸化难度大，处理不当将产生二次沉淀。
酸处理用酸 1、盐酸 2、氢氟酸 3、土酸 4、磷酸 5、硫酸 6、低分子羧酸 三 个 问 题 酸的作用机理 酸的使用方法 潜在酸形式
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。
作用二：溶解灰岩（石灰岩、白云岩），改善地层渗透性。