砂岩储层酸化技术
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粘土含量
防止沉淀
添加剂的选择
缓蚀剂：不同的酸液所用的缓蚀剂不同，通过室内
的挂片试验确定。主要作用是减轻对设备、管线、油 管、套管的腐蚀。 铁离子稳定剂：络合酸与金属反应形成的铁离子， 避免产生Fe(HO)3沉淀。 助排剂：具有较低的表（界）面张力，有利于残酸 的反排。 破乳剂：根据施工井的原油性质进行选定，不同的 原油选用的破乳剂不一样。 粘土稳定剂：地层粘土含量较高，则必须添加粘土 稳定剂。
2.4增能酸化
组成：起泡剂、多种化学药剂(均在常温下性 能稳定)。 ●工艺：挤酸前后，均可挤入地层。 ●特点：产生大量气体和热量(峰值温度大于 100℃)。 ●作用：①升高地层温度，溶解有机质、无机 质堵塞。 ②泡沫液悬浮携带微粒，提高返排速度。
温度对水解度的影响
温度升高， HBF4 第一级水解反应的平衡常数也增大，如表
所示。 HBF4一级水解反应平衡常数随温度变化关系
温度(℃) 平衡常数(K×103)
25 2.3
80 5.5
90 6.5
100 7.3
可见，随着温度升高水解平衡常数增加，但其值仍很小，
氟硼酸的水解决定了水溶液中 HF的最高浓度，该浓度直接影响 酸液与地层岩石的反应速度，随着温度的升高，水解速度常数 遵循Arrhenius经验公式 K1=1.44×1017EXP(-26183/RT）
2.2 暂堵酸化工艺
原理: 在酸液中加入暂堵剂，注酸时暂时堵塞 高渗层，酸化低渗层，实现在多层油藏或大厚层油 藏中沿纵向的均匀布酸，均匀解堵改善纵向出油剖 面或吸水剖面。①低压低排量转向剂
大量 进入
大孔道 高渗层 低渗层
形成
滤饼 疏能油 流通道
②
低压低排量
酸
液
大量 进入
酸化
根据达西定律，酸液线性流过产层小段时，符合下列关系：
无 无
pH值
1.4 2.2 4.4
沉淀
浑浊 无 无
12%HCl+3%HF
9%HCl+3%HF+3%SA602 3%HF+3%SA602+9%SA601
多氢酸对硅酸盐沉淀的抑制作用
酸液 12%HCl+3%HF 12%HCl+3%HF+1.2%SA602 加入不同体积的硅酸钠溶液后沉 淀情况 1ml 无 无 3ml 浑浊 微浑浊
选择酸液的标准
1、岩石矿物学
2、地层伤害 3、岩石力学 4、油井条件
考虑矿物敏感性
敏感性取决于地层矿物与酸的反应性； 反应性取决于岩石结构和矿物在岩石中的 分布。 酸液接触岩石后形成下列现象: 基岩结构的破坏 微粒的释放和沉淀的形成 润湿性的改变
有效地清除伤害
溶解度
选酸液方法
提高地层渗透率
在砂岩酸化过程中，HF与储层岩石矿物反应将产生Ca2+、Al3+、Fe2+、 Fe3+等多价金属离子，而且这些金属离子容易以各种形式生成沉淀，从而堵 塞孔道，影响渗透率和最终的酸化处理效果。多氢酸在溶液中通过抑制和 阻滞沉淀晶种生成，溶液中缺少必要的和一定数量的晶种，这些金属离子 就很难继续生长发育成沉淀。因此，用很少量的多氢酸就可以抑制沉淀生 成的效果明显。
多氢酸酸化技术
多氢酸酸液体系是由多氢酸和氟盐反应生成HF，实质上 与砂岩储层反应的物质仍然是HF。首先，多氢酸可以逐步电 离出氢离子与氟盐反应，缓慢生成HF和膦酸盐，反应方程式 如下:
H 5 R NH 4 HF2 2 HF NH 4 RH 4
其中，H5R表示多氢酸，R代表膦酸根基团, NH4RH4表示膦 酸盐。
四、砂岩酸化技术
㈠砂岩储层酸化机理研究
砂岩与酸反应动力学研究
砂岩与酸反应热力学研究
影响砂岩与酸的反应速度因素
酸液在多孔介质中的反应规律 酸岩反应中的反应前沿及储层渗流条件变化规律
㈡砂岩储层酸化工艺
2.1常规酸化工艺
--原理：利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物
和堵塞物，改善储层渗流条件，提高油气产能
面生成铝硅膦酸盐的“薄层”。由于在粘土表面形成
的薄层是可溶于酸的，因此可以用少量的盐酸或者甲
酸来调整粘土的溶解度，达到酸化优化设计。
多氢酸抑制二次沉淀机理
第一：多氢酸对溶液中多价金属离子具有的络合能力，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”。
--关键技术
据井层条件选择酸液体系
据井层条件选择暂堵剂类型 据储层物性及孔喉大小选择暂堵剂粒径 分布 暂堵剂注入工艺。 暂堵酸化工艺参数的优化。
2.3 深部酸化技术
原理：由于酸在砂岩多孔介质中的反应 速度太快，酸化解堵半径小，采用在地下生 成盐酸和HF技术，实现深部酸化目的。 这些技术包括： 氟硼酸酸化工艺技术； 地下自生土酸技术; 缓冲调节土酸技术; 多氢酸酸化技术等。
KP A Q μ L
式中： K介质(产层岩芯)渗透率； ΔP压差； A渗流面积； 液体粘度； L造压差的距离。 要让酸液均匀进入每一小层 (或小段)，达到均匀解堵的目的，就必 须满足各小层(或小段)的单位面积上的注酸速度相同，即满足下式：
K P K1P1 K 2 P2 K P i i N N μ 1L1 μ 2 L 2 μ i Li μ N LN
相溶流体的接触，用HBF4处理过的粘土敏感性下降 ，不易膨胀或分散。
① HBF4的水解反应 HBF4在水溶液中发生水解反应，且是多级电 离 HBF4+H2O←→HBF3ＯH+HF (慢 ) 氟硼酸 羟基氟硼酸 HBF3OH+H2O←→HBF2(OH)2+HF (快) HBF2(OH)2＋H2O←→HBF(OH)3+HF (快) HBF(OH)3+H2O←→ H3BO3+HF (快 ) 由于它的一级水解很慢，故为整个水解反应的 控制步骤，它限制了酸液中HF生成速度，而因为 HBF4在水溶液中任何时候都产生有限的HF，所以延 长了反应时间，增加了HF的有效穿透距离。
对暂堵剂性能要求
(1)物理要求
a. 为了使暂堵功效最大，暂堵剂在井壁附近应 尽可能形成渗透率小于等于最致密层或伤害严重 层的滤饼。这样可使酸液进入低渗层酸化地层， 同时阻止高渗层过多进酸。 b. 为了获得最大的暂堵效益和最小的清洗问题， 必须防止暂堵剂颗粒浸入油气藏深部。 结合上述两条要求，必须对暂堵剂粒度分布进 行选择，寻求最佳粒度分布，使其同时满足两条 要求。
二、控制反应速度的方法
反应速度由酸液及岩成分确定：
酸岩反应分三个步骤
1、酸液电离出H+的速度；
2、H+传递到岩石表面速度；
3、H+与岩石的反应速度。
所有控制反应速度均围绕这三方面进行。
影响反应速度的因素
1、酸液类型； 2、酸液浓度； 3、温度； 4、粘度； 5、同离子效应； 6、面容比； 7、压力。
式中：下标N为总层数。
暂堵酸化就是利用酸液优先进入最小阻力
的高渗层，在酸液中加入适当的暂堵剂，随着
注酸过程的进行，高渗层吸酸多，暂堵剂进入
量也多，对高渗层的堵塞也较大，从而逐步改
变进入各小层的酸量分布。最后达到各层均匀 进酸的目的。
这样让酸液充分进入渗透率较低或伤害 严重的层，获得较好的解堵酸化效果。因此， 采用暂堵酸化技术，达到解堵所需酸量低于 非暂堵酸化技术，并且可减轻措施工作强度， 是一项较好的砂岩储层解堵酸化技术。转向 剂是油溶性的，当恢复生产后，转向剂滤饼 被油流溶解，而进入高渗透水层的转向剂起 封堵作用
用HBF4处理可以克服酸化初期增产后期递减快
的普遍性问题。国内外现场使用表明是一种较为有
效的方法，当HBF4进入地层时能缓慢水解生成HBF4 ，因而在酸耗尽前可深入地层内部较大范围。此外 还可以使任何不溶解的粘土微粒产生化学熔化，熔 化后的微粒在原地胶结，使得处理后流量加大而引
起的微粒移动受到限制，室内试验还表明：通过不
多氢酸的缓速机理
从多氢酸与粘土的反应实验研究可以 发现，多氢酸对粘土矿物的溶蚀反应有缓 速的作用。多氢酸抑制反应速度和控制粘 土溶蚀率的反应机理包括化学吸附和物理 吸附作用。
氟盐为溶液提供足够的氟离子，HF的生成需要 氢离子和氟离子的结合。由于多氢酸可以逐渐电离 出氢离子，因此控制了与氟盐反应生成HF的速度。
②影响HBF4水解速度的因素
HBF4的水解速度可表示为
d ( BF4 ) K1[ H ] [ BF4 ] dt
HBF4水解速度主要受浓度和温度的影响
浓度对HBF4水解速度的影响
25℃时，第一级水解反应的平衡常数为
[ HBF3 (OH )] [ HF ] K 2.3 103 HBF4 显然，当 HBF4 浓度增大，为了使 K 为常数， [HF] 及 [HBF3(OH)] 也要增大，即 HBF4 浓度越大，水解的 [HF] 也 越多，因而酸岩反应速度也加快。
--关键技术：
针对储层物性及矿物特性选择酸液体系 酸化工艺参数优选 施工质量保证
常规酸化工艺常用工序
1.洗井，用HCl正替入油管后用清水洗井 目的：清除管壁脏物及铁锈 2.注前处理液：用溶剂作前处理液 目的：清洗原油或有机垢，使地层岩充分裸露。 3.注前置液：盐酸作前置液 目的：溶解碳酸盐岩类矿物，防止CaF2 顶走地层水，防止Na2SiF6、K2SiF6 清洗近井带油垢 保持较低的pH值 4.注主体酸液： 作用：HCL溶解碳酸盐类胶结物，并保持pH值，HF溶解石 英长石及粘土矿物 目的：沟通并扩大孔道，提高地层渗透性 5.注顶替液:活性水或防膨剂溶液
在低pH值环境下，多氢酸电离出的氢离子的浓 度将保持较低的水平，因此，HF的浓度也就保持较 低的水平。 物理吸附主要与岩石的表面积有关。对于砂岩 地层，多氢酸更容易吸附在粘土表面。因为粘土比 表面积最大，远远高于其他矿物。
化学吸附也易于作用在含钙、铁、铝成分较高的
粘土和填充物上。此时，多氢酸与粘土反应在粘土表
溶解基质矿物和堵塞物(伤害物) 主要使用的酸液 1、HF+HCl 3、HBF4 反应特点 多矿物反应(石英<长石<粘土<碳酸盐) 2、多氢酸 （JPA酸） 4、有机酸(甲酸、乙酸)
多孔介质中
存在问题 1、反应速度快(作用半径小)
2、沉淀物易产生(二次伤害)
研究方向
1、酸液及添加剂
2、沉淀物的预防 3、优化设计(工艺和参数)
氟硼酸酸化工艺技术
氟硼酸又称粘土酸，是一种单级化学处理法。砂 岩地层HBF4处理属于深部酸化工艺，用土酸处理砂岩
地层，要增加处理深度就要增大酸量，但由于 HF与地
层粘土等胶结物反应快，过量的HF将破坏地层骨架的 结构，使井筒附近岩石强度受到损害，因此土酸酸化 不能获得较深的穿透。此外，土酸处理井往往初期增 产而后期递减迅速，因此受到限制。
(2)化学要求
a.暂堵剂必须与处理液(酸液)及其添加剂有较 好的配伍性；在油井处理温度条件下，它不能与携 带液起化学反应(即保持化学惰性)。 b.暂堵剂必须在产出液(生产井)或注入液(注 入井)中是完全可溶的，也即当酸化起到暂堵作用， 在生产过程中，它们必须能被快速而完全地清洗掉， 恢复井处于无暂堵状况。 遵循上述原则开展试验研究，结合室内试验结 果，优选效果好的暂堵剂。
砂岩储层酸化技术
目录
一、概述
二、控制反应速度的方法 三、酸液的选择 四、砂岩酸化技术 五、酸化设计
一、概 述
酸化：基质酸化、酸浸、酸压。 基质酸化：基质酸化又称孔隙酸化、常规酸化 。
原理：不压开地层的情况下将酸液注入地层孔隙(晶间，孔穴或裂缝) 的工艺。利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和堵塞物，改善储层渗流 条件，提高油气产能。
第二：多氢酸对Ca2+、Na+、K+、NH4+之类
的离子有很强的吸附能力。因此，在有多氢
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-、SiF62-形成氟盐
沉淀和氟硅酸盐沉淀。
多氢酸对氟化物沉淀的抑制作用
酸液 初始状态 加碳酸钠
pH值 1.1
1.9 2.6
沉淀 无
降低反应速度的主要方法
1、降低H+电离速度；
2、降低反应温度； 3、增加酸液粘度； 4、增加离子浓度。
三、酸液的选择
一般酸液配方包含：
酸液、缓蚀剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、助排剂、破 乳剂、防水锁剂等组成。 要求：各种添加剂与酸液配伍、各种添加剂之间配伍且没 有相互抵消作用。 对地层有良好的溶蚀性 有较好的缓蚀性 有良好的返排性 有一定的缓速性 一般情况下，由实验确定。
防止沉淀
添加剂的选择
缓蚀剂：不同的酸液所用的缓蚀剂不同，通过室内
的挂片试验确定。主要作用是减轻对设备、管线、油 管、套管的腐蚀。 铁离子稳定剂：络合酸与金属反应形成的铁离子， 避免产生Fe(HO)3沉淀。 助排剂：具有较低的表（界）面张力，有利于残酸 的反排。 破乳剂：根据施工井的原油性质进行选定，不同的 原油选用的破乳剂不一样。 粘土稳定剂：地层粘土含量较高，则必须添加粘土 稳定剂。
2.4增能酸化
组成：起泡剂、多种化学药剂(均在常温下性 能稳定)。 ●工艺：挤酸前后，均可挤入地层。 ●特点：产生大量气体和热量(峰值温度大于 100℃)。 ●作用：①升高地层温度，溶解有机质、无机 质堵塞。 ②泡沫液悬浮携带微粒，提高返排速度。
温度对水解度的影响
温度升高， HBF4 第一级水解反应的平衡常数也增大，如表
所示。 HBF4一级水解反应平衡常数随温度变化关系
温度(℃) 平衡常数(K×103)
25 2.3
80 5.5
90 6.5
100 7.3
可见，随着温度升高水解平衡常数增加，但其值仍很小，
氟硼酸的水解决定了水溶液中 HF的最高浓度，该浓度直接影响 酸液与地层岩石的反应速度，随着温度的升高，水解速度常数 遵循Arrhenius经验公式 K1=1.44×1017EXP(-26183/RT）
2.2 暂堵酸化工艺
原理: 在酸液中加入暂堵剂，注酸时暂时堵塞 高渗层，酸化低渗层，实现在多层油藏或大厚层油 藏中沿纵向的均匀布酸，均匀解堵改善纵向出油剖 面或吸水剖面。①低压低排量转向剂
大量 进入
大孔道 高渗层 低渗层
形成
滤饼 疏能油 流通道
②
低压低排量
酸
液
大量 进入
酸化
根据达西定律，酸液线性流过产层小段时，符合下列关系：
无 无
pH值
1.4 2.2 4.4
沉淀
浑浊 无 无
12%HCl+3%HF
9%HCl+3%HF+3%SA602 3%HF+3%SA602+9%SA601
多氢酸对硅酸盐沉淀的抑制作用
酸液 12%HCl+3%HF 12%HCl+3%HF+1.2%SA602 加入不同体积的硅酸钠溶液后沉 淀情况 1ml 无 无 3ml 浑浊 微浑浊
选择酸液的标准
1、岩石矿物学
2、地层伤害 3、岩石力学 4、油井条件
考虑矿物敏感性
敏感性取决于地层矿物与酸的反应性； 反应性取决于岩石结构和矿物在岩石中的 分布。 酸液接触岩石后形成下列现象: 基岩结构的破坏 微粒的释放和沉淀的形成 润湿性的改变
有效地清除伤害
溶解度
选酸液方法
提高地层渗透率
在砂岩酸化过程中，HF与储层岩石矿物反应将产生Ca2+、Al3+、Fe2+、 Fe3+等多价金属离子，而且这些金属离子容易以各种形式生成沉淀，从而堵 塞孔道，影响渗透率和最终的酸化处理效果。多氢酸在溶液中通过抑制和 阻滞沉淀晶种生成，溶液中缺少必要的和一定数量的晶种，这些金属离子 就很难继续生长发育成沉淀。因此，用很少量的多氢酸就可以抑制沉淀生 成的效果明显。
多氢酸酸化技术
多氢酸酸液体系是由多氢酸和氟盐反应生成HF，实质上 与砂岩储层反应的物质仍然是HF。首先，多氢酸可以逐步电 离出氢离子与氟盐反应，缓慢生成HF和膦酸盐，反应方程式 如下:
H 5 R NH 4 HF2 2 HF NH 4 RH 4
其中，H5R表示多氢酸，R代表膦酸根基团, NH4RH4表示膦 酸盐。
四、砂岩酸化技术
㈠砂岩储层酸化机理研究
砂岩与酸反应动力学研究
砂岩与酸反应热力学研究
影响砂岩与酸的反应速度因素
酸液在多孔介质中的反应规律 酸岩反应中的反应前沿及储层渗流条件变化规律
㈡砂岩储层酸化工艺
2.1常规酸化工艺
--原理：利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物
和堵塞物，改善储层渗流条件，提高油气产能
面生成铝硅膦酸盐的“薄层”。由于在粘土表面形成
的薄层是可溶于酸的，因此可以用少量的盐酸或者甲
酸来调整粘土的溶解度，达到酸化优化设计。
多氢酸抑制二次沉淀机理
第一：多氢酸对溶液中多价金属离子具有的络合能力，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”。
--关键技术
据井层条件选择酸液体系
据井层条件选择暂堵剂类型 据储层物性及孔喉大小选择暂堵剂粒径 分布 暂堵剂注入工艺。 暂堵酸化工艺参数的优化。
2.3 深部酸化技术
原理：由于酸在砂岩多孔介质中的反应 速度太快，酸化解堵半径小，采用在地下生 成盐酸和HF技术，实现深部酸化目的。 这些技术包括： 氟硼酸酸化工艺技术； 地下自生土酸技术; 缓冲调节土酸技术; 多氢酸酸化技术等。
KP A Q μ L
式中： K介质(产层岩芯)渗透率； ΔP压差； A渗流面积； 液体粘度； L造压差的距离。 要让酸液均匀进入每一小层 (或小段)，达到均匀解堵的目的，就必 须满足各小层(或小段)的单位面积上的注酸速度相同，即满足下式：
K P K1P1 K 2 P2 K P i i N N μ 1L1 μ 2 L 2 μ i Li μ N LN
相溶流体的接触，用HBF4处理过的粘土敏感性下降 ，不易膨胀或分散。
① HBF4的水解反应 HBF4在水溶液中发生水解反应，且是多级电 离 HBF4+H2O←→HBF3ＯH+HF (慢 ) 氟硼酸 羟基氟硼酸 HBF3OH+H2O←→HBF2(OH)2+HF (快) HBF2(OH)2＋H2O←→HBF(OH)3+HF (快) HBF(OH)3+H2O←→ H3BO3+HF (快 ) 由于它的一级水解很慢，故为整个水解反应的 控制步骤，它限制了酸液中HF生成速度，而因为 HBF4在水溶液中任何时候都产生有限的HF，所以延 长了反应时间，增加了HF的有效穿透距离。
对暂堵剂性能要求
(1)物理要求
a. 为了使暂堵功效最大，暂堵剂在井壁附近应 尽可能形成渗透率小于等于最致密层或伤害严重 层的滤饼。这样可使酸液进入低渗层酸化地层， 同时阻止高渗层过多进酸。 b. 为了获得最大的暂堵效益和最小的清洗问题， 必须防止暂堵剂颗粒浸入油气藏深部。 结合上述两条要求，必须对暂堵剂粒度分布进 行选择，寻求最佳粒度分布，使其同时满足两条 要求。
二、控制反应速度的方法
反应速度由酸液及岩成分确定：
酸岩反应分三个步骤
1、酸液电离出H+的速度；
2、H+传递到岩石表面速度；
3、H+与岩石的反应速度。
所有控制反应速度均围绕这三方面进行。
影响反应速度的因素
1、酸液类型； 2、酸液浓度； 3、温度； 4、粘度； 5、同离子效应； 6、面容比； 7、压力。
式中：下标N为总层数。
暂堵酸化就是利用酸液优先进入最小阻力
的高渗层，在酸液中加入适当的暂堵剂，随着
注酸过程的进行，高渗层吸酸多，暂堵剂进入
量也多，对高渗层的堵塞也较大，从而逐步改
变进入各小层的酸量分布。最后达到各层均匀 进酸的目的。
这样让酸液充分进入渗透率较低或伤害 严重的层，获得较好的解堵酸化效果。因此， 采用暂堵酸化技术，达到解堵所需酸量低于 非暂堵酸化技术，并且可减轻措施工作强度， 是一项较好的砂岩储层解堵酸化技术。转向 剂是油溶性的，当恢复生产后，转向剂滤饼 被油流溶解，而进入高渗透水层的转向剂起 封堵作用
用HBF4处理可以克服酸化初期增产后期递减快
的普遍性问题。国内外现场使用表明是一种较为有
效的方法，当HBF4进入地层时能缓慢水解生成HBF4 ，因而在酸耗尽前可深入地层内部较大范围。此外 还可以使任何不溶解的粘土微粒产生化学熔化，熔 化后的微粒在原地胶结，使得处理后流量加大而引
起的微粒移动受到限制，室内试验还表明：通过不
多氢酸的缓速机理
从多氢酸与粘土的反应实验研究可以 发现，多氢酸对粘土矿物的溶蚀反应有缓 速的作用。多氢酸抑制反应速度和控制粘 土溶蚀率的反应机理包括化学吸附和物理 吸附作用。
氟盐为溶液提供足够的氟离子，HF的生成需要 氢离子和氟离子的结合。由于多氢酸可以逐渐电离 出氢离子，因此控制了与氟盐反应生成HF的速度。
②影响HBF4水解速度的因素
HBF4的水解速度可表示为
d ( BF4 ) K1[ H ] [ BF4 ] dt
HBF4水解速度主要受浓度和温度的影响
浓度对HBF4水解速度的影响
25℃时，第一级水解反应的平衡常数为
[ HBF3 (OH )] [ HF ] K 2.3 103 HBF4 显然，当 HBF4 浓度增大，为了使 K 为常数， [HF] 及 [HBF3(OH)] 也要增大，即 HBF4 浓度越大，水解的 [HF] 也 越多，因而酸岩反应速度也加快。
--关键技术：
针对储层物性及矿物特性选择酸液体系 酸化工艺参数优选 施工质量保证
常规酸化工艺常用工序
1.洗井，用HCl正替入油管后用清水洗井 目的：清除管壁脏物及铁锈 2.注前处理液：用溶剂作前处理液 目的：清洗原油或有机垢，使地层岩充分裸露。 3.注前置液：盐酸作前置液 目的：溶解碳酸盐岩类矿物，防止CaF2 顶走地层水，防止Na2SiF6、K2SiF6 清洗近井带油垢 保持较低的pH值 4.注主体酸液： 作用：HCL溶解碳酸盐类胶结物，并保持pH值，HF溶解石 英长石及粘土矿物 目的：沟通并扩大孔道，提高地层渗透性 5.注顶替液:活性水或防膨剂溶液
在低pH值环境下，多氢酸电离出的氢离子的浓 度将保持较低的水平，因此，HF的浓度也就保持较 低的水平。 物理吸附主要与岩石的表面积有关。对于砂岩 地层，多氢酸更容易吸附在粘土表面。因为粘土比 表面积最大，远远高于其他矿物。
化学吸附也易于作用在含钙、铁、铝成分较高的
粘土和填充物上。此时，多氢酸与粘土反应在粘土表
溶解基质矿物和堵塞物(伤害物) 主要使用的酸液 1、HF+HCl 3、HBF4 反应特点 多矿物反应(石英<长石<粘土<碳酸盐) 2、多氢酸 （JPA酸） 4、有机酸(甲酸、乙酸)
多孔介质中
存在问题 1、反应速度快(作用半径小)
2、沉淀物易产生(二次伤害)
研究方向
1、酸液及添加剂
2、沉淀物的预防 3、优化设计(工艺和参数)
氟硼酸酸化工艺技术
氟硼酸又称粘土酸，是一种单级化学处理法。砂 岩地层HBF4处理属于深部酸化工艺，用土酸处理砂岩
地层，要增加处理深度就要增大酸量，但由于 HF与地
层粘土等胶结物反应快，过量的HF将破坏地层骨架的 结构，使井筒附近岩石强度受到损害，因此土酸酸化 不能获得较深的穿透。此外，土酸处理井往往初期增 产而后期递减迅速，因此受到限制。
(2)化学要求
a.暂堵剂必须与处理液(酸液)及其添加剂有较 好的配伍性；在油井处理温度条件下，它不能与携 带液起化学反应(即保持化学惰性)。 b.暂堵剂必须在产出液(生产井)或注入液(注 入井)中是完全可溶的，也即当酸化起到暂堵作用， 在生产过程中，它们必须能被快速而完全地清洗掉， 恢复井处于无暂堵状况。 遵循上述原则开展试验研究，结合室内试验结 果，优选效果好的暂堵剂。
砂岩储层酸化技术
目录
一、概述
二、控制反应速度的方法 三、酸液的选择 四、砂岩酸化技术 五、酸化设计
一、概 述
酸化：基质酸化、酸浸、酸压。 基质酸化：基质酸化又称孔隙酸化、常规酸化 。
原理：不压开地层的情况下将酸液注入地层孔隙(晶间，孔穴或裂缝) 的工艺。利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和堵塞物，改善储层渗流 条件，提高油气产能。
第二：多氢酸对Ca2+、Na+、K+、NH4+之类
的离子有很强的吸附能力。因此，在有多氢
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-、SiF62-形成氟盐
沉淀和氟硅酸盐沉淀。
多氢酸对氟化物沉淀的抑制作用
酸液 初始状态 加碳酸钠
pH值 1.1
1.9 2.6
沉淀 无
降低反应速度的主要方法
1、降低H+电离速度；
2、降低反应温度； 3、增加酸液粘度； 4、增加离子浓度。
三、酸液的选择
一般酸液配方包含：
酸液、缓蚀剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、助排剂、破 乳剂、防水锁剂等组成。 要求：各种添加剂与酸液配伍、各种添加剂之间配伍且没 有相互抵消作用。 对地层有良好的溶蚀性 有较好的缓蚀性 有良好的返排性 有一定的缓速性 一般情况下，由实验确定。