砂岩储层多氢酸酸化技术

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1、砂岩储层多氢酸酸化技术汇报提纲一、多氢酸研究背景二、多氢酸酸化机理研究三、多氢酸的性能评价四、多氢酸酸化用量设计五、多氢酸现场应用效果酸化是砂岩储层投产与增产的重要技术措施。砂岩储层酸化目前面临的最大问题是选择优质的酸液体系。若砂岩储层酸化液体系不好，砂岩储层的复杂性将会导致生成二次反应产物沉淀问题。此外，砂岩储层深部酸化问题也需要寻求一种能够有效深穿透的酸液体系。一、多氢酸研究背景1、酸液回顾PPAS有缓速作用，可以解除硫化物，腐蚀产物及碳酸盐类堵塞物。pH值较高,也有生成氟硅酸盐沉淀堵塞地层的可能性。氟硼酸该体系可以控制粘土膨胀和微粒运移

2、；避免了土酸处理后生成六氟硅酸钾沉淀的缺点；缓速作用，穿透距离较大。有机土酸适合高温井，可以减小油管的腐蚀速度；还可以减少形成酸渣的趋势。该体系对粘土的溶蚀能力不强。BRMA高温井而不用担心腐蚀问题，可以不加缓蚀剂。容易生成氟硅酸的碱金属沉淀，堵塞地层。SGMA适合泥质砂岩储层，成功的处理可获得较长得稳产期。关井时间较长，选择添加剂得难度大，工艺不当造成二次污染。工作液的成本低，穿透深度较大。工艺较复杂，溶解能力较低。SHF土酸优点：工艺简单，成本不高。缺点：穿透距离短；容易产生二次沉淀。一、多氢酸研究背景原因（1）粘土的表面积通常是石英的数

3、百倍甚至上千倍；大多数酸液将消耗在与粘土的反应中，而不是消耗在与石英颗粒的反应中，酸液的活性穿透深度较小。（2）氢氟酸和粘土反应将生成各种二次沉淀。（3）普通酸液添加缓速剂来达到缓速和增加穿透深度的目的，但是会造成地层油湿，影响油气渗流。（4）胶结疏松的砂岩储层，普通酸液对作为胶结物粘土的过度溶蚀，导致地层松散，甚至垮塌的不良后果。2、造成酸化处理效果不佳的原因一、多氢酸研究背景国外现状与发展：1996年，DiLullo等人提出多氢酸；获得专利，东南亚、新西兰、尼日利亚等国家的油田应用成功。1998年10月至2000年期间，文莱的壳牌石油公司

4、，先后对多口砾石充填井的酸化解堵取得成功。一、多氢酸研究背景国内现状与发展：西南石油大学赵立强教授已完成室内研究工作，并已进入现场实施。汇报提纲一、多氢酸研究背景二、多氢酸酸化机理研究三、多氢酸的性能评价四、多氢酸酸化用量设计五、多氢酸现场应用效果二、多氢酸酸化机理研究1、多氢酸的基本性能R1╲∕R—R4R2—C—P（=O）R3∕╲O—R5其中：R、R1、R2、R3可能是氢、烷基、芳基、膦酸脂、磷酸脂、酰基、胺、羟基、羟基基团等。R4、R5可能是由氢、钠、钾、铵或有机基团组成。多氢酸体系是用一种复合膦酸与氟盐反应生成HF，这种新型复合膦酸含有

5、多个氢离子，因此被称为“多氢酸”(Multi-HydrogenAcid)。多氢酸有多个氢离子，可以在不同化学计量条件下分解。多氢酸的结构通式如下：多氢酸的电离指标pK值属于中强酸八个温度点多氢酸的氢离子平均浓度为11.42mol/l，缓慢释放氢离子的能力强，二、多氢酸酸化机理研究1、多氢酸的基本性能多氢酸逐级电离出氢离子与氟盐反应生成HFHF与砂岩储层矿物反应一级电离二级电离三级电离四级电离五级电离二、多氢酸酸化机理研究2、多氢酸酸化原理物理吸附多氢酸更容易吸附在粘土表面。这是由于在砂岩储层，粘土的比表面积最大。化学吸附化学吸附也易于作用在含

6、钙、铁、铝成分较高的粘土和填充物上。多氢酸与粘土反应在粘土表面生成铝硅膦酸盐的“薄层”。吸附作用可以减缓酸液与粘土的反应速度二、多氢酸酸化机理研究3、多氢酸的缓速机理研究二、多氢酸酸化机理研究3、多氢酸的缓速机理实验验证12%HCL+3%HF3%HCL+12%多氢酸9%氟硼酸+12%HCL3%乙酸+12%多氢酸几种酸液与粘土反应未反应的蒙脱土粉末土酸与蒙脱土反应二、多氢酸酸化机理研究3、多氢酸的缓速机理研究多氢酸与蒙脱土反应氟硼酸与蒙脱土反应从扫描图片发现，多氢酸与蒙脱土反应,在粘土的表面形成了“薄层”，减缓酸液体系对粘土矿物的反应速度。而氟

7、硼酸的图片发现，氟硼酸体系与蒙脱土反应之后，析出薄片状的绿泥石晶体。土酸与蒙脱土反应之后的扫描图片未见任何晶体析出。二、多氢酸酸化机理研究4、多氢酸抑制二次沉淀机理酸化过程中可能生成的沉淀多氢酸抑制沉淀机理（1）多氢酸对溶液中多价金属离子具有的络合能力，在很低的浓度下将Ca2+、Al3+、Fe2+、Fe3+等多价金属离子“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。（2）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

8、与F-、SiF62-形成氟盐沉淀和氟硅酸盐沉淀。二、多氢酸酸化机理研究4、多氢酸抑制二次沉淀机理实验验证（1）氟化物沉淀实验盐水由2%KCl、2%NaCl、2%Ca