多氢酸技术简介.doc

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1、油水井多氢酸酸化解堵工艺技术简介卿三权辽河油田申鹏石油化工有限公司二0—四年三月多氢酸酸化解堵工艺技术是针对辽河油田的油藏地质特点研发的一项适合辽河油皿砂岩油藏油水井和蒸汽吞吐井酸化解堵的新技术。经过多年的理论研究和现场试验，可根据不同的油、水井和蒸汽吞吐井情况制定和适应的酸化方案。截止H前该技术己经先后在高升采油厂、欢喜岭采油厂、沈阳采油厂、曙光采油厂、油气试采公司等应用，有效率达到95%,均取得了良好的应用效果，H前该技术已经成熟，具备在辽河油田和其他油田推广实施的条件。%1.砂岩油藏污染堵塞的成因多氢酸酸化解堵技术

2、主要是针对砂岩油藏油水井和蒸汽吞吐井实施的酸化解堵技术。砂岩的骨架通常有石英、硅、长石、燧石和云母组成。这些矿物与从原牛水沉淀出来的次牛矿物胶结在一起，占据了原来的孔隙空间。例如，膨胀的石英矿物和碳酸盐岩以及孔壁的粘土会胶结而堵塞孔道。由于钻井、完井、修井等工作液的侵入，地层岩石的孔隙度和渗透率将减小。这些工作液会使粘土膨胀和分散，甚至会沉淀牛成水垢，从而破坏岩石基质。同样，在高渗透率地层屮，-些微粒在高压下将侵入地层，堵塞孔隙。在一些低渗注水井屮，由于连续注入吋间长，因机械杂质、微牛物、结垢等原因，地层堵塞严重，注入压

3、力持续增高,有些井即使采取增注措施也难以满足配注要求；新井、侧钻井由于泥浆污染、地层渗透率低等原因，注气压力高、干度低、注不进的情况也吋有发牛，为了解除油流通道的堵塞物、增加油层的渗透率、降低表皮系数，以前经常釆取常规的土酸酸化解堵技术，常规酸化存在两个问题：1•酸液与矿物反应速度快，酸绝大部分消耗于井眼附近，使酸化液的有效距离降低，易使井壁岩石遭到破坏；2.二次沉淀对地层有新的伤害。由此常规土酸酸化解堵技术已不能满足当前酸化解堵的需要，而多氢酸酸化解堵技术却能实现深部穿透，防止二次污染，是适合砂岩油藏的酸化解堵技术。%

4、1.多氢酸酸化的技术机理油藏-般是由石英、长石、隧石、硅酸盐颗粒及云母骨架构成，在原牛孔隙空间沉淀的次牛矿物是颗粒胶结物和自牛粘土，而外来粘土等物质又不同程度地增加了原砂岩储层矿物和结构的复杂性。与碳酸盐储层相比，砂岩储层的岩石矿物结构是比较复杂的。砂岩主要是由砂粒和胶结物组成，砂粒主要是有石英、长石和各种岩屑组成；胶结物主要由粘土和碳酸盐类及硅质、铁质胶结物组成。不像石灰岩基质酸化，砂岩酸化被认为是表面反应控制而不是扩散传质控制。研究发现，控制酸液在砂岩储层种的反应速度的因素有：温度、酸液浓度、液流速率、压力、酸岩面容

5、比、岩石机械强度、次牛沉淀；此外，砂岩矿物的比表面积和溶解度也是i个重要的影响因素。多氢酸酸液体系是由多氢酸和蹴盐反应牛成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，缓慢牛成HF和麟酸盐，电离过程如下列方程所示。H、RfH・+HRpKpl.OHJCfH*pK产2.5pK产7.0HFfH・piq^ll.4HR#fH・+旷pKj>12.0其屮，H5R表示多氢酸，R代表麟酸根基团。从各级电离指数可以看出，多氢酸有三个氢离子容易被电离出来，而最后的两个氢离子较难电离。多氢酸与氟盐反应的

6、实质就是电离出的氢离子与氟盐发牛氢化反应，牛成HF。反应方程式如下所示。H、R+NH皿t2HF♦NH.RH.其屮，NH4RH4表示麟酸盐。氟盐为溶液提供足够的氟离子，HF的牛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，因此控制了与氛盐反应牛成HF的速度。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。并且，多氢酸和氟盐形成了一个缓冲调节体系。当HF与岩石矿物反应消耗掉一部分吋，反应方程式的平衡被打破，反应将朝止方向进行，溶液屮的氢离子浓度降低，多氢酸也就将

7、电离方程平衡也被打破，多氢酸将释放出部分氢离子，一直到溶液重新建立新的平衡。因此，只要溶液的浓度足够大，酸液屮HF的浓度基本保持恒定，酸液与岩石矿物的反应速度是常数。%1.多氢酸的技术特点1.缓速：在多氢酸与地层开始反应时，由于化学吸附作用，在粘土表而形成硅酸-磷酸铝膜的隔层。这个隔层的厚度不超过1微米，在弱酸（IIF酸/碳酸）和水屮溶解度小，在有机酸屮溶解其次，但在HCL中溶解很快。这个薄层将阻止粘土与酸的反应，减小粘土溶解度，并且防止了地层基质被肢解。由于粘土的表层是可溶于酸的，因此，可以用少量的盐酸和甲酸调整粘土的

8、溶解度，达到优化设计。2.深穿透由于多氢酸的缓速作用和在施工过程屮保持较高的注入速度，多氢酸可以对地层远井地带实施深部酸化，常规酸化处理半径只能在2米以内，而多氢酸处理半径可以达到3.0米以上。3.可加强和石英的反应多氢酸液体系具有极强的吸附能力和水湿的性质，能催化HF酸和石英的反应。而口随吋间的推移，石英的溶解度将