酸化液體系及添加劑選擇(長慶化工)

1、酸化液體系及添加劑的酸化液體系及添加劑的選擇選擇西安長慶化工集團(tuán)有限公司西安長慶化工集團(tuán)有限公司二零一四年一月二零一四年一月西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司目錄目錄前言前言一、酸化的概念和目的一、酸化的概念和目的二、酸化的分類二、酸化的分類三、鹽酸和土酸酸化原理三、鹽酸和土酸酸化原理四、酸液濃度的確定四、酸液濃度的確定五、酸液添加劑的選擇五、酸液添加劑的選擇六、影響酸處理效果的因素六、影響酸處理效果的因素七、酸灼傷的應(yīng)急處理七、酸灼傷的應(yīng)急處理西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司酸化概念：酸化概念： 酸化又稱酸處理，是油層改造、增產(chǎn)增注的重要措施之一

2、。它是將酸液液注酸化又稱酸處理，是油層改造、增產(chǎn)增注的重要措施之一。它是將酸液液注入到地層中，依靠酸液的化學(xué)溶蝕作用，使酸液與油層巖石中的粘土礦物、入到地層中，依靠酸液的化學(xué)溶蝕作用，使酸液與油層巖石中的粘土礦物、碳酸鹽巖類等成分發(fā)生化學(xué)作用來提高油層的滲透性，改善油、氣、水的碳酸鹽巖類等成分發(fā)生化學(xué)作用來提高油層的滲透性，改善油、氣、水的流動(dòng)狀況，從而增加油、氣井的產(chǎn)量或注水井注入量的工藝方法。流動(dòng)狀況，從而增加油、氣井的產(chǎn)量或注水井注入量的工藝方法。酸化目的：酸化目的： 1 1、改造低滲透地層，提高油層滲透率；、改造低滲透地層，提高油層滲透率； 2 2、解除油層孔隙堵塞，打開油氣流入井的通

3、道、解除油層孔隙堵塞，打開油氣流入井的通道一、酸化的概念和目的西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司二、酸化的分類西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司二、酸化的分類 按酸液種類來分按酸液種類來分 (1)(1)鹽酸酸化鹽酸酸化 (2)(2)土酸酸化土酸酸化 (3)(3)“王水王水”酸化酸化 目前，我國各油田先后使用了多種酸化方法，廣泛應(yīng)用的有目前，我國各油田先后使用了多種酸化方法，廣泛應(yīng)用的有鹽酸處理鹽酸處理和和土酸處理土酸處理兩種方法，在此基礎(chǔ)上添加有機(jī)弱酸（如甲酸、乙酸）兩種方法，在此基礎(chǔ)上添加有機(jī)弱酸（如甲酸、乙酸）或強(qiáng)酸弱堿鹽（如氟化氫銨）復(fù)配成緩速

4、酸、多氰酸、多元復(fù)合酸或強(qiáng)酸弱堿鹽（如氟化氫銨）復(fù)配成緩速酸、多氰酸、多元復(fù)合酸等，可有效降低酸巖反應(yīng)速度，增大酸處理半徑。等，可有效降低酸巖反應(yīng)速度，增大酸處理半徑。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司三、鹽酸和土酸酸化原理鹽酸酸化原理：鹽酸酸化原理： 鹽酸酸化是利用鹽酸與地層中的碳酸鹽巖類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成能溶鹽酸酸化是利用鹽酸與地層中的碳酸鹽巖類發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成能溶于水的氯化物和二氧化碳?xì)怏w。這些生成物易從地層中排出，從而擴(kuò)于水的氯化物和二氧化碳?xì)怏w。這些生成物易從地層中排出，從而擴(kuò)大了油層巖石的孔隙度，主要是溶解滲流孔喉處的膠結(jié)物，從而提高大了油層巖石的孔隙度，主

5、要是溶解滲流孔喉處的膠結(jié)物，從而提高了滲透率。達(dá)到了增產(chǎn)、增注的目的。了滲透率。達(dá)到了增產(chǎn)、增注的目的。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司三、鹽酸和土酸酸化原理鹽酸與石灰?guī)r反應(yīng)：鹽酸與石灰?guī)r反應(yīng)： 2HCl+CaCO 2HCl+CaCO3 3=CaCl2+H2O+CO=CaCl2+H2O+CO2 2鹽酸與白云巖反應(yīng)：鹽酸與白云巖反應(yīng)： CaMgCaMg（COCO3 3）2 2+4HCl=CaCl+4HCl=CaCl2 2+MgCl+MgCl2 2+2H+2H2 2O+2COO+2CO2 2主要用于：主要用于：低滲透性的碳酸鹽巖油層及碳酸鹽為膠結(jié)成分的砂巖油層；低滲透性的碳

6、酸鹽巖油層及碳酸鹽為膠結(jié)成分的砂巖油層； 當(dāng)井底附近油層孔隙堵塞時(shí)，也可利用鹽酸解堵。當(dāng)井底附近油層孔隙堵塞時(shí)，也可利用鹽酸解堵。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司三、鹽酸和土酸酸化原理鹽酸特點(diǎn)：鹽酸特點(diǎn)：(1)(1)酸巖反應(yīng)速度相對變慢，有效作用范圍大；酸巖反應(yīng)速度相對變慢，有效作用范圍大；(2)(2)單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多的二氧化碳，利于殘酸的排出；單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多的二氧化碳，利于殘酸的排出；(3)(3)單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多的氯化鈣、氯化鎂，提高殘酸的粘度，控制單位體積鹽酸可產(chǎn)生較多的氯化鈣、氯化鎂，提高殘酸的粘度，控制了酸巖反應(yīng)速度，并有利于懸浮、攜帶固體顆

7、粒從儲(chǔ)層中排出；了酸巖反應(yīng)速度，并有利于懸浮、攜帶固體顆粒從儲(chǔ)層中排出；(4)(4)鹽酸的主要缺點(diǎn)是與石灰?guī)r反應(yīng)速度太快，可適當(dāng)加入反應(yīng)速度慢的鹽酸的主要缺點(diǎn)是與石灰?guī)r反應(yīng)速度太快，可適當(dāng)加入反應(yīng)速度慢的有機(jī)弱酸甲酸、乙酸等降低氫離子在酸液傳輸過程中的損耗，達(dá)到增有機(jī)弱酸甲酸、乙酸等降低氫離子在酸液傳輸過程中的損耗，達(dá)到增大酸化半徑的目的。大酸化半徑的目的。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司三、鹽酸和土酸酸化原理土酸酸化：土酸酸化： 土酸：土酸：用鹽酸與氫氟酸按比例配制成的混合酸液。用鹽酸與氫氟酸按比例配制成的混合酸液。土酸酸化原理土酸酸化原理 利用土酸中的鹽酸溶蝕油層中

8、的碳酸鹽類和鐵鋁化合物；利用氫氟酸來利用土酸中的鹽酸溶蝕油層中的碳酸鹽類和鐵鋁化合物；利用氫氟酸來溶蝕地層中的粘土和硅酸鹽類，生成物能溶于水或易從地層中排出。從而溶蝕地層中的粘土和硅酸鹽類，生成物能溶于水或易從地層中排出。從而擴(kuò)大和增加了油層巖石的孔隙度，提高了滲透率，達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。擴(kuò)大和增加了油層巖石的孔隙度，提高了滲透率，達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。 現(xiàn)應(yīng)用的土酸體系也增加了反應(yīng)速度慢的甲酸、乙酸等有機(jī)弱酸，可降低現(xiàn)應(yīng)用的土酸體系也增加了反應(yīng)速度慢的甲酸、乙酸等有機(jī)弱酸，可降低酸液地層中傳輸時(shí)的氫離子損耗，達(dá)到增大酸化半徑的目的。酸液地層中傳輸時(shí)的氫離子損耗，達(dá)到增大酸化半徑的目的。砂巖礦物

9、的化學(xué)砂巖礦物的化學(xué)組成：石英、組成：石英、長石類、粘長石類、粘土類、碳酸土類、碳酸鹽類及氧化鹽類及氧化鐵等物質(zhì)鐵等物質(zhì)西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司氫氟酸與石英砂巖：氫氟酸與石英砂巖： SiOSiO2 2+4HF=SiF+4HF=SiF4 4+2H+2H2 2OO氫氟酸與泥沙巖：氫氟酸與泥沙巖： GaAI GaAI2 2Si Si2 2OO8 8+16HF=GaF+16HF=GaF2 2+2AIF+2AIF3 3+2SiF+2SiF4 4+8H+8H2 2OO氫氟酸與碳酸巖：氫氟酸與碳酸巖： 2HF+CaCO2HF+CaCO3 3=GaF=GaF2 2+CO+CO2

10、 2 +H +H2 2OO 當(dāng)油層巖石中含有碳酸鹽時(shí)，碳酸鹽不僅與鹽酸反應(yīng)，同時(shí)也會(huì)和當(dāng)油層巖石中含有碳酸鹽時(shí)，碳酸鹽不僅與鹽酸反應(yīng)，同時(shí)也會(huì)和氫氟酸反應(yīng)而生成氫氟酸反應(yīng)而生成CaFCaF2 2、MgFMgF2 2沉淀，這將部分堵塞油層孔道，為了盡沉淀，這將部分堵塞油層孔道，為了盡可能減少非溶性沉淀物的生成，需在土酸處理前先用鹽酸處理地層即可可能減少非溶性沉淀物的生成，需在土酸處理前先用鹽酸處理地層即可減少堵塞。減少堵塞。 主要用于：主要用于：土酸多用于碳酸鹽含量少、泥質(zhì)含量高的砂巖油層。土酸多用于碳酸鹽含量少、泥質(zhì)含量高的砂巖油層。 解除井底、機(jī)械雜質(zhì)和各種沉淀物的堵塞。解除井底、機(jī)械雜質(zhì)和

11、各種沉淀物的堵塞。 泥漿侵害嚴(yán)重的井用土酸處理也有效。泥漿侵害嚴(yán)重的井用土酸處理也有效。三、鹽酸和土酸酸化原理西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司四、酸液濃度的確定酸液濃度的確定：酸液濃度的確定：鹽酸濃度：鹽酸濃度：取決于油層碳酸鹽的含量、油層的疏松程度、油層壓力大小等取決于油層碳酸鹽的含量、油層的疏松程度、油層壓力大小等因素，一般情況下為因素，一般情況下為6%6%15%15%。 對于壓力高而滲透率低，使用對于壓力高而滲透率低，使用12%12%15%15%；壓力不高的油層，宜用；壓力不高的油層，宜用8%8%12%12%的鹽酸；的鹽酸； 油層中碳酸鹽巖含量高而膠結(jié)疏松的油井，

12、使用油層中碳酸鹽巖含量高而膠結(jié)疏松的油井，使用6%6%8%8%的酸液；的酸液； 酸洗，可采用酸洗，可采用4%4%8%8%的稀鹽酸；的稀鹽酸； 酸浸，可采用酸浸，可采用6%6%以下的稀鹽酸；以下的稀鹽酸；西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司四、酸液濃度的確定土酸濃度：土酸濃度：具體的配比取決于油層巖石的組織結(jié)構(gòu)。具體的配比取決于油層巖石的組織結(jié)構(gòu)。 常用的土酸液濃度為：鹽酸濃度為常用的土酸液濃度為：鹽酸濃度為10%10%15%15%，氫氟酸的濃度為，氫氟酸的濃度為 1% 1%4%4%，常用的配比為，常用的配比為1212：3 3。 若酸化的油層中泥質(zhì)含量較高，碳酸鹽含量少，結(jié)構(gòu)

13、堅(jiān)硬的砂若酸化的油層中泥質(zhì)含量較高，碳酸鹽含量少，結(jié)構(gòu)堅(jiān)硬的砂 巖，使用氫氟酸的濃度高，鹽酸濃度低；反之則選用氫氟酸濃度巖，使用氫氟酸的濃度高，鹽酸濃度低；反之則選用氫氟酸濃度 低，鹽酸濃度高的土酸。低，鹽酸濃度高的土酸。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司四、酸液濃度的確定選擇合適的酸液濃度是保護(hù)油氣層的重要指標(biāo)選擇合適的酸液濃度是保護(hù)油氣層的重要指標(biāo) 濃度過高，會(huì)溶解過量的膠結(jié)物和巖石骨架，破壞巖石結(jié)構(gòu)，引起巖濃度過高，會(huì)溶解過量的膠結(jié)物和巖石骨架，破壞巖石結(jié)構(gòu)，引起巖石顆粒剝落，引起堵塞石顆粒剝落，引起堵塞, ,嚴(yán)重者造成地層垮塌。嚴(yán)重者造成地層垮塌。 如：土酸的中的

14、氫氟酸濃度過高，易大量溶解砂巖膠結(jié)物，使砂粒脫落，如：土酸的中的氫氟酸濃度過高，易大量溶解砂巖膠結(jié)物，使砂粒脫落，造成地層出砂。造成地層出砂。 濃度過低，達(dá)不到酸化目的，還會(huì)產(chǎn)生二次沉淀，因此選用合適的酸液濃度過低，達(dá)不到酸化目的，還會(huì)產(chǎn)生二次沉淀，因此選用合適的酸液濃度也重要。濃度也重要。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司五、酸液添加劑的選擇五、酸液添加劑的選擇 添加劑作用：添加劑作用：n防止過度腐蝕防止過度腐蝕n防止形成酸渣和發(fā)生乳化防止形成酸渣和發(fā)生乳化n防止鐵沉淀防止鐵沉淀n助排助排n增加酸液的有效作用范圍增加酸液的有效作用范圍n防止反應(yīng)產(chǎn)物沉淀防止反應(yīng)產(chǎn)物沉淀n

15、穩(wěn)定粘土穩(wěn)定粘土n分散石蠟和瀝青質(zhì)。分散石蠟和瀝青質(zhì)。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司五、酸液添加劑的選擇五、酸液添加劑的選擇 常用添加劑的種類：常用添加劑的種類：q緩蝕劑緩蝕劑q助排劑助排劑q粘土穩(wěn)定劑粘土穩(wěn)定劑q鐵離子穩(wěn)定劑鐵離子穩(wěn)定劑q表面活性劑表面活性劑q抗酸渣劑抗酸渣劑q互溶劑互溶劑 要求：要求： (1) (1)效能高，處理效果好；效能高，處理效果好； (2) (2)與酸液、儲(chǔ)層流體及巖石配伍性好；與酸液、儲(chǔ)層流體及巖石配伍性好； (3) (3)來源廣，價(jià)格便宜。來源廣，價(jià)格便宜。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.1、緩蝕劑、緩蝕劑

16、（1 1）緩蝕劑性能差；）緩蝕劑性能差； （2 2）緩蝕劑用量不足；）緩蝕劑用量不足； （3)3)金屬雜質(zhì)。金屬雜質(zhì)。緩蝕機(jī)理：緩蝕機(jī)理： 緩蝕劑是通過緩蝕劑是通過物理吸附物理吸附或或化學(xué)吸附化學(xué)吸附而吸附在金屬而吸附在金屬表面，從而把金屬表面覆蓋，使其腐蝕得到抑制。表面，從而把金屬表面覆蓋，使其腐蝕得到抑制。 因而凡是影響覆蓋面積大小的因素因而凡是影響覆蓋面積大小的因素( (如：緩蝕劑分如：緩蝕劑分子的大小、扁平吸附方式還是直立吸附方式等子的大小、扁平吸附方式還是直立吸附方式等) )以及以及影響吸附易難的因素都會(huì)對緩蝕效果有很大影響。影響吸附易難的因素都會(huì)對緩蝕效果有很大影響。西安長慶油田化

17、工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.1、緩蝕劑、緩蝕劑緩蝕劑類型及選擇：緩蝕劑類型及選擇：1)1) 如含砷化合物等。如含砷化合物等。優(yōu)點(diǎn)：高溫下有效時(shí)間長；成本低。優(yōu)點(diǎn)：高溫下有效時(shí)間長；成本低。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：l在酸強(qiáng)度大于在酸強(qiáng)度大于1717molmol的酸溶液中，將失去其緩蝕作用；的酸溶液中，將失去其緩蝕作用；l若存在硫化鐵，則將與硫化鐵與酸反應(yīng)產(chǎn)生的硫化氫反若存在硫化鐵，則將與硫化鐵與酸反應(yīng)產(chǎn)生的硫化氫反應(yīng)生成不溶沉淀，如硫化砷應(yīng)生成不溶沉淀，如硫化砷l使煉化用催化劑使煉化用催化劑( (如鉑如鉑) )中毒；中毒；l釋放有毒的腐蝕副產(chǎn)物釋放有毒的腐蝕副產(chǎn)物砷化三氫氣體；砷化三氫氣體

18、；l難于混合和使用不安全。難于混合和使用不安全。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.1、緩蝕劑、緩蝕劑緩蝕劑類型及選擇：緩蝕劑類型及選擇：2)2) 如砒啶類，炔醇類、醛類、硫脲類、胺類等。如砒啶類，炔醇類、醛類、硫脲類、胺類等。可用于含可用于含H H2 2S S的環(huán)境；的環(huán)境；不毒化煉制用的催化劑；不毒化煉制用的催化劑；成本高。成本高。 有機(jī)緩蝕劑比無機(jī)緩蝕劑效能好；緩蝕劑的用量有一個(gè)最佳用量問題，有機(jī)緩蝕劑比無機(jī)緩蝕劑效能好；緩蝕劑的用量有一個(gè)最佳用量問題，用多了反而不好，其用量應(yīng)由試驗(yàn)確定；單一緩蝕劑的效果不如復(fù)合用多了反而不好，其用量應(yīng)由試驗(yàn)確定；單一緩蝕劑的效果

19、不如復(fù)合配方，應(yīng)由試驗(yàn)篩選最佳復(fù)配配方。配方，應(yīng)由試驗(yàn)篩選最佳復(fù)配配方。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.2、表面活性劑、表面活性劑表面活性劑：表面活性劑：主要采用陰離子型或非離子型表面活性劑及其調(diào)配物主要采用陰離子型或非離子型表面活性劑及其調(diào)配物主要作用：主要作用：（1 1）降低酸液和原油之間的表面張力，降低毛管阻力，調(diào)整巖石潤濕性，）降低酸液和原油之間的表面張力，降低毛管阻力，調(diào)整巖石潤濕性，幫助酸液返排，提高凈井作業(yè)效果；幫助酸液返排，提高凈井作業(yè)效果；（2 2）抵消原油中原有的天然乳化劑的作用，防止酸與儲(chǔ)層原油乳化；）抵消原油中原有的天然乳化劑的作用，防止酸與

20、儲(chǔ)層原油乳化；（3 3）酸液溶解不掉的粘土、淤泥等雜質(zhì)顆粒會(huì)從原來的位置上松散下來，酸液溶解不掉的粘土、淤泥等雜質(zhì)顆粒會(huì)從原來的位置上松散下來，形成絮凝團(tuán)，這些團(tuán)塊移動(dòng)并可能聚集，以致堵塞儲(chǔ)層孔隙。加入表面活形成絮凝團(tuán)，這些團(tuán)塊移動(dòng)并可能聚集，以致堵塞儲(chǔ)層孔隙。加入表面活性劑可使雜質(zhì)可懸浮在酸液中，隨殘酸排出；性劑可使雜質(zhì)可懸浮在酸液中，隨殘酸排出；（4）為了延緩酸巖反應(yīng)速度，在酸液中加入表面活性劑，其在巖石表面吸為了延緩酸巖反應(yīng)速度，在酸液中加入表面活性劑，其在巖石表面吸附，使巖石具有油濕性。巖石表面被油膜覆蓋后，阻止了氫離子與巖面接附，使巖石具有油濕性。巖石表面被油膜覆蓋后，阻止了氫離子與

21、巖面接觸，降低酸巖反應(yīng)速度。觸，降低酸巖反應(yīng)速度。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.3、抗酸渣劑、抗酸渣劑抗酸渣劑抗酸渣劑 劑的復(fù)配物劑的復(fù)配物n芳族溶劑芳族溶劑n在酸性條件下絡(luò)合在酸性條件下絡(luò)合鐵離子的鐵離子的 常用烷基芳香基磺酸鹽、芳香族互溶劑、乙二醇醚類常用烷基芳香基磺酸鹽、芳香族互溶劑、乙二醇醚類西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.4、互溶劑、互溶劑 常用的是乙二醇單丁乙醚常用的是乙二醇單丁乙醚( (EGMBE)EGMBE)，雙乙二醇單丁醚雙乙二醇單丁醚( (EGMEB)EGMEB)及及丁氧基三乙醇丁氧基三乙醇( (BOTP)BOTP)

22、主要作用：主要作用：n降低水溶液的表面張力，降低井筒周圍水飽和度以防水鎖降低水溶液的表面張力，降低井筒周圍水飽和度以防水鎖n溶解地層孔隙表面的油組分溶解地層孔隙表面的油組分n可保持巖石水潤濕性，提高油相相滲可保持巖石水潤濕性，提高油相相滲n減少酸液中表面活性劑在儲(chǔ)層固相顆粒的吸附損失減少酸液中表面活性劑在儲(chǔ)層固相顆粒的吸附損失n破乳作用破乳作用n促進(jìn)返排促進(jìn)返排n增強(qiáng)酸中各種添加劑的配伍性增強(qiáng)酸中各種添加劑的配伍性n防止不溶顆粒油濕而穩(wěn)定乳化液防止不溶顆粒油濕而穩(wěn)定乳化液西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.5、鐵離子穩(wěn)定劑、鐵離子穩(wěn)定劑鐵的來源：管壁面的腐蝕產(chǎn)物、軋制鐵

23、鱗、含鐵礦物鐵的來源：管壁面的腐蝕產(chǎn)物、軋制鐵鱗、含鐵礦物 2HCl + FeHCl + FeFe2+ + 2Cl- + H2 6HCl + Fe2O32Fe3+ + 6Cl- + 3H2O 2HCl+ FeOFe2+ + 2Cl- + H2O鐵在地層礦物中的氧化態(tài)鐵在地層礦物中的氧化態(tài)礦物名稱礦物名稱化學(xué)式化學(xué)式氧化態(tài)氧化態(tài)赤鐵礦赤鐵礦FeFe2 2OO3 3FeFe2+2+磁鐵礦磁鐵礦FeOFeOFeFe2 2OO3 3FeFe2+2+FeFe3+3+黃鐵礦黃鐵礦FeSFeSFeFe2+2+菱鐵礦菱鐵礦FeCOFeCO3 3FeFe2+2+綠泥石綠泥石FeFe2+2+混合層粘土混合層粘土F

24、eFe2+2+西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.5、鐵離子穩(wěn)定劑、鐵離子穩(wěn)定劑n FeFe3+3+和和FeFe2+2+在酸液中能否沉淀，取決于酸液的在酸液中能否沉淀，取決于酸液的pHpH值與鐵鹽值與鐵鹽FeClFeCl2 2、FeClFeCl3 3的含量的含量。當(dāng)。當(dāng)FeClFeCl3 3的含量大于的含量大于0.60.6及及pHpH值大于值大于1.861.86時(shí)，時(shí)，F(xiàn)eFe3+3+會(huì)會(huì)水解生成凝膠狀沉淀：水解生成凝膠狀沉淀： FeFe3+3+3H+3H2 2OOFe(OH)Fe(OH)3 3 +3H+3H+ +n 當(dāng)當(dāng)FeClFeCl2 2的含量大于的含量大于0.6

25、0.6及及pHpH值大于值大于6.846.84時(shí)，時(shí)，F(xiàn)eFe2+2+會(huì)水解生成凝膠狀會(huì)水解生成凝膠狀沉淀：沉淀： FeFe2+2+2H+2H2 2OOFe(OH)Fe(OH)2 2 +2H+2H+ +西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.5、鐵離子穩(wěn)定劑、鐵離子穩(wěn)定劑n 在酸化施工中，有在酸化施工中，有FeFe2+2+、也有也有FeFe3+3+，但由于金屬鐵的存在，在鹽酸但由于金屬鐵的存在，在鹽酸和金屬鐵構(gòu)成的強(qiáng)還原性環(huán)境中，酸液中的和金屬鐵構(gòu)成的強(qiáng)還原性環(huán)境中，酸液中的FeFe3+3+能很快被還原成為能很快被還原成為FeFe2+2+： 2Fe 2Fe3+3+Fe Fe

26、 3Fe3Fe2+2+ 從設(shè)備及管道中進(jìn)入酸液的鐵離子主要是從設(shè)備及管道中進(jìn)入酸液的鐵離子主要是FeFe2+2+離子。離子。n 如果儲(chǔ)層中存在的三價(jià)鐵離子，由于沒有金屬鐵的存在，不能發(fā)生如果儲(chǔ)層中存在的三價(jià)鐵離子，由于沒有金屬鐵的存在，不能發(fā)生轉(zhuǎn)變?yōu)槎r(jià)鐵離子的反應(yīng)，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎r(jià)鐵離子的反應(yīng)，當(dāng)pHpH值上升到值上升到3.33.33.53.5以上時(shí)，就會(huì)以上時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生產(chǎn)生Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀堵塞儲(chǔ)層，所以來源于施工設(shè)備和井下管柱的鐵沉淀堵塞儲(chǔ)層，所以來源于施工設(shè)備和井下管柱的鐵并不危險(xiǎn)，而真正有危害的是儲(chǔ)層的三價(jià)鐵。并不危險(xiǎn)，而真正有危害的是儲(chǔ)層的三價(jià)鐵。西安長慶油田化工集團(tuán)有

27、限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.5、鐵離子穩(wěn)定劑、鐵離子穩(wěn)定劑鐵離子穩(wěn)定劑的類型鐵離子穩(wěn)定劑的類型n pHpH控制劑控制劑 加入弱酸，控制pH值n 螯合劑螯合劑( (如醋酸，檸檬酸，如醋酸，檸檬酸，EDTAEDTA，NTA)NTA) 能與酸液鐵離子結(jié)合生成溶于水的絡(luò)合物，從而減少了氫氧化鐵能與酸液鐵離子結(jié)合生成溶于水的絡(luò)合物，從而減少了氫氧化鐵沉淀的機(jī)會(huì)。如醋酸能與酸液中的鐵離子結(jié)合生成能夠溶于水的沉淀的機(jī)會(huì)。如醋酸能與酸液中的鐵離子結(jié)合生成能夠溶于水的六乙酸鐵絡(luò)離子。六乙酸鐵絡(luò)離子。 FeFe3+3+6CH6CH3 3COOCOO- -Fe(CHFe(CH3 3COO)COO)6 6

28、- - n 還原劑還原劑( (異抗壞血酸等異抗壞血酸等) )西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.5、鐵離子穩(wěn)定劑、鐵離子穩(wěn)定劑常用鐵離子穩(wěn)定劑常用鐵離子穩(wěn)定劑n 乙二胺四乙酸鈉乙二胺四乙酸鈉( (EDTA)EDTA)，氮川三乙酸氮川三乙酸( (NTANTA），），檸檬酸在高溫和低檸檬酸在高溫和低溫下穩(wěn)定溫下穩(wěn)定FeFe3+3+效果都好，而醋酸和乳酸在低溫下效果好。效果都好，而醋酸和乳酸在低溫下效果好。n EDTAEDTA價(jià)格昂貴，應(yīng)用受到限制價(jià)格昂貴，應(yīng)用受到限制n 檸檬酸的價(jià)格較低，但用量過度易產(chǎn)生沉淀檸檬酸的價(jià)格較低，但用量過度易產(chǎn)生沉淀n NTANTA的效果優(yōu)于檸

29、檬酸，僅次于的效果優(yōu)于檸檬酸，僅次于EDTAEDTA，而價(jià)格也介于二者之間。而價(jià)格也介于二者之間。n 但存在但存在H H2 2S S時(shí)，只能選用檸檬酸，時(shí)，只能選用檸檬酸，EDTAEDTA和和NTANTA。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.6、粘土穩(wěn)定劑、粘土穩(wěn)定劑 酸液中加入粘土穩(wěn)定劑的作用是防止酸化過程中酸液引起儲(chǔ)層中粘土酸液中加入粘土穩(wěn)定劑的作用是防止酸化過程中酸液引起儲(chǔ)層中粘土膨脹、分散、運(yùn)移造成的污染。常用粘土穩(wěn)定劑如下：膨脹、分散、運(yùn)移造成的污染。常用粘土穩(wěn)定劑如下：n簡單陽離子類粘土穩(wěn)定劑簡單陽離子類粘土穩(wěn)定劑 主要是主要是K K、NaNa、NHNH4

30、4+ +等氯化物，如等氯化物，如KClKCl、NHNH4 4ClCl等，添加在酸液中依靠離子交換作用穩(wěn)定粘土。效果不佳，一般已等，添加在酸液中依靠離子交換作用穩(wěn)定粘土。效果不佳，一般已不在處理液中使用，而用在前置液或后置液中。不在處理液中使用，而用在前置液或后置液中。n無機(jī)聚陽離子類粘土穩(wěn)定劑無機(jī)聚陽離子類粘土穩(wěn)定劑 如羥基鋁及鋯鹽，氫氧化鋯可加在酸液中如羥基鋁及鋯鹽，氫氧化鋯可加在酸液中使用，羥基鋁在酸處理后的后置液中，能起較好的防止粘土分散、膨脹使用，羥基鋁在酸處理后的后置液中，能起較好的防止粘土分散、膨脹作用。作用。n聚季銨鹽聚季銨鹽 兼有使酸稠化和緩速作用，或用于酸液的前置液或后置液中

31、，兼有使酸稠化和緩速作用，或用于酸液的前置液或后置液中，該類粘土穩(wěn)定劑可用于溫度高達(dá)該類粘土穩(wěn)定劑可用于溫度高達(dá)200200的井中，穩(wěn)定效果好。的井中，穩(wěn)定效果好。n其它類型的粘土穩(wěn)定劑還有聚胺類粘土穩(wěn)定劑、季銨鹽類，但因其可使其它類型的粘土穩(wěn)定劑還有聚胺類粘土穩(wěn)定劑、季銨鹽類，但因其可使巖石油濕，導(dǎo)致酸后產(chǎn)水量上升，已較少使用。巖石油濕，導(dǎo)致酸后產(chǎn)水量上升，已較少使用。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司5.75.7、助排劑、助排劑 乏酸返排是否及時(shí)徹底，是影響酸化施工效果和油氣增產(chǎn)的一個(gè)重乏酸返排是否及時(shí)徹底，是影響酸化施工效果和油氣增產(chǎn)的一個(gè)重要因素。乏酸滯留地層會(huì)增

32、加地層的含水飽和度，降低油、氣有要因素。乏酸滯留地層會(huì)增加地層的含水飽和度，降低油、氣有效滲透率，使酸化效果降低。為提高酸化效果在酸液中添加助排效滲透率，使酸化效果降低。為提高酸化效果在酸液中添加助排劑，使乏酸容易從地層排出。劑，使乏酸容易從地層排出。應(yīng)滿足以下要求：應(yīng)滿足以下要求：1 1、能有效降低表界面張力；、能有效降低表界面張力；2 2、與酸液及酸液添加劑配伍。、與酸液及酸液添加劑配伍。西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司六、影響酸處理效果的因素六、影響酸處理效果的因素 1 1、油層方面的因素、油層方面的因素包括油層巖石的成分、物理性質(zhì)，油層的溫度、壓力和包括油層巖石

33、的成分、物理性質(zhì)，油層的溫度、壓力和井底的清潔程井底的清潔程度度等。等。2 2、酸液本身的因素、酸液本身的因素酸液濃度及用量。濃度過大，會(huì)使反應(yīng)物濃度升高而難以排出，還酸液濃度及用量。濃度過大，會(huì)使反應(yīng)物濃度升高而難以排出，還可能形成再沉淀，堵塞油層孔隙，還會(huì)腐蝕金屬管類；濃度太低，反可能形成再沉淀，堵塞油層孔隙，還會(huì)腐蝕金屬管類；濃度太低，反應(yīng)又不完全。所以，濃度一定要適宜。應(yīng)又不完全。所以，濃度一定要適宜。井底不清潔，會(huì)阻礙酸液進(jìn)入井底不清潔，會(huì)阻礙酸液進(jìn)入地層與巖石作用，還會(huì)使酸液地層與巖石作用，還會(huì)使酸液失去一部分活性，在注入壓力失去一部分活性，在注入壓力大的情況下還可能將污物帶到大的情況下還可能將污物帶到地層深處，造成深部堵塞。地層深處，造成深部堵塞。所以井底一定要清潔。所以井底一定要清潔。 西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司西安長慶油田化工集團(tuán)有限公司六、影響酸處理效果的因素六