第七章-酸化用酸及酸化用添加劑課件

1、第七章酸化用酸及酸化用添加劑第七章酸化用酸及酸化用添加劑除去近井地帶的堵塞物（如氧化鐵、硫化亞鐵、粘土），恢復地層的滲透率。是有效的油井增產(chǎn)、水井增注措施。為什么進行油水井酸處理?溶解地層的巖石，擴大孔隙結(jié)構(gòu)的喉部，提高地層的滲透率。除去近井地帶的堵塞物（如氧化鐵、硫化亞鐵、粘土），恢復地層的一、酸化用酸1、鹽酸2、氫氟酸3、土酸4、磷酸5、硫酸6、低分子羧酸 酸的作用機理 酸的使用方法 潛在酸形式三個問題一、酸化用酸1、鹽酸2、氫氟酸3、土酸4、磷酸5、硫酸6、低1、鹽酸作用一：溶解堵塞油水井的腐蝕產(chǎn)物，恢復地層的滲透性。（1）鹽酸的作用1、鹽酸作用一：溶解堵塞油水井的腐蝕產(chǎn)物，恢復地層的滲

2、透性。1、鹽酸作用二：溶解灰?guī)r（石灰?guī)r、白云巖），改善地層滲透性。（1）鹽酸的作用1、鹽酸作用二：溶解灰?guī)r（石灰?guī)r、白云巖），改善地層滲透性。1、鹽酸（2）鹽酸的使用濃度 稀酸：指質(zhì)量分數(shù)為0030.15的鹽酸； 濃酸：指質(zhì)量分數(shù)為0.15 0.37的鹽酸。一般使用稀酸，而濃酸使用的目的是使酸能酸化深遠地層，同時由于濃酸處理可產(chǎn)生大量二氧化碳，并提高乏酸（酸處理后的酸）的粘度，使它及其中懸浮的巖屑易排出地層。1、鹽酸（2）鹽酸的使用濃度 稀酸：指質(zhì)量分數(shù)為00301、鹽酸氯化銨甲醛：在80120范圍內(nèi)反應產(chǎn)生鹽酸。（3）潛在鹽酸潛在酸有何好處？1、鹽酸氯化銨甲醛：在80120范圍內(nèi)反應產(chǎn)生鹽酸

3、。（2、氫氟酸 作用一：可除去地層滲濾面的粘土堵塞，恢復地層滲 透性： （1）氫氟酸的作用2、氫氟酸 作用一：可除去地層滲濾面的粘土堵塞，恢復地層滲 2、氫氟酸 作用二：氫氟酸和砂巖反應，提高地層的滲透性 （1）氫氟酸的作用2、氫氟酸 作用二：氫氟酸和砂巖反應，提高地層的滲透性 （12、氫氟酸氫氟酸不能用于處理石灰?guī)r和白云巖；（2）氫氟酸使用注意問題砂巖地層用氫氟酸酸化地層前，必須用鹽酸預處理2、氫氟酸氫氟酸不能用于處理石灰?guī)r和白云巖；（2）氫氟酸使用2、氫氟酸形式一：氟硼酸（2）潛在氫氟酸2、氫氟酸形式一：氟硼酸（2）潛在氫氟酸2、氫氟酸形式二：氟化銨甲醛（2）潛在氫氟酸2、氫氟酸形式二：氟

4、化銨甲醛（2）潛在氫氟酸3、土酸（1）土酸構(gòu)成 鹽酸與氫氟酸的混合酸叫土酸； 在土酸中，鹽酸的質(zhì)量分數(shù)在0.060.15范圍，氫氟酸的質(zhì)量分數(shù)在 0.030.15范圍。 常規(guī)土酸：鹽酸的質(zhì)量分數(shù)0.12，氫氟酸的質(zhì)量分數(shù) 0.03。3、土酸（1）土酸構(gòu)成 鹽酸與氫氟酸的混合酸叫土酸；3、土酸（2）潛在土酸氯化銨氟化銨十甲醛產(chǎn)生土酸3、土酸（2）潛在土酸氯化銨氟化銨十甲醛產(chǎn)生土酸4、磷酸作用一：磷酸可解除腐蝕產(chǎn)物的堵塞作用二：可溶解灰?guī)r、白云巖4、磷酸作用一：磷酸可解除腐蝕產(chǎn)物的堵塞作用二：可溶解灰?guī)r、5、硫酸作用一：溶解滲濾面和近井地帶的堵塞物，恢復地層的滲透性作用二：溶解滲濾面和近井地帶的碳

5、酸鹽，提高地層的滲透性5、硫酸作用一：溶解滲濾面和近井地帶的堵塞物，恢復地層的滲透5、硫酸作用三：在遠井起調(diào)剖作用5、硫酸作用三：在遠井起調(diào)剖作用6、氨基磺酸（1）酸的形式一種固體酸。 （2）酸的作用作用一：溶解滲濾面和近井地帶的腐蝕產(chǎn)物，恢復地 層的滲透性6、氨基磺酸（1）酸的形式一種固體酸。 （2）酸的作用作用一6、氨基磺酸 （2）酸的作用作用一：溶解滲濾面和近井地帶的腐蝕產(chǎn)物，恢復地 層的滲透性6、氨基磺酸 （2）酸的作用作用一：溶解滲濾面和近井地帶的腐6、氨基磺酸 （2）酸的作用作用二：溶解滲濾面和近井地帶的碳酸巖，提高地 層的滲透性6、氨基磺酸 （2）酸的作用作用二：溶解滲濾面和近井

6、地帶的碳6、氨基磺酸不能用于溫度超過90 的地層。 （3）使用注意問題6、氨基磺酸不能用于溫度超過90 的地層。 （3）使用注意 7、低分子羧酸低濃度使用，為什么？ （1）可用的低分子羧酸甲酸、乙酸、丙酸及其混合物。 （2）作用機理 可以溶解灰?guī)r。 7、低分子羧酸 （1）可用的低分子羧酸甲酸、乙酸、丙酸及其 7、低分子羧酸不能高濃度使用； （3）特點 價格較高；反應速度慢，適合高溫酸化、深部酸化 7、低分子羧酸不能高濃度使用； （3）特點 價格較高；反應二、酸處理用的添加劑1、緩速劑 2、緩蝕劑 3、鐵穩(wěn)定劑 4、防乳化劑 5、粘土穩(wěn)定劑 6、助排劑7、防淤渣劑 8、潤濕反轉(zhuǎn)機 9、轉(zhuǎn)向劑提高

7、酸化效果； （1）添加劑的作用 （2）添加劑主要種類 防止地層傷害；防止金屬腐蝕。二、酸處理用的添加劑1、緩速劑 2、緩蝕劑 1 、緩速劑 （1）定義緩速劑是指加在酸中能延緩酸與地層反應速率的化學劑。 （2）實現(xiàn)緩速的思路酸液中的H+傳遞到巖石表面；酸巖反應；反應生成物離開巖面。 控制其中一個環(huán)節(jié) 1 、緩速劑 （1）定義緩速劑是指加在酸中能延緩酸與地層反 1 、緩速劑 （3）常用緩速劑表面活性劑、聚合物表面活性劑緩速機理吸附在巖石；乳化形成油包酸乳狀液； 控制H+傳遞A、表面活性劑 1 、緩速劑 （3）常用緩速劑表面活性劑、聚合物表面活性劑乳化酸（油包酸乳狀液） （1）配油包酸乳狀液的油可用

8、甲苯、二甲苯、煤油、柴油、輕質(zhì)原油或二甲苯與原油的混合物； （2）可用的乳化劑如十二烷基磺酸，用量為油質(zhì)量的110；乳化酸（油包酸乳狀液） （1）配油包酸乳狀液的油可用甲苯、二 1 、緩速劑B、聚合物 聚合物緩速機理聚合物在酸中溶解，使酸稠化，減小氫離子向地層表面的擴散速率 控制H+傳遞 1 、緩速劑B、聚合物 聚合物緩速機理聚合物在酸中溶解丙烯酰胺與2- 丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物 1 、緩速劑丙烯酰胺與2- 丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物 1 、 （3-（丙烯酰胺基）丙基三甲基氯化銨與丙烯酰胺共聚物） （3-（丙烯酰胺基）丙基三甲基氯化銨與丙烯酰胺共聚物） 2、緩蝕劑（酸性介質(zhì)

9、） （1）分子特點含有氮、氧和（或）硫元素 （2）作用原理這些元素最外層均有未成鍵的電子對，在金屬表面吸附，控制金屬的腐蝕。A、吸附膜型緩蝕劑2、緩蝕劑（酸性介質(zhì)） （1）分子特點含有氮、氧和（或）硫元（苯胺）苯胺六亞甲基四胺松香胺吡啶二甲基硫脲 丙烯醛 2-苯甲酰烷基醇 （苯胺）苯胺六亞甲基四胺松香胺吡啶二甲基硫脲 丙烯醛 2-苯芐基氯化吡啶 甲基氯化喹啉 炔氧甲基季銨鹽 苯乙酮甲醛環(huán)己胺縮合物苯乙酮甲醛苯胺縮合物 芐基氯化吡啶 甲基氯化喹啉 炔氧甲基季銨鹽 苯乙酮甲醛環(huán)己胺B、“中間相”型緩蝕劑 （1）分子特點羥基與炔基相連的炔醇 辛炔醇 丙炔醇 （2）作用原理炔醇通過化學吸附和二次反應，

10、在金屬表面形成保護膜 。B、“中間相”型緩蝕劑 （1）分子特點羥基與炔基相連的炔醇 炔醇的化學吸附炔醇分子首先通過化學吸附濃集在金屬表面，這提供了炔醇90%以上的緩蝕率。炔醇在金屬表面的化學吸附，主要歸功于分子中含有的氧和叁鍵。炔醇的化學吸附炔醇分子首先通過化學吸附濃集在金屬表面，這提供炔醇的二次反應 （1）辛炔醇在酸液的鋼鐵表面上加氫生成烯醇 （2）烯醇脫水生成共軛烯烴 炔醇的二次反應 （1）辛炔醇在酸液的鋼鐵表面上加氫生成烯醇 炔醇的二次反應 （3）共軛烯烴聚合，在鋼鐵表面形成“中間相”：炔醇的二次反應 （3）共軛烯烴聚合，在鋼鐵表面形成“中間相”3、鐵穩(wěn)定劑 鋼鐵腐蝕產(chǎn)物（如氧化鐵、硫化

11、亞鐵）和含鐵礦物（如菱鐵礦、赤鐵礦）在酸中的溶解，都可在乏酸中產(chǎn)生Fe2+和Fe3+。 （1）為什么用鐵穩(wěn)定劑？ （2）酸液中的 Fe2+和Fe3+會存在哪些問題？ Fe3+和Fe2+在pH升高時水解重新生成沉淀（或稱二次沉淀），堵塞地層。3、鐵穩(wěn)定劑 鋼鐵腐蝕產(chǎn)物（如氧化鐵、硫化亞鐵）3、鐵穩(wěn)定劑Fe2+ pH 7.7開始沉淀Fe3+ pH 2.2開始沉淀乏酸 pH46 （2）酸液中的 Fe2+和Fe3+會存在哪些問題？主要防止Fe3+ 沉淀3、鐵穩(wěn)定劑Fe2+ pH 7.7開始沉淀 （2）酸液中3、鐵穩(wěn)定劑螯合或絡合Fe3+ Fe3+ 還原為Fe2+既還原又螯合 （3）防止 Fe3+沉淀的

12、方法3、鐵穩(wěn)定劑螯合或絡合Fe3+ （3）防止 Fe3+沉淀的絡合劑或螫合劑 可與Fe3+絡合或螫合，使它在乏酸中不發(fā)水解。 絡合劑或螫合劑 可與Fe3+絡合或螫合，使它在乏酸中不發(fā)水解絡合劑或螫合劑 絡合劑或螫合劑 還原劑將Fe3+還原至Fe2+，達到穩(wěn)的目的。還原劑將Fe3+還原至Fe2+，達到穩(wěn)的目的。還原劑還原劑4、防乳化劑 原油中的天然表面活性劑、加入酸中的表面活性劑以及酸化產(chǎn)生的巖石微粒（粒徑小于1 m），都有一定的乳化作用，它們可使原油與酸形成乳狀液，影響乏酸的排出。(1)酸化過程中乳狀液產(chǎn)生原因及其危害 (2)防乳化劑的類型 表面活性劑和互溶劑 4、防乳化劑 原油中的天然表面活

13、性劑、加入酸中的表有分支結(jié)構(gòu)的表面活性劑 防乳化機理：易于在界面上吸附，但不能穩(wěn)定乳狀液有分支結(jié)構(gòu)的表面活性劑 防乳化機理：易于在界面上吸附，但不能互溶劑 防乳化機理：減少表面活性劑在原油和酸界面上吸附，使酸化過程形成的液珠易干聚并 ?；ト軇?防乳化機理：減少表面活性劑在原油和酸界面上吸附，使酸5、粘土穩(wěn)定劑 酸將粘土中的鈉土轉(zhuǎn)變氫土，起穩(wěn)定作用。屬非永久性的粘土穩(wěn)定劑：當?shù)貙踊謴妥⑺虿捎蜁r，地層水中的鈉離子可通過離子交換逐漸將此氫土再轉(zhuǎn)變?yōu)殁c土而恢復它的膨脹性。有機陽離子型聚合物通過吸附起穩(wěn)定粘土作用。屬永久性的粘土穩(wěn)定劑：耐溫、耐酸、耐鹽、耐流體沖刷 5、粘土穩(wěn)定劑 酸主鏈上帶正電的陽離

14、子聚合物 主鏈上帶正電的陽離子聚合物 支鏈上帶正電的陽離子聚合物 支鏈上帶正電的陽離子聚合物 6、助排劑為什么用助排劑？ 為減少二次沉淀對地層的傷害，可用助排劑使乏酸易從地層排出。表面活性劑增能劑 降低界面張力， 減小Jamin效應。 提高近井地帶的壓力。6、助排劑為什么用助排劑？ 為減少二次沉淀對地層的傷含氟表面活性劑含氟表面活性劑增能劑 注酸液前，向地層注入一個段塞的增能劑，提高近井地帶的壓力，使乏酸易從地層排出。高壓氮氣是最常用的增能劑。它由液氮產(chǎn)生 這類助排劑主要用于低壓地層的酸化。 增能劑 注酸液前，向地層注入一個段塞的增能劑，提高近井地帶的 油井酸化過程中，一些原油與酸液接觸后，體

15、系中會產(chǎn)生以膠質(zhì)、瀝青質(zhì)為主要成分的（軟）固體，有的像粘稠的瀝青，有的呈易脆的碳狀物，稱為酸化淤渣。 7、防淤渣劑(1)什么叫酸化淤渣？ (2)為什么會產(chǎn)生酸化淤渣？ 以原油的膠體體系模型為基礎(chǔ)，酸過程中H和Fe3+破壞了原油膠體分散體系的空間穩(wěn)定性、電力穩(wěn)定性和動力穩(wěn)定性，導致膠質(zhì)瀝青質(zhì)從原油中析出。 油井酸化過程中，一些原油與酸液接觸后，體系中會產(chǎn)生以膠質(zhì)瀝青質(zhì)的質(zhì)子化后，極性增大膠質(zhì)瀝青質(zhì)的質(zhì)子化后，極性增大第七章-酸化用酸及酸化用添加劑課件酸化淤渣產(chǎn)生機理提高了膠質(zhì)的極性，降低了膠質(zhì)在油中的溶解度，一方面導致膠質(zhì)容易從油相中析出發(fā)生自身聚合，另一方面也削弱了膠質(zhì)對瀝青質(zhì)膠核的保護作用（

16、膠溶能力降低）。絡合作用可能在不同瀝青質(zhì)和膠質(zhì)之間發(fā)生，分別將不同瀝青質(zhì)和膠質(zhì)橋接起來，使其體積增加，布郎運動減弱。減弱甚至抵消了瀝青質(zhì)膠核的負電性。例如用含鐵鹽酸處理一個酸化時能生成淤渣的原油油樣后，發(fā)現(xiàn)瀝青質(zhì)帶有正電。這是一個酸化導致瀝青質(zhì)電性發(fā)生變化的證明。酸化淤渣產(chǎn)生機理提高了膠質(zhì)的極性，降低了膠質(zhì)在油中的溶解度， A、油溶性表面活性劑脂肪酸、烷基苯磺酸等，可按極性相近規(guī)則與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)中的含硫部分、含氮部分結(jié)合，減少膠質(zhì)、瀝青質(zhì)與酸反應及與鐵離子絡合，起防淤渣作用； B、鐵穩(wěn)定劑通過螯合酸中的Fe2+、Fe3+或?qū)e3+還原為Fe2+，減少淤渣的生成C、芳香烴溶劑 作酸與原油的緩沖

17、段塞，避免接觸7、防淤渣劑(3)常用的防淤渣劑及其作用機理 A、油溶性表面活性劑7、防淤渣劑(3)常用的防淤渣劑及8、潤濕反轉(zhuǎn)劑 酸中的緩蝕劑在油井近井地帶吸附，可將地層的親水表面反轉(zhuǎn)為親油表面，影響酸化效果。表面活性劑聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚、磷酸酯鹽化的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚或它們的混合物在地層表面按極性相近規(guī)則吸附第二吸附層而起潤濕反轉(zhuǎn)作用?；ト軇┮叶级∶押投叶家颐鸦蛩鼈兊幕旌衔??；ト軇┦峭ㄟ^解吸地層表面吸附的緩蝕劑，恢復地層表面的親水性而起作用。 這些物質(zhì)在后處理液中使用。 8、潤濕反轉(zhuǎn)劑 酸中的緩蝕劑在油井近井地帶吸附，可將地層的親9、轉(zhuǎn)向劑暫時堵塞劑，能暫時封堵高滲透層，使酸轉(zhuǎn)向低滲透層，提高酸化效果。顆粒轉(zhuǎn)向劑