酸化用酸及其添加劑

關(guān)于酸化用酸及其添加劑第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸除去近井地帶的堵塞物（如氧化鐵、硫化亞鐵、粘土），恢復(fù)地層的滲透率（酸化解堵）。是有效的油井增產(chǎn)、水井增注措施。（1）油水井酸處理的目的（2）酸處理的地位溶解地層的巖石，擴(kuò)大孔隙結(jié)構(gòu)的喉部，提高地層的滲透率（基巖酸化、壓裂酸化）。第2頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月酸的作用機(jī)理

酸的使用方法三個(gè)問(wèn)題第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸酸化用酸第3頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（1）鹽酸作用1：溶解堵塞油水井的腐蝕產(chǎn)物，恢復(fù)地層的滲透性。①鹽酸的作用：第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第4頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月作用2：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：第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸（1）鹽酸第5頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（1）鹽酸②鹽酸的使用濃度：

稀酸：指質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．03～0.15的鹽酸；

濃酸：指質(zhì)量分?jǐn)?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(yuǎn)地層，同時(shí)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。第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第6頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月A.氯化銨＋甲醛：在80～120℃范圍內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生鹽酸。③潛在鹽酸：第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸氯化銨過(guò)量第7頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸B.四氯化碳在120－370℃范圍內(nèi)水解生成鹽酸：

CCl4+2H2O=4HCl+CO2C.四氯乙烷在80－120℃范圍內(nèi)水解生成鹽酸：

CHCl2－CHCl2+2H2O=4HCl+OHC-CHO潛在酸有何好優(yōu)缺點(diǎn)？第8頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（2）氫氟酸作用1：可除去地層滲濾面的粘土堵塞，恢復(fù)地層滲透性：

①氫氟酸的作用：第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第9頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月作用2：氫氟酸和砂巖反應(yīng)，提高地層的滲透性

①氫氟酸的作用第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸（2）氫氟酸第10頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月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(wèn)題砂巖地層用氫氟酸酸化地層前，必須用鹽酸預(yù)處理（2）氫氟酸第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第11頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月形式一：氟硼酸③潛在氫氟酸（2）氫氟酸第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸四級(jí)水解第12頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月形式二：氟化銨＋甲醛②潛在氫氟酸（2）氫氟酸第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸甲醛過(guò)量第13頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月形式三：氟化銨＋膦酸如：氟化銨＋次氮基三亞甲基膦酸銨形式四：四氟乙烷

CHF2－CHF2+2H2O=4HF+OHC-CHO

②潛在氫氟酸（2）氫氟酸第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第14頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月

（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?jǐn)?shù)在0.06～0.15范圍，氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.03～0.15范圍。

常規(guī)土酸：鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.12，氫氟酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03。第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第15頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月②潛在土酸氯化銨＋氟化銨十甲醛產(chǎn)生土酸第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第16頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（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、白云巖第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第17頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（5）硫酸作用一：溶解滲濾面和近井地帶的堵塞物，恢復(fù)地層的滲透性作用二：溶解滲濾面和近井地帶的碳酸鹽，提高地層的滲透性第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第18頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月作用三：在遠(yuǎn)井起調(diào)剖作用第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸（5）硫酸第19頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（6）氨基磺酸①氨基磺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(fù)地層的滲透性第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第20頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（6）氨基磺酸作用一：溶解滲濾面和近井地帶的腐蝕產(chǎn)物，恢復(fù)地層的滲透性第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第21頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（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，提高地層的滲透性第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第22頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（6）氨基磺酸不能用于溫度超過(guò)90℃的地層。③使用注意問(wèn)題第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第23頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（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(jī)理

可以溶解灰?guī)r。第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸第24頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（7）低分子羧酸不能高濃度使用；③特點(diǎn)

價(jià)格較高；反應(yīng)速度慢，適合高溫酸化、深部酸化第7章酸化用酸及添加劑

7.1酸化用酸酯和酸酐不常用酸液的優(yōu)選及評(píng)價(jià)？第25頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月

（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(rùn)濕反轉(zhuǎn)機(jī)（9）轉(zhuǎn)向劑等添加劑主要種類

第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第26頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（1）緩速劑緩速劑是指加在酸中能延緩酸與地層反應(yīng)速率的化學(xué)劑。緩速機(jī)理：酸液中的H+傳遞到巖石表面；酸巖反應(yīng)；反應(yīng)生成物離開巖面。

控制其中一個(gè)環(huán)節(jié)第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第27頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（1）緩速劑常用緩速劑：①表面活性劑②聚合物表面活性劑緩速機(jī)理吸附在巖石；乳化形成油包酸乳狀液；

控制H+傳遞H+傳質(zhì)是速控第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑和反應(yīng)第28頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月乳化酸：配油包酸乳狀液的油：可用甲苯、二甲苯、煤油、柴油、輕質(zhì)原油或二甲苯與原油的混合物；可用的乳化劑：如十二烷基磺酸，用量為油質(zhì)量的1％～10％；油與酸的體積比7：93－45：55第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第29頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（1）緩速劑常用緩速劑表面活性劑、聚合物

聚合物緩速機(jī)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(kuò)散速率

控制H+傳遞第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第30頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月丙烯酰胺與2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物

聚合物（稠化劑）第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第31頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月

（3-（丙烯酰胺基）丙基三甲基氯化銨與丙烯酰胺共聚物）

聚合物（稠化劑）第32頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月①吸附膜型緩蝕劑分子特點(diǎn)：含有氮、氧和（或）硫元素作用原理：這些元素最外層均有未成鍵的電子對(duì)，在金屬表面吸附，控制金屬的腐蝕。第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑（2）緩蝕劑第33頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（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

第34頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月芐基氯化吡啶

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

第35頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月Mannich堿類

Mannich堿是甲醛、胺與一個(gè)含有活潑氫原子的化合物的縮合反應(yīng)產(chǎn)物。含有活潑氫原子的化合物可以是丙酮、苯乙酮、環(huán)己酮、乙酰乙酸、丙二酸、苯酚、炔類、吲哚、喹啉等。胺類可以是二甲胺、二乙胺、環(huán)己胺、乙二胺、二乙烯三胺等。

第36頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月②“中間相”型緩蝕劑分子特點(diǎn)：羥基與炔基相連的炔醇

辛炔醇丙炔醇作用原理：炔醇通過(guò)化學(xué)吸附和二次反應(yīng)，在金屬表面形成保護(hù)膜。第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第37頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月炔醇的化學(xué)吸附炔醇在金屬表面的化學(xué)吸附，主要?dú)w功于分子中含有的氧和叁鍵：A.炔醇分子中O原子的孤對(duì)電子能夠與Fe原子空的d電子軌道形成配價(jià)鍵。B.炔醇分子中的π電子云向金屬上的空白軌道偏移,π成鍵軌道與金屬原子的雜化軌道(空軌道)相互交蓋,形成σ三中心配價(jià)鍵,同時(shí)金屬原子填充有電子dp雜化軌道與對(duì)稱性相匹配的π*反鍵軌道相交蓋,形成三中心配價(jià)鍵(反饋鍵)。炔醇分子首先通過(guò)化學(xué)吸附濃集在金屬表面，提供了炔醇90%以上的緩蝕率。第38頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月炔醇的二次反應(yīng)

A.辛炔醇在酸液的鋼鐵表面上加氫生成烯醇

B.烯醇脫水生成共軛烯烴

第39頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月炔醇的二次反應(yīng)

C.共軛烯烴聚合，在鋼鐵表面形成“中間相”：第40頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（3）鐵穩(wěn)定劑

鋼鐵腐蝕產(chǎn)物（如氧化鐵、硫化亞鐵）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+。

為什么用鐵穩(wěn)定劑？

酸液中的Fe2+和Fe3+會(huì)存在哪些問(wèn)題？Fe3+和Fe2+在pH升高時(shí)水解重新生成沉淀（或稱二次沉淀），堵塞地層。第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第41頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（3）鐵穩(wěn)定劑Fe2+pH≥7.7開始沉淀Fe3+pH≥2.2開始沉淀乏酸pH4~6

酸液中的Fe2+和Fe3+會(huì)存在哪些問(wèn)題？主要防止Fe3+

沉淀第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第42頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（3）鐵穩(wěn)定劑螯合或絡(luò)合Fe3+Fe3+還原為Fe2+既還原又螯合

防止Fe3+沉淀的方法第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第43頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月①絡(luò)合劑或螫合劑

可與Fe3+絡(luò)合或螫合，使它在乏酸中不發(fā)生水解。第44頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月①絡(luò)合劑或螫合劑

第45頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月②還原劑將Fe3+還原至Fe2+，達(dá)到穩(wěn)定的目的。第46頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月②還原劑第47頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（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1μm），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。酸化過(guò)程中乳狀液產(chǎn)生原因及其危害

防乳化劑的類型

表面活性劑和互溶劑

第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第48頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月①有分支結(jié)構(gòu)的表面活性劑

防乳化機(jī)理：易于在界面上吸附，但不能穩(wěn)定乳狀液帶支鏈的活性劑第49頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月②互溶劑

防乳化機(jī)理：減少表面活性劑在原油和酸界面上吸附，使酸化過(guò)程形成的液珠易干聚并。第50頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（5）粘土穩(wěn)定劑

①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(dāng)?shù)貙踊謴?fù)注水或采油時(shí)，地層水中的鈉離子可通過(guò)離子交換逐漸將此氫土再轉(zhuǎn)變?yōu)殁c土而恢復(fù)它的膨脹性。②有機(jī)陽(yáng)離子型聚合物通過(guò)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．第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第51頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月主鏈上帶正電的陽(yáng)離子聚合物

第52頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月支鏈上帶正電的陽(yáng)離子聚合物

第53頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（6）助排劑

為什么用助排劑？

為減少二次沉淀對(duì)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(yīng)。提高近井地帶的壓力。第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第54頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月①含氟表面活性劑高表面活性、耐溫、耐酸第55頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月②增能劑

注酸液前，向地層注入一個(gè)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?dú)馐亲畛Ｓ玫脑瞿軇?。它由液氮產(chǎn)生．這類助排劑主要用于低壓地層的酸化。

第56頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月

油井酸化過(guò)程中，一些原油與酸液接觸后，體系中會(huì)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）防淤渣劑什么叫酸化淤渣？

為什么會(huì)產(chǎn)生酸化淤渣？

以原油的膠體體系模型為基礎(chǔ)，酸過(guò)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(dòng)力穩(wěn)定性，導(dǎo)致膠質(zhì)瀝青質(zhì)從原油中析出。第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第57頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月飽和份芳香份膠質(zhì)瀝青質(zhì)第58頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月膠質(zhì)瀝青質(zhì)單元片結(jié)構(gòu)示意圖第59頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月膠質(zhì)瀝青質(zhì)的質(zhì)子化后，極性增大第60頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月第61頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月酸化淤渣產(chǎn)生機(jī)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(dǎo)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(duì)瀝青質(zhì)膠核的保護(hù)作用（膠溶能力降低）。絡(luò)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(lái)，使其體積增加，布郎運(yùn)動(dòng)減弱。減弱甚至抵消了瀝青質(zhì)膠核的負(fù)電性。例如用含鐵鹽酸處理一個(gè)酸化時(shí)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(gè)酸化導(dǎo)致瀝青質(zhì)電性發(fā)生變化的證明。第62頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月①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(yīng)及與鐵離子絡(luò)合，起防淤渣作用；②鐵穩(wěn)定劑通過(guò)螯合酸中的Fe2+、Fe3+或?qū)e3+還原為Fe2+，減少淤渣的生成（7）防淤渣劑常用的防淤渣劑及其作用機(jī)理

第7章酸化用酸及添加劑

7.2酸化用添加劑第63頁(yè),共70頁(yè)，星期六，2024年，5月（8）潤(rùn)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。①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(rùn)濕反轉(zhuǎn)作用。②互溶劑乙二醇丁醚和二乙二醇乙醚或它們的混合物?；ト軇┦峭ㄟ^(guò)解吸地層表面吸附的緩蝕劑，恢復(fù)地層表面的親水性而起作用。