酸化压裂相关工艺技术课件.ppt

1、104d8dd204d8dd酸化用酸液及添加剂304d8dd1.溶蚀能量强，生成的产物能够溶解于残酸水中 ，与储层流体配伍性好，对储层不产生污染；2.加入化学添加剂后所配制成的酸液的物理、化学性质能够满足施工要求；3.运输、施工方便，安全；4.价格便宜，货源广性能要求404d8dd酸化常用酸型酸类名称特点适用条件盐酸溶解力强，价廉货源广；反应速度快，腐蚀严重。广泛用于碳酸盐岩储层酸化 和碳酸盐含量高的砂岩储层酸化盐酸-氢氟酸(土酸)溶解力强，反应速度快，反应严重，易产生二次污染砂岩储层基质酸化氟硼酸反应慢，水解速度受温度影响较大。处理范围大。 砂岩储层深部解堵酸化无机酸磷酸反应速度慢，用以解除

2、硫化物，腐蚀产物及碳酸盐类堵塞物，HF 溶解粘土矿物。碳酸盐含量，泥质含量高， 含有水敏及酸敏性粘土矿物， 污染较重，又不易用土酸处理 的砂岩储层，可用磷酸/HF 处理。甲酸(蚁酸)有机酸乙酸反应慢，腐蚀性弱高温碳酸盐岩储层酸化氨基磺酸反应慢，腐蚀性弱，运输方便；溶蚀能力低，在高温下易生产水解不溶物。温度不高于 70的碳酸盐岩储层解堵酸化粉状酸氯醋酸反应慢，腐蚀性弱，运输方便；溶蚀能力低，较氨基磺酸酸性强而稳定碳酸盐岩储层解堵酸化乙酸-盐酸混合酸多组分酸甲酸-盐酸混合酸即可保证较强的溶解力，有可较好地实现深部酸化高 温 碳 酸 盐 岩 储 层 的 深 部 酸化。稠化酸缓速效果好，滤失量小;高温

3、下稳定性差，残酸不易返排。中、低温碳酸盐岩储层的酸化乳化酸缓速酸效果好，腐蚀性弱；摩阻大，排量受限。碳酸盐岩储层胶化酸缓速效果好，滤失量小；高温下稳定性差，未破胶对储层污染严重。碳酸盐岩储层化学缓速酸缓速效果好,施工难度大。碳酸盐岩储层缓速酸泡沫酸缓速效果好，滤失量小，对储层污染小；成本高，施工困难。低压、低渗水敏性碳酸盐岩 储层酸压504d8dd新型酸液5H酸高温延迟酸酸固体酸地下自生酸604d8dd盐酸系无机强酸，它是氯化氢的水溶液。纯盐酸系无机强酸，它是氯化氢的水溶液。纯盐酸是无色透明的液体，因含盐酸是无色透明的液体，因含FeClFeCl3 3及其它及其它杂质，故常看到的工业盐酸略呈黄色

4、，盐杂质，故常看到的工业盐酸略呈黄色，盐酸氯化氢气体具特有的刺激性气味。在空酸氯化氢气体具特有的刺激性气味。在空气中，浓盐酸常冒出白色酸雾。盐酸是一气中，浓盐酸常冒出白色酸雾。盐酸是一种具有强腐蚀性的强酸还原剂。种具有强腐蚀性的强酸还原剂。盐酸704d8dd品 质指 标 ， W /W %氯 化 氢 含 量铁 含 量硫 酸 含 量铅 含 量310.010.070.00002盐酸工业标准804d8dd盐酸特点(1)酸岩反应速度相对变慢，有效作用范围大；(2)单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸的排出；(3)单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高残酸的粘度，控制了酸岩反应速度，并有利于悬

5、浮、携带固体颗粒从储层中排出。(4)盐酸的主要缺点是与石灰岩反应速度太快，904d8dd盐酸比重及配制HCl =1+C/2盐酸百分浓度Wt和当量浓度关系：Wt=( )1001073. 01?N211221VCCVC盐酸浓度配置配置稀酸液所需的清水量V清水V1V2 V3比重1004d8dd降低盐酸液浓度需加清水量计算101ZXQQQ1清水用量，kg； Q0已配酸液量，kg； X已配酸液浓度重量百分比，； Z施工用酸液浓度重量百分比，盐酸比重及配制1104d8dd提高稀酸液浓度，需加浓盐酸量的计算CZZXQQ02Q2浓盐酸用量，kg；Q0已配酸液量，kg；C浓盐酸浓度重量百分比，； Z施工用酸液浓

6、度重量百分比，； X已配酸液浓度重量百分比，盐酸比重及配制1204d8dd酸浓度，%262728293031工业盐酸配置盐酸密度，kg/m31131.01136.81142.21147.11152.61157.7浓度，%密度重量体积清水重量体积清水重量体积清水重量体积清水重量体积清水重量11004.838.634.2965.837.232.7967.335.931.4968.634.630.2969.833.529.1970.932.421009.777.768.7931.374.865.8934.272.163.1936.969.660.7939.367.358.4941.665.13101

7、4.7117.1103.5896.5112.799.2900.8108.795.2904.8105.091.5908.5101.588.0912.098.241019.7156.9138.7861.3151.1132.9867.1145.7127.5872.5140.6122.6877.4136.0118.0882.0131.651024.8197.1174.3825.7189.8166.9833.1183.0160.2839.8176.7154.0846.0170.8148.2851.8165.361029.9237.7210.1789.9228.9201.3798.7220.7193.28

8、06.8213.1185.8814.2206.0178.7821.3199.371035.0278.7246.4753.6268.3236.0764.0258.8226.5773.5249.8217.8782.2241.5209.5790.5233.781040.2320.1283.0717.0308.2271.1728.9297.2260.2739.8287.0250.2749.8277.4240.7759.3268.491044.7361.6319.7680.3348.2306.3693.7335.8294.0706.0324.2282.6717.4313.4271.9728.1303.3

9、101050.0403.8357.1642.9388.9342.1657.9375.0328.3671.7362.1315.6684.4350.0303.7696.3338.7111055.0446.3394.6605.4429.8378.1621.9414.5362.9637.1400.2348.9651.1386.8335.6664.4374.4121060.0489.2432.6567.4471.1414.4585.6454.3397.7602.3438.6382.4617.6424.0367.9632.1410.3131064.6532.3470.6529.4512.6450.9549

10、.1494.3432.7567.3477.2416.0584.0461.3400.2599.8446.4141070.2576.3509.5490.5554.9488.1511.9535.1468.5531.5516.6450.4549.6499.4433.3566.7483.3151074.9620.1548.3451.7597.2525.3474.7575.8504.1495.9556.0484.7515.3537.5466.3533.7520.1161080.1664.7587.7412.3640.1563.0437.0617.2540.4459.6595.9519.5480.5576.

11、1499.8500.2557.5171084.9709.4627.2372.8683.1600.9399.1658.7576.7423.3636.0554.4445.6614.8533.4466.6594.9181090.2754.8667.3332.7726.8639.3360.7700.8613.6386.4676.7589.9410.1654.1567.5432.5633.0191095.2800.3707.6292.4770.7678.0322.0743.2650.6349.4717.5625.5374.5693.6601.8398.2671.3201100.2846.3748.325

12、1.7815.0716.9283.1785.9688.0312.0758.8661.5338.5733.5636.4363.6709.8211105.7893.1789.6210.4860.0756.5243.5829.3726.0274.0800.7698.0302.0774.0671.5328.5749.0221110.8939.9831.0169.0905.1796.2203.8872.8764.1235.9842.7734.6265.4814.6706.7293.3788.3231115.9987.1872.8127.2950.6836.2163.8916.6802.5197.5885

13、.0771.5228.5855.5742.3257.7827.9241121.41035.1915.284.8996.8876.8123.2961.2841.5158.5928.1809.0191.0897.1778.3221.7868.2251126.11082.8957.442.61042.7917.282.81005.4880.3119.7970.8846.3153.7938.4814.2185.8908.1261131.01131.01000.00.01089.1958.042.01050.2919.580.51014.0884.0116.0980.2850.4149.6948.627

14、1136.81180.51043.81136.81000.00.01096.2959.740.31058.4922.777.31023.1887.7112.3990.1281142.21230.11087.61184.51042.01142.21000.00.01102.8961.438.61066.1924.975.11031.7配置1m3不同浓度的盐酸溶液所需要的工业盐酸和清水量1304d8dd基质酸化不同酸化半径和孔隙度要求的注酸强度半径，m孔隙度，%0.250.40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.52.0孔隙体积，m310.00.015 0.046 0.0

15、74 0.109 0.149 0.197 0.250 0.310 0.376 0.448 0.526 0.611 0.702 1.25212.50.019 0.057 0.093 0.136 0.187 0.246 0.312 0.387 0.470 0.560 0.658 0.764 0.878 1.56515.00.023 0.069 0.111 0.163 0.224 0.295 0.375 0.464 0.563 0.672 0.790 0.917 1.054 1.87817.50.026 0.080 0.130 0.190 0.261 0.344 0.437 0.542 0.657

16、0.784 0.921 1.070 1.229 2.19120.00.030 0.091 0.148 0.217 0.299 0.393 0.500 0.619 0.751 0.896 1.053 1.222 1.405 2.50422.50.034 0.103 0.167 0.244 0.336 0.442 0.562 0.697 0.845 1.008 1.184 1.375 1.580 2.81725.00.038 0.114 0.185 0.271 0.374 0.491 0.625 0.774 0.939 1.120 1.316 1.528 1.756 3.13027.00.041

17、0.124 0.200 0.293 0.403 0.531 0.675 0.836 1.014 1.209 1.421 1.650 1.896 3.38130.00.045 0.137 0.222 0.326 0.448 0.590 0.750 0.929 1.127 1.344 1.579 1.834 2.107 3.7561404d8dd盐酸-氢氟酸(土酸) 化工界大批生产的氢氟酸化工界大批生产的氢氟酸( (HF) HF) 是是氟化氢的水溶液，有无水纯酸，或酸的氟化氢的水溶液，有无水纯酸，或酸的浓缩浓缩(40(4070%)70%)水溶液。氟化氢是一种水溶液。氟化氢是一种无色、恶臭有毒气体，

18、氟化氢的溶点为无色、恶臭有毒气体，氟化氢的溶点为8383，工业氢氟酸浓度为，工业氢氟酸浓度为4040，比重，比重在在1.111.11到到1.131.13之间。之间。1504d8dd氢氟酸工业标准品 质指标（重量百分数）氟化氢含量铁 含 量硫 酸 含量硅氟酸含量400.010.0221604d8dd氢氟酸浓度与密度的关系表浓 度 ， 密 度 ， kg/m3浓 度 ， 密 度 ， kg/m324681012141005101310211028.51036104310501618202430344010571064107010841102111411281704d8dd土酸密度与混合酸浓度的关系表

19、HCl 浓度HF 浓度34567891011123456789101.0231.0271.0301.0341.0371.0411.0441.0481.0281.0311.0351.0391.0421.0461.0491.0531.0331.0361.0401.0431.0471.0511.0541.0581.0381.0411.0451.0481.0521.0551.0591.0631.0421.0461.0501.0531.0561.0601.0641.0681.0471.0511.0541.0581.0611.0651.0691.0731.0521.0551.0591.0631.0671.

20、0701.0741.0771.0571.0601.0641.0681.0721.0751.0791.0821.0621.0651.0691.0721.0771.0801.0841.087.1.0661.0701.0741.0771.0821.0841.0891.0921804d8dd土酸的配制VHF所需商品氢氟酸体积，m3； VHCl所需商品盐酸体积，m3； CHF商品氢氟酸重量浓度，%； CHCl商品盐酸重量浓度，； CHF土酸中氢氟酸重量浓度，%； CHCL 土酸中盐酸重量浓度，； HF商品氢氟酸密度，kg/m3； HCl商品盐酸密度，kg/m3； Vm土酸体积，m3； m土酸密度，kg/

21、m3。mHFHFHFmHFVCCVmHClHClHClmHClVCCV配置酸液所需的清水量则为配置酸液所需的清水量则为 V V清水清水V Vm mV VHFHFV VHClHClV Vadiadi 1904d8dd甲酸又名蚁酸甲酸又名蚁酸( (HCOOH)HCOOH)，是无色透明的液体，熔点是无色透明的液体，熔点8.48.4，有刺激性气味。易溶于水，水溶液呈弱酸性。我，有刺激性气味。易溶于水，水溶液呈弱酸性。我国的工业甲酸浓度为国的工业甲酸浓度为9090以上。以上。乙酸又名醋酸乙酸又名醋酸( (CHCH3 3OOH)OOH)，我国工业乙酸的浓度为我国工业乙酸的浓度为9393以以上，因为乙酸在低

22、温时会凝成象冰一样的固态，故上，因为乙酸在低温时会凝成象冰一样的固态，故俗称为冰醋酸。俗称为冰醋酸。甲酸和乙酸2004d8dd优点：优点：反应速度慢、腐蚀性较弱，在高温下易于缓速反应速度慢、腐蚀性较弱，在高温下易于缓速和缓蚀。和缓蚀。 缺点：缺点：溶蚀能力小且价格昂贵，欲达到盐酸的溶蚀能溶蚀能力小且价格昂贵，欲达到盐酸的溶蚀能力，用酸量大，成本高，低渗透层排液困难。酸压时，力，用酸量大，成本高，低渗透层排液困难。酸压时，甲酸均匀溶蚀缝面，裂缝导流能力小。甲酸均匀溶蚀缝面，裂缝导流能力小。 只有在高温只有在高温(120以上以上)深井中，盐酸的缓速和缓深井中，盐酸的缓速和缓蚀问题无法解决时，才使用

23、它们酸化碳酸盐岩储层。蚀问题无法解决时，才使用它们酸化碳酸盐岩储层。2104d8dd酸 液 种 类 及 浓 度1m3酸 耗 完 溶 蚀 碳 酸 钙 重 量(kg)相 对 反 应 时 间 *7.5% 盐 酸15% 盐 酸28% 盐 酸106.5220.4440.00.71.06.010% 甲 酸10 乙 酸15 乙 酸109.085.0127.05.012.018.014% 盐 酸 7.5 甲 酸14% 盐 酸 10 甲 酸290.02856.012.0一般甲酸浓度不超过一般甲酸浓度不超过1010，乙酸液的浓度不超过，乙酸液的浓度不超过l5l5。2204d8dd组分酸就是一种或多种有机酸与盐酸的

24、混合物。组分酸就是一种或多种有机酸与盐酸的混合物。作用原理：作用原理：酸岩反应速度依氢离子浓度而定。因此当酸岩反应速度依氢离子浓度而定。因此当盐酸中混掺有离解常数小的有机酸盐酸中混掺有离解常数小的有机酸( (甲酸、乙酸、氯乙酸甲酸、乙酸、氯乙酸等等) )时，溶液中的氢离子数主要由盐酸的氢离子数决定。时，溶液中的氢离子数主要由盐酸的氢离子数决定。根据同离子效应，极大地降低了有机酸的电离程度，因根据同离子效应，极大地降低了有机酸的电离程度，因此当盐酸活性耗完前，甲酸或乙酸几乎不溶解，盐酸活此当盐酸活性耗完前，甲酸或乙酸几乎不溶解，盐酸活性耗完后，甲酸或乙酸才进而离解起溶蚀作用。所以，性耗完后，甲酸

25、或乙酸才进而离解起溶蚀作用。所以，盐酸在井壁附近起溶蚀作用，甲酸或乙酸在地层较远处盐酸在井壁附近起溶蚀作用，甲酸或乙酸在地层较远处起溶蚀作用，混合酸液消耗时间近似等于盐酸和有机酸起溶蚀作用，混合酸液消耗时间近似等于盐酸和有机酸反应时间之和，因此可以得到较长的有效距离。反应时间之和，因此可以得到较长的有效距离。2304d8ddn适用条件：碳酸盐岩类油气层的解堵酸化。n典型配方：15%28% HCl+2%3%缓蚀剂+1%3%表面活性剂+1%3%铁离子稳定剂2404d8ddn高温储层酸压(酸化)缓速、降滤，深部穿透 n盐酸稠化剂（胶凝剂）其它添加剂稠化酸n典型配方：15%28% HCl+2%酸液增稠

26、剂+2%3%缓蚀剂+2%3%表面活性剂+2%3%铁离子稳定剂n酸液的稠化剂有：含有半乳感露聚糖的天然高分子聚合物，如瓜胶、刺梧桐树胶等。有工业合成的高分子聚合物，如聚丙烯酰胺，纤维素衍生物等n稠化酸处理的优点；(1)缓速效果好；(2)粘度高，滤失小；(3)携带酸化后不溶性岩石颗粒及淤泥能力强。缺点：(1)稠化剂增加了酸液的粘度，破胶不好不利反排；(2)温度较高时，大部分稠化剂在酸液中迅速降解，热稳定性差，因此只限于低温地层使用；(3)残酸液中杂质机反应产物较常规酸对储层伤害较大。2504d8ddn目的：进一步提高酸液粘度n组成：盐酸稠化剂其它添加剂稠化酸交链剂 胶化酸n典型配方：20%25%H

27、Cl+0.01%0.05%交联剂+1%3%缓蚀剂+2%3%表面活性剂+2%3%铁离子稳定剂+1%2%助排剂n常用的有机交链剂为醛类化合物；无机交链剂如氯化锂、硝酸铝、硫酸铝等。n需加入破胶剂，常用的破胶剂有高锰酸钾、过硫酸铵等。n使用胶化酸的主要优缺点：(1)缓速效果及热稳定性都较稠化酸好；(2)酸液配置成本较稠化酸低；(3)能抑制粘土分散，控制酸液滤失；(4)酸化可排出不溶解的微粒及淤泥。(5)存在的主要问题是酸化后残酸返排困难n适用条件：具有较强反排能力的低渗碳酸盐岩的酸压裂或天然裂缝发育但被损害地层的深穿透酸化处理2604d8ddn乳化酸即油包酸型乳状液，一般用原油作外相，其内相一般为l

28、53l浓度的盐酸n配置过程：酸(盐酸或有机酸)乳化剂(表面活性剂)+油+其它添加剂n典型配方；20%25%HCl+1%3%缓蚀剂+2%3%铁离子稳定剂+1%3%乳化剂+30%原油或成品油。n需选用“HLB值”(亲水亲油平衡值)为36的表面活性剂作为W/O型乳化剂 如酰胺类(炕基酸胶)、胶盐类（l2炕基苯磺酸胶)、酶类(山梨糖醇酐油酸脂-一span80)等。n优缺点：缓速效果好粘度高滤失量低摩阻高2704d8ddn将亲油性表面活性剂加入酸中配制而成，借以产生一种物理屏障，阻碍酸至岩石表面的传递n整个施工过程需连续注酸n高流速和地层高温情况下，吸附作用将受到限制，大部分表面活性剂就会失去作用280

29、4d8ddn由酸液(一般为盐酸)、气体(一般用氮气或二氧化碳)、起泡剂和稳定剂混合制成n酸液为连续相，气体为非连续相，它是一种类似于宾汉流体的酸包气流体n气体的体积(泡沫干度)约占6585，酸液量为1535。表面活性剂的含量为0.51n泡沫酸按其质量可分成三类：增能型；泡沫质量 52%；泡沫型：泡沫质量 52%90%；雾化型：泡沫质量 90%。2904d8ddn优点：液体含量低（2040），对地层污染小，处理水敏性地层尤为优越；酸液漏失量小，酸穿距离长；粘度高，酸压时可获得较宽的裂缝；n泡沫酸中的高压气体有助于排液，悬浮力强，可带出固体颗粒，一般无需抽吸排液n主要存在问题是成本高，优化设计困难

30、，深井使用受到限制；地层压力高时，不能用泡沫酸处理，地面施工压力高n尤其适用于低压、低渗、水敏性强的地层的酸化施工，3004d8dd砂岩储层酸化酸液体系3104d8ddn适用条件：砂岩岩储层的解堵酸化施工n典型配方：8%12%HCl+3%5%HF+2%3%缓蚀剂+2%3%表面活性剂+1%3%铁离子稳定剂+1%3%粘土稳定剂3204d8ddn氟硼酸是一种强酸，其酸性与盐酸相当，当HBF4注入地层后，发生水解，生成氢氟酸HF。n氟硼酸在水中的水解是分步进行的，水解产物包括HBF3OH，HBF2(OH)2，HBF(OH)3，H3BO3和HF，水解反应式如下： HBF4H2OHBF3OHHF HBF3

31、OHH2O HBF2(OH)2HF HBF2(OH)2H2O HBF(OH)3HF HBF(OH)3H2O H3BO3HF3304d8ddn尽管氟硼酸具有高延缓反应速度氟硼酸具有高延缓反应速度的作用，但它溶解粘土的能力极强。n可以起到稳定粘土和其它颗粒的作用稳定粘土和其它颗粒的作用。HBF4能使粘土表面形成所谓的隔合层，阻碍离子交换，并使可移动的粘土微粒胶结在原位置上，在油井生产时，这些微粒不再流动，不再堵塞地层孔道。3404d8dd(可达50)的混合，主要应用于低渗的干气层。n用醇稀释后降低了酸与矿物的反应速度并具有作用。n降低了酸的表面张力，提高了混合物的汽压力，从而通过减少水的饱和度改善

32、了气体的渗透性，可以加加速排液速排液并提高排液质量。n不足之点是防腐问题增多且可能发生盐沉淀。3504d8ddn将盐酸、氢氟酸、甲酸或乙酸等有机酸按一定比例及配伍性添加剂混合而成有机土酸体系。n当盐酸足量时有机酸几乎不参与反应；当盐酸与储层矿物发生反应，有效浓度低时，有机酸才与储层矿物发生缓慢反应，延缓了氢氟酸的消耗,保持了较低的pH值,增加了酸液穿透半径。n一般乙酸或甲酸的浓度为05%，盐酸的浓度为盐酸的浓度为515%，氢氟酸的浓度为，氢氟酸的浓度为04。3604d8dd铝盐缓速酸(AlHF)n土酸溶液中加入土酸溶液中加入作为缓速剂的缓速酸作为缓速剂的缓速酸n在土酸中可形成在土酸中可形成Al

33、(n 6)络离子络离子，HF逐渐消耗时，逐渐消耗时，Al络离子可络离子可逐级离解出逐级离解出F，与与H生成生成HFn氯化铝氯化铝(AlCl3)缓速酸时反应过程如下：缓速酸时反应过程如下：AlCl3+4HF+H2O3HCl+H3O+AlF4-+3H3O+AlF2+3HF+3H2O (慢慢)6HFSiO2H2SiF6+2H2O (快快)26HFAl2Si4O10(OH)2+4HCl4H2SiF6+2AlF2+12H2O+4Cl (更快更快)n泥质堵塞的疏松易出砂油层以及常规土酸不能解除的泥质污染泥质堵塞的疏松易出砂油层以及常规土酸不能解除的泥质污染储层。储层。3704d8dd其他酸液体系n磷酸(H

34、3PO4)/HFn顺序注盐酸一氟化铵(SHF)n自生土酸酸化(SGMA)n缓冲调节土酸(BRMA)3804d8dd酸液添加剂及选择酸液添加剂及选择3904d8ddn常用添加剂的种类：常用添加剂的种类：q缓蚀剂缓蚀剂q缓速剂缓速剂q稳定剂稳定剂q表面活性剂表面活性剂q增粘剂增粘剂q减阻剂减阻剂q暂堵剂暂堵剂q破乳剂破乳剂q杀菌剂等杀菌剂等。n要求：要求：(1)(1)效能高，处理效果好；效能高，处理效果好；(2)(2)与酸液、储层与酸液、储层流体及岩石配伍性好；流体及岩石配伍性好；(3)(3)来源广，价格便宜。来源广，价格便宜。4004d8dd缓蚀剂缓蚀机理缓蚀剂缓蚀机理2 2HC1+FeFeC1

35、HC1+FeFeC12 2+H+H2 2 FeC1FeC12 2易溶于水，但当酸浓度降低到一定程度后，易溶于水，但当酸浓度降低到一定程度后，FeC1FeC12 2水解生成水解生成Fe(OH)Fe(OH)2 2，其反应为：其反应为： FeC1FeC12 2+2H+2H2 2OFe(OH)OFe(OH)2 2 +2HCl+2HCl Fe(OH) Fe(OH)2 2是絮凝状沉淀是絮凝状沉淀盐酸与金属铁的反应为：盐酸与金属铁的反应为：4104d8ddn缓蚀剂性能差n缓蚀剂用量不足n金属杂质4204d8dd 缓蚀剂是通过物理吸附或化学吸附而吸附在缓蚀剂是通过物理吸附或化学吸附而吸附在金属表面，从而把金属

36、表面覆盖，使其腐蚀得到金属表面，从而把金属表面覆盖，使其腐蚀得到抑制抑制。 因而凡是影响覆盖面积大小的因素因而凡是影响覆盖面积大小的因素( (如：缓如：缓蚀剂分子的大小、扁平吸附方式还是直立吸附方蚀剂分子的大小、扁平吸附方式还是直立吸附方式等式等) )以及影响吸附易难的因素都会对缓蚀效果以及影响吸附易难的因素都会对缓蚀效果有很大影响。有很大影响。缓蚀机理缓蚀机理4304d8dd缓蚀剂评价方法缓蚀剂评价方法 缓蚀剂的室内评价一般是使被保护金属试样与酸接触缓蚀剂的室内评价一般是使被保护金属试样与酸接触，将金属试样插入盛酸与缓蚀剂的高压釜内，在一定温度，将金属试样插入盛酸与缓蚀剂的高压釜内，在一定温

37、度、压力、搅动条件下测定金属的失重。试验前后或试验期、压力、搅动条件下测定金属的失重。试验前后或试验期间定时对试样称重便可确定试样的腐蚀量，缓蚀效果用腐间定时对试样称重便可确定试样的腐蚀量，缓蚀效果用腐蚀速度蚀速度( (单位时间内与酸接触的单位面积金属的失重量单位时间内与酸接触的单位面积金属的失重量g/mg/m2 2.h).h)或用缓蚀率来衡量：或用缓蚀率来衡量：100-(%)121vvv4404d8ddn常压静态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标缓蚀剂评价指标酸液质量分数一级二级三级酸液类型温度反应时间hHClHF缓蚀剂质量分数G/(m3.h)1523344560200.31.03445581

38、53445510盐酸90200.51.03551010157.51.50.511338601230.30.523355107.51.52335510土酸9041230.51.03551010154504d8ddn高温高压动态腐蚀速率测定调节及缓蚀剂平均指标高温高压动态腐蚀速率测定调节及缓蚀剂平均指标缓蚀剂评价指标酸液质量分数一级二级三级酸液类型试验温度试验压力MPA搅拌速度 r/min反应时间hHClHF缓蚀剂质量分数G/(m2.h)15355101015100201.02.05101015152015102020303040120201.02.020303040405015304040505

39、060140202.03.0405050606070157080809090100160203.04.0607070808010015708080100100120盐酸180204.05.07080801001001207.51.535577151001231.01.54771212207.51.51015152525301201231.52.01520203030407.51.52025253030401401232.03.02530304040507.51.53040405050601601233.04.03550506060707.51.55070708080100土酸18016.060

40、411234.05.060808090901104604d8dd缓蚀剂类型及选择缓蚀剂类型及选择两大类：两大类：1)1) 如含砷化合物等。如含砷化合物等。2)2) 如砒啶类，炔醇类、醛类、硫脲类如砒啶类，炔醇类、醛类、硫脲类、胺类等。、胺类等。实际选用时一般应根据下列处理条件及井况进行：实际选用时一般应根据下列处理条件及井况进行：(1)(1)酸型及浓度；酸型及浓度； (2) (2)与酸接触的金属类型；与酸接触的金属类型；(3)(3)最高油管温度；最高油管温度；(4)(4)酸与管件的接触时间。酸与管件的接触时间。4704d8dd 研究和应用表明：有机缓蚀剂比无机缓蚀剂效能好；缓蚀研究和应用表明：

41、有机缓蚀剂比无机缓蚀剂效能好；缓蚀剂的用量有一个最佳用量问题，用多了反而不好，其用量应剂的用量有一个最佳用量问题，用多了反而不好，其用量应由试验确定；单一缓蚀剂的效果不如复合配方，应由试验筛由试验确定；单一缓蚀剂的效果不如复合配方，应由试验筛选最佳复配配方。选最佳复配配方。 酸化数值模拟结果表明：随着注液过程的进行，井筒温酸化数值模拟结果表明：随着注液过程的进行，井筒温度及井壁附近温度降低幅度大。因此，注液后期选用较便宜度及井壁附近温度降低幅度大。因此，注液后期选用较便宜的低温缓蚀剂，既扩大了缓蚀剂的选用范围，也大大节约了的低温缓蚀剂，既扩大了缓蚀剂的选用范围，也大大节约了成本，对其它添加剂的

42、选择也可采用类似的方法。成本，对其它添加剂的选择也可采用类似的方法。4804d8ddn表面张力降低剂表面张力降低剂主要采用阴离子型或非离子型表面活性剂及其调配物，主要采用阴离子型或非离子型表面活性剂及其调配物，将其添加剂加到酸液中以降低酸液和原油之间的表将其添加剂加到酸液中以降低酸液和原油之间的表面张力，降低毛管阻力，调整岩石润湿性，帮助酸面张力，降低毛管阻力，调整岩石润湿性，帮助酸液返排，提高净井作业效果。液返排，提高净井作业效果。n破乳剂破乳剂 在酸液中加入活性剂，可以抵消原油中原有的天然乳在酸液中加入活性剂，可以抵消原油中原有的天然乳化剂化剂( (石油酸等石油酸等) )的作用，防止酸与储

43、层原油乳化，的作用，防止酸与储层原油乳化，此类表面活性剂为破乳剂。此类表面活性剂为破乳剂。4904d8ddn分散剂及悬浮剂分散剂及悬浮剂 酸液溶解不掉的粘土、淤泥等杂质酸液溶解不掉的粘土、淤泥等杂质颗粒会从原来的位置上松散下来，形成絮凝团，这些团颗粒会从原来的位置上松散下来，形成絮凝团，这些团块移动并可能聚集，以致堵塞储层孔隙。因此应设法使块移动并可能聚集，以致堵塞储层孔隙。因此应设法使杂质可悬浮在酸液中，随残酸排出，为达到此目的而加杂质可悬浮在酸液中，随残酸排出，为达到此目的而加入的一种添加剂称为悬浮剂。入的一种添加剂称为悬浮剂。 常用的悬浮剂和分散剂是非离子型的和阴离子型的表面常用的悬浮剂

44、和分散剂是非离子型的和阴离子型的表面活性剂复配。活性剂复配。n缓速剂缓速剂 为了延缓酸岩反应速度，在酸液中加入一种活性为了延缓酸岩反应速度，在酸液中加入一种活性剂，其在岩石表面吸附，使岩石具有油湿性。岩石表面剂，其在岩石表面吸附，使岩石具有油湿性。岩石表面被油膜覆盖后，阻止了被油膜覆盖后，阻止了H H与岩面接触，降低酸岩反应速与岩面接触，降低酸岩反应速度。用于此目的的活性剂称为缓速剂度。用于此目的的活性剂称为缓速剂5004d8ddn抗酸渣剂抗酸渣剂 剂的复剂的复配物配物芳族溶剂芳族溶剂在酸性条件下络合铁离子的在酸性条件下络合铁离子的n常用烷基芳香基磺酸盐、芳香族互溶剂、乙二醇醚类常用烷基芳香基

45、磺酸盐、芳香族互溶剂、乙二醇醚类。5104d8dd n铁的来源：管壁面的腐蚀产物、轧制铁鳞、含铁矿物铁的来源：管壁面的腐蚀产物、轧制铁鳞、含铁矿物 2HCl+FeFe+2Cl-+H2 6HCl+ Fe2O32Fe+6Cl-+3H2O 2HCl+ FeOFe+2Cl-+H2OnFe+和和Fe+在酸液中能否沉淀，取决于酸液的在酸液中能否沉淀，取决于酸液的pH值与铁盐值与铁盐FeCl2、FeCl3的含量。当的含量。当FeCl3的含量大于的含量大于0.6及及pH值大于值大于1.86时时，Fe+会水解生成凝胶状沉淀：会水解生成凝胶状沉淀： Fe+3H2OFe(OH)3 +3H+n当当FeCl2的含量大于

46、的含量大于0.6及及pH值大于值大于6.84时，时，Fe+会水解生成凝会水解生成凝胶状沉淀：胶状沉淀： Fe+2H2OFe(OH)2 +2H+5204d8ddn在酸化施工中，有在酸化施工中，有Fe+、也有也有Fe+，但由于金属铁但由于金属铁的存在，在盐酸和金属铁构成的强还原性环境中，酸的存在，在盐酸和金属铁构成的强还原性环境中，酸液中的液中的Fe+能很快被还原成为能很快被还原成为Fe+： 2Fe+Fe 3Fe+ 从设备及管道中进入酸液的铁离子主要是从设备及管道中进入酸液的铁离子主要是Fe+离子。离子。n如果储层中存在的三价铁离子，由于没有金属铁的存如果储层中存在的三价铁离子，由于没有金属铁的存

47、在，不能发生转变为二价铁离子的反应，当在，不能发生转变为二价铁离子的反应，当pH值上值上升到升到3.33.5以上时，就会产生以上时，就会产生Fe(OH)3沉淀堵塞储沉淀堵塞储层，所以来源于施工设备和井下管柱的铁并不危险，层，所以来源于施工设备和井下管柱的铁并不危险，而真正有危害的是储层的三价铁。而真正有危害的是储层的三价铁。5304d8ddnpH控制剂控制剂 加入弱酸，控制pH值n螯合剂螯合剂(如醋酸，柠檬酸，如醋酸，柠檬酸，EDTA，NTA)能与酸液铁离子结合生成溶于水的络合物，从而减少了氢能与酸液铁离子结合生成溶于水的络合物，从而减少了氢氧化铁沉淀的机会。如醋酸能与酸液中的铁离子结合氧化铁

48、沉淀的机会。如醋酸能与酸液中的铁离子结合生成能够溶于水的六乙酸铁络离子。生成能够溶于水的六乙酸铁络离子。 Fe+6CH3COO-Fe(CH3COO)6- n还原剂还原剂(异抗坏血酸等异抗坏血酸等)5404d8ddn乙二胺四乙酸钠乙二胺四乙酸钠( (EDTA)EDTA)，氮川三乙酸氮川三乙酸( (NTANTA），），柠檬柠檬酸在高温和低温下稳定酸在高温和低温下稳定FeFe+效果都好，而醋酸和乳效果都好，而醋酸和乳酸在低温下效果好。酸在低温下效果好。nEDTAEDTA价格昂贵，应用受到限制价格昂贵，应用受到限制n柠檬酸的价格较低，但用量过度易产生沉淀柠檬酸的价格较低，但用量过度易产生沉淀nNTAN

49、TA的效果优于柠檬酸，仅次于的效果优于柠檬酸，仅次于EDTAEDTA，而价格也介于而价格也介于二者之间。二者之间。n但存在但存在H H2 2S S时，只能选用柠檬酸，时，只能选用柠檬酸，EDTAEDTA和和NTANTA。5504d8dd 酸液中加入粘土稳定剂的作用是防止酸化过程中酸液引起储层酸液中加入粘土稳定剂的作用是防止酸化过程中酸液引起储层中粘土膨胀、分散、运移造成的污染。常用粘土稳定剂如下：中粘土膨胀、分散、运移造成的污染。常用粘土稳定剂如下：n简单阳离子类粘土稳定剂简单阳离子类粘土稳定剂 主要是主要是K K、NaNa、NHNH4 4+ +等氯化物，如等氯化物，如KClKCl、NHNH4

50、 4ClCl等，添加在酸液中依靠等，添加在酸液中依靠离子交换作用离子交换作用稳定粘土。效果不稳定粘土。效果不佳，一般已不在处理液中使用，而用在前置液或后置液中。佳，一般已不在处理液中使用，而用在前置液或后置液中。n无机聚阳离子类粘土稳定剂无机聚阳离子类粘土稳定剂 如羟基铝及锆盐，氢氧化锆可加在酸如羟基铝及锆盐，氢氧化锆可加在酸液中使用，羟基铝在酸处理后的后置液中，能起较好的防止粘土分液中使用，羟基铝在酸处理后的后置液中，能起较好的防止粘土分散、膨胀作用。散、膨胀作用。n聚季铵盐聚季铵盐 兼有使酸稠化和缓速作用，或用于酸液的前置液或后置兼有使酸稠化和缓速作用，或用于酸液的前置液或后置液中，该类粘