酸處理用酸

酸處理用酸是指油層酸處理中使用的各種酸。主要包括配製酸液的鹽酸、土酸及各種緩速酸，如稠化酸、乳化酸、微孔酸、潛在酸、低分子有機酸等。這些酸能除去近井地帶的堵塞物（泥漿殘渣、粘土、氧化鐵），恢復油層的滲透率和（或）溶解砂岩油層粒間膠結物以及溶解破壞碳酸岩油層結構，提高油層的滲透率。

基本介紹

• 中文名：酸處理用酸

酸化目的

酸化是油氣井增產、注水井增注的主要手段之一，用酸液解除生產井和注水井井底附近的污染，清除孔隙或裂縫中的堵塞物質，或者改善原有的孔隙或裂縫，提高地層滲透率，層而實現增產增注的目的。

常見酸液體系

土酸

土酸：一般組成為3%-6%氫氟酸+10%-15%鹽酸混合液。

氫氟酸作用：與砂岩反應溶解泥質和二氧化矽。

鹽酸作用：1.與碳酸鹽反應，先把大部分碳酸鹽溶解掉，防止CaF₂等生成物沉澱。

2.酸液把地層水頂走，避免氫氟酸與底層水接觸防止低層水中的Na⁺、K⁺、與H₂SiF₆作用生成沉澱物，從而充分利用土酸對粘土、石英和長石的溶蝕作用。

缺點：與粘土礦物反應速度快、作用距離短、易產生二次沉澱。

順序土酸

該酸液體系是利用粘土的離子交換性能。

通過交替向地層注入HCL和含F⁺的溶液，HCL和含F⁺的溶液交替與粘土表面接觸，不斷生成氫氟酸，從而溶解粘土礦物。

粘土是砂岩油藏中主要的具有離子交換特性的礦物，對應的砂粒只具有很小的離子交換性能，所以SHF酸液體系主要是與砂岩油藏中的粘土礦物發生反應。

優點： 對於因粘土堵塞而造成的地層污染，SHF酸液體系具有很好的效果。

其它觀點：（1）通過交替生成的氫氟酸量很少，幾乎不可能侵蝕粘土礦物的 表面。

（2）該過程前提是粘土表面最初吸附水合H⁺，然後與NH4⁺交 換，生成氫氟酸。兩者的交換影響因素很多，能否成功令人懷疑。

含醇土酸

含醇土酸為土酸與異丙醇或甲醇（達50%）的混合物，主要用於低滲透乾氣層。用乙醇稀釋可降低酸與礦物的反應速度，起緩速作用；且混合物蒸汽壓增加時易於返排；同時因酸表面張力被己醇減小，使氣體滲透率因水飽和度下降而得以增加。

自生土酸

含醇土酸為土酸與異丙醇或甲醇（達50%）的混合物，主要用於低滲透乾氣層。用乙醇稀釋可降低酸與礦物的反應速度，起緩速作用；且混合物蒸汽壓增加時易於返排；同時因酸表面張力被己醇減小，使氣體滲透率因水飽和度下降而得以增加。

（1）甲酸甲酯鹽用於55－82℃之間，反應式：

（2）一氯代醋酸銨用於82－102℃之間，反應式：

（3）乙酸甲酯用於88－138℃之間。

（4）三氯甲苯用於30－60℃之間。

優點：腐蝕速度低。

缺點：成本高，不易操作。

有機土酸

常規土酸反應速遞快，受溫度的影響很大。甲酸和乙酸為弱離子型、慢反應的有機弱酸。用甲酸或乙酸替代鹽酸，能延緩氫氟酸的消耗，適用於高溫油井（高於120℃）。

緩衝調解土酸酸液體系

該酸液體系是由有機弱酸，弱酸鹽和氟鹽按一定配比組成。酸化原理是通過弱酸和弱酸鹽之間的緩衝作用來控制溶液中HF和被電離的有機弱酸的濃度，從而控制HF和地層較低的反應速度。所用的弱酸一般有甲酸、乙酸和檸檬酸。但該體系的深部酸化只能是在較低的溫度下進行，溫度太高則只能在近井地帶進行。

氟硼酸

氟硼酸注入地層後發生水解反應，生成氫氟酸，從而達到酸化目的。氟硼酸在水中水解是分步進行的，第一步水解最慢，決定了水解整個過程。

氟硼酸主要用於砂岩地層深部酸化，具有如下特點：

1：水解反應速度主要受氟硼酸濃度、溶液酸度和溫度控制。

2：可以防止粘土及其他顆粒運移，降低陽離子交換容量，減小粘土水敏性。

3：氟硼酸對地層岩石傷害小得多。

4：氟硼酸可作為前置液或後置液於土酸聯合使用。

5：氟硼酸與富含鉀的矽鋁酸鹽反應生成氟硼酸鉀，形成對地層無傷害的反應產物。

多氫酸酸液體系

多氫酸酸液體系是一種複合膦酸與氟鹽反應生成HF酸的酸液體系。這種複合膦酸含有多個氫離子，所以也稱“多氫酸”。多氫酸可以逐漸電離出H⁺與氟鹽反應緩慢生成HF和膦酸鹽，反應方程式為：

H₅R+NH₄HF₂→+2HF

其中：H₅R為多氫酸；R為膦酸根基團；NH₄RH₄為膦酸鹽。

室內實驗表明：

（1）多氫酸在反應過程中H⁺濃度能夠在較長時間內保持較高水平，說明多氫酸能緩慢電離出H⁺，實現深部酸化；且能保持較低的pH值，有利於防止二次沉澱的產生。

（2）多氫酸對Ca²⁺、Na⁺、K⁺、NH₄⁺等離子有很強的吸附能力，使得這些離子很難與F^-、SiF₆^2-形成氟鹽和氟矽酸鹽沉澱。

（3）多氫酸對溶液中多價金屬離子具有絡合作用，能夠在很低的濃度下螯合較多的金屬離子，從而抑制和阻止沉澱晶種的生成和成長，防止二次沉澱的產生。

泡沫酸

泡沫酸由酸液（一般鹽酸）、氣體（一般氮氣或二氧化碳）、起泡劑和穩定劑混合而成。其中酸液為連續相，氣體是非連續相，泡沫酸流變性類似於賓漢型塑性流體。它主要用於碳酸鹽岩油氣藏，尤其是低滲透低壓液敏性地層以及非常易於溶解且有大量微粒脫落的地層。

稠化酸

也稱為膠凝酸，油酸液和稠化劑配製而成。高粘酸液中的高分子結構束縛H+的傳質而減小酸岩反應速度；高粘酸液增大動態縫寬、降低岩石面容比、增大流速而獲得緩速效果。主要用於低溫碳酸鹽岩的壓裂酸化處理。

膠化酸

由稠化酸和交聯劑配製而成，其緩速原理與稠化酸相同。酸化後未破裂的凝膠及不溶物對地層傷害大，它在高溫井使用受限。

乳化酸

乳化酸為油包酸或酸包油型乳化液。由酸、油、乳化劑和其它添加劑配製，主要用於壓裂酸化。一般用10%－30%的油作外相，酸作內相；當酸作外相時，油酸比通常2：1。它用於氣井時可能形成三相流動而影響排液效率，故使用受限。

磷酸

磷酸電離度低，緩速效果明顯，使用與鈣質含量高的砂岩或石灰岩儲集層。

多組分酸

利用鹽酸溶蝕能力強的特點獲得較高的酸蝕裂縫導流能力，又利用有機酸的低腐蝕性，主要用於高溫地層酸處理。由於酸岩反應速度主要取決於H⁺濃度，只有鹽酸耗盡之後有機酸才電離溶蝕岩石。混合酸的反應時間近似為兩種酸的反應時間之和。

酸液選擇的依據

根本原則

酸液必須有效消除傷害（包括兩次傷害），且能增加滲透率。

選擇依據

1、儲層礦物的化學成分及表面積。

2、地層的溫度及壓力。

酸液中常用的添加劑

1：緩蝕劑

主要用於減少酸液對金屬管件的腐蝕，降低對地層的污染。

2．表面活性劑

降低表面界面張力，防止生成乳狀液，使底層水濕和加速返排等。

3．鐵離子穩定劑

鐵離子及其他金屬鹽形成絡合離子而沉澱。

4．助排劑

藉助氣體膨脹加速殘酸返排，常用N₂、醇類和表面活性劑。

5．粘土穩定劑

NH₄Cl ，KCl

6．降阻劑

降低工作也在井筒流動的沿程摩阻，降低施工壓力。

7.暫堵劑

基質酸化時用以橋堵地層孔隙，酸壓時用以橋塞射孔孔眼或裂縫入口。

8．凝膠劑

稠化酸體系的主要添加劑。