《油田化学第四章A酸化及酸液添加剂课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油田化学第四章A酸化及酸液添加剂课件.ppt（67页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、油田化学油田化学Oil ChemistryOil Chemistry主讲：文守成主讲：文守成石油工程学院石油工程学院课程学习内容课程学习内容绪论绪论第一章第一章 表面活性剂表面活性剂第二章第二章 油田用高分子油田用高分子第三章第三章 化学驱油技术化学驱油技术第四章第四章 酸化、压裂及添加剂酸化、压裂及添加剂第五章第五章 化学清蜡与防蜡化学清蜡与防蜡第六章第六章 油田化学堵水油田化学堵水第七章第七章 化学防砂化学防砂第八章第八章 油田水处理技术油田水处理技术第九章第九章 钻井液、完井液及添加剂钻井液、完井液及添加剂第十章第十章 固井水泥浆及添加剂固井水泥浆及添加剂本章需要理解和掌握的内容本章需要
2、理解和掌握的内容酸化的各种分类及名词解释；酸化的各种分类及名词解释；碳酸盐油气层基质酸化反应产物对渗流的影响；碳酸盐油气层基质酸化反应产物对渗流的影响；影响砂岩油气层酸化效果的主要因素；影响砂岩油气层酸化效果的主要因素；化学缓速酸与潜在酸的名词解释及分类；化学缓速酸与潜在酸的名词解释及分类；泡沫酸、稠化酸、乳化酸、微乳酸的组成。泡沫酸、稠化酸、乳化酸、微乳酸的组成。铁稳定剂及稳定铁离子的方法；铁稳定剂及稳定铁离子的方法；交联丙烯酰胺类稠化剂的方式；交联丙烯酰胺类稠化剂的方式；粘土稳定剂、互溶剂、缓速剂、暂堵剂、减阻剂。粘土稳定剂、互溶剂、缓速剂、暂堵剂、减阻剂。前前 言言概念概念向地层注入酸液
3、或酸性混合液，与地层中向地层注入酸液或酸性混合液，与地层中部分矿物发生化学反应，溶蚀储层，增加部分矿物发生化学反应，溶蚀储层，增加 孔隙、裂缝的流动能力，从而使油气井增孔隙、裂缝的流动能力，从而使油气井增产或注水井增注的一种工艺措施。产或注水井增注的一种工艺措施。酸酸 化：化：前前 言言酸化分类酸化分类按储层分类按储层分类碳碳酸酸盐盐酸酸化化砂砂岩岩酸酸化化按酸化工艺按酸化工艺基基质质酸酸化化压压裂裂酸酸化化按酸液分类按酸液分类常常规规酸酸化化缓缓速速酸酸化化前前 言言酸化分类酸化分类基基质质酸酸化化：是是指指在在低低于于岩岩石石破破裂裂压压力力的的条条件件下下，将将酸酸液液注注入入油油气气层
4、层，使使之之沿沿径径向向渗渗入入油油气气层层，溶溶解解孔隙及喉道中的堵塞物。孔隙及喉道中的堵塞物。压压压压裂裂裂裂酸酸酸酸化化化化：简简简简称称称称酸酸酸酸压压压压，是是是是在在在在足足足足以以以以压压压压开开开开油油油油气气气气层层层层形形形形成成成成裂裂裂裂缝缝缝缝或或或或张张张张开开开开油油油油气气气气层层层层原原原原有有有有裂裂裂裂缝缝缝缝的的的的压压压压力力力力下下下下，对对对对油油油油气气气气层层层层挤挤挤挤酸的一种工艺。酸的一种工艺。酸的一种工艺。酸的一种工艺。酸洗就是用酸酸洗就是用酸清洗井筒中酸溶性结垢清洗井筒中酸溶性结垢或疏通孔眼的一或疏通孔眼的一 酸洗就酸洗就是用酸清洗井筒
5、中酸溶是用酸清洗井筒中酸溶性结垢或疏通孔眼的一性结垢或疏通孔眼的一种油气井增产措施。种油气井增产措施。酸化原理酸化原理碳酸盐岩酸化原理碳酸盐岩酸化原理方解石（方解石（CaCOCaCO3 3）和白云石（）和白云石（CaMg(COCaMg(CO3 3)2 2）石灰岩：方解石含量大于石灰岩：方解石含量大于50%50%；白云岩：白云石含量大于白云岩：白云石含量大于50%50%；1、碳酸、碳酸盐组成成孔隙性型、裂缝孔型以及孔隙孔隙性型、裂缝孔型以及孔隙-裂缝型裂缝型2 2、油气藏按孔隙和裂缝分类、油气藏按孔隙和裂缝分类 采用盐酸溶解孔隙或裂缝中的堵塞物或扩采用盐酸溶解孔隙或裂缝中的堵塞物或扩大沟通油气储
6、层原有的孔隙、裂缝，提高油气层大沟通油气储层原有的孔隙、裂缝，提高油气层的渗透性，进而提高油气井产能。的渗透性，进而提高油气井产能。3 3、碳酸岩基质酸化原理、碳酸岩基质酸化原理酸化原理酸化原理碳酸盐岩酸化原理碳酸盐岩酸化原理3 3、碳酸岩基质酸化原理、碳酸岩基质酸化原理1 1）化学反应）化学反应2)2)生成物状态分析生成物状态分析(见见99-10099-100）a a）氯化钙的溶解性能）氯化钙的溶解性能b b）二氧化碳的状态与溶解能力）二氧化碳的状态与溶解能力c c）反应产物对渗流的影响）反应产物对渗流的影响酸化原理酸化原理碳酸盐岩酸化原理碳酸盐岩酸化原理4 4、碳酸盐岩压裂酸化原理碳酸盐岩
7、压裂酸化原理 1 1）高于岩石破裂压力挤入酸液；）高于岩石破裂压力挤入酸液；2 2）增加酸化半径；）增加酸化半径；3 3）酸蚀可使得裂缝表面凹凸不平，进而达到施工）酸蚀可使得裂缝表面凹凸不平，进而达到施工后裂缝不能有效闭合。后裂缝不能有效闭合。酸化原理酸化原理二、砂岩油气层酸化原理二、砂岩油气层酸化原理 主要由主要由石英石英、长石（硅酸铝盐）长石（硅酸铝盐）和和粒间胶结物粒间胶结物组成，组成，其中胶结物主要为其中胶结物主要为粘土与碳酸盐类粘土与碳酸盐类等物质组成。等物质组成。1 1、砂岩组成：、砂岩组成：2 2、渗流通道类型：、渗流通道类型：孔隙孔隙3 3、酸化原理及工艺：、酸化原理及工艺：一
8、般采用土酸或潜在酸溶解砂粒间的胶结物和部分一般采用土酸或潜在酸溶解砂粒间的胶结物和部分砂粒，或溶解孔隙中的泥质堵塞物或其他垢物，以提高砂粒，或溶解孔隙中的泥质堵塞物或其他垢物，以提高或回复井底附近油气层的渗透率。或回复井底附近油气层的渗透率。酸化原理酸化原理二、砂岩油气层酸化原理二、砂岩油气层酸化原理 3 3、酸化原理及工艺：、酸化原理及工艺：1)土酸与砂岩油气层的反应土酸与砂岩油气层的反应土酸与砂岩中各成分的反应速度各不相同。上述反应，土酸与砂岩中各成分的反应速度各不相同。上述反应，包括生成的氟化钙均为沉淀，一方面消耗酸，另一方面包括生成的氟化钙均为沉淀，一方面消耗酸，另一方面堵塞地层。因此
9、，对于碳酸盐含量大于堵塞地层。因此，对于碳酸盐含量大于20%20%的油气层，的油气层，均不能采用土酸酸化，碳酸盐含量较小时，在注入土酸均不能采用土酸酸化，碳酸盐含量较小时，在注入土酸之前也应采用盐酸作为前置液处理，以清除碳酸盐，避之前也应采用盐酸作为前置液处理，以清除碳酸盐，避免氢氟酸的无谓消耗与生成氟化钙沉淀。免氢氟酸的无谓消耗与生成氟化钙沉淀。酸化原理酸化原理二、砂岩油气层酸化原理二、砂岩油气层酸化原理 3 3、酸化原理及工艺：、酸化原理及工艺：2 2）影响砂岩油气层酸化效果的主要因素）影响砂岩油气层酸化效果的主要因素酸化现象：渗透率开始时呈下降趋势，继续注酸，渗酸化现象：渗透率开始时呈下
10、降趋势，继续注酸，渗透率增加。透率增加。A A）粘土水化膨胀，岩石基质解体引起堵塞；）粘土水化膨胀，岩石基质解体引起堵塞；B B）生成难容物堵塞，反排不及时）生成难容物堵塞，反排不及时C C）酸压不能使得裂缝界面凹凸不平，酸化后裂缝闭合程度）酸压不能使得裂缝界面凹凸不平，酸化后裂缝闭合程度较高，增产效果不明显。较高，增产效果不明显。D D）一般采用水力压力进行增产，对于胶结物较多或污染较）一般采用水力压力进行增产，对于胶结物较多或污染较堵塞较严重的砂岩油气层也常采用常规酸化进行处理。堵塞较严重的砂岩油气层也常采用常规酸化进行处理。由此可见，砂岩酸化较碳酸盐酸化难度大，处理不当将产生二次沉淀。由
11、此可见，砂岩酸化较碳酸盐酸化难度大，处理不当将产生二次沉淀。酸处理用酸酸处理用酸1 1、盐酸、盐酸2 2、氢氟酸、氢氟酸3 3、土酸、土酸4 4、磷酸、磷酸5 5、硫酸、硫酸6 6、低分子羧酸、低分子羧酸 酸的作用机理酸的作用机理 酸的使用方法酸的使用方法 潜在酸形式潜在酸形式三三个个问问题题盐酸盐酸（1 1）盐酸的作用）盐酸的作用作用一作用一：溶解堵塞油水井的腐蚀产物，恢复地层的渗透性。：溶解堵塞油水井的腐蚀产物，恢复地层的渗透性。作用二作用二：溶解灰岩（石灰岩、白云岩），改善地层渗透性。：溶解灰岩（石灰岩、白云岩），改善地层渗透性。盐酸盐酸（2 2）盐酸的使用浓度）盐酸的使用浓度 稀酸：指
12、质量分数为稀酸：指质量分数为0 003030.150.15的盐酸；的盐酸；浓酸：指质量分数为浓酸：指质量分数为0.150.15 0.370.37的盐酸。的盐酸。一般使用稀酸，而浓酸使用的目的是使酸能酸一般使用稀酸，而浓酸使用的目的是使酸能酸化深远地层，同时由于浓酸处理可产生大量二氧化深远地层，同时由于浓酸处理可产生大量二氧化碳，并提高乏酸（酸处理后的酸）的粘度，使化碳，并提高乏酸（酸处理后的酸）的粘度，使它及其中悬浮的岩屑易排出地层它及其中悬浮的岩屑易排出地层。盐酸盐酸（3 3）潜在盐酸）潜在盐酸氯化铵甲醛：氯化铵甲醛：在在8080120120范围内反应产生盐酸。范围内反应产生盐酸。潜在酸有何
13、好处潜在酸有何好处？氢氟酸氢氟酸（1 1）氢氟酸的作用）氢氟酸的作用作用一：作用一：可除去地可除去地层渗渗滤面的粘土堵塞，恢复地面的粘土堵塞，恢复地层渗透性：渗透性：作用二：作用二：氢氟酸和砂岩反氟酸和砂岩反应，提高地，提高地层的渗透性的渗透性氢氟酸氢氟酸（2 2）氢氟酸使用注意问题）氢氟酸使用注意问题氢氟酸不能用于氟酸不能用于处理石灰岩和白云岩；理石灰岩和白云岩；砂岩地层用氢氟酸酸化地层前，必须用砂岩地层用氢氟酸酸化地层前，必须用盐酸预处理盐酸预处理（3 3）潜在氢氟酸）潜在氢氟酸形式一：氟硼酸形式一：氟硼酸土酸土酸（3 3）潜在氢氟酸）潜在氢氟酸形式一：氟硼酸形式一：氟硼酸形式二：形式二：
14、氟化铵甲醛氟化铵甲醛土酸土酸（1 1）土酸构成）土酸构成盐酸与氢氟酸的混合酸叫土酸；盐酸与氢氟酸的混合酸叫土酸；在土酸中，盐酸的质量分数在在土酸中，盐酸的质量分数在0.060.060.150.15范围，范围，氢氟酸的质量分数在氢氟酸的质量分数在 0.03 0.030.150.15范围。范围。常规土酸：盐酸的质量分数常规土酸：盐酸的质量分数0.120.12，氢氟酸的质，氢氟酸的质量分数量分数 0.03 0.03。（2 2）潜在土酸）潜在土酸氯化铵氟化铵十甲醛产生土酸氯化铵氟化铵十甲醛产生土酸磷酸磷酸作用一：作用一：磷酸可解除腐蚀产物的堵塞磷酸可解除腐蚀产物的堵塞作用二：作用二：可溶解灰岩、白云岩
15、可溶解灰岩、白云岩硫酸硫酸作用一：作用一：溶解渗滤面和近井地带的堵塞物，恢复地层溶解渗滤面和近井地带的堵塞物，恢复地层的渗透性的渗透性作用二：作用二：溶解渗滤面和近井地带的碳酸盐，提高地层溶解渗滤面和近井地带的碳酸盐，提高地层的渗透性的渗透性作用三：在远井起调剖作用作用三：在远井起调剖作用氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸（1 1）酸的形式）酸的形式一种固体酸。一种固体酸。（2 2）酸的作用）酸的作用作用一：作用一：溶解渗滤面和近井地带的腐蚀产物，恢复地溶解渗滤面和近井地带的腐蚀产物，恢复地 层的渗透性层的渗透性氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸 （2 2）酸的作用）酸的作用作用二：作用二：溶解渗
16、滤面和近井地带的碳酸岩，提高地溶解渗滤面和近井地带的碳酸岩，提高地 层的渗透性层的渗透性氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸氨基磺酸不能用于温度超过不能用于温度超过6060 的地层。的地层。（3 3）使用注意问题）使用注意问题低分子羧酸低分子羧酸低分子羧酸低分子羧酸低浓度使用，为什么低浓度使用，为什么？（1 1）可用的低分子羧酸）可用的低分子羧酸甲酸、乙酸、丙酸及其混合物。甲酸、乙酸、丙酸及其混合物。（2 2）作用机理）作用机理 可以溶解灰岩。可以溶解灰岩。低分子羧酸低分子羧酸低分子羧酸低分子羧酸不能高浓度使用；不能高浓度使用；（3 3）特点）特点 价格较高；价格较高；反应速度慢，适合高温酸化、深部酸化反
17、应速度慢，适合高温酸化、深部酸化其他酸其他酸3 3、活性酸、活性酸 添加表面活性剂的酸，通过表面活性剂在岩石表面添加表面活性剂的酸，通过表面活性剂在岩石表面吸附损耗，使得酸在地层中逐步释放。吸附损耗，使得酸在地层中逐步释放。4 4、氯化铝缓速土酸、氯化铝缓速土酸 即氯化铝与土酸混合达到缓释目的即氯化铝与土酸混合达到缓释目的5 5、其他潜在酸、其他潜在酸 如酯、酸酐、酰氯、卤代烃、卤盐以及含氟酸等如酯、酸酐、酰氯、卤代烃、卤盐以及含氟酸等6 6、其他酸体系、其他酸体系 泡沫酸、稠化酸、乳化酸以及微乳酸等泡沫酸、稠化酸、乳化酸以及微乳酸等酸处理用的添加剂酸处理用的添加剂酸处理用的添加剂酸处理用的添
18、加剂1 1、缓速剂、缓速剂 2 2、缓蚀剂、缓蚀剂 3 3、铁稳定剂、铁稳定剂 4 4、防乳化剂、防乳化剂 5 5、粘土稳定剂、粘土稳定剂 6 6、助排剂、助排剂7 7、防淤渣剂、防淤渣剂 8 8、润湿反转机、润湿反转机 9 9、转向剂、转向剂提高酸化效果；提高酸化效果；（1 1）添加剂的作用）添加剂的作用 （2 2）添加剂主要种类）添加剂主要种类 防止地层伤害；防止地层伤害；防止金属腐蚀。防止金属腐蚀。常见添加剂及作用机理常见添加剂及作用机理常见添加剂及作用机理常见添加剂及作用机理1 1、缓蚀剂、缓蚀剂作用：防止酸对施工设备及油气井管线产生严重腐作用：防止酸对施工设备及油气井管线产生严重腐蚀
19、。另一方面，金属腐蚀产物在地层中随蚀。另一方面，金属腐蚀产物在地层中随PHPH升高可产生胶状物，对地层产生堵塞现象。升高可产生胶状物，对地层产生堵塞现象。目前缓蚀剂种类较多，可用于高浓度盐酸、常规目前缓蚀剂种类较多，可用于高浓度盐酸、常规盐酸、土酸、泡沫酸、凝胶酸或有机酸的缓蚀剂。盐酸、土酸、泡沫酸、凝胶酸或有机酸的缓蚀剂。缓蚀剂种类：无机物（砷、碘化物）、胺类及衍生物缓蚀剂种类：无机物（砷、碘化物）、胺类及衍生物（如季铵盐、脒、咪唑琳等）、烷基吡（如季铵盐、脒、咪唑琳等）、烷基吡啶及其衍生物、炔醇类化合物（如丙烯啶及其衍生物、炔醇类化合物（如丙烯醇）等。醇）等。吸附膜型缓蚀剂吸附膜型缓蚀剂吸
20、附膜型缓蚀剂吸附膜型缓蚀剂 （1 1）分子特点）分子特点含有氮、氧和（或）硫元素含有氮、氧和（或）硫元素 （2 2）作用原理）作用原理这些元素最外层均有未成键的电子对，在这些元素最外层均有未成键的电子对，在金属表面吸附，控制金属的腐蚀。金属表面吸附，控制金属的腐蚀。图4酸性NaCl溶液中氯化铵在低碳钢表面的吸附模型28苯胺苯胺六亚甲基四胺六亚甲基四胺松香胺松香胺吡啶吡啶二甲基硫脲二甲基硫脲 丙烯醛丙烯醛 2-苯甲酰烷基醇苯甲酰烷基醇 苄基氯化吡啶苄基氯化吡啶 甲基氯化喹啉甲基氯化喹啉 炔氧甲基季铵盐炔氧甲基季铵盐 苯乙酮甲醛环己胺缩合物苯乙酮甲醛环己胺缩合物苯乙酮甲醛苯胺缩合物苯乙酮甲醛苯胺缩
21、合物 MannichMannich碱类碱类 MannichMannich碱是甲醛、胺与一个含有活泼氢原子的碱是甲醛、胺与一个含有活泼氢原子的化合物的缩合反应产物。化合物的缩合反应产物。含有活泼氢原子的化合物可以是丙酮、苯乙酮、含有活泼氢原子的化合物可以是丙酮、苯乙酮、环己酮、乙酰乙酸、丙二酸、苯酚、炔类、吲哚、喹环己酮、乙酰乙酸、丙二酸、苯酚、炔类、吲哚、喹啉等。啉等。胺类可以是二甲胺、二乙胺、环己胺、乙二胺、胺类可以是二甲胺、二乙胺、环己胺、乙二胺、二乙烯三胺等。二乙烯三胺等。“中间相中间相中间相中间相”型缓蚀剂型缓蚀剂型缓蚀剂型缓蚀剂 （1 1）分子特点）分子特点羟基与炔基相连的炔醇羟基与
22、炔基相连的炔醇 辛炔醇辛炔醇 丙炔醇丙炔醇 （2 2）作用原理）作用原理炔醇通过化学吸附和二次反应，在金属表面炔醇通过化学吸附和二次反应，在金属表面形成保护膜形成保护膜 。炔醇的化学吸附炔醇的化学吸附炔醇在金属表面的化学吸附，主要归功于分子中炔醇在金属表面的化学吸附，主要归功于分子中含有的氧和叁键：含有的氧和叁键：（1 1）炔醇分子中）炔醇分子中O O 原子的孤对电子能够与原子的孤对电子能够与FeFe原子原子空的空的d d 电子轨道形成配价键。电子轨道形成配价键。（2 2）炔醇分子中的）炔醇分子中的电子云向金属上的空白轨道电子云向金属上的空白轨道偏移偏移,成键轨道与金属原子的杂化轨道成键轨道与
23、金属原子的杂化轨道(空轨道空轨道)相互交盖相互交盖,形成形成 三中心配价键三中心配价键,同时金属原子填同时金属原子填充有电子充有电子dp dp 杂化轨道与对称性相匹配的杂化轨道与对称性相匹配的*反键轨道反键轨道相交盖相交盖,形成三中心配价键形成三中心配价键(反馈键反馈键)。炔醇分子首先通过化学吸附浓集在金属表面，这炔醇分子首先通过化学吸附浓集在金属表面，这提供了炔醇提供了炔醇90%90%以上的缓蚀率。以上的缓蚀率。炔醇的二次反应炔醇的二次反应炔醇的二次反应炔醇的二次反应 （1 1）辛炔醇在酸液的钢铁表面上加氢生成烯醇）辛炔醇在酸液的钢铁表面上加氢生成烯醇 （2 2）烯醇脱水生成共轭烯烃）烯醇脱
24、水生成共轭烯烃 炔醇的二次反应炔醇的二次反应炔醇的二次反应炔醇的二次反应 （3 3）共轭烯烃聚合，在钢铁表面形成）共轭烯烃聚合，在钢铁表面形成“中间相中间相”：缓速剂缓速剂 （1 1）定义）定义缓速剂是指加在酸中能延缓酸与地层反缓速剂是指加在酸中能延缓酸与地层反应速率的化学剂。应速率的化学剂。（2 2）实现缓速的思路）实现缓速的思路酸液中的酸液中的H H+传递到岩石表面；传递到岩石表面；酸岩反应；酸岩反应；反应生成物离开岩面。反应生成物离开岩面。控制其中一个环节控制其中一个环节缓速剂缓速剂 （3 3）常用缓速剂）常用缓速剂表面活性剂、聚合物表面活性剂、聚合物表面活性剂缓速机理表面活性剂缓速机理
25、吸附在岩石；吸附在岩石；乳化形成油包酸乳状液；乳化形成油包酸乳状液；控制控制H H+传传递递H+传质是速控传质是速控乳化酸乳化酸 （1 1）配油包酸乳状液的油）配油包酸乳状液的油可用甲苯、二甲苯、煤油、柴油、轻质可用甲苯、二甲苯、煤油、柴油、轻质原油或二甲苯与原油的混合物；原油或二甲苯与原油的混合物；（2 2）可用的乳化剂）可用的乳化剂如十二烷基磺酸，用量为油质量的如十二烷基磺酸，用量为油质量的1 11010；缓速剂缓速剂 （3 3）常用缓速剂）常用缓速剂表面活性剂、聚合物表面活性剂、聚合物 聚合物缓速机理聚合物缓速机理聚合物在酸中溶解，使酸聚合物在酸中溶解，使酸稠化，减小氢离子向地层稠化，减
26、小氢离子向地层表面的扩散速率表面的扩散速率 控制控制H H+传递传递丙烯酰胺与丙烯酰胺与2-丙烯酰胺基丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸共聚物甲基丙烷磺酸共聚物 稠化剂稠化剂（3-（丙烯酰胺基）丙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺共聚物）（丙烯酰胺基）丙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺共聚物）稠化剂稠化剂稠化剂稠化剂常见添加剂及作用机理常见添加剂及作用机理常见添加剂及作用机理常见添加剂及作用机理2 2、铁离子稳定剂、铁离子稳定剂钢钢铁铁腐腐蚀蚀产产物物（如如氧氧化化铁铁、硫硫化化亚亚铁铁）和和含含铁铁矿矿物物（如如菱菱铁铁矿矿、赤赤铁铁矿矿）在在酸酸中中的的溶溶解解，都可在乏酸中产生都可在乏酸中产生FeFe2+2+和
27、和FeFe3+3+。FeFe3+3+和和FeFe2+2+在在pHpH升高时水解重新生成沉淀（或称二升高时水解重新生成沉淀（或称二次沉淀），堵塞地层。次沉淀），堵塞地层。1 1）铁离子来源：）铁离子来源：2 2）危害）危害铁稳定剂铁稳定剂FeFe2+2+pHpH 7.7 7.7开始沉淀开始沉淀FeFe3+3+pHpH 2.2 2.2开始沉淀开始沉淀乏酸乏酸 pH4 pH46 6 （2 2）酸液中的）酸液中的 Fe Fe2+2+和和FeFe3+3+会存在哪些问题？会存在哪些问题？主要防止主要防止Fe3+沉淀沉淀铁稳定剂铁稳定剂螯合或络合螯合或络合FeFe3+3+FeFe3+3+还原为还原为FeFe
28、2+2+既还原又螯合既还原又螯合 （3 3）防止）防止 Fe Fe3+3+沉淀的方法沉淀的方法可与可与FeFe3+3+络合或螫合，使它在乏酸中不发水解。络合或螫合，使它在乏酸中不发水解。络合剂或螫合剂络合剂或螫合剂 还原剂还原剂还原剂还原剂将将FeFe3+3+还原至还原至FeFe2+2+，达到稳的目的。，达到稳的目的。防乳化剂防乳化剂 原原油油中中的的天天然然表表面面活活性性剂剂、加加入入酸酸中中的的表表面面活活性性剂剂以以及及酸酸化化产产生生的的岩岩石石微微粒粒（粒粒径径小小于于1 m），都都有有一一定定的的乳乳化化作作用用，它它们们可可使使原原油与酸形成乳状液，影响乏酸的排出。油与酸形成乳
29、状液，影响乏酸的排出。(1)(1)酸化过程中乳状液产生原因及其危害酸化过程中乳状液产生原因及其危害 (2)(2)防乳化剂的类型防乳化剂的类型 表面活性剂和互溶剂表面活性剂和互溶剂 有分支结构的表面活性剂有分支结构的表面活性剂 防乳化机理：防乳化机理：易于在界面上吸附，但不能稳定乳状液易于在界面上吸附，但不能稳定乳状液互溶剂互溶剂 防乳化机理：防乳化机理：减少表面活性剂在原油和酸界面上吸减少表面活性剂在原油和酸界面上吸附，使酸化过程形成的液珠易干聚并附，使酸化过程形成的液珠易干聚并 。粘土稳定剂粘土稳定剂 酸酸将粘土中的钠土转变氢土，起稳定作用。将粘土中的钠土转变氢土，起稳定作用。属非永久性的粘
30、土稳定剂：当地层恢复注水属非永久性的粘土稳定剂：当地层恢复注水或采油时，地层水中的钠离子可通过离子交换或采油时，地层水中的钠离子可通过离子交换逐渐将此氢土再转变为钠土而恢复它的膨胀性。逐渐将此氢土再转变为钠土而恢复它的膨胀性。有机阳离子型聚合物有机阳离子型聚合物通过吸附起稳定粘土作用。通过吸附起稳定粘土作用。属永久性的粘土稳定剂：耐温、耐酸、耐盐、属永久性的粘土稳定剂：耐温、耐酸、耐盐、耐流体冲刷耐流体冲刷 主链上带正电的阳离子聚合物主链上带正电的阳离子聚合物主链上带正电的阳离子聚合物主链上带正电的阳离子聚合物 支链上带正电的阳离子聚合物支链上带正电的阳离子聚合物支链上带正电的阳离子聚合物支链
31、上带正电的阳离子聚合物 助排剂助排剂为什么用助排剂？为什么用助排剂？为减少二次沉淀对地层的伤害，可用助排为减少二次沉淀对地层的伤害，可用助排剂使乏酸易从地层排出。剂使乏酸易从地层排出。表面活性剂表面活性剂增能剂增能剂 降低界面张力，降低界面张力，减小减小Jamin效应效应。提高近井地带的压力提高近井地带的压力。含氟表面活性剂含氟表面活性剂增能剂增能剂增能剂增能剂 注酸液前，向地层注入一个段塞的增能剂，注酸液前，向地层注入一个段塞的增能剂，提高近井地带的压力，使乏酸易从地层排出。提高近井地带的压力，使乏酸易从地层排出。高压氮气是最常用的增能剂。它由液氮产生高压氮气是最常用的增能剂。它由液氮产生这
32、类助排剂主要用于低压地层的酸化。这类助排剂主要用于低压地层的酸化。油井酸化过程中，一些原油与酸液接触后，油井酸化过程中，一些原油与酸液接触后，体系中会产生以胶质、沥青质为主要成分的（软）体系中会产生以胶质、沥青质为主要成分的（软）固体，有的像粘稠的沥青，有的呈易脆的碳状物，固体，有的像粘稠的沥青，有的呈易脆的碳状物，称为酸化淤渣。称为酸化淤渣。防淤渣剂防淤渣剂(1)(1)什么叫酸化淤渣？什么叫酸化淤渣？(2)(2)为什么会产生酸化淤渣？为什么会产生酸化淤渣？以原油的胶体体系模型为基础，酸过程中以原油的胶体体系模型为基础，酸过程中H H和和FeFe3+3+破坏了原油胶体分散体系的空间稳定性、电破
33、坏了原油胶体分散体系的空间稳定性、电力稳定性和动力稳定性，导致胶质沥青质从原油中力稳定性和动力稳定性，导致胶质沥青质从原油中析出析出 。胶质沥青质的质子化后，极性增大胶质沥青质的质子化后，极性增大酸化淤渣产生机理酸化淤渣产生机理提高了胶质的极性，降低了胶质在油中的溶解度，一方面提高了胶质的极性，降低了胶质在油中的溶解度，一方面导致胶质容易从油相中析出发生自身聚合，另一方面也削弱导致胶质容易从油相中析出发生自身聚合，另一方面也削弱了胶质对沥青质胶核的保护作用（胶溶能力降低）了胶质对沥青质胶核的保护作用（胶溶能力降低）;络合作用可能在不同沥青质和胶质之间发生，分别将不同络合作用可能在不同沥青质和胶
34、质之间发生，分别将不同沥青质和胶质桥接起来，使其体积增加，布郎运动减弱沥青质和胶质桥接起来，使其体积增加，布郎运动减弱;减弱甚至抵消了沥青质胶核的负电性。例如用含铁盐酸处减弱甚至抵消了沥青质胶核的负电性。例如用含铁盐酸处理一个酸化时能生成淤渣的原油油样后，发现沥青质带有正理一个酸化时能生成淤渣的原油油样后，发现沥青质带有正电。这是一个酸化导致沥青质电性发生变化的证明。电。这是一个酸化导致沥青质电性发生变化的证明。油溶性表面活性剂油溶性表面活性剂脂肪酸、烷基苯磺酸等，脂肪酸、烷基苯磺酸等，可按极性相近规则与胶质、沥青质中的含硫可按极性相近规则与胶质、沥青质中的含硫部分、含氮部分结合，部分、含氮部
35、分结合，减少胶质、沥青质与减少胶质、沥青质与酸反应及与铁离子络合酸反应及与铁离子络合，起防淤渣作用；，起防淤渣作用；铁稳定剂铁稳定剂通过螯合酸中的通过螯合酸中的FeFe2+2+、FeFe3+3+或将或将FeFe3+3+还原为还原为FeFe2+2+，减少淤渣的生成减少淤渣的生成防淤渣剂防淤渣剂防淤渣剂防淤渣剂(3)(3)常用的防淤渣剂及其作用机理常用的防淤渣剂及其作用机理 润湿反转剂润湿反转剂 酸中的缓蚀剂在油井近井地带吸附，可将地层的亲水表面酸中的缓蚀剂在油井近井地带吸附，可将地层的亲水表面反转为亲油表面，影响酸化效果。反转为亲油表面，影响酸化效果。表面活性剂表面活性剂聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚
36、、磷酸酯盐化的聚氧乙烯聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚、磷酸酯盐化的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基醇醚或它们的混合物聚氧丙烯烷基醇醚或它们的混合物在地层表面按极性相近规则吸附第二吸附层而起润湿在地层表面按极性相近规则吸附第二吸附层而起润湿反转作用。反转作用。互溶剂互溶剂乙二醇丁醚和二乙二醇乙醚或它们的混合物。乙二醇丁醚和二乙二醇乙醚或它们的混合物。互溶剂是通过解吸地层表面吸附的缓蚀剂，恢复地层互溶剂是通过解吸地层表面吸附的缓蚀剂，恢复地层表面的亲水性而起作用。表面的亲水性而起作用。在后处理液中使用。在后处理液中使用。转向剂转向剂转向剂转向剂暂暂时时堵堵塞塞剂剂，能能暂暂时时封封堵堵高高渗渗透透层层，使使酸酸转转向向低低渗渗透透层层，提高酸化效果。提高酸化效果。粒状暂堵剂粒状暂堵剂苯甲酸、硼酸等、油溶性树脂等苯甲酸、硼酸等、油溶性树脂等通过水溶或油溶的方法解堵通过水溶或油溶的方法解堵。冻胶型暂堵剂冻胶型暂堵剂铬冻胶、硼冻胶等，铬冻胶、硼冻胶等，通过加在其中的破胶剂解堵。通过加在其中的破胶剂解堵。泡沫泡沫通过气泡在高渗透层叠加的通过气泡在高渗透层叠加的JaminJamin效应封堵高渗透层，效应封堵高渗透层，地层中的油可解除泡沫产生的堵塞地层中的油可解除泡沫产生的堵塞 本章授课完毕本章授课完毕进入下一单元进入下一单元