多氢酸技术应用效果分析

1、多氢酸酸化在现场的应用效果分析 多氢酸酸液体系配方 多氢酸缓速机理研究 多氢酸酸化原理概述 前言问题的提出 结论与认识 汇 报 提 纲前言问题的提出HCL-HF体系是砂岩储层酸化的常规酸液体系，但是这种酸液体系在油气田开采应用中存在两方面的问题：一是氢氟酸（HF）对粘土溶蚀的速度过快，使得酸液作用时间短而最终导致酸液在储层中的穿透距离短；二是HF与粘土矿物反应会产生二次沉淀而造成地层伤害，严重时会导致酸化效果为零。针对这种情况，近年来研制出了一种新型的酸液体系，解决了这两个难题。这种新型的多氢酸体系是由一种复合膦酸与氟盐反应生成氢氟酸，由于这种新型复合膦酸含有多个氢离子，因此被称为“多氢酸”。

2、多氢酸酸液体系是由多氢酸和氟盐反应生成HF，实质上与砂岩储层反应的物质仍然是HF。首先，多氢酸可以逐步电离出氢离子与氟盐反应，缓慢生成HF和膦酸盐，电离过程如下列方程所示：H5RH+ + H4R-H4R-H+ + H3R2-H3R2-H+ + H2R3-H2R3-H+ + HR4-HR4-H+ + R5-其中，H5R表示多氢酸，R代表膦酸根基团。多氢酸与氟盐反应的实质就是电离出的氢离子与氟盐发生氢化反应，生成HF。多氢酸酸化原理概述反应方程式：H5R+NH4HF22HF+NH4RH4其中，NH4RH4表示膦酸盐。氟盐为溶液提供足够的氟离子，HF的生成需要氢离子和氟离子的结合。由于多氢酸可以逐渐

3、电离出氢离子，因此控制了与氟盐反应生成HF的速度。在低PH值环境下，多氢酸电离出的氢离子的浓度将保持较低的水平，因此，HF的浓度也就保持较低的水平。当HF与岩石矿物反应消耗掉一部分时，上面方程的平衡被打破，反应将朝正方向进行。因此，只要溶液的浓度足够大，酸液中HF的浓度基本保持恒定。多氢酸酸化原理概述多氢酸缓速机理研究砂岩储层酸化处理中常用的酸液体系是氢氟酸体系，由于氢氟酸与粘土矿物反应非常迅速，因而酸液穿透距离短，酸化处理效果往往不佳，尤其对于胶结疏松地层，氢氟酸体系对粘土胶结物的过度溶蚀可能造成储层胶结松散，严重时还可能造成储层垮塌。右图为常规的HF+HCL土酸体系和多氢酸体系对粘土的溶蚀

4、率曲线，可以看出，多氢酸体系对粘土的溶蚀速度较慢，其溶蚀率较低。两种酸液体系对粘土的溶蚀率曲线在砂岩地层中，由于多氢酸的物理吸附作用，多氢酸易于吸附在粘土表面，这是由于粘土矿物比其他矿物的表面积大很多的缘故。另外，粘土中的钙、铁、铝等离了含量很高，多氢酸在粘土表面还存在化学吸附作用。此外，多氢酸在粘土表面会形成铝硅酸盐隔层，尽管这个隔层的厚度不超过1um，但在一定程度上也阻止了粘土与酸液的反应。因此，多氢酸可以延长酸液与储层岩石作用的时间，从而实现穿透距离的增大，并且多氢酸的这种特性在酸化处理某些胶结疏松的储层时要比土酸更具优势。多氢酸缓速机理研究多氢酸酸液体系配方 预处理酸1#：1%助排剂+

5、1%防膨剂+10-12%HCL+3%C-MH+8-10%CHJ-1有机解堵剂+3%高效添加剂（针对可能存在有机堵塞问题，体系中使用有机解堵剂溶解有机物质，恢复地层的水润湿性。）处理酸1#：1%助排剂+1%防膨剂+8-10%HCL+4%C-MH+3-4%C-MF+3%高效添加剂处理酸2#：8-10%HCL+8%CH-59多氢酸+3%多效添加剂+2%缩膨剂+2%破乳助排剂+2%互溶剂（体系中使用互溶剂使地层为水润湿，以提高油的相对渗透率.） 多氢酸酸化在现场的应用效果分析截止到2009年8月13日共计多氢酸酸化9井次（油井2口、水井7口），针对尕斯N1-N21油藏历年来酸化措施有效率、增产率低、有

6、效期短，今年6月初始，开始了多氢酸酸化技术的应用，措施效果见下表：序号施工井号施工日期措施类型措施前措施后日产油累计增油6月7月8月1跃86516.09多氢酸5.637.252.722.80205.8t2跃2637.07多氢酸5.5210.2210.90从上图的H+浓度变化曲线可以发现，常规酸液如土酸和氟硼酸与CaCO3反应的H+浓度随着反应的进行是降低的；而多氢酸与CaCO3反应的H+浓度的变化趋势则随着测定时间的延长，H+浓度缓慢上升，最后保持在一个较高的H+浓度状态。在90时，由于高温条件下多氢酸电离H+的性能显著增强，故曲线出现上翘。多氢酸酸化在现场的应用效果分析跃1-32注水井多氢酸

7、酸化施工数据工序时间油压MPa排 量m3/min液量m3备注排 空12:20-12:30预处理酸12:30-13:0834.3-32.80.6-1.128.00处理酸13:08-13:3525.8-20.90.75-1.144.00顶替液13:35-13:4519.8-23.20.8-1.130.00停泵13:459.8今年在注水井酸化工艺设计时，加大了顶替液量，过量顶替，将酸液顶入地层深部，酸化结束后取消洗井工序直接开注。多氢酸酸化在现场的应用效果分析序号施工井号施工日期措施类型措施前措施后日注水累计增注合计6月7月8月 1跃1446.05多氢酸0.0069.073.076.049031.4

8、万方2跃4-336.06多氢酸0.0064.067.066.044043跃54506.12多氢酸3.0020.017.014.08694跃1-326.15多氢酸44.00116.0110.0105.038535跃3-3318.11多氢酸0.0070.0近期施工待观察6跃2-338.11多氢酸2.0072.07新2-318.13多氢酸0.00多氢酸酸化在现场的应用效果分析序号施工井号施工日期措施类型措施前措施后日注水1跃545008.12.10常规酸化16.002.002跃545009.06.12多氢酸3.0019.00多氢酸酸化在现场的应用效果分析结论与认识 多氢酸是一种新型的氢氟酸酸液体系，

9、采用特殊复合物代替HCL与氟盐发生氢化反应，具有缓速性、吸附性、延缓并抑制近井地带二次沉淀物的生成能力等特点。能加快催化氢氟酸与石英的反应速度，并能够实现油层深部酸化，同时不会对地层造成更大的伤害。多氢酸酸化过量顶替、酸化后取消洗井工序直接开注已成为我厂注水井酸化特色工艺。多氢酸酸化技术在我厂的试验成功，不仅解决了尕斯油田欠产欠注的问题，而且为该油田砂岩油层的酸化开辟了一条新途径。反应方程式：H5R+NH4HF22HF+NH4RH4其中，NH4RH4表示膦酸盐。氟盐为溶液提供足够的氟离子，HF的生成需要氢离子和氟离子的结合。由于多氢酸可以逐渐电离出氢离子，因此控制了与氟盐反应生成HF的速度。在低PH值环境下，多氢酸电离出的氢离子的浓度将保持较低的水平，因此，HF的浓度也就保持较低的水平。当HF与岩石矿物反应消耗掉一部分时，上面方程的平衡被打破，反应将朝正方向进行。因此，只要溶液的浓度足够大，酸液中HF的浓度基本保持恒定。多氢酸酸化原理概述反应方程式：H5R+NH4HF22HF+NH4RH4其中，NH4RH4表示膦酸盐。氟盐为溶液提供足够的氟离子，HF的生成需要氢离子和氟离子的结合。由于多氢酸可以逐渐电离出氢离子，因此控制了与氟盐反应生成HF的速度。在低PH值环境下，多氢酸电离出的氢离子的浓度将保持较低的水平，因此，HF的浓度也就保持较低的水平。当HF与岩石矿物反应消