多氢酸深穿透酸化应用效果分析.docx

多氢酸深穿透酸化应用效果分析徐湖 多氢酸深穿透酸化应用效果分析 徐湖 彭元奎 张金红 肖再红 王可朝 (青海油田采油一厂) 摘要：HCl一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)对黏土溶蚀的速度过快，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与黏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”。 关键词：多氢酸砂岩酸化二次沉淀有效期 一、多氢酸酸化原理概述 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： H5R——}H++H4R— H4R一—}H++H3R2一 H3R2一—_H++H2R3一 H2R3一—一H++HR4一 HR扣—_H++R5一 其中，H，R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。 反应方程式： H5R+NH4HF2—2HF+NH4RH4 其中，NH。RH。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。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。 ．．．——396．．．—— 二、多氢酸酸液体系优选通过储层岩样溶蚀试验，考察酸液体系对实际油田岩样的溶蚀率，从而确定酸液体系的基 二、多氢酸酸液体系优选 通过储层岩样溶蚀试验，考察酸液体系对实际油田岩样的溶蚀率，从而确定酸液体系的基 本配方。实验评价的酸液多氢酸CH一59、多氢酸C—MH、C—MF。 1．实验方法 将岩心用岩心粉碎机粉碎，过100目筛，在105。C下烘干，在干燥器中冷却，按岩心／酸液 重容比lg：20mL的比例称取一定量的岩心样品。将酸液和岩心置于密闭容器中，放在70％水 浴锅中进行恒温加热4h后，取出样品，过滤烘干，然后称取岩粉的质量，计算出岩心的溶蚀率。 2．实验过程 (1)选用不同浓度的盐酸与岩粉反应，得出最佳的盐酸浓度，为盐酸的复配提供依据。 (2)选用最佳盐酸浓度，调整多氢酸的酸浓度，根据与岩粉反应的结果，优选出最佳的多 氢酸酸浓度。 3．实验结果 实验使用跃新764岩心，反应时间均为4h。图1为岩心溶蚀率实验数据。 6 ／,- 4 一／ ／ 枣．爵誊瓣 3 2 0 3 6 9 12 l 5 18 2l 24 盐酸浓度，％ 图1盐酸溶蚀率曲线 由图1可知，从盐酸浓度12％开始，随着盐酸浓度的增加，岩样溶蚀率变化幅度不大，从 而确定盐酸最佳浓度为10％～12％。 表1多氢酸CH一59浓度筛选 样号 酸液配方 溶蚀率，％ YCl 12％HCl+2％CH一59 19．12 YC2 12％HCl+4％CH一59 22．64 YC3 12％HCl+5％CH一59 27．23 YC4 12％HCl+7％CH一59 31．22 YC5 12％HCl+9％CH一59 31．84 YC6 12％HCl+10％CH一59 32．12 YC7 12％HCl+12％CH一59 32．66 ---——397·--—— 表2多氢酸C—MI-I+C一Ⅷ浓度筛选样号 表2多氢酸C—MI-I+C一Ⅷ浓度筛选 样号 酸液配方 溶蚀率，％ YDl 10％HCl+2％CMH+1％CMF 23．45 YD2 lO％HCl+3％CMH+1％CMF 22．56 YD3 10％HCl+2％CMH+1．5％CMF 25．67 YD4 10％HCl+4％CMH+2％CMF 25．90 YD5 lO％HCl+4％CMH 4-3％CMF 30．12 YD6 lO％HCl+5％CMH+3．5％CMF 31．11 YD曙 lO％HCl+6％CMH+3％CMF 31．09 由表1和表2可确定该酸液体系配方为： 预处理酸1#：1％助排剂+1％防膨剂+10％～12％HCl+3％C—MH+2％～3％高效添加 剂+2％～3％互溶剂。 处理酸1#：1％助排剂+1％防膨剂+10％～12％HCl+5％C—MH+3．5％C—MF+2％～ 3％高效添加剂十2％一3％互溶