油田化学_第四章A_酸化及酸液添加剂

中国石油大学（北京）《油田化学》--分章节核心知识点总结第一章表面活性剂0 表面活性剂定义：少量存在就能显著降低溶剂表面张力的物质1.各种物质的水溶液（浓度不大时）的表面张力和浓度的关系归纳为三种类型：面张力γ随浓度C上升略有上升的物质，如NaCl、HCl等。

②表面张力随浓度上升而下降，如CH3CH2OH等(表面活性物质)。

③表面张力在稀浓度时急剧下降，如RSO3Na等(表面活性剂)。

(1)离子型活性剂—凡能在水溶液中电离生成离子的称离子型活性剂。

(2)非离子型活性剂—凡在水溶液中不能电离成为离子的称为非离子活性剂。

2 浊点产生的原因：非离子型活性剂，其与水分子缔合形成氢键而溶解。

氢键不稳定，温度升高，氢键断裂，所以活性剂析出，溶液变混浊，出现浊点主要由非离子活性剂分子结构决定。

3活性剂降低表面张力的原因：这主要是由于具有两亲性的表面活性剂分子，取代了表面上的水分子，改变了表面分子所受的不对称力，降低了表面过剩自由能，也就是说由于活性剂分子在溶液表面上的吸附，导致溶液表面张力降低*4 胶束：表面活性剂分子的聚集体和缔合体或结合体*5临界胶束浓度：表面活性剂在溶液中开始明显形成胶束的浓度，以cmc表示。

浓度越大，则形成的胶束越多。

* 6形成胶束的原因：活性剂分子的两亲性，即存在着亲水基团和亲油基团。

*7表面活性剂的作用：（1）加溶作用：活性剂溶液形成的胶束，使难溶物质的溶解度显著增中的作用。

（2）润湿反转作用（3）起泡作用（4）乳化作用：使两种互不相溶的液体形成乳状液，并具有一定稳定性的作用（5）洗净作用*第二章油田高分子* 1常用术语单体：组成高分子化合物的简单分子* 链节: 组成高分子化合物的基本结构单元* 聚合度：高分子含有单体结构单元的数目2加聚反应：由许多相同或不同的低分子化合为高分子，但无低分子产生*（1）均聚反应：只有一种单体进行的加聚反应称均聚反应。

*（2）共聚反应：由两种或两种以上的不同单体进行的加聚反应称共聚反应。

【表面活性剂】少量存在就能显著降低溶剂表面张力的物质。

【胶束】表面活性剂分子的聚集体或缔合体或结合体。

【临界胶束浓度】表面活性剂在溶液中开始明显形成胶束的浓度，CMC。

【加溶作用】活性剂溶液形成胶束，使难容物质的溶解度显著增加的作用。

【洗净作用】一种综合作用，包括活性剂的润湿反转作用，如或乳化和增溶作用。

【高分子】一般把相对分子质量大于10000以共价键结合的化合物成为高分子化合物。

【结构】按连接方式不同，单个高分子化合物具有不同的形式结构：线性结构；支链型；体型；【形态】高分子的形态主要取决于分子间的作用力，即外界条件决定了高分子的形态，在良溶剂中高分子形态舒展，在不良溶剂中收缩。

【均聚】只有一种单体进行的加聚反应称均聚反应。

【缩聚】单体分子相互作用形成聚合物时，同时析出等小分子等化合物的反应成为缩聚反应。

【EVA】乙烯、醋酸乙烯酯共聚物；【PE】聚乙烯；【CMC】缩甲基纤维素；【PAM】聚丙烯酰胺【共聚】由两种或两种以上不同单体进行的加聚翻涌称共聚反应。

【交联和络合】交联是高分子靠交联剂的共价键结合而成，这种键于高分子内部的共价键一样强；络合是指高分子与金属离子形成配位键而结合起来，这种配位键比共价键弱，易受剪切而降解。

【压裂液类型】水基压裂液；油基压裂液；乳化压裂液；泡沫压裂液；其他压裂液【堵水作业的实质】是指改变水在地层中的流动特性，即改变水在地层中的流动规律【凝胶】固态或半固态的胶体体系，由胶体颗粒、高分子或表面活性剂分子互相连接形成的空间网状结构，结构空隙中充满了液体，液体被包在其中固定不动，使体系失去流动性，其性质介于固体和液体之间。

【冻胶】油高分子溶液经交联剂作用、价次力缔合而成的网状结构，在温度升高、机械搅拌、振荡或较大剪切力作用下，结构破坏而可流动。

【溶解】分子相互扩散，最后形成分子分散的均相体系的过程。

【溶胀】高分子吸收了溶剂分子后其重量，体积都相对增加的现象。

【非选择性堵水】堵剂在油井地层中能同时封堵油层和水层的化学堵。

一．盐酸
溶解灰岩（石灰岩、白云岩），改善地层的渗透性：
盐酸可溶解堵塞水井的腐蚀产物，恢复地层的渗透性：
使用高浓度盐酸酸化的好处：
用途最广泛，使用浓度一般为5%～15%；作高浓度酸， 最高可达34%；近年来，28%左右高度盐酸处理收到良好效果。
(1)酸岩反应速度相对变慢，有效作用半径增大； (2)单位体积盐酸可产生较多的二氧化碳，利于残酸出； (3)单位体积盐酸可产生较多的氯化钙、氯化镁，提高了 残酸的粘度，控制了酸岩反应速度，并有利于悬浮、携带 固体颗粒从地层排出； (4)受到地层水稀释的影响较小。
b.基质酸化
是指在低于岩石破裂压力的条件下，将酸 液注入油气层，使之沿径向渗入油气层，溶 解孔隙及喉道中的堵塞物
选用基质酸化的优点
清除原生的或诱发的地层堵塞； 压裂压力应低于地层的破裂压力； 均匀疏通所有的射孔孔眼； 不破坏隔层；降低施工成本。
确定破裂压力
破碎实验：决定某地带或油层的破裂压力。 实验步骤：先低速向地层注入水或清洁油并逐步增大注入 速度，记录压力，直至注入速度曲线发生转折，如图4-1 中B点(破裂点)。如果在破裂点以前就达到基质酸化的压 力。那么就可用此压力或低一点的压力施工。
有用于高温浓盐酸、常规盐酸、土酸、泡沫酸、稠化酸或 有机酸等不同类型酸化液的缓蚀剂。
一、缓蚀剂
酸液对金属铁的腐蚀化学反应：
阳极反应(氧化)：Fe→Fe2++2e阴极反应(还原)：2H++2e→H2↑
总反应：Fe+2H+→Fe2++H2↑
一、缓蚀剂
醛类
H C O H H C O O H H C O +Fe H H C
第三节 酸化用酸

石油工程化 工 设 计 通 讯Petroleum EngineeringChemical Engineering Design Communications·39·第43卷第11期2017年11月1 油井酸化的发展在油田开发过程中，油井的长期生产和注水势必会受到外部和内部各种因素的影响，堵塞问题是造成采油能力下降或注水困难的主要原因，它既增加了开发成本，又不同程度地阻碍了油井的采出程度和采出速度。

国内外石油工作者已经提出了多种改善油气储层性能、提高油气产量的方法，酸化是其中应用最广泛的。

酸化解堵是通过酸液在地层孔隙的晶间、孔穴及微裂缝中的流动和反应，来溶解井眼附近地层在钻井、完井、修井及注水、增注等过程中产生的胶结物、钙镁垢、泥质、砂粒、黏土、聚合物及其团块和各种有机质堵塞物，解除其对地层渗透率的伤害，疏通流体的渗透通道，从而恢复和提高油井的产能，是油井有效的增产、增注措施。

随着该项工艺技术的不断发展，解堵液的研制及其添加剂的应用也进行了不断的完善。

2 酸液的研究及应用情况2.1 土酸类以盐酸、氢氟酸为主剂，附以添加剂配制而成。

盐酸能溶解钙、铁等无机垢，用于处理碳酸岩质；氢氟酸能溶解硅质矿物，解除黏土矿物，用于处理含泥质成分较高的砂岩油层。

该产品体系可以溶解无机垢，溶蚀率高，破碎率低，解除黏土矿物，扩大地层孔隙。

适用于大庆油田基础井及加密油水井因无机堵塞，机械杂质和泥浆污染，油气层中硅质矿物，钻井液及已膨胀的黏土矿物堵塞等造成的地层伤害。

2.2 复合酸类主要以盐酸、氢氟酸、有机酸等原料配制而成。

其中有机酸与无机堵塞物反应速率缓慢，有效期长，腐蚀性小，能酸化较深远的地层；同时能把钙镁等阳离子螯合起来，有效地防止二次污染的产生。

该产品体系在土酸类产品作用基础上能够有效提高酸液的穿透距离，加大酸化半径，增加酸化疏通效果。

抑制酸渣微粒沉淀的产生，减少有机残渣对储层的伤害，保护地层。

该类产品在土酸类产品适用性基础上，更适用于大庆油田基础井及加密油水井因无机物、泥浆、机械杂质污染、油气层中硅质矿物，钻井液以及已膨胀的黏土矿物等产生的远井地带的地层堵塞。