多氢酸酸化技术

[整理]多氢酸酸化的技术教学讲义课件 (二) - 多氢酸酸化的定义
多氢酸酸化是一种将多氢酸分子中的氢离子去除的反应，通常使用强
酸作为催化剂。

这个过程会产生大量的氢气和水。

- 多氢酸酸化的原理
多氢酸分子中的氢离子可以被强酸中的氢离子替换掉，从而形成更强
的酸，同时释放出氢气和水。

这个过程可以用下面的化学方程式表示：
H2X + H+ → X- + H2
其中，H2X表示多氢酸分子，H+表示强酸中的氢离子，X-表示多氢酸分子中的阴离子。

- 多氢酸酸化的实验步骤
1. 准备多氢酸溶液。

将多氢酸粉末加入适量的水中，搅拌均匀，直到
完全溶解。

2. 准备强酸溶液。

将适量的强酸加入水中，搅拌均匀。

3. 将多氢酸溶液加入强酸溶液中，搅拌均匀。

4. 观察反应过程中气体的产生情况。

多氢酸酸化反应会产生大量的氢气，可以通过观察气体的产生情况来判断反应是否进行。

5. 用试纸检测反应液的酸碱性。

多氢酸酸化反应会使反应液的酸碱性发生变化，可以用试纸检测。

- 多氢酸酸化的注意事项
1. 在进行实验时要注意安全，避免强酸的直接接触和吸入。

2. 在加入多氢酸溶液时要慢慢加入，避免产生剧烈的反应。

3. 在观察气体的产生情况时，要注意不要靠近反应瓶口。

4. 在进行试纸检测时，要注意使用正确的试纸，并按照说明书上的方法进行操作。

- 多氢酸酸化的应用
多氢酸酸化反应在化学实验中广泛应用，可以用于制备氢气和检测酸碱性。

此外，多氢酸酸化反应还可以用于生产化学品和研究化学反应机理。

1021 复杂断块注水难的地质原因分析1.1 储层特征以华北油田某凹陷复杂断块为例，该断块主要目的层是沙三中段、沙三下段，主要含油层段Es33下、Es34-1。

单井钻遇油层厚度14.0～66.0m，单层厚度1.2～15m。

岩芯分析孔隙度平均为20.0%，渗透率平均为（2.17~7.18）×10-3μm 2，均为中孔低渗储层。

渗透率受喉道控制，喉道半径偏细，流体在储层中流动困难，导压能力差。

1.2 矿及粘土矿物特征某断块粘土矿物分析资料显示，总泥质含量为7.6%～14.2%，平均9.8%。

其中高岭石含量31.5%～47.2%，伊利石含量29.6%～44.8%，绿泥石含量4.4%～10.2%，伊蒙混层含量13.5%～18.8%，伊蒙混层中蒙脱石含量30.5%～31.6%。

高岭石含量达到了41.7%，极易发生微粒运移堵塞喉道。

1.3 注入水水质因素该断块注入清水，各项指标合格，因此固相颗粒、硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌含量等对地层没有伤害，水质不是导致高压欠注的原因。

但由于注入水对地层产生结垢伤害，并且随着注入时间的推移将堵塞物带到地层深处，是造成注水压力升高的重要原因。

1.4 钻完井过程对储层的伤害钻完井过程中对储层伤害不可避免。

钻井液中存在固相颗粒，处理剂中含较多大分子量聚合物，这些不溶物进入注水层孔喉和裂缝，形成堵塞，造成储层伤害。

1.5 修井作业对储层的伤害作业过程可能产生机械杂质、固相微粒等悬浮物，产生大量水不溶物造成堵塞。

降压增注措施带来的二次污染是造成措施后效果不好，有效期短的原因。

桐12断块物性较差，注水较困难。

近年断块实施了整体压裂改造，5口水井压裂后有效期仅2~3个月，随着压裂效果的逐渐变差，水井全部超压欠注。

2 常规土酸酸化技术的不足土酸酸化是砂岩油藏水井降压增注的常用技术，被广泛应用于砂岩储层水井酸化中，对恢复或提高油藏注水、稳定油井产量起到了重要作用[1]。

但由于土酸与粘土矿物反应速度过快、易破坏储层岩石的基本结构，严重时会导致储层坍塌，从而导致注水困难加剧。

•
ห้องสมุดไป่ตู้
本主体酸液配方是由膦酸复合物和氟盐发生反
应生成HF,实质上与砂岩储层反应的物质仍然是HF。
膦酸酯复合物可以逐步电离出氢离子与氟盐反应，
缓慢生成HF和膦酸盐。由于膦酸酯复合物是逐步电
离，因此控制了与氟盐反应生成HF的速度。
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2.1多氢酸体系与石英的溶蚀试验
实验温度:70˚C 常压条件
溶蚀率/％
16 12
8 4 0
0
3%多氢酸 3％HF+3%HCL 8%氟硼酸
20 40 60 80 100 120
时间/min
Fig. 2 Solubility of silica with various acid systems
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• 从上面的溶蚀曲线可以看出：
多氢酸对石英的溶蚀率从反应开始就一直高于土 酸和氟硼酸，反应进行到120分钟的时候，土酸的最 终溶蚀率为8.35%，氟硼酸为0.50%，多氢酸体系 为14.78%。
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3、多氢酸的优越性
第一方面：多氢酸对溶液中多价金属离子具有络合能 力，并且多氢酸可以在很低的浓度下将远高于按照螯 合机制的化学计量相应量的多价金属离子“螯合”于 溶液中，从而使一些容易生成沉淀的金属离子保持溶 液状态，这个效应称为“低限效应”。（如Ca2+、 Fe2+、 Fe3+、Al3+等多价金属离子）
目录
一、砂岩酸化现状 二、多氢酸酸液体系介绍 三、应用实例 四、结论
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一、砂岩酸化现状
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• 酸化主要是利用酸液清除生产井、注入井附近 的污染,恢复地层渗透率或者溶蚀地层岩石胶结物 以提高地层渗透率 。

油水井多氢酸酸化解堵工艺技术简介卿三权辽河油田申鹏石油化工有限公司二0一四年三月多氢酸酸化解堵工艺技术是针对辽河油田的油藏地质特点研发的一项适合辽河油田砂岩油藏油水井和蒸汽吞吐井酸化解堵的新技术。

经过多年的理论研究和现场试验，可根据不同的油、水井和蒸汽吞吐井情况制定相适应的酸化方案。

截止目前该技术已经先后在高升采油厂、欢喜岭采油厂、沈阳采油厂、曙光采油厂、油气试采公司等应用，有效率达到95%，均取得了良好的应用效果，目前该技术已经成熟，具备在辽河油田和其他油田推广实施的条件。

一．砂岩油藏污染堵塞的成因多氢酸酸化解堵技术主要是针对砂岩油藏油水井和蒸汽吞吐井实施的酸化解堵技术。

砂岩的骨架通常有石英、硅、长石、燧石和云母组成。

这些矿物与从原生水沉淀出来的次生矿物胶结在一起，占据了原来的孔隙空间。

例如，膨胀的石英矿物和碳酸盐岩以及孔壁的粘土会胶结而堵塞孔道。

由于钻井、完井、修井等工作液的侵入，地层岩石的孔隙度和渗透率将减小。

这些工作液会使粘土膨胀和分散，甚至会沉淀生成水垢，从而破坏岩石基质。

同样，在高渗透率地层中，一些微粒在高压下将侵入地层，堵塞孔隙。

在一些低渗注水井中，由于连续注入时间长，因机械杂质、微生物、结垢等原因，地层堵塞严重，注入压力持续增高，有些井即使采取增注措施也难以满足配注要求；新井、侧钻井由于泥浆污染、地层渗透率低等原因，注气压力高、干度低、注不进的情况也时有发生，为了解除油流通道的堵塞物、增加油层的渗透率、降低表皮系数，以前经常采取常规的土酸酸化解堵技术，常规酸化存在两个问题：1.酸液与矿物反应速度快，酸绝大部分消耗于井眼附近，使酸化液的有效距离降低，易使井壁岩石遭到破坏；2.二次沉淀对地层有新的伤害。

由此常规土酸酸化解堵技术已不能满足当前酸化解堵的需要，而多氢酸酸化解堵技术却能实现深部穿透，防止二次污染，是适合砂岩油藏的酸化解堵技术。

二．多氢酸酸化的技术机理油藏一般是由石英、长石、隧石、硅酸盐颗粒及云母骨架构成，在原生孔隙空间沉淀的次生矿物是颗粒胶结物和自生粘土，而外来粘土等物质又不同程度地增加了原砂岩储层矿物和结构的复杂性。