油田化学第四章A酸化及酸液添加剂

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1、主讲：文守成主讲：文守成石油工程学院石油工程学院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

2、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。概念概念向地层注入酸液或酸性混合液，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

3、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：酸化分类酸化分类按储层分类按储层分类碳酸盐酸化碳酸盐酸化砂岩酸化砂岩酸化按酸化工艺按酸化工艺基质酸化基质酸化压裂酸化压裂酸化按酸液分类按酸液分类常规酸化常规酸化缓速酸化缓速酸化基质酸化：是指在低于基质酸化：是指在低于岩石破裂压力的条件下，岩石破裂压力的条件下，将酸液注入油气层，使之将酸液注入油气层，使之沿径向渗入油气层，溶解沿径向渗入油气层，溶解孔隙及喉道中的堵塞物。孔隙及喉道中的堵塞物。 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

4、一或疏通孔眼的一 酸洗就酸洗就是用酸清洗井筒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。 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、碳酸盐组成、碳酸盐组成孔隙性型、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

5、酸溶解孔隙或裂缝中的堵塞物或扩大沟通油气储层原有的孔隙、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 2223COOHCaClCaCOHCl2 222223COOHMgClCaClCOMgCaHCl41 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）二氧化碳的状态与溶解能力力c

6、c）反应产物对渗流的影响）反应产物对渗流的影响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。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

7、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。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，

8、一方面消耗酸，另一方，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，对于碳酸盐含量大于面堵塞地层。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，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，酸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。避免氢氟酸的无谓消耗与生成氟化钙沉淀。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

9、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

10、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。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个问题三个问题（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。（2 2）盐酸的

11、使用浓度）盐酸的使用浓度 稀酸：指质量分数为稀酸：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。（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

12、围内反应产生盐酸。潜在酸有何好处潜在酸有何好处？（1 1）氢氟酸的作用）氢氟酸的作用作用一：作用一：可除去地层渗滤面的粘土堵塞，恢复地层可除去地层渗滤面的粘土堵塞，恢复地层渗透性：渗透性：作用二：作用二：氢氟酸和砂岩反应，提高地层的渗透性氢氟酸和砂岩反应，提高地层的渗透性（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处理石灰岩和白云岩；氢氟酸不能用于处理石灰岩和白云岩；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（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

13、二：形式二：氟化铵甲醛氟化铵甲醛（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 0.030.030.150.15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 0.030.03。（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、白云岩可溶

14、解灰岩、白云岩作用一：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（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 （2 2）酸的作用）酸的作用作用二：作用二：溶解渗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

15、透性层的渗透性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NH2SO3H+OH2NH4HSO4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甲酸、乙酸、乙酸、丙酸及其混合物。、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。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、深部酸化反应速度慢，适合高温酸化、深部酸化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

16、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

17、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。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。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、

18、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）、烷基物（如季铵盐、脒、咪唑琳等）、烷基吡啶及其衍生物、炔醇类化合物（如丙吡啶及其衍生物、炔醇类化合物（如丙烯醇）等。烯醇）等。 （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。+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl

19、-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-+Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-Cl-+H3N+H3N+H3N+H3N+H3N+H3N+H3N+H3N+H3N+H3NCnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1CnH2n+1+H3N+H3N+H3N图4酸性NaCl溶液中氯化铵在低碳钢表面的吸附模型28NH2NCH2CH2CH2NCH2NNCH2CH2苯胺苯胺六亚甲基四胺六亚甲基四胺CH3CH3NH2CH3CHCH3CH3松

20、香胺松香胺N吡啶吡啶HNNHCH3CH3CS二甲基硫脲二甲基硫脲 丙烯醛丙烯醛 2-2-苯甲酰烷基醇苯甲酰烷基醇 CH2CHCHOCOCCH2CH2OHNCl+_CH2N+CH3Cl苄基氯化吡啶苄基氯化吡啶 甲基氯化喹啉甲基氯化喹啉 CH2CH2CH2NOCH2CCHC6H13+Cl炔氧甲基季铵盐炔氧甲基季铵盐 COCH2CH2NHCOCH2CH2NH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合物 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

21、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。 （1 1）分子特点）分子特点羟基与炔基相连的炔醇羟基与炔基相连的炔醇 辛炔醇辛炔醇(CH2)4CH3CHOHCCHCHCCH2OH 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 。炔醇在金属表面的化学吸附，主要归功于分子中炔

22、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dpdp 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

23、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。 （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）烯醇脱水生成共轭烯烃 (CH2)4CH3CHOHCCHFeH+(CH2)4CH3CHOHCH2CH(CH2)3CH3CHCH(CH2)4CH3CHOHCHCH2H2OCHCH （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”：

24、(CH2)3CH3CHCHCH3CHCH2 CHCHnnCHCH(CH2)3 （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 （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HH

25、+ +传质是速控传质是速控 （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； （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，使聚合物在酸中溶解，使酸稠化，减小氢离子向酸稠化，减小氢离子向地层表面的扩散速率地层表面的扩散速率 控制控制H H+ +传递传递CH2CH2CHCHCH3CH3nCON

26、H2CONHCH2SO3HmC丙烯酰胺与丙烯酰胺与2- 2- 丙烯酰胺基丙烯酰胺基-2-2-甲基丙烷磺酸共聚物甲基丙烷磺酸共聚物 CH2CH2CHCH3CH3NCln+-CONH2CONHmCHCH3C3H7 （3-3-（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） 2 2、铁离子稳定剂、铁离子稳定剂钢铁腐蚀产物（如氧化铁、硫化亚铁）和含钢铁腐蚀产物（如氧化铁、硫化亚铁）和含铁矿物（如菱铁矿、赤铁矿）在酸中的溶解，铁矿物（如菱铁矿、赤铁矿）在酸中的溶解，都可在乏酸中产生都可在乏酸中产生FeFe2+2+和和FeFe3+3+。 FeFe3+3+和和

27、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 pH4pH46 6 （2 2）酸液中的）酸液中的 FeFe2+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FeFe3+3+ 沉淀沉淀螯合或络合螯合或络合FeFe3+ 3+ FeFe3+ 3+ 还原为还原为FeFe2+2+既还原又螯合既还原又螯合 （3 3）防止）

28、防止 FeFe3+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。将将FeFe3+3+还原至还原至FeFe2+2+，达到稳的目的。，达到稳的目的。 原油中的天然表面活性剂、加入酸中的表原油中的天然表面活性剂、加入酸中的表面活性剂以及酸化产生的岩石微粒（粒径小于面活性剂以及酸化产生的岩石微粒（粒径小于1 m），都有一定的乳化作用，它们可使原），都有一定的乳化作用，它们可使原油与酸形成乳状液，影响乏酸的排出。油与酸形成乳状液，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)

29、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 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 。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

30、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 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。排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JaminJamin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

31、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（，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，有的呈易脆的碳软）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。状物，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

32、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、破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电力稳定性和动力稳定性，导致胶质沥青质从原油中析出中析出 。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NOSH+S+HH+N+H_SH+ Fe3+3+FeS_3+Fe3+FeNH+N-SH+HSH2+NH+HNH2+ 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

33、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

34、。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(3)(3)常用的防淤渣剂及其作用机理常用的防淤

35、渣剂及其作用机理 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、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

36、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。 暂时堵塞剂，能暂时封堵高渗透层，使酸转向低渗透层暂时堵塞剂，能暂时封堵高渗透层，使酸转向低渗透层，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效应封堵高渗透效应封堵高渗透层，地层中的油可解除泡沫产生的堵塞层，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