酸液类型与用途

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1、酸液类型和用途油井酸化用酸液主要有盐酸、土酸、乙酸、甲酸、多组分酸、粉状有机酸 以及近几年来发展起来的各种缓速酸体系等（缓速酸酸化，将在第4.5节中介绍）。 作为特殊酸化也使用硫酸、碳酸、磷酸等。1酸液的选择酸化时必须针对施工井层的具体情况选用适当的酸液，选用的酸液应符合以 下几个要求：（1）能与油气层岩石反应并生成易溶的产物；加入化学添加剂后，配制成酸液的化学性质和物理性质能满足施工要求（特别 是能够控制与地层的反应速度和有效地防止酸对施工设备的腐蚀）；（3）施工方便，安全，易于返排；（4）价格便宜，来源广。2盐酸盐酸可以溶蚀白云岩、石灰岩以及其他碳酸盐岩，能解除高钙泥浆，氢氧化 钙沉淀，硫

2、化物及氧化铁沉淀造成的近井地带的污染，恢复地层渗透率。盐酸还 可作为土酸酸化砂岩的前置液或碳酸盐含量较高的砂岩酸化液。盐酸还是某些酸 敏性大分子凝胶的破胶剂，用于压裂液或封堵凝胶的破胶。盐酸作为酸化液具有 成本低，生成物可溶的优点。用于油井酸化的盐酸的浓度一般为0.050.15（质量 分数），也常用高浓度酸，其质量分数可达0.250.35。使用高浓度盐酸酸化的好处是：（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，利于残酸的排出；（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；

3、（4）受到地层水稀释的影响较小。 盐酸处理的主要缺点是：与石灰岩反应速度快，特别是高温深井。由于地层温度 高，盐酸与地层作用太快，因而处理不到地层深部。此外，盐酸对管道具有很强 的腐蚀性，尤其在高于120C时更为显著。同时，盐酸还会使金属坑蚀形成许多 麻点斑痕，腐蚀严重。对于二氧化硫含量高的井，盐酸处理易引起钢材的氢脆断 裂。3乙酸乙酸又名醋酸(CH3COOH),为无色透明液体，极易溶于水，熔点16.6C。乙酸是弱电解质，在25C时的离解常数K =1.8x10-5，沸点118C,工业品乙酸 a中，乙酸的质量分数为0.985。由于乙酸钙溶解度较小，其酸化液中乙酸的质量 分数常为10%12%，单独

4、使用也可达19%23%。乙酸对金属的腐蚀速度远低于 盐酸和氢氟酸，腐蚀均匀，无严重坑蚀。它不腐蚀铝合金材料，可用于与酸接触 时间长的带酸射孔作业。由于乙酸的酸岩反应速度低于盐酸，因而活性酸穿透距 离更长，可作缓速酸。另外，乙酸对Fe3+具有络合作用，可防止氢氧化铁沉淀生 成。4甲酸甲酸又名蚁酸(HCOOH)，为无色透明液体，易溶于水，熔点8.4C。甲酸的 离解常数K =1.75x10-4,工业品甲酸中甲酸的质量分数在0.90以上。甲酸的酸性 a和对钢铁的腐蚀性均大于乙酸。甲酸同碳酸钙或碳酸镁反应生成能溶于水的甲酸 钙或甲酸镁。甲酸同乙酸一样具有缓速缓蚀的特点，可用于高温深井酸化作业。5 土酸及

5、多组分酸土酸是盐酸和氢氟酸的混合酸，用于砂岩地层的酸化。虽然氢氟酸可以溶 蚀砂岩中的石英、长石以及蒙脱石等粘土矿物，但实际上它是不能单独使用的。 因为任何砂岩地层都含有一定的碳酸钙(镁)或其他碱金属盐类。它们与氢氟酸反 应生成CaF2、MgF2和其他沉淀，使地层渗透率降低，因而通常采用HCl-HF这 一土酸体系对砂岩进行酸化。盐酸在土酸中的另一作用是使土酸在一定时间内保 持一定的H+浓度以充分发挥氢氟酸对砂岩的溶蚀。工业品氢氟酸中，HF的质量分数为0.400.70。土酸中，氢氟酸浓度有一 高限，超出该限后，氢氟酸对砂粒和粘土溶蚀率下降，还可能在地层中产生新的 沉淀或者由于大量胶结物的溶蚀以致基

6、质崩解、砂粒脱落，对地层造成新的伤害。 配制土酸通常用氟化铵、氟化氢铵(NH4FHF)按适当比例与盐酸混合而成。与土酸类似，由两种或两种以上的酸组成的混合酸称多组分酸。如乙酸- 盐酸，甲酸-盐酸，甲酸-氢氟酸等。这些酸液多适用于高温地层，既考虑到盐酸 成本低，又利用有机酸在高温下的缓蚀和缓速作用。6固体酸酸化用固体酸主要有氨基磺酸和氯乙酸。固体酸呈粉状、粒状、球状或棒 状，以悬浮液状态注入注水井以解除铁质、钙质污染。与盐酸比较，固体酸具有 使用和运输方便，有效期长，不破坏地层孔隙结构，能酸化较深部地层等优点。氨基磺酸在85C下易水解，不宜用于高温。其酸化和水解反应如下：FeS+2NH2SO3H

7、一(NH2SO3)2Fe+H2SfCaCO3+2NH2SO3H一(NH2SO3)2Ca+CO2f+H2ONH2SO3H+2H2O一NH3.H2O+2H+SO42-对于存在铁、钙质堵塞，又存在硅质堵塞的注水井，可以采用固体酸和氟化 氢铵交替注入法以消除污染。氨基磺酸可以作为酸敏性大分子凝胶的破胶剂，具 有延缓破胶的作用。氯乙酸酸性比氨基磺酸强且耐高温，使用时其质量分数可达 36%以上。浓度愈高，酸岩反应速度愈慢。其水解反应如下：CH2ClCOOH+H2OHClf+CH2OHCOOH与氯乙酸特点相近的还有芳基磺酸，如苯磺酸、邻(间)甲苯磺酸、乙基苯磺酸及 间苯二磺酸等。它们使用时其浓度大于35%，

8、甚于可达50%(质量分数)以上。7其他无机酸硫酸：硫酸浓度比盐酸高。酸化反应产物硫酸钙为微细颗粒悬浮在残酸中返 排出来。碳酸：碳酸可以溶蚀碳酸盐：CaCO3+H2CO3Ca(HCO3)2产物溶于水。碳酸可用于注水井酸化。磷酸：磷酸是中等强度酸，Ka=7.5x10-3(25C)其酸岩反应如下：CaCO3+2H3PO4Ca(H2PO4)2+CO2f+H2O (反应物包括硫化物或 Fe2O3)由于多元酸的强弱由一级电离常数K1(Ka)决定。因此，磷酸比盐酸酸岩反应速度 慢得多。H3PO4和反应产物Ca(H2PO4)2形成缓冲溶液。酸液PH值在一定时间内 保持较低值(PH3)，使其自身成为缓速酸，且对二次沉淀有抑制作用。磷酸适合 于钙质含量高的砂岩油水井酸化，也可以同氟化氢铵或氟化铵混合对砂岩油水井 进行深部酸化。8缓速酸所谓缓速酸是指酸岩反应速度比盐酸、土酸的酸岩反应速度低得多的酸化液。