為什么油田酸化中要用到青氟酸HF與氟硼酸： 油田酸化是一種有效的儲層改造手段，尤其是對壓裂施工適應(yīng)性差的井是一種的替代手段。如對于裂縫發(fā)育、鉆井液污染較重的儲層，加砂壓裂作業(yè)難度大、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高，這些層段通過酸化解除井壁污染可能獲得的產(chǎn)能。對于含水飽和度高或易溝通水層的井，加砂壓裂風(fēng)險(xiǎn)高，更適合進(jìn)行酸化作業(yè)。此外，對高破裂壓力儲層、井身結(jié)構(gòu)限制或固井質(zhì)量不合格儲層都更適合采用酸化措施。在常規(guī)酸化中酸巖反應(yīng)易形成沉淀堵塞儲層滲流通道，達(dá)不到改善近井地帶滲流能力和恢復(fù)產(chǎn)能的目的。因此，砂巖酸化作業(yè)既要求通過酸化解除近井地帶的污染，又不能因酸化而造成嚴(yán)重的二次傷害。國內(nèi)外砂巖儲層酸化主要使用的酸液體系有、、氟硼酸、高pH值緩速酸、土酸及多酸。其中土酸體系對鉆井液、黏土礦物溶蝕能力強(qiáng)，但反應(yīng)速度快，對巖石骨架強(qiáng)度降低較大，酸化后二次傷害嚴(yán)重，只適用于儲層污染嚴(yán)重的井段解堵；而使用是為了在土酸前溶蝕質(zhì)、降低生成氟酸鹽沉淀的風(fēng)險(xiǎn)，通常在砂巖酸化中都要注入一定量的；氟硼酸體系反應(yīng)速度低于常規(guī)土酸，較適宜于水敏地層、疏松地層或液相損害為主的地層，可作為一種備選酸。841c5e4a96471aa3b0837c1cca8f57a 1 各類的主要缺點(diǎn) 1.1和乙酸 和乙酸都是有機(jī)弱酸，反應(yīng)速度比同濃度的要慢幾倍到十幾倍。或乙酸與碳酸鹽作用生成的鹽類，在水中的溶解度較小。一般液的濃度不超過10%；乙酸液的 濃度不超過15%。適用于液的緩速和緩蝕問題無法解決的高溫深井碳酸鹽巖層。 1.2多組分酸 多組分酸是一種或幾種有機(jī)酸與的混合物；多組分酸有緩速作用。酸巖反應(yīng)速度 依據(jù)離子濃度而定。多組分酸中的離子數(shù)主要由的離子數(shù)決定。根據(jù)同離子效 應(yīng)，大地降低了有機(jī)酸的電離程度，當(dāng)活性耗完后，有機(jī)酸才離解起溶蝕作用。所 以，在井壁附近起溶蝕作用，有機(jī)酸在地層較遠(yuǎn)處起溶蝕作用，混合酸液的反應(yīng)時(shí)間近似等于和有機(jī)酸反應(yīng)時(shí)間之和，因此可以得到較大的有效酸化處理范圍。 2 碳酸鹽巖地層的處理 碳酸鹽巖的儲集空間分為孔隙和裂縫兩種類型。根據(jù)孔隙和裂縫在地層中的主次關(guān)系又可把碳酸鹽巖油氣層分為三類：孔隙性碳酸鹽巖油氣層、孔隙―裂縫性碳酸鹽巖油氣層 （孔隙是主要儲集空間，裂縫是滲流通道）、裂縫性碳酸鹽巖油氣層。碳酸鹽巖油氣層酸處理：就是要解除孔隙、裂縫中的堵塞物質(zhì)，或擴(kuò)大溝通油氣巖層原有的孔隙和裂縫，提高油氣層的滲流性。 2.1與碳酸鹽巖的化學(xué)反應(yīng) 碳酸鹽巖油氣層的酸化常用，生成物狀態(tài)：化、全部溶于殘酸中。二氧化碳?xì)怏w在油藏壓力和溫度下，小部分溶解到液體中，大部分呈游離狀態(tài)的微小氣泡，分散在殘酸溶液中，有助于殘酸溶液從油氣層中排出。 2.2反應(yīng)過程分析 酸巖反應(yīng)速度：指單位時(shí)間內(nèi)酸濃度降低值或指單位時(shí)間內(nèi)巖石單位反應(yīng)面積的溶蝕 量。酸巖反應(yīng)過程可看成由以下三個(gè)步驟組成。①酸液中的H傳遞到碳酸鹽巖表面；②在巖面與碳酸鹽進(jìn)行反應(yīng)；③反應(yīng)生成物Ca2+、Mg2+和CO2氣泡離開巖面表面反應(yīng)：酸液中的H+在巖面上與碳酸鹽巖反應(yīng)。擴(kuò)散邊界層：H+在巖面上反應(yīng)后，就在接近巖面的液層里堆積起生成物Ca2+、Mg2+和CO2氣泡，巖面附近這一堆積生成物的微薄液層，稱為擴(kuò)散邊界層。擴(kuò)散作用：由于在邊界層內(nèi)存在著上述的離子濃度差，反應(yīng)物和生成物就會在各自的離子濃度梯度作用下，向相反的方向傳遞。這種由于離子濃度差而產(chǎn)生的離子移動(dòng)稱為擴(kuò)散作用。酸液中的H+是通過對流和擴(kuò)散兩種方式，透過邊界層傳遞到巖面的。H+的傳質(zhì)速度：H+透過邊界層達(dá)到巖面的速度。H+的傳質(zhì)速度比H++在巖面上的表面反應(yīng)速度慢得多。與碳酸鹽巖反應(yīng)時(shí)，H+的傳質(zhì)速度、H+在巖面上的反應(yīng)速度和生成物離開巖面的速度，均對整個(gè)過程的反應(yīng)速度有影響，但是起決定作用的是其中較慢的H+的傳質(zhì)速度。 2.3影響酸巖反應(yīng)速度的因素 （1）酸巖復(fù)相反應(yīng)速度表達(dá)式酸巖復(fù)相反應(yīng)速度主要取決于H+的傳質(zhì)速度。酸巖反應(yīng)速度與擴(kuò)散邊界層內(nèi)離子濃度梯度的關(guān)系：面容比：巖石反應(yīng)表面積與酸液體積之比。酸巖反應(yīng)速度與酸巖系統(tǒng)的面容比、H+的傳質(zhì)系數(shù)和垂直于邊界層方向的酸濃度梯度有關(guān)。（2）影響酸巖復(fù)相反應(yīng)速度的因素分析。面容比：當(dāng)其它條件不變時(shí)，面容比越大，單位體積酸液中的H+傳遞到巖石表面的數(shù)量就越多，反應(yīng)速度也越快。酸處理時(shí)，擠入地層的酸液與巖石孔隙的接觸面積很大，酸巖反應(yīng)速度接近于表面反應(yīng)速度，酸液幾乎是瞬時(shí)反應(yīng)完畢，活性酸深入地層的距離僅幾十厘米就變成殘酸，影響酸化效果。酸液的流速：酸巖的反應(yīng)速度隨酸液流動(dòng)速度的增加而加快，因?yàn)殡S流速的增加，酸液的流動(dòng)可能會由層流變?yōu)槲闪鳎瑥亩鴮?dǎo)致H+的傳質(zhì)速度顯著增加，反應(yīng)速度相應(yīng)增加。但隨著酸液流速的增加，酸巖反應(yīng)速度的增加小于流速增加的倍比，即酸液來不及反應(yīng)完已經(jīng)流入地層深處，所以提高注酸排量可以增加活性酸的有效作用范圍，但排量過大會導(dǎo)致施工壓力大于地層破裂壓力，酸液沿裂縫流動(dòng)，影響井筒周圍的酸化解堵效果。酸液的類型：不同類型的酸液，其離解程度、離解的H+數(shù)量不同，反應(yīng)速度也不同。根據(jù)酸巖復(fù)相反應(yīng)速度表達(dá)式，若近似認(rèn)為邊界層內(nèi)的H+濃度呈線性變化，則：巖石表面的離子濃度為零，即Cs=0；酸巖反應(yīng)速度近似與酸溶液內(nèi)部的離子濃度成正比，強(qiáng)酸反應(yīng)速度快，弱酸反應(yīng)速度慢。溫度：溫度升高的熱運(yùn)動(dòng)加劇，傳質(zhì)速度加快，酸巖反應(yīng)速度隨之加快。壓力：反應(yīng)速度隨壓力增加而減慢，由試驗(yàn)曲線上可以看出，當(dāng)壓力小于3MPa時(shí)，壓力對反應(yīng)速度的影響顯著，壓力超過5～6MPa，壓力對反應(yīng)速度的影響甚微。因此，油、氣層酸化可不考慮壓力對反應(yīng)速度的影響。 3 砂巖地層土酸處理原理 3.1砂巖地層土酸處理原理 與硅酸鹽類以及碳酸鹽類反應(yīng)時(shí)，其生成物中有氣態(tài)物質(zhì)和可溶性物質(zhì)，也會生成不溶于殘酸液的沉淀，反應(yīng)生成的CaF2，當(dāng)酸液濃度高時(shí)，處于溶解狀態(tài)，當(dāng)酸液濃度降低后，即會沉淀。酸液中包含有HCl時(shí)，依靠HC1維持酸液在較低的PH值，以提高CaF2的溶解度。 3.2與石英的反應(yīng)： 6HF+SiO2=H2SiF6+2H2O 反應(yīng)生成的（H2SiF6）在水中可解離為H+和，而后者又能和地層水中的C a2+、Na+ 、K+、NH4+等離子相結(jié)合。生成的CaSiF6、（NH）2SiF6易溶于水，而Na2SiF6及K2SiF6均為不溶物質(zhì)會堵塞地層。因此在酸處理過程中，應(yīng)先將地層水頂替走，避免與接觸，處理時(shí)一般用作為預(yù)沖洗液。 4 結(jié) 論 總之，土酸液中的成分溶蝕碳酸鹽類物質(zhì)，并維持酸液較低的PH值，依靠成分溶蝕泥質(zhì)成分和部分石英顆粒，從而達(dá)到井壁的泥餅及地層中的粘土堵塞，恢復(fù)和增加近井地帶的滲透率的目的。對不適宜進(jìn)行加砂壓裂的井，采用常規(guī)酸化措施增產(chǎn)效果通常不理想，需要優(yōu)選新型酸液體系，并對酸化規(guī)模等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。