a)酸液中的 H+传递到碳酸岩表面;
b) H+在岩石表面与碳酸岩进行反应;
c)反应生成物 Ca2+、Mg2+、CO2 等离开岩石表面。
(2)砂岩酸化机理
1)砂岩主要矿物
砂岩是由砂粒和胶结物组成。砂粒包括石英、长石及各种岩屑。
砂岩中的胶结物有:碳酸盐、粘土矿物、二氧化硅等。
2)反应原理
a)盐酸与砂岩的反应
盐酸主要与砂岩中的碳酸盐岩胶结物反应。
b)氢氟酸与砂岩反应
氢氟酸溶解 SiO2 和铝硅化合物, 以氟化物离子与组成砂岩的硅、铝等元素形成配合物。
4、影响酸化效果的因素
影响因素
(
1)酸化后水化膨胀和微粒运移造成孔喉堵塞;
(
2)酸化后的二次沉淀;
1)氟化物沉淀;2)氢氧化物沉淀。
(
3)排液不及时,残酸 pH 值下降。
预防措施
(1)使用前置液(一般为 15%盐酸) (2)选择合适的添加剂; (3)选择合适的酸液; (4)及时排液。
5、常用酸液体系
(1)常规土酸
1)组成:由一定浓度的 HCl、HF 和添加剂组成。
2)优点:成本低、溶蚀与解堵作用强;
3)缺点:酸岩反应速度快,穿透距离短,易造成坍塌或出砂。适应于井筒附近的伤害解堵。
(2)自生土酸
1)组成: HCl 与 NH4F 或 NH4HF2 在一定条件下生成 HF 酸。
2)优点:反应速度慢,可解除地层深部的堵塞,但受温度限制。
(3)氟硼酸
Thomas 和 Crowe(1981)推荐氟硼酸代替土酸,其总的溶解能力相当于 2%的土酸。
1)特点:可缓慢释放 HF,缓慢溶解地层和微粒,以达到解除地层深部堵塞目的。
2)优点:穿透距离长,解除深部地层堵塞;
3)缺点:不耐高温(80
℃以下使用),对缓蚀剂选择性强,成本高。特别适用于酸敏性砂岩地层。
(4)有机酸/土酸体系
1)组成:由甲酸、乙酸、乙二酸、柠檬酸、HF 和添加剂组成。
2)优点:具有缓速、低伤害特点,耐高温,酸作用距离长。
3)特点:缓速效果好,伤害低,但成本较高。
(5)复合酸体系
1)组成:由 HCl、HF、HAC 及氟硼酸组成。
2)特点:是一种通用性较强的酸液体系,但比普通酸成本高,对添加剂要求严格。
(6)浓缩酸
1)组成:由 H3PO4、HCl、HF 及添加剂组成。
2)优点:具有缓速、低伤害效果,防止 CaF2 沉淀及保持残酸低 pH 值。
3)缺点:高温下(大于 90
℃)酸岩反应速度高,难以达到深度酸化目的,成本高。适用于含有绿泥石的酸敏性矿
物的地层。
(7)胶束酸
1)组成:由 HCl、HF 和胶束剂及其它添加剂组成
2)优点:延缓酸岩反应速度,既具有胶束溶液特点,又具有酸化功能,能同时解除有机类和无机类堵塞物。
3)缺点:胶束剂用量大,成本高,适用于稠油地层及有机质污染地层。
(8)铝盐缓速酸