新型砂岩基质酸化MFC酸液体系研究

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１３ ＭＦ 酸 液 静 态 反 应 动 力 学 ． Ｃ
设 计ＭＦ 酸 液 和土 酸在９ ℃恒温 条件 下 的静 态 Ｃ Ｏ
４ ・ ９
郭兴 午 ， 立强 ， 平礼 ， 赵 刘 刘青 ， 青春 ： 新型砂 岩基 质酸化 ＭＦ 酸液体 系研 究 Ｃ
沉淀 的生成 。 蚀性 能 。 实验 中 ， 在 主要 测定盐 酸 、 酸 、 Ｃ 土 ＭＦ 水溶 液
酸一 酸体 系。在 酸化 过程 中Ｈ 与黏土 的反应 速度 盐 Ｆ
很快 ， 液不 能 到达储 层 的深 部 ，酸液 有 效作 用距 酸 离短 ， 同时 易产生 氟硅酸 钾 、 硅酸钠 、 氟 氟铝 酸钾 、 氟
铝酸 钠 、 氟化 钙 、 氟化 镁 、 氟化 铝 等二 次 沉淀 。这些 沉淀将 会 造成储 层 的永 久性伤 害。对 酸化 效果 及后
续 的生 产具 有重 要 影 响 。针对 此 情况 ， 我们 开展 了
ＭＦ 酸液体 系对粘 土 的溶 蚀率 、与金 属离 子配 伍性 Ｃ 以及ＭＦ 酸液 体系 润湿性 和流 动效果 等室 内试验 研 Ｃ
究 最终研 制 出 了一 种适 合砂 岩储 层基 质酸 化 的新 型酸液 体 系 。该 体 系具 有 良好 的缓 冲性 和缓 速性 ， 在 酸化 过程 中能 保 持相 对稳 定 的 反应 速度 ， 对二 次
酸化效 果 。由于降低 酸反 应速率 ， 以 同时也能 达到 所 深部 酸化 的效果 。从 图 中还 可 以看 出ＭＦ 酸 的初始 Ｃ
实 验 仪器 所 用 的酸 度计 为Ｐ Ｓ ３ 通 用 型 酸 度 Ｈ 一Ｂ
计， 其精 度为ｐ 值 ± ．ｌ ± Ｖ。￣ ＨＣ 酸度 曲线 时 Ｈ ０Ｏ ， １ｍ ］ １ 用玻璃 电极直 接测Ｄ Ｈ值，测 ＭＦ 酸液 的酸度 曲线 时 Ｃ
第１ ２卷 第 ６期
重庆科 技学 院学报 （ 自然 科学 版 ）
２１ ０ ０年 ｌ ２月
新 型 砂岩 基 质 酸化 ＭＦ 酸 液体 究 Ｃ 系研
郭 兴 午 赵 立 强 刘 平礼 刘 青 青 春
（ 西 南石 油大 学， 都 ６０ ０ ； ． １ ． 成 １ ５ ０ ２中石 油西 南油气 田分公 司 ， 成都 ６ ０ ０ ） １０ ０
恒 温水 浴９ ℃下反应 ２ ，在反 应 过程 中 的不 同时间 ０ ｈ 取 反 应 残 酸 ｌ ． 用 蒸 馏 水 稀 释 至 ５ ｍＬ 用标 定 ｍＬ 再 ０ ．
时 间依 次是０５ １ １ 、．ｈ ．、 、． ２０ 。 ５
好 的０１ ｏ／ 的Ｎ Ｏ ．ｍ ｌ Ｌ ａ Ｈ溶 液滴 定 至终 点 目 ｌ 。根据 消耗 ＮＯ ａ Ｈ的量 计算 不 同时间段 残酸 液 中Ｈ 的浓度 ， 比 ＋ 对
物 的溶蚀 率 对 比实验 ， 实验 所用 的矿 物 主要 是黑 云 母、 白云母 、 长 石 、 长 石 、 泥 石 、 钾 钠 绿 伊利 石 、 脱 蒙
石。 实验 结果如 图２ 图３ 、 所示 。 实验 温度 为９ ℃ ， ０ 反应
两 块 相 同 的实际储 层 岩 心分 别 放入 两 种 酸液 中 ， 岩 心除 了一个端 面是 和酸 液接触 ． 其余 都用胶 封好 。 在
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ６ ２ １— ８ ０
实 验评 价 ＭＦ 酸 液 体 系对 单矿 物 的溶 蚀 率 ， Ｃ 设
基 金项 目 ： 家科 技 重 大 专项 （ ０ ８ Ｘ ５ ４ － ４ 国 ２ ０ ２ ０ ０ ４３ １ ）
作 者简 介 ： 兴 午 （９ ３ ）男 ， 郭 １８ 一 ， 四川 犍 为 县 人 ， 西南 大学 油 气 田开 发专 业在 读 硕 士 研究 生 ， 究 方 向为 油 气 田开 发 。 研
比较 严重 ， 单独ＭＦ 对 钢片 的腐蚀 是很微 弱的 。 而 Ｃ 同
对Ｎ ０ 片的腐 蚀 速度 及 自身 的缓蚀 性 。在 实验 中 ８钢
没有 加缓蚀 剂 。设 计 时间 为４ 。 ｈ 吊片反应 ． 水浴恒 温 为９ ℃。 ０ 实验结果 相关 数据 见表２ 在９ ℃常压静 态条件 。 ０ 下 ，２ ｌ％ＨＣ ＋ ％Ｈ 和８ ｌ３ Ｆ ％的 盐 酸 对Ｎ ０ 片 的腐 蚀 ８钢
沉 淀的生 成具有 抑制作 用 ， 大大改 善 了酸 化效果 。
１ ＭＦ Ｃ砂 岩 储 层 酸 化 缓 速研 究
通 过对ＭＦ 酸液 酸度特性 分析 、酸 液与单 矿 物 Ｃ 的溶蚀 率和静 态反 应动力 学实验 ．研 究ＭＦ 酸液砂 Ｃ 岩酸化 缓速性 能 。 １１ ＭＦ ． Ｃ酸液体 系酸度 特性 分析
ＭＦ 酸液 体 系不能直 接 由玻 璃 电极￣ＪＨ值 采 用锑 Ｃ ｌ ｐ
电极 酸度变 送器测 电 极电位 。锑 电极 酸度 变送 器是 由锑 电极与 参考 电极组 成 的ｐ Ｈ值测 量 系统 。 被测 在 酸性 溶液 中，由于锑 电极 表面会 生 成三 氧化 二锑 氧 化 层，这 样在 金属 锑 面与三 氧化 二锑 之 间会 形成 电 位 差 。电位差 的大小 取决 于三氧 化二锑 的浓 度， 浓 该 度 与被测 酸性 溶液 中氢离 子的适 度相 对应 。实验 中
用 锑 电 极直 接 测 电极 电位 和 电极 电位 曲线 。 由于
ｐ 值较 高，这样 在 酸化过 程 中就可 以降低 酸液 对设 Ｈ
备 及管 柱 的腐蚀 ， 而 可 以减 小缓蚀 剂 的用量ｌ 从 １ １ 。
１ ＭＦ ． ２ Ｃ酸液浓 度对 单矿物 的溶蚀 率
ＭＦ 酸 液体系 能 电离 出Ｈ ， Ｆ Ｃ ＦＨ 会腐 蚀玻璃 ， 以对 于 所
放 入烘箱 称重 。实验 结果 如 图５ 所示 。
从 图５ 中可 以知 道 ． Ｃ 溶液 与氯 化钙 生成 的 ＭＦ 水
氟 化 钙沉 淀 比氢氟 酸 与氯 化钙 生 成 的少３ ．７ 结 ３ ％． ９
图３ ＭＦ Ｃ酸 对 砂岩 矿 物 的 溶 蚀 率
晶氯化铝 与ＭＦ 水 溶液反 应产 生 的沉 淀 比氢氟 酸溶 Ｃ 液 与 结 晶 氯 化 铝 产 生 的 沉 淀 减 少４ ．７ 。所 以 ， ６ ％ ０ ＭＦ 酸 液体 系 比土 酸更 能有效 抑制 氟化 钙 、氟 化铝 Ｃ
黑 云母 初 始溶蚀 率很 高，说 明 土酸 与这类 矿 物反 应 速度很 快 。由曲线 的走 势可 以看 出， 类矿 物 的溶 蚀 这
Ｏ ０
２ ０
４０
６ Ｕ
８ ０
ｌＵ ｌ ０ Ｏ ２
时 间／ ｉ ａ ｒｎ
图４
不 同 时ｌ ｆ 度 变 化 曲 线 ＇ ￣Ｈ 浓 ａ － ］
由电极 电位 间接表 如 图 １ 示 所
从 图 １ 以看 出 ， Ｃ 的酸度 曲线 只有一 个 突变 可 Ｈ １ 点 即只有 一个 化学 计量 点 ． 而且 曲线 的 突变部 分是 很 陡峭 的， 乎就 是直线 。这说 明ＨＣ是一 元强 酸， 几 １ 而 且 在溶液 中Ｈ 是 处 于全部 电离状 态 。ＭＦ Ｃ的酸度 曲
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郭兴 午 ， 立强 ， 赵 刘平礼 ， 青 ， 刘 青春 ： 型砂岩 基质 酸化 ＭＦ 新 Ｃ酸 液体 系研 究
计 Ｈ 浓 度 均 为 ３ 的ＭＦ 酸 液 与 土 酸 酸 液 对 粘 土 矿 Ｆ ％ Ｃ
动力学 实验 。分别 配制 Ｍ Ｃ Ｆ 酸液 和土 酸各５ ０ ， ０ ｍＬ 将
两 种酸 液 在与 岩心 反应 过 程 中Ｈ 浓 度变 化 趋势 ， 实 验 结果 如 图４ 所示 。取 液 时 间分 别 为０ ２ 、０ １０ 、０ ６ 、０ 、
１ ０ ｎ。 ２ ｍｉ
５
，
兰４
图１ ３ ％Ｈ 与 ３ ｃＪ ％Ｍ Ｆ Ｃ的 酸 度 对 比 曲 线
１
从 图２ 中可 以看 出 ， 土酸 对 高岭 石 、 脱 石 和黑 蒙 云母 的溶 蚀 能力 特别 强 。土 酸 与高 岭 石 、 蒙脱 石 和
２ １ ＭＦ ． Ｃ溶 液 与 Ｃ ２ Ａ 沉 淀 试 验 ａ￣ Ｉ的 ，
料 西 避
设计 常温下 ＭＦ 水溶 液与 氢氟酸 溶液 生成 氟化 Ｃ
图２ 土 酸对 砂岩 矿 物 的 溶 蚀 率
钙、 氟化铝 沉 淀 的对 比实验 。配制 ３ ％的氢 氟酸 溶液
ｌ ０ Ｌ。 确 称 取 ＭＦ Ｏｍ 准 Ｃ物质 ４９ ｇ Ｊ ９ ．５ Ｌ 馏 水 ．５ ， ｌ ５０ ｍ 蒸 Ｊ １
酸液 在酸化 过程 中 比土 酸更具 有缓 速性 ．能达 到酸
液深 穿透 的要 求 。
白 云母 黑 云母 高 岭石 钠 长石 钾 长石 伊 利 石 蒙 脱 石
２ ＭＦ Ｃ酸 液体 系 酸化 室 内实验 评 价
ＭＦ 酸液 体 系评 价 主要 包 括 酸液 对Ｃ 、 １ 沉 Ｃ ａ Ａ 淀 试验 、 润湿性 、 与添 加剂 的配伍 性 、 蚀 性 和酸 化 腐 效果 评 价 。
关 键 词 ： 岩 ； 氟 酸 ； 化 ； 液 砂 氢 酸 酸 中图 分 类号 ： Ｅ ５ Ｔ ２４ 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ３ ９ ０（０１ ０ — ０ ８ ０ １ ７ ～１ ８ ２ ０） ６ ０ ４ — ４
目前 ， 岩基 质 酸化 最 常用 的土酸 体 系 即氢 氟 砂
摘
要 ： 对 目前 砂 岩 储 层 酸 化 常 规酸 液 体 系在 酸 化 过 程 中反 应 速 度 过 快 、 效 作 用 距 离 短 、 生 成 二 次 沉 淀 等 缺 针 有 易
陷 ， 出一 种 新 型砂 岩 酸 化 Ｍ Ｃ 液体 系 。酸 度 特 性 、 蚀 率 和配 伍 性 等 室 内 实验 表 明 ： 酸 液 体 系 能有 效 地 溶蚀 粘 提 Ｆ 酸 溶 该
ＭＦ 酸 液 中 Ｈ 浓 度 总 的 变 化 是 ０ ｍ 。 说 明ＭＦ Ｃ ． ０ ７ 这 Ｃ
能力相 对 土 酸小， 且溶 蚀率 上 升缓 慢 ， 就说 明ＭＦ 这 Ｃ
酸相 对 于传 统 的土 酸 能 有 效 地避 免 二 次沉 淀 的产 生， 降低储 层伤 害 。