第22卷第2期西南石油学院学报Vol.22No.22000年5月JournalofSouthwestPetroleumInstituteMay2000文章编号:1000-2634(2000)02-0067-03砂岩地层深部延缓酸化酸液配方研究X黄志宇1,何雁1,吉淑梅1(1.西南石油学院化学工程系,四川南充637001)摘要:研究了一种用于砂岩酸化的缓速酸液体系—以有机酸、磷酸、有机酸铵和氟化铵为主体的酸液体系,对其缓速机理进行了探讨并通过室内试验得出:该体系与常规土酸相比与石英砂、大理石和膨润土的反应速率较慢,尤其对粘土含量高的砂岩地层缓速效果较好;并且该体系与砂岩和粘土反应后不改变固体物质的结构,可以络合多价金属离子(如:Fe3+和Al3+),不会产生二次沉淀。关键词:酸化;缓速酸;砂岩;增产措施;地层伤害中图分类号:TE39文献标识码:A引言⑥反应达到预定时间,取出烧杯过滤,用蒸馏水冲洗直至滤液呈中性;酸化是油气井增产、水井增注的重要措施之一。⑦把残样连同滤纸放入干燥箱中,在105℃左常规土酸(12%HCl+3%HF)被广泛用于处理砂岩右干燥至恒重;地层,然而该酸液与地层反应速率快,酸化作用的有⑧称重并计算溶蚀率。(做三次平行实验,在效距离短,穿透深度较小,常常达不到预期的要求。绝对误差不超过5%的情况下取平均值)。此外常规土酸酸化会引起近井地带的基质松散,造(2)混合酸液和常规土酸分别对石英砂、膨润成微粒运移,还有可能产生二次沉淀,堵塞地层孔土和大理石的溶蚀速率:如图1、2、3。隙,造成地层伤害[2,3,6,9]。因此本文研究了一种混合酸液体系。1实验内容1.1溶蚀速率研究参照中华人民共和国石油及天然气行业标准SY/T—5886—93砂岩缓速酸性能评价方法中的静态失重法测出酸液在不同时间对试样的溶蚀率并,,1—常规土酸;2—混合酸体系作出溶蚀率与时间的关系曲线。图1常规土酸和混合酸体系对石英砂的溶蚀率(1)实验步骤:①配制酸液,将样品粉碎并过筛(120目);由实验可以看出:常规土酸与石英砂和膨润土②用电光分析天平称2g样品,准确到0.001g;的反应速率很快,其溶蚀率在短时间内达到很高,因③用塑料量筒量取40ml酸液,倒入塑料烧中;此不能进行深部酸化。与常规土酸相比,混合酸液④将恒温水浴升至80℃,将塑料烧杯放入水浴体系对石英砂、大理石和膨润土均有较好的缓速效中恒温10～15min;果(尤其对膨润土的缓速效果很明显,因此比较适用⑤将样品倒入酸液中,记录时间并用塑料棒搅于粘土含量较高的地层),且其反应速率随时间变化拌至样品全部润湿,静置;并不明显。X收稿日期:1999—10—15作者简介:黄志宇(1963—),男(汉族),四川会理人,副教授,硕士,从事油田化学剂及应用研究工作86西南石油学院学报2000年1—常规土酸;2—混合酸体系1—常规土酸;2—混合酸体系图2常规土酸和混合酸体系对膨润土的溶蚀率图4常规土酸和混合酸体系对天然砂岩芯的溶蚀率1.3残余物质分析分别用常规土酸和混合酸体系在60℃下与天然砂岩芯反应4小时,取出过滤,并用蒸馏水冲洗,烘干后做红外光谱图,并与未反应的砂岩芯的红外光谱图进行对比,观察有无新的物质生成。通过图5可以看出:当常规土酸与砂岩芯反应后,其红外光谱图与未反应的砂岩芯的红外光谱图明显不同,该红外光谱图中不含游离羟基的伸缩振图注:常规土酸与大理石反应立即生成白色沉淀,说明动(3692.1cm-1,3650.8cm-1,3620.0cm-1)和结用常规土酸酸化含碳酸岩的砂岩地层必须用盐酸进行预处理晶水的弯曲振动(1636.0cm-1),这可能是由于酸中图混合酸体系对大理石的溶蚀率3H+的浓度较高,因此容易和游离的-OH相结1.2常规土酸和混合酸体系对天然砂岩芯合[4,5]。的溶蚀速率影响另外图5中的强吸收峰由1032.9cm-1移至在相同的时间内,混合酸体系对天然砂岩芯的1099cm-1,其原因可能是:粘土矿物中的铝层受到溶蚀率与常规土酸相比要小的多(如图4所示),并强酸(HCl)的进攻,其层状结构遭到破坏,硅含量增且反应速率随时间的变化比较小,说明混合酸体系加,形成硅胶(硅胶中四次配位键的典型谱带在的酸离子浓度变化不大,酸岩反应速率比较均匀。1094、800、470cm-1左右。亦即常规土酸破坏了岩1—未反应的砂岩的红外光谱图;2—与混合酸体系反应后的砂岩的红外光谱图;3—与常规土酸反应后的砂岩的红外光谱图图5砂岩的红外光谱图第2期黄志宇等:砂岩地层深部延缓酸化酸液配方研究96石的结构,反应产物中有固体存在,易于对地层造成结论伤害[4