温 度 ( ℃ ) 平 衡 常 数 ( K × 1 0 3 )
2 5 8 0 9 0 1 0 0 2 . 3 5 . 5 6 . 5 7 . 3
随着温度的升高，水解速度常数遵循Arrhenius经验公式
K1=1.44×1017EXP(-26183/RT）
•压力对HBF4反应速度的影响。
压力对HBF4反应速度几乎没有影响。
用HBF4处理可以克服酸化初期增产后期递减快的普遍性
问题。国内外现场使用表明是一种较为有效的方法，当HBF4进入
地层时能缓慢水解生成HF，因而在酸耗尽前可深入地层内部较大
范围。
此外还可以使任何不溶解的粘土微粒产生化学熔化，熔
化后的微粒在原地胶结，使得处理后流量加大而引起的微粒移动
受到限制.
室内试验还表明：通过不相溶流体的接触，用HBF4处理
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砂岩酸化原理及酸化工艺技术
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References
1. 油藏增产措施----M.J. ECONOMIDES Reservoir Stimulation ,3rd Edition
2. 采油技术手册(第九分册)
3. Economides, M.J., A.D. Hill, and C.E. Ehlig-Economides: Petroleum Production Systems. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey (1994).
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七、砂岩酸化工艺－深部酸化工艺(HBF4)
②影响HBF4水解速度的因素
HBF4的水解速度可表示为
d(B d4 tF )K 1[H]•[B4 F ]
HBF4水解速度主要受浓度和温度的影响
·浓度对HBF4水解速度的影响
25℃时，第一级水解反应的平衡常数为
K[H3 B (OF )H • ][H]F 2.3 1 0 3 H4 BF
6. 完井酸化压裂
7. ACIDIZING, ----SPE REPRINT SERIES NO.32 8. SPE PAPERS
七、砂岩酸化工艺－深部酸化工艺
原理:由于酸在砂岩多孔介质中的反应速度太快, 酸化 解堵半径小, 采用在地下生成盐酸和HF技术，实现深 部酸化目的。
包括： 氟硼酸酸化工艺技术(HBF4)； 相继注入工艺技术（SHF） 地下自生土酸技术(SGMA); 缓冲调节土酸技术(BRMA); “5H+酸”酸化技术。 Acid Lab，Southwest Petroleum Institute
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七、砂岩酸化工艺－深部酸化工艺(HBF4)
氟硼酸酸化工艺
砂岩地层HBF4处理属于深部酸化工艺，用土酸处理砂岩地层 ，要增加处理深度Le就要增大酸量，但由于HF与地层粘土等胶结 物反应快，过量的HF将破坏地层骨架的结构，使井筒附近岩石强 度受到损害，因此土酸酸化不能获得较深的穿透。
此外，土酸处理井往往初期增产而后期递减迅速，因此受到 限制。
4. Gidley et al.: Advances in hydraulic fracturing, SPE Monograph No 12 (1989)
5. Williams, B.B., J.L. Gidley, and R.S. Schechter: Acidizing Fundamentals. SPE Monograph Vol 6, Society of Petroleum Engineers, Richardson, Texas (1979)
①HBF4的水解反应
HBF4在水溶液中发生水解反应，且是多级电离
HBF4+H2O←→HBF3ＯH+HF
(慢)
氟硼酸 羟基氟硼酸
HBF3OH+H2O←→HBF2(OH)2+HF (快) HBF2(OH)2＋H2O←→HBF(OH)3+HF (快) HBF(OAHc)i3d+LHa2bO，←So→uthHw3BesOt 3P+eHtroFleum(快Ins)titute
显然，当HBF4浓度增大，为了使K为常数，[HF]及[HBF3(OH)]
也速度要也增加大快，A。即ciHdBLFa4b浓，度So越ut大hw，e水st 解Pe的tro[HleFu]m也I越ns多tit，ut因e 而酸岩反应
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七、砂岩酸化工艺－深部酸化工艺
·温度对水解度的影响
温度升高，HBF4第一级水解反应的平衡常数也增大 HBF4一级水解反应平衡常数随温度变化关系
氟硼酸是作为硼酸和氢氟酸反应产物按下式生成的：
H3BO3+3HFHBF3OH+2H2O（快反应） HBF3OH +HAFcid LHaBb，F4S+oHut2hOw（es慢t P反etr应ole）um Institute
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七、砂岩酸化工艺－深部酸化工艺(HBF4)
氟硼酸－缓速、稳定粘土颗粒
过的粘土敏感性下降，不易膨胀或分散。
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七、砂岩酸化工艺－深部酸化工艺(HBF4)
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K/K0 K/K0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5 基液
0.0 0
前置液 20
2.5
2.0
1.5 1.0
处理液
后置液 反后置液
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七、砂岩酸化工艺－深部酸化工艺(HBF4)
氟硼酸酸化工艺
Thomas和Crowe(1981)推荐
混合硼酸(H3BO3)、氟化铵(NH4F.HF)及盐酸很易配制。
氟化铵，氢氟酸的一种酸性盐，首先与盐酸反应生成氢氟 酸： NH4FHF＋HCl2HF+NH4Cl
反基液
40
60
80
累积孔隙体积，PV
100
120
0.5
基液 0.0
0
前置液 40
处理液
后置液 反后置液
反基液
80
120160Fra bibliotek200
240
累积孔隙体积，PV
氟硼酸与土酸流动试验结果
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七、砂岩酸化工艺－深部酸化工艺(HBF4)