氟硼酸解堵剂的研究与应用

闫方平（承德石油高等专科学校，河北承德　067000）

氟硼酸解堵剂的研究与应用

闫方平
（承德石油高等专科学校，河北承德067000）

冀东油田以土酸为主要解堵剂的解堵措施，在解堵后，初期效果明显，但有效期短，同时近井地带胶结物被严重溶蚀，形成近井地带出砂并亏空，严重影响生产。通过正交实验，优选出了适合冀东油田浅层颗粒运移堵塞的氟硼酸解堵剂配方，结果表明氟硼酸解堵剂具有很好的缓速、降低表面张力和低腐蚀性能；对氟硼酸解堵剂进行了现场实验并取得了成功，表明研制的这种新型解堵剂适合冀东油田实际情况，达到了预期的研制目的。

冀东油田；氟硼酸解堵剂；现场试验

对储层进行酸化处理，就是通过化学方法疏通或扩大液流孔道，提高储层渗流能力，提高油气井产量和注水井注水量。酸化处理时，酸能溶解储层中的胶结物并清除井筒附近储层内的各种堵塞物［1］。

冀东油田属于复杂断块油田，其中主力生产区块G104-5和M28-1区块，都属于疏松砂岩油藏，地质胶结疏松，具有强水敏、速敏特征。在油井正常生产过程中，储层内的粘土矿物、非晶质硅、石英、长石以及碳酸盐岩石颗粒等随着储层流体缓慢运移，最终汇聚在近井地带孔喉部位，形成桥堵或淤积堵塞［2，3］。对于这类井，通常都是采用主体酸以土酸为主的解堵方案。经过几年的实践发现：解堵后，初期效果明显，但有效期短；近井地带胶结物被严重溶蚀，使地层颗粒运移加剧，形成近井地带出砂并亏空，严重影响生产［4］。

1　氟硼酸的作用机理

氟硼酸在地层条件下以缓慢的速度水解生成羟基氟硼酸根，并释放出氢氟酸。这一反应的速度决定氟硼酸的水解速度和对砂岩的溶蚀速度。生成的羟基氟硼酸根再逐级水解，逐步释放出氢氟酸［5，6］，反应如下：

氟硼酸水解产生的氢氟酸再溶解地层岩石中的硅酸盐：

盐酸的存在使氟化钙沉淀不容易产生，从而增大地层的渗透率。

2　室内实验

2.1酸液最佳配方的确定

实验使用的氟硼酸是由氟化氢胺、硼酸和盐酸三种药品配制而成。实验方法是，在配制的酸液中加入已恒重的玻璃片，定时取出烘干称重，计算溶解量和溶解速度，以判断配方性能的优劣。

2.1.1氟化氢胺和硼酸配比实验硼酸是氟硼酸水解的最终产物之一，它用量的多少能决定氟硼酸水解速度的快慢。将氟化氢胺和硼酸按4个不同比例进行复配，实验结果（见图1）。

从图1中可以看出，溶解量与时间关系曲线的末端趋于平缓，说明28 h后溶解速率减小。通过作用时间和对玻璃片的总溶解量进行综合评价，选用2号配方酸液进行实验。

2.1.2盐酸用量的确定盐酸主要提供氢离子，加快水解反应速度，可以提高溶解量，能够有效防止CaF2沉淀。在2号配方中加入不同浓度的盐酸，测定溶解量与溶解时间的关系，实验结果（见图2）。

从图2可以看出，盐酸用量对溶解作用的影响不明显，可以选用少量的盐酸，既能满足酸化需要，又可降低成本。复配后的酸液称为氟硼酸解堵剂（代号

图2　不同盐酸含量对溶解能力的影响

2.2酸液添加剂浓度的确定

2.2.1酸液添加剂降低界面张力的能力界面张力的大小是影响酸液返排能力的重要因素。性能优良的酸液添加剂能够显著降低界面张力，减小贾敏效应和水锁效应的发生，有利于酸化液的返排。

酸化添加剂用量与界面张力关系的实验数据（见表1）。

表1　不同浓度添加剂与界面张力的关系

从表1中可以看出，加入酸液添加剂后其表面张力显著下降，随着添加剂浓度的增加，其界面张力下降趋势减小。当酸化液中添加剂含量达到2％时已经具有明显的降低界面张力能力。因此，加入2％酸液添加剂即可满足使用要求。

2.2.2酸液添加剂的缓蚀效果实验方法依据《SY/T 5405-1996酸化用缓蚀剂性质实验方法及评价指标》，实验结果（见表2）。

表2　氟硼酸解堵剂的腐蚀速率与添加剂浓度的关系

从表2中可以看出，随着添加剂浓度的增加，解堵剂腐蚀速率均明显下降，当浓度达到2％时，可以满足现场施工的技术要求。

实验结果表明，在氟硼酸解堵剂中添加剂使用量根据实际情况定为2％～2.5％。

2.3土酸、氟硼酸溶蚀性能比较

60℃时，将最佳酸液配方（JDF）、常规土酸（12％ HCl+3％HF）、市售氟硼酸分别做溶蚀实验，实验结果（见表3）。

表3　不同酸液溶蚀量表

从表3可以看出，市售氟硼酸的溶蚀作用比JDF差，而JDF溶蚀量比常规土酸慢得多。这充分说明了JDF氟硼酸解堵剂具有较好的缓速作用，同时又具有一定的溶蚀能力。

3　现场试验

在进行了配方的筛选和优化后，对现场4口井进行单井的酸化解堵试验。试验数据（见图3、图4、图5、图6）。从图3，图4，图5，图6中可以看出，用氟硼酸解堵剂进行酸化解堵，有效期长，增产效果显著，是一种性能良好的解堵剂产品。

4　结论

（1）通过正交实验，优选出了适合冀东油田浅层颗粒运移堵塞的氟硼酸解堵剂配方。

（2）对产品性能进行了实验室验证，结果表明氟硼酸解堵剂有很好的缓速、降低表面张力和低腐蚀性能。

（3）与土酸和市场同类产品性能进行了对比实验，实验证明，氟硼酸解堵剂性能优于土酸和市场同类产品。

（4）对氟硼酸解堵剂进行了现场实验并取得了成功，表明研制的这种新型解堵剂适合冀东油田实际情况，达到了预期的研制目的。

图3　G119-2酸化解堵产液变化曲线

图4　G108-7氟时硼间酸’解d堵效果曲线

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图6M17-17氟硼酸解堵效果曲线

［1］杨永华，胡丹，林立世.砂岩酸化非常规土酸酸液综述［J］.海洋石油，2006，26（3）：61-65.

［2］陶德伦.G104-5稠油区块采油工程技术的研究和应用［M］.北京：石油工业出版社，1998.

［3］李会平.疏松砂层微粒运移特征及对油井动态影响［M］.北京：石油工业出版社，1998.

［4］赵福麟.采油化学［M］.北京：石油工业出版社，1989.

［5］王冬梅，张建利，王勇，等.疏松砂岩油藏氟硼酸酸化技术研究与应用［J］.钻采工艺，2003，26（4）：48-49.

［6］汪竹，宋克炜，芦维国，等.有机氟硼酸在王家岗敏感性地层的应用［J］.油田化学，2004，24（1）：10-12.

Study and application of fluoborate plug removal agent

YAN Fangping
（Chengde Petroleum College，Chengde Hebei 067000，China）

Mud acid is used as the main plug removal agent in Jidong oilfield.At the early period，it has obvious effect，however，near wellbore binding material has been corroded seriously and sanding appeared near wellbore，which has bad influence on production.Through orthogonal experiment，fluoborate plug removal agent has been selected which is suitable for particle migration in the shallow level in Jidong oilfield.It shows that fluoborate plug removal agent has a better performance in retardance，reducing surface tension and corrosion，and at the same time it is successful in the field test and has achieved the expected aim. This new plug removal agent in suitable for the factual condition in Jidong oilfield.

Jidong oilfield；fluoborate plug removal agent；field test

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.01.018

TE254.4

A

1673-5285（2015）01-0065-04

2014－11－28

闫方平，男（1981-），汉，硕士研究生，河北省承德石油高等专科学校石油工程系讲师，主要从事油田防垢防腐工艺方面的研究工作，邮箱：yanfp@126.com。