酸化工艺-渤海钻探共65页
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浅析油田酸化压裂工艺技术
浅析油田酸化压裂工艺技术发布时间：2022-11-01T07:48:13.381Z 来源：《中国科技信息》2022年第13期作者：周涛张海龙[导读] 酸化压裂技术是低渗透油田采取的主要增产技术措施，尤其对于碳酸盐性质的油田成效极其显著。
这种技术摒弃了传统的支撑剂直接压裂的方法，而是采用酸液进行压裂，利用水力作用形成裂缝的同时酸液将会对裂缝的壁面进行溶蚀使得密闭的壁面形周涛张海龙渤海钻探井下技术服务分公司，天津300280摘要：酸化压裂技术是低渗透油田采取的主要增产技术措施，尤其对于碳酸盐性质的油田成效极其显著。
这种技术摒弃了传统的支撑剂直接压裂的方法，而是采用酸液进行压裂，利用水力作用形成裂缝的同时酸液将会对裂缝的壁面进行溶蚀使得密闭的壁面形成凹凸不平的沟槽，进一步增加地层的渗透性。
酸化压裂技术利用这一特性使得原油能够在地下顺畅的流动，有效改善了储油层的渗透性，提高了采油的效率和效果。
关键词：油田；酸化压裂；连续油管引言在石油需求猛增的当下迫使油田技术要做出新的改变。
而在实际运营过程中，在油田开采过程当中，酸化压裂对于油田的产量增长有着显著作用。
此项技术对于碳酸盐地质的油田的开采具有有利的技术优势，其技术特性在于可以对地层结构进行优化，起到增产增注的作用。
文章针对酸化压裂工艺技术中有连续油管定点替酸工艺、闭合酸化压裂技术、稠化酸技术的具体应用等各个具体细化环节的措施进行详细解读，以期得到在油田增产的前提下实现油田开采技术成本的最小化。
1油气田酸化压裂技术的原理概述酸化压裂技术与普通的支撑及压裂技术，最终的目的都是为了使油田裂缝更宽，产生更强的流通性，从而确保更强的排液能力。
详细说来，施工人员在运用支撑剂压裂技术过程中，一般会将陶粒与石英砂等砂石料填入裂缝，用来避免因压力降低而导致的裂缝闭合状况，从而保障了裂缝流通性。
然而，与之相对应的，酸化压裂技术，施工人员在应用过程中，仅利用不均匀的裂缝表层效应即可，而无需支撑剂的使用。
酸化工艺-渤海钻探
酸化工艺技术
第一节、酸化的概念及简要发展史 酸化作用与目的
解除井底 污染
清除孔隙或 裂缝中堵塞物 质，沟通、扩 大孔隙或裂缝
提高地 层渗率， 实现增产 增注
酸化工艺技术
第二节、酸化的分类
1、按工艺分类
（1）酸洗:是一种清除井筒中的酸溶性结垢或疏通射 孔孔眼的工艺。它是将少量酸液注入预定井段，溶解 井壁结垢物或射孔孔眼堵塞物。 （2）基质酸化：低于岩石破裂压力下将酸液挤入储集 层孔隙空间，溶解地层孔隙空间内的颗粒及其它堵塞物， 扩大孔隙空间，恢复或提高地层渗透率。用于解除近井 地带伤害，对严重堵塞井处理效果好。
酸化工艺技术
第二节、酸化的分类
（3）压裂酸化：施工时井底压力高于岩层破裂压力， 把酸液挤入地层，靠酸液的水力作用和溶蚀作用，在 处理层段形成人工裂缝。改善地层渗流条件，使油气 井增产。
2、按酸液体系分类
（1）常规盐酸及其改性酸液类（乳化酸、胶凝酸、 泡沫酸） （2）常规土酸及其延伸改性酸液类
酸化工艺技术
酸化工艺技术
第四节
适 合 条 件
土酸酸化技术
砂岩储集层的解堵酸化施工， 恢复和提高近井地带渗流能力
典 型 配 方
10-15％HCI+2-5%HF+2-3％缓蚀 剂+1-3％表面活性剂+1-3％铁 离子稳定剂+1～3%粘土稳定剂
酸化工艺技术
第五节、其它酸化技术
1.复合酸酸化工艺技术 复合酸酸化技术就是利用两种或两种以上的 酸液混合注入地层，在常温下酸度较低，在高温 并与地层反应的条件下，缓慢离解出酸组分，溶 蚀地层堵塞物、硅质粘土、碳酸盐等矿物成份的 特性处理地层，并络合部分Fe3+和Fe2+，与地层反 应均匀，不易产生二次沉淀物,恢复和提高地层渗 透率，达到增产增注的目的。
酸化工艺-渤海钻探
1950’—1960’，重点研究乳化、返排等各种添加剂；砂岩地层酸化
1970’，使用各种酸液体系，包括交替注入HCl和HF，解决活性HF酸穿透的需
要。 1980’，应用泡沫转向等技术提高了油层酸液覆盖率，开始使用计算机辅助工作。 1990’，开发了评价软件，地球化学模型和现场评价技术；添加剂进一步发展。 近年在酸液和工艺方面更是得到了长足发展：比如地面交联酸深度酸压技术。
2、盐酸浓度选择原则
⑴温度：因缓蚀剂的耐温限制，温度对酸液的选择影响较大。地 地层温度高于150℃时，不能使用28%的盐酸，可使用15%盐酸；
如地层温度高于205℃时，缓蚀剂在盐酸中无效，可使用有机酸等。
⑵矿物成分：酸液与方解石、白云石反应不同，应优化酸配方， 以实现各层所期望的反应和穿透特征。 ⑶岩石物理学因素：酸液的穿透深度决定于孔隙的类型和分布。 如：对于高孔隙度、高渗透或裂缝性碳酸盐油层，要达到深穿透 需使用乳化酸、缓速酸或泡沫酸等。
第二节、酸化的分类 3、按施工方式分类
（1）全井酸化（笼统酸化） （2）分层酸化 （3）暂堵酸化 现场应用最多的是还是盐酸和土酸类酸化。
酸化工艺技术
第二节、酸化的分类 4、压裂酸化和压裂的区别
完全不同的两种工艺 使用的液体不同 形成高渗透裂缝的原理不同 对地层的适应性不同（酸压只用于碳酸盐 岩储层） 增产原理相似 使用的施工工艺相似 使用的设备相似
如果土酸中的盐酸量不够，不能完全溶解地层 如果土酸中的盐酸量不够，不能完全溶解地层中 中的碳酸盐矿物，则氢氟酸将与碳酸盐矿物反应， 的碳酸盐矿物，则氢氟酸将与碳酸盐矿物反应，也要 生成CaF 生成 CaF2沉淀，堵塞孔道。 沉淀，堵塞孔道。
2
酸化工艺技术
第四节 土酸酸化技术
1970’，使用各种酸液体系，包括交替注入HCl和HF，解决活性HF酸穿透的需
要。 1980’，应用泡沫转向等技术提高了油层酸液覆盖率，开始使用计算机辅助工作。 1990’，开发了评价软件，地球化学模型和现场评价技术；添加剂进一步发展。 近年在酸液和工艺方面更是得到了长足发展：比如地面交联酸深度酸压技术。
2、盐酸浓度选择原则
⑴温度：因缓蚀剂的耐温限制，温度对酸液的选择影响较大。地 地层温度高于150℃时，不能使用28%的盐酸，可使用15%盐酸；
如地层温度高于205℃时，缓蚀剂在盐酸中无效，可使用有机酸等。
⑵矿物成分：酸液与方解石、白云石反应不同，应优化酸配方， 以实现各层所期望的反应和穿透特征。 ⑶岩石物理学因素：酸液的穿透深度决定于孔隙的类型和分布。 如：对于高孔隙度、高渗透或裂缝性碳酸盐油层，要达到深穿透 需使用乳化酸、缓速酸或泡沫酸等。
第二节、酸化的分类 3、按施工方式分类
（1）全井酸化（笼统酸化） （2）分层酸化 （3）暂堵酸化 现场应用最多的是还是盐酸和土酸类酸化。
酸化工艺技术
第二节、酸化的分类 4、压裂酸化和压裂的区别
完全不同的两种工艺 使用的液体不同 形成高渗透裂缝的原理不同 对地层的适应性不同（酸压只用于碳酸盐 岩储层） 增产原理相似 使用的施工工艺相似 使用的设备相似
如果土酸中的盐酸量不够，不能完全溶解地层 如果土酸中的盐酸量不够，不能完全溶解地层中 中的碳酸盐矿物，则氢氟酸将与碳酸盐矿物反应， 的碳酸盐矿物，则氢氟酸将与碳酸盐矿物反应，也要 生成CaF 生成 CaF2沉淀，堵塞孔道。 沉淀，堵塞孔道。
2
酸化工艺技术
第四节 土酸酸化技术
渤海油田某区块A井花岗岩酸化测试效果分析
的应用 [J]. 油气井测试，2007，16（1）：23-25. [2] 乐平，杨建等 . 钻井过程中的储层损害和储层保护
技术研究现状 [J]. 重庆科技学院学报，2009，11（5）：27-29.
264
1.3 酸前测试曲线分析
两次关井末点压力都没有恢复到稳定压力，经回放压 力计数据得知，初关井2小时末点压力恢复到11.940MPa， 二关井6.25小时末点压力恢复到12.450MPa，利用二次关 井获得霍纳外推地层压力为13.080MPa，油层中部压力系 数1.0118。螺杆泵60rpm泵抽期间，压降接近70%，地层 无产出；从试井解释双对数-导数曲线上看，未出现径向 流动段，反映地层物性较差，无法求参。
2 A井酸化后的测试情况
本井测试目的层为花岗岩，主要成分为石英、长石 等，油藏有裂缝发育，完钻泥浆密度为1.14 g/cm3，同时 后续经过固井等作业，钻井液与水泥浆的固相颗粒可能堵 塞孔隙及裂缝，滤液与地层中的硅反应产生胶结性的化合 物硅酸钙水化物等均会对储层造成伤害。通过对测试层岩 样做溶蚀实验，确定使用配方为5%HCl+6%MH+4%MF的 多氢酸酸液体系。
采用多氢酸体系酸液体系对花岗岩进行处理，利用混 合酸液中5%的HCl清洗解堵，防止HF中的F-与岩石的缝 洞孔隙里残存泥浆中的Ca2+、Mg2+、Fe3+反应生成沉淀； 利用混合酸液中4%的MF与花岗岩中的Si02发生化学反 应，增大缝洞孔隙，从而改善原油天然气在缝洞孔隙中的 流动性。
2.1 酸化施工及测试简况
科学管理
2017年第9期
渤海油田某区块A井花岗岩酸化测试效果分析
卢中原1 周宝锁2 杜连龙1 胡金成3 陈光峰1 张金煌1
1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452 2.中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300452 3.廊坊开发区近海油田服务有限公司 河北 廊坊 065000
技术研究现状 [J]. 重庆科技学院学报，2009，11（5）：27-29.
264
1.3 酸前测试曲线分析
两次关井末点压力都没有恢复到稳定压力，经回放压 力计数据得知，初关井2小时末点压力恢复到11.940MPa， 二关井6.25小时末点压力恢复到12.450MPa，利用二次关 井获得霍纳外推地层压力为13.080MPa，油层中部压力系 数1.0118。螺杆泵60rpm泵抽期间，压降接近70%，地层 无产出；从试井解释双对数-导数曲线上看，未出现径向 流动段，反映地层物性较差，无法求参。
2 A井酸化后的测试情况
本井测试目的层为花岗岩，主要成分为石英、长石 等，油藏有裂缝发育，完钻泥浆密度为1.14 g/cm3，同时 后续经过固井等作业，钻井液与水泥浆的固相颗粒可能堵 塞孔隙及裂缝，滤液与地层中的硅反应产生胶结性的化合 物硅酸钙水化物等均会对储层造成伤害。通过对测试层岩 样做溶蚀实验，确定使用配方为5%HCl+6%MH+4%MF的 多氢酸酸液体系。
采用多氢酸体系酸液体系对花岗岩进行处理，利用混 合酸液中5%的HCl清洗解堵，防止HF中的F-与岩石的缝 洞孔隙里残存泥浆中的Ca2+、Mg2+、Fe3+反应生成沉淀； 利用混合酸液中4%的MF与花岗岩中的Si02发生化学反 应，增大缝洞孔隙，从而改善原油天然气在缝洞孔隙中的 流动性。
2.1 酸化施工及测试简况
科学管理
2017年第9期
渤海油田某区块A井花岗岩酸化测试效果分析
卢中原1 周宝锁2 杜连龙1 胡金成3 陈光峰1 张金煌1
1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司 天津 300452 2.中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300452 3.廊坊开发区近海油田服务有限公司 河北 廊坊 065000
油田酸化工艺简介
因此砂岩油气藏的酸化处理是通过酸液溶解砂粒之间 的胶结物和部分砂粒，或孔隙中泥质堵塞物，或其它酸 溶性堵塞物，以恢复提高井底附近地层的渗透率。一般 采用盐酸与氢氟酸的混合液（土酸）或其他能够生成氢 氟酸的酸液。
一、酸化工 艺
单击此处可添加副标题
砂岩油藏酸化常用酸液体系 1、根据主体酸液特点分为： （1）常规土酸体系 （2）氟硼酸缓速体系 （3）硝酸粉末体系 （4）磷酸缓速酸体系（低伤害酸） （5）自生土酸体系（缓速酸体系） （6）新氢氟酸体系 （7）泥酸体系 2、根据酸液分散形态的不同又可分为： （1）常规酸液体系 （2）稠化酸体系 （3）乳化酸体系 （4）胶束酸体系 （5）泡沫酸体系
三、酸化施工步骤
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效 果，请言简意赅地阐述您的观点.您的正文已经经简明扼要字字珠 玑，但信息却千丝万缕
三、酸化施工步骤
酸化施工是一项工序繁多的系统工程，每一工序的施工质量将直接影响 到酸化施工的效果。
1、施工准备 （1）井场必须具备摆放酸化施工所需车辆和正常施工的条件。 （2）井场要有容积足够的废液池。废液池必须满足残酸返排量和施工
内径：50mm； 耐温能力：≥150℃； 用途：分层酸化。
二、酸化工艺管柱
2、Y221/K344封隔器组合的任一 层段酸化管柱
优点：可对上下封隔器进行验封及 一趟管柱实现验窜酸化施工。
缺点：酸后无法气举排液和洗井。 适用于不排液酸化施工。
二、酸化工艺管 柱
3、细分酸化管柱
应用范围：
油层细分酸化改造工艺技术 用于厚油层层内分层酸化， 尤其适合于层间差异较大多 层细分酸化。利用该技术解 决了河南油田开发后期，大 厚层内动用程度差的中低渗 透层段的挖潜改造问题。
一、酸化工 艺
单击此处可添加副标题
砂岩油藏酸化常用酸液体系 1、根据主体酸液特点分为： （1）常规土酸体系 （2）氟硼酸缓速体系 （3）硝酸粉末体系 （4）磷酸缓速酸体系（低伤害酸） （5）自生土酸体系（缓速酸体系） （6）新氢氟酸体系 （7）泥酸体系 2、根据酸液分散形态的不同又可分为： （1）常规酸液体系 （2）稠化酸体系 （3）乳化酸体系 （4）胶束酸体系 （5）泡沫酸体系
三、酸化施工步骤
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效 果，请言简意赅地阐述您的观点.您的正文已经经简明扼要字字珠 玑，但信息却千丝万缕
三、酸化施工步骤
酸化施工是一项工序繁多的系统工程，每一工序的施工质量将直接影响 到酸化施工的效果。
1、施工准备 （1）井场必须具备摆放酸化施工所需车辆和正常施工的条件。 （2）井场要有容积足够的废液池。废液池必须满足残酸返排量和施工
内径：50mm； 耐温能力：≥150℃； 用途：分层酸化。
二、酸化工艺管柱
2、Y221/K344封隔器组合的任一 层段酸化管柱
优点：可对上下封隔器进行验封及 一趟管柱实现验窜酸化施工。
缺点：酸后无法气举排液和洗井。 适用于不排液酸化施工。
二、酸化工艺管 柱
3、细分酸化管柱
应用范围：
油层细分酸化改造工艺技术 用于厚油层层内分层酸化， 尤其适合于层间差异较大多 层细分酸化。利用该技术解 决了河南油田开发后期，大 厚层内动用程度差的中低渗 透层段的挖潜改造问题。
多级注入闭合酸化工艺在华北油田的应用
2) 储 层深 度3000m左右 ，温 度在 ”0度左 右， 中温 、高 压， 施
工难度大；采用前置液酸压+闭合酸化技术，优化前置液压裂液量，达
到前期造缝和降温目的。解决了酸液由于粘度低，作用距离近的局限 性。
3) 中等温度，酸液反应速度较快，酸蚀距离短，优化酸液体系，
优化 稠化 剂、 缓蚀 剂、 铁稳 剂等 添加 剂， 并优 化酸 液用 量。 4) 目的层裸眼完并，对施工方式选择不利。
1) 岩性为白云岩，测试见．工业油流。裂缝较发育，远井天然裂缝 发育状况不清。储层改造的突破点在于通过大规模的深度酸压技术，沟
通裂缝的储集空间，达到提高产量的目的。采用压裂液作前置液，除了
造缝、降温外，更主要的目的是前置液探缝，如施工压力波动大或有明 显降低等现象，表明远井天然裂缝更加发育，有利于效果提升。
裸眼段坍塌较重，施工不确定因素较多，精细模拟施工压力：施工
限压80MPa ，井口1000型；优化管柱结构：D89mm油管X2850米 +封隔器( 卡点：2840米) ：优化排量：前置液瓜胶4．0—415m3／mi n，
主体酸4．5 —5．0m3／mi n，闭合酸1．sm3 ／mi n。并目施工中要随时根据施
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酸压井段：2941 ．02—3040 ．00米；厚度520，1 6层。 施工管柱D89mm油管X2850米+封隔器( 卡点：2840米) 。 循环试压：80MPa，交联冻胶：121．53m3，主体酸：120．15ms 。 交联 冻胶+互溶 剂3625m3，主 体酸： 67D5m3，闭合 酸： 35．加 m3 0
酸化工艺
(1) 影响土酸处理效果的因素 温度：高温油气层内HF的急剧消耗，处理的范围很小； 出砂：土酸的高溶解能力可能局部破坏岩石的结构； 堵塞：反应后脱落下来的石英和粘土等颗粒随液流运移。
第三节 砂岩油气层的土酸处理
(4)确定处理液量 砂岩地层的土酸处理液一般都由三部分组成：前置液(预冲 洗液)，酸化液，替置液(后冲洗液)。
①前置液预冲洗量 酸：使用5％～15％的盐酸或5％～10％的醋酸。 作用: 避免地层水与HF接触，防止HF与碳酸盐反应生成沉 淀，以提高HF的酸化效果。 冲洗液量: 与地层碳酸盐和粘土含量以及地层的渗透率大小， 损害半径有关。计算公式为
4.盐酸的质量分数
实线: 在24％~25％前，盐酸质量分数，反应速度； 在24％~25％后，盐酸质量分数，反应速度;
虚线: 相同质量分数条件下，初始盐酸质量分数越大，余酸 的反应速度越慢，反应时间长，有效作用范围比稀酸大。
第一节 碳酸盐岩地层的盐酸处理
实线: 在24％~25％前，盐酸 质量分数，反应速度；
影响酸压效果的因素
有效的裂缝长度：酸液的滤失特性、酸岩反应速度及裂缝内的 流速；
导流能力 ：酸液对岩石矿物的溶解量以及不均匀刻蚀的程度。
第二节 酸化压裂技术
一、酸液的滤失
酸液的滤失与压裂液的滤失一样都是不可避免的; 酸液的滤失比压裂液的滤失严重:
碳酸盐岩储集空间多为孔隙—裂缝或孔隙—溶洞型；
酸压裂缝与天然裂缝连通，且裂缝内压力大于天然裂缝 张开压力时； 酸蚀孔道的形成增加了滤失的面积。 酸液滤失量的计算：滤失主要受酸液的粘度控制，可用压 裂液的滤失系数C1公式。但误差大。
第三节 砂岩油气层的土酸处理
看出： 盐酸对砂岩地层无效果；
用盐酸和氢氟酸混合的土酸作为处理液： 盐酸：溶解碳酸盐类矿物，使HF进入地层深处;
第三节 砂岩油气层的土酸处理
(4)确定处理液量 砂岩地层的土酸处理液一般都由三部分组成：前置液(预冲 洗液)，酸化液，替置液(后冲洗液)。
①前置液预冲洗量 酸：使用5％～15％的盐酸或5％～10％的醋酸。 作用: 避免地层水与HF接触，防止HF与碳酸盐反应生成沉 淀，以提高HF的酸化效果。 冲洗液量: 与地层碳酸盐和粘土含量以及地层的渗透率大小， 损害半径有关。计算公式为
4.盐酸的质量分数
实线: 在24％~25％前，盐酸质量分数，反应速度； 在24％~25％后，盐酸质量分数，反应速度;
虚线: 相同质量分数条件下，初始盐酸质量分数越大，余酸 的反应速度越慢，反应时间长，有效作用范围比稀酸大。
第一节 碳酸盐岩地层的盐酸处理
实线: 在24％~25％前，盐酸 质量分数，反应速度；
影响酸压效果的因素
有效的裂缝长度：酸液的滤失特性、酸岩反应速度及裂缝内的 流速；
导流能力 ：酸液对岩石矿物的溶解量以及不均匀刻蚀的程度。
第二节 酸化压裂技术
一、酸液的滤失
酸液的滤失与压裂液的滤失一样都是不可避免的; 酸液的滤失比压裂液的滤失严重:
碳酸盐岩储集空间多为孔隙—裂缝或孔隙—溶洞型；
酸压裂缝与天然裂缝连通，且裂缝内压力大于天然裂缝 张开压力时； 酸蚀孔道的形成增加了滤失的面积。 酸液滤失量的计算：滤失主要受酸液的粘度控制，可用压 裂液的滤失系数C1公式。但误差大。
第三节 砂岩油气层的土酸处理
看出： 盐酸对砂岩地层无效果；
用盐酸和氢氟酸混合的土酸作为处理液： 盐酸：溶解碳酸盐类矿物，使HF进入地层深处;
酸化工艺技术介绍讲解
作用，可降低粘土膨胀或分散。一般与盐酸、土酸联合使用。
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有机复合酸酸化工艺 原理及用途
配方：由盐酸、甲酸、乙酸、NH4F、NH4CL及添加剂等多种成分组成。 原理：利用有机酸的弱酸性、反应速度慢的特点，来达到深部酸化的目的， 同时具有长时间保持低PH值和络合Fe3+、Ca2+、AL3+离子的功能，因此能有效地防 止Fe(OH)3、CaF2、AL(OH)3等二次沉淀的生成。通常与盐酸、土酸配合使用。
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注水井选井原则
在注水井选井对象主要是两大类型：第一类是全井欠注的注水井。表现为 前期注水效果较好,由于在注入过程中产生了污染,影响了注入效果；第二类是根 据分层测试资料，有个别小层欠注，严重影响注入效果的井。具体原则如下：
1、实注量低于配注量60%的井。 2、压力较高（顶破裂压力注入），视油层渗透率 及连通情况，优先上解堵，效 果不好可上增压。 3、增压改造过的油层，见效后注入量逐渐下降，原则上不上压裂，而上解堵或 酸化措施。 4、分层井测试资料表明有小层严重欠注的井，针对欠注层解堵。 5、套管情况不好，上不了增压的欠注井需要解堵。
水井堵塞的主要原因是回注污水水质不达标对油层造成伤害， 近井地带堵塞。
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油水井堵塞的本质区别
油井堵塞与注水井堵塞的本质区别在于： 1、油蜡、胶质、沥青等有机成份的明显增加； 2、检换泵作业压井泥浆的严重污染； 3、井下压力低，物质流动性差； 4、堵塞物质成分更加复杂难于判别。对于油井的特殊性，油井解堵增产技术 在配方上和工艺工序上进行了充分考虑。
从堵塞物性质上主要分为泥浆颗粒堵塞、粘土膨胀、次生矿 物沉淀，有机垢堵，无机垢堵，乳化堵塞、水锁、润湿性反转、 注入流体携微粒堵塞、地层内微粒运移、粘土矿物酸敏水敏造成 的膨胀粉碎、细菌作用、出砂等。