砂岩酸化设计要点
复杂砂岩储层平衡酸压闭合酸化技术
[收稿日期]2007204213 [作者简介]李年银(19792),男,2003年江汉石油学院毕业,博士生,现主要从事油气藏增产技术方面的研究工作。
复杂砂岩储层平衡酸压闭合酸化技术 李年银,赵立强,刘平礼 (“油气藏地质及开发工程”国家重点室验室(西南石油大学),四川成都610500) 蒲洪江 (新场气田开发有限责任公司,四川德阳618000)[摘要]砂岩储层一般不能冒险进行酸压,要大幅度提高产能应采用水力压裂。
针对新场气田新855井复杂砂岩储层岩性变化大,岩矿组成复杂,碳酸盐岩含量高,且在不同井段分布极不均匀等特点,提出采用新的酸压技术———平衡酸压闭合酸化技术对该储层实施酸压改造。
对该酸压工艺的原理及其适用性进行了理论分析。
通过大量室内试验,并考虑到该地层酸化时酸液需具备降滤失和延缓反应速度的特点,优选出以盐酸为主体酸的胶凝酸体系配合该酸压工艺。
现场施工实践表明该酸液体系及酸压工艺对该类复杂砂岩储层是合理的。
[关键词]砂岩油气藏;平衡酸压;闭合酸化;新场气田[中图分类号]TE35712[文献标识码]A [文章编号]100029752(2007)0320142204近年来,随着一些油气田逐步进入中后期的开采,原有碳酸盐岩油气藏产量迅速递减,因此占很大比例的砂岩油藏的生产日益受到重视。
针对一般砂岩储层地质情况复杂、储层伤害严重的特点,往往通过酸化增产措施提高油田开发效果。
长期以来,国内外对砂岩储层基质酸化进行了广泛研究[1,2],取得了不少成果,推动了酸化工艺技术的发展。
但是到目前为止,针对各种复杂砂岩储层的酸化设计在很大程度上还是依赖于现场经验。
由于储层岩石成分、结构及储层中流体特征的不同导致酸化技术的复杂性,使得有的酸化作业不仅不能解除原有堵塞物,相反还会造成储层的进一步伤害,最常见的储层伤害主要为酸化后二次产物的沉淀;酸液与储层岩石、流体的不配伍以及储层润湿性的改变、毛管力的产生;酸化后疏松颗粒及微粒的脱落运移堵塞、产生乳化等[3]。
砂岩储层多氢酸酸化技术
多氢酸有利于保持溶液的低PH值，同时，多氢酸可以电离出 充足的氢离子，与氟盐反应生成氢氟酸。
三、多氢酸的性能评价
3、 多氢酸与添加剂的配伍性实验
添加剂类型 添加剂名称 1.5%SA1-3B 缓蚀剂 1.5%WD-11 2%KMS-6 1.5%SA1-7 1.5%WD-8 铁离子稳定剂 2%KMS-7 2%BD1-2 1%SA-18 粘土稳定剂 1%WD-5B 1%AS-100 0.5%SA5-5 0.5%WD-12 助排剂 1%HSC-25 1%BD1-5 1%SA1-1 1%WD-6 破乳剂 1%OP 1%BD1-3 温度℃ 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 室温 90 颜色 浅黄色 橙黄色 黄色 黄色 茶色 茶色 浅黄色 浅黄色 无色 无色 无色 无色 茶色 茶色 无色 无色 无色 无色 淡黄色 淡黄色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 无色 淡黄色 无色 透明度 透明 透明 半透明 半透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 透明 沉淀 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 分层 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无 无
多氢酸抑制沉淀机理
酸化在酸敏性砂岩储层中的可行性分析
杨军伟，孙林，熊培褀，杨淼
( 中海油能源发展股份有限公岣丨:程技术分公r i i , 天 津 300452)
摘
要 ：酸化是油气田开发中常用的增产技术手段，其冃的是解除近井地带堵塞，改善地层渗流
能 力 。但 如 果 酸 液 体 系 选 择 不 当 ，将 给 酸 敏 性 砂 岩 储 层 带 来 伤 害 。在 措 施 前 通 常 进 行 酸 敏 评 价 实 验 ，
行 ，酸液被逐渐消耗，p H 值升高至一定水平后，最 酸液的破乳，降低表界面张力，促进残酸的返排。
易产生的是氢氧化物沉淀。当储层中含有较多绿泥 石 、菱铁 矿 、辉铁矿等含铁矿物时，铁离子会产生
4 酸敏性储层酸化案例及认识
不 溶 性 的 氡 氧 化 物 沉 淀 ，酸 岩 反 应 过 程 中 易 形 成 铁 的氢氧化物沉淀1' 堵 塞 孔 隙 喉 道 。此外在酸化作 业 过 程 中 ，井 筒 和 施 工 管 柱 会 发 生 一 定 程 度 的 腐 蚀 反 应 ，产生铁离子，随酸液进入地层。因此在酸液 中加人铁离子络合剂或还原剂，降 低 F V +和 F e 2+伤 害 ，防 止 F>(〇H ),的生成。常用的铁离子稳定剂包 括 及 其 适用范围如表1。
《砂岩油田酸化技术研究》
《砂岩油田酸化技术研究》篇一一、引言随着经济的飞速发展和社会的进步，我国对于石油的需求越来越大，对石油开采技术的研究也不断深入。
砂岩油田作为重要的油气储集层之一，其开采过程中的酸化技术，对提高油田的采收率和开发效益有着极为重要的作用。
本文将对砂岩油田酸化技术进行深入探讨和研究。
二、砂岩油田酸化技术概述砂岩油田酸化技术是一种通过向地下油层注入酸液，以改善油层渗透性，提高采油效率的技术手段。
酸化技术可以有效地解决因油层堵塞、渗透性差等问题导致的采油困难，从而提高油田的采收率。
三、砂岩油田酸化技术的原理及分类砂岩油田酸化技术的原理主要是利用酸液与地层中的矿物反应，溶解地层中的堵塞物，扩大油层的孔隙和通道，从而提高油层的渗透性。
根据不同的酸液类型和作用方式，砂岩油田酸化技术可以分为以下几类：1. 土酸酸化：使用土酸作为酸液，主要针对碳酸盐岩地层。
2. 盐酸酸化：使用盐酸作为酸液，适用于砂岩、泥岩等各类地层。
3. 复合酸酸化：使用多种酸液混合而成的复合酸作为酸液，具有更强的溶解能力和更广泛的适用范围。
四、砂岩油田酸化技术的关键技术问题在砂岩油田酸化技术的研究和应用过程中，存在一些关键的技术问题需要解决：1. 酸液配方优化：针对不同的地层和油层特性，需要研发出适合的酸液配方，以提高酸化的效果和效率。
2. 酸化深度控制：如何准确控制酸液的渗透深度，避免过度酸化造成的地层损害，是砂岩油田酸化技术的另一个关键问题。
3. 反应机理研究：深入研究酸液与地层的反应机理，有助于更好地掌握酸化技术的效果和影响，为后续的技术研发提供理论支持。
五、砂岩油田酸化技术的实践应用与挑战砂岩油田酸化技术在国内外多个油田得到了广泛的应用，并取得了显著的成效。
然而，随着油田开发的深入和复杂性的增加，砂岩油田酸化技术也面临着一些挑战：1. 油田环境的复杂性：不同地区的砂岩油田具有不同的地质条件和油层特性，需要针对具体情况进行技术调整和优化。
砂岩酸化原理与工艺技术
多样化
针对不同类型和性质的砂岩，开发和应用多种酸化技术，实现精细化的处理。
高效化
酸化技术向高效率、大规模、集成化方向发展，提高砂岩的渗透性，降低成本。
环保化
酸化技术向低污染、环保化发展，减少对环境的负面影响。
酸化技术的发展趋势
酸化技术广泛应用于石油工业中，提高石油开采效率，改善油井性能。
石油工业
结构检测
检测酸化后砂岩样品的物理性能，如密度、孔隙率等。
性能检测
酸化效果的检测与表征
通过室内加速试验模拟酸化后砂岩样品的耐久性表现。
室内加速试验
将酸化后的砂岩样品放置在现场环境中，观察其耐久性表现。
现场试验
通过化学分析方法检测酸化后砂岩样品的化学稳定性。
化学稳定性评估
酸化效果的持久性评估
05
砂岩酸化发展趋势与挑战
高压水力喷射法
利用高压水力喷射器将酸液注入砂岩层，通过冲击和溶解作用实现砂岩的疏通和溶解。
微生物法
利用微生物在砂岩表面产生酸性物质，实现砂岩的溶解和疏通。
新型酸化工艺
选择适合的酸化工艺
优化酸化工艺参数
控制酸化对环境的影响
酸化工艺的选择与优化
03
砂岩酸化技术应用
砂岩酸化技术可以提高油田的采收率，通过清除堵塞物和溶解岩石颗粒，增加油流的通畅性，从而提高石油产量。
谢谢您的观看
增加石油产量
油田开发进入中后期，地层能量逐渐枯竭，砂岩酸化技术可以重新打开未开发的储层，提高油田的注入能力，延长油田的寿命。
延长油田寿命
油田开发与增产
地层改造
砂岩酸化技术可以用于地层改造，通过注入酸液，溶解地层中的岩石颗粒，扩大地层孔隙度和渗透率，提高地层的储油和导流能力。
砂岩基质酸化设计任务书
石油(采油)工程设计任务书砂岩基质酸化设计西南石油大学石油工程学院2012年3月目录一、设计题目 (2)二、目的及要求 (2)三、砂岩基质酸化设计应考虑的要点及要求 (2)四、砂岩酸化设计内容 (2)五、砂岩基质酸化设计原则 (2)六、张家坪构造储层特征 (2)七、设计所需的原始数据及气井基本情况(已给条件) (3)八、油井分析及措施目的 (13)九、施工设计技术思路 (13)十、现场材料及工具资料 (14)十一、酸化方式 (14)十二、已知施工参数设计 (15)十三、其它已知数据 (15)十四、完成以下设计计算及内容 (16)十五、设计报告装订顺序及格式(统一用word文档A4纸打印) (16)参考资料 (16)一、设计题目张家X井须二气藏基质酸化设计二、目的及要求(1)目的：通过设计了解砂岩基质酸化设计方法、基本的设计计算、砂岩基质酸化施工设计书的基本设计内容和设计思路，并掌握方案设计的基本方法、步骤以及设计中所涉及的基本计算，加强系统的工程训练，培养分析和解决实际工程问题的能力。
(2)要求：根据张家X井须二气藏的基础数据和设计要求，完成张家X井须二气藏砂岩基质酸化设计，并针对所计算和设计的内容完成张家X井须二气藏基质酸化设计报告(要求写出所采用的设计计算公式、过程及步骤)，并根据完成的设计内容填写砂岩基质酸化施工设计书(见石油工程设计教材的采油部分，附录4砂岩基质酸化施工设计书)。
三、砂岩基质酸化设计应考虑的要点及要求参见石油工程设计教材的采油部分，第八章砂岩地层基质酸化第一节。
四、砂岩酸化设计内容参见石油工程设计教材的采油部分，第八章砂岩地层基质酸化第一节。
(1)写出详细的设计计算过程；(2)按设计报告格式编写设计报告(附设计的原始数据)；(3)采用Word文档编写报告，要求A4纸打印，字迹工整，文字通顺，思路清晰，计算结果正确；(4)按石油工程设计教材的采油部分，附录4砂岩基质酸化施工设计书填写完设计内容(没有涉及到的不填，保留空缺)。
酸化培训班砂岩酸化设计
T
5
,j
T 0,j
r0 r1 r2 r3 r4 r5
T N2 T N2-2 TN2-1 T N2 -3
rN 2-3 rN2-2 rN2-1 rN2
径向单元体划分示意图 18
微元体划分示意图 19
流入、流出及传入、传出该微元体的热量，应用热平衡等式建立了储层温度分布的偏微分方程：
2T AA T
T
r2 r
6
二、砂岩酸化数学模拟
井筒温度场模型
储层温度场模型
酸沿储层径向的浓度分布模型
储层孔隙度及渗透率分布模型
分段、暂堵酸化时暂堵分流量模型
增产效果预测模型及酸化解堵的最优目标
主 要
施工参数和规模的确定方法
模
型
7
(一) 井筒温度场模拟 1. 井筒温度模拟的意义
温度
酸岩反应速度 工作液粘度、流变性 酸液的腐蚀性
4
优化设计的主要内容:
(1)最优目标的确定 (2)计算模型的建立和选择 (3)施工参数的优选 (4)方程的求解及编程
5
优化设计能够提供的信息: 井筒温度、地层温度分布数据及曲线。 地层矿物及酸浓度分布的数据及曲线。 地层酸化后孔隙度、渗透率分布曲线。 酸化增产效果预测。 暂堵酸化加入暂堵剂后，各段的流量分布及注入各段的累计流量分布。 酸化施工参数、包括地面设备选择、施工泵压、排量、使用的各级液体(洗井液、前置液、处理液、后置液 、顶替液)配方，浓度、用量及施工时间监测。
酸化有效作用范围和酸化效果
8
2井 筒温 度分 析现
状
•稳态解析模型
•Moss，Lessem模型 •Ramay模型 •Suquier模型
•非稳态（或称瞬态）换热模型
砂岩储层酸化技术
对暂堵剂性能要求
❖ (1)物理要求
❖ a. 为了使暂堵功效最大，暂堵剂在井壁附近应尽可能 形成渗透率小于等于最致密层或伤害严重层的滤饼。
这样可使酸液进入低渗层酸化地层，同时阻止高渗层过 多进酸。
❖ b. 为了获得最大的暂堵效益和最小的清洗问题，必须
防止暂堵剂颗粒浸入油气藏深部。
中，它们必须能被快速而完全地清洗掉，恢复井处于无暂 堵状况。
遵循上述原则开展试验研究，结合室内试验结果， 优选效果好的暂堵剂。
第二十一页，编辑于星期四：十九点 五十四分。
❖ --关键技术 据井层条件选择酸液体系 据井层条件选择暂堵剂类型 据储层物性及孔喉大小选择暂堵剂粒径
分布 暂堵剂注入工艺。 暂堵酸化工艺参数的优化。
① 低压低排量
大量
转向剂 进入
② 低压低排量
大量
酸 液 进入
大孔道 形成 高渗层
低渗层 酸化
滤饼
疏能油 流通道
第十六页，编辑于星期四：十九点 五十四分。
根据达西定律，酸液线性流过产层小段时，符合下列关系：
Q
KPA
μL
式中： K介质(产层岩芯)渗透率；
ΔP压差；
A渗流面积；
液体粘度； L造压差的距离。
所有控制反应速度均围绕这三方面进行。
第五页，编辑于星期四：十九点 五十四分。
影响反应速度的因素
1、酸液类型； 2、酸液浓度； 3、温度； 4、粘度； 5、同离子效应； 6、面容比； 7、压力。
第六页，编辑于星期四：十九点 五十四分。
降低反应速度的主要方法 ❖ 1、降低H+电离速度； ❖ 2、降低反应温度； ❖ 3、增加酸液粘度； ❖ 4、增加离子浓度。
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2、砂岩酸化设计
2.5、酸化评层选井内容及工作顺序图
地质资料 油气藏资料 录井资料 物性参数 测井资料 试油、试井、生产资料 中途测试 完井试油 或试井 生产测井 和试采
静态储层基本结构及 物性参数
测井解释储层结 构及参数
渗滤模式、动力和阻力分布 与大小、流体性质
提出工作液伤害的 地层因素
确定井层储、渗模 式及渗滤特征
后置液
顶替液 配方体系确定
推荐用酸指南
室内试验 结合现场实施经验
2、砂岩酸化设计
2.9、关井反应时间和排液方式确定
1、关井反应时间
根据室内试验评价酸岩有效作用时间、施工过程中压力变化确定。
2、酸化处理后的排液
剩余压力(井底压力)大于井筒液柱压力---自喷方式排；
剩余压力(井底压力)小于井筒液柱压力---人工举升方式排液。
4、设备载体
4.1、设备
4、设备载体
4.2、载体
1、储层伤害
1.3、损害类型及处理对策
1、储层伤害
1.4、常规砂岩酸化用酸指南
1、储层伤害
2、砂岩酸化设计
3、室内实验
4、设备载体
2、砂岩酸化设计
2.1、砂岩基质酸化的目的
消除微粒运移； 粘土膨胀； 碳酸盐、氢氧化物结垢、有机垢； 钻完井作业中产生的封堵微粒而产生的地层损害； 润湿性变化。
2、砂岩酸化设计
2.7、酸化工艺设计技术要点
识别伤害类型，明确解堵对象
酸化工作液的选择－施工成功的关键 酸液体系与储层污染匹配 分流技术与地层特征匹配
酸化工艺参数的确定
2、砂岩酸化设计
2.8、酸化施工规模和配方体系确定
根据解堵半径和伤害程度确定规模（V=πR2φH ） 前置液 处理液
10
15
累积孔隙体积倍数(Vp)
70
溶蚀率%
65 60 55 50 0
渗透率比 K/K0
井号：13-2-1 温度：80℃ 酸液：5%HCl+4%～10%HBF4
2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 5 10 15 20 25 处 理 液
基液
前置液
2
4
6 HBF4 浓度%
8
10
12
累积孔隙体积倍数(Vp)
砂岩酸化设计要点
2016年9月
1、储层伤害
2、砂岩酸化设计
3、室内实验
4、设备载体
1、储层伤害
1.1、常见地层损害类型
1、微粒损害 2、粘土膨胀 3、结垢损害 4、润湿性改变 5、酸化造成的损害：
6、敏感性造成的损害
7、细菌造成的损害 8、有机物沉淀造成的损害
9、聚合物造成的损害
1、储层伤害
1.2、不同作业类型对储层造成的损害
3、室内实验
3.2、溶蚀和岩心流动实验
确定酸液浓度和配方
60 58
4.0
渗透率比 K/K0
溶蚀率%
56 54 52 50 0
井号：13-2-1 温度：80℃ 酸液：5%～12%HCl
3.0 2.0 1.0 0.0 0 50 100 150 200反基液
5 盐酸浓度%
伤害，这将降低储层的渗透性。
解除地层堵塞， 恢复或提高近 井地带渗透率。
对地层矿物成分和损害本质的了解是正确设计酸化措施的 关键。不正确的酸化处理措施会使反应物沉淀在地层中或其它
2、砂岩酸化设计
2.1、砂岩基质酸化的主要区域
从井筒进入地层的前0.8-1.5米范围内，一 般 1米左右范围内压降最大，是流动的关键 。这段区域（有时称作关键基质）是基质
为工艺设计提供参 数和井筒工程条件
提出确定工艺方法和规模的依据和建议 增产效果预测
2、砂岩酸化设计
2.6、酸化工艺设计考虑的主要因素
临界施工参数的估算 可用的面积,设备重量，罐容积，施工时间限制
如何控制酸岩反应速度
合理的酸液体系和施工规模 潜在污染、反应产物的污染沉淀对策
质量保证和质量控制(QC)
地层能量较为充足 产层受污染的井（表皮系数大于0） 邻井高产而本井低产的井应优先选择 优先选择在钻井过程中油气显示好，而试油效果差的井层 多产层的井，一般进行选择性(分层)处理，首先处理低渗透地层。对于生产历
史较长的老井，应临时堵塞开采程度高、油藏压力已衰减的层位，选择处理开
采程度低的层位。 油、气、水边界清楚 固井质量和井况好的井
酸化处理中所要处理的层段。
2、砂岩酸化设计
2.3、酸化工艺设计主要内容
酸化储层认识和评估，伤害识别 酸化工艺确定 酸液类型和添加剂选择 酸液配方确定 施工规模和泵注参数确定 泵注程序确定 排液方式确定 井管理 效果预测和经济评价等
2、砂岩酸化设计
2.4、酸化选井/选层基本原则
3、人工举升方式排液
①以降低液柱高度或密度的抽汲、气举法、负压法；
②以助喷为主的液体二氧化碳、氮气法；
③电泵、射流泵、螺杆泵。
2、砂岩酸化设计
2.10、现场施工质量控制
1、储层伤害
2、砂岩酸化设计
3、室内实验
4、设备载体
3、室内实验
3.1、岩心分析
确定岩心矿物成分含量和结垢分析（X射线衍射、薄片电镜）
3、室内实验
3.3、配方性能测定实验
缓蚀性能 缓速性能 防膨性能 配伍性和热稳定性能 流变性能 助排性能 稳定铁离子的性能 破乳性能 抗酸渣性能
表界面性能
…
3、室内实验
3.4、仪器
1、储层伤害
2、砂岩酸化设计
3、室内实验
4、设备载体
4、设备载体
4.1、设备