水井酸化解堵技术

注水井酸化解堵工艺技术
二00九年十一月
一、概况
随着油田注水开发不断深入进行，大量注水井都实施了多次作业，部分井由于作业时入井液污染或酸化后返排不彻底，对地层造成二次污染，近井地带岩石骨架受到一定的损害，随着注入水推进，堵塞污染也越来越深入地层，造成地层深部污染。

对这类储层的污染，单纯采用常规酸化由于酸液反应速度快，在近井地带很快消耗，难以有效进入地层深部实施解堵，使降压效果不明显，绝大部分井措施有效期短，严重影响了地层能量的补充，制约了油田的正常开发。

我公司在多年试验和应用过程中不断探索完善，逐步形成了综合酸化解堵技术，在中原油田、吉林油田、吐哈油田、长庆油田等大中油田累计推广实施200余井次，取得了较好的现场效果。

二、主要酸化技术
在对砂岩应用土酸酸化，对碳酸盐应用常规盐酸酸化技术的前提下，研究推广了低伤害缓速深部酸化技术、泡沫酸酸化技术、缩膨降压增注技术、CLO2复合解堵技术等具有自身特色的解堵技术。

根据不同油田地质、地层、水质、污染状况，研制了缓速酸、稠化酸、低伤害酸、高效缓蚀剂、预处理液、转向暂堵等酸化体系，复配使用可优势互补、相互增效，解堵效果明显。

（一）、砂岩低伤害缓速深部酸化技术
该技术是通过应用依靠水解作用在地下缓慢生成HF体系的氟硼酸体系或通过使酸液中活性离子逐渐释放及在地层表面产生吸附阻碍H+与砂岩接触等
措施，延缓酸岩反应速度，实现深部酸化。

通过对该酸液体系的不断优化完善，其综合性能评价结果显示，该酸液体系具有较好的缓速性能，较高的溶蚀能力和防二次伤害能力，且与地层配伍性好。

低伤害缓速酸配方体系具有如下特点：
1、反应速度是常规盐酸的1/2-1/4。

2、可有效的控制酸化沉淀的发生，沉淀控制率在80%以上。

3、酸液活性好，是常规土酸活性的6－8倍。

4、自身粘土防膨效果好，防膨率可达80%以上（对比注水井）。

5、新型增效活性添加剂，可使酸液表面张力降至21×10-3N/m。

6、新型螯合剂1%的浓度可在残酸PH为6时螯合9.0g/L的Fe3+。

7、新型的缓蚀剂完全水溶，对地层的伤害小，防腐蚀效果明显，90℃条件下腐蚀速度为4.8g /m2.h。

（二）碳酸盐深穿透酸化技术
碳酸盐酸化减缓反应速度办法：
提高酸液流速；使用稠化盐酸；使用高浓度盐酸；使用多组分酸；大量使用预冲洗液，降低井底温度等综合技术，有效加大碳酸盐酸化处理半径，达到低伤害、深穿透的处理效果。

（三）泡沫酸酸化技术
开发出了适合高温、高矿化度和深井的泡沫酸解堵工艺配套技术。

泡沫流体具有选择性、滤失量小、携带性能好、助排能力强及对地层伤害小等特征，多用于低压、漏失及水敏地层的钻井、完井、修井和油气井增产措施中。

与普通酸液酸化相比，具有以下特点：
1、泡沫酸在地层中具有分流特性，首先进入高渗层，在气阻叠加效应下形成贾敏效应，对高渗透层进行暂时封堵，提高低渗透层酸化效果。

2、缓速性能好，能进入地层深部进行解堵；增产效果好。

3、属增能型液体，易返排，携带能力强，有利于排出酸岩反应后剥蚀砂粒以及二次反应物，因此二次伤害小。

4、对管柱设备腐蚀低；施工简单、安全可靠。

泡沫酸性能指标
1、泡沫酸耐温:120℃，抗盐16×104ｍg/l；在高温高压多孔介质油层条件下，泡沫具有很好的稳定性和再发性。

2、泡沫酸具有较好的缓蚀速率：4.8g/m2.h（120℃）；对管柱伤害低比常规酸低。

3、防膨率：88％(120℃) 。

4、铁离子处理后总铁离子：<0.4mg/l 。

5．泡沫酸与地层流体配伍性好，对地层伤害低。

6．残酸返排率大于75％。

（四）缩膨降压增注技术
缩膨降压增注技术是通过阳离子高分子聚合物抑制粘土膨胀，稳定粘土颗粒，阻止粘土分散运移，而且能使已膨胀的粘土所吸附的水分子脱离，收缩粘土膨胀体积，恢复被堵塞的地层孔隙，从而达到降压增注的目的。

适应性：区块粘土含量较高，呈水敏、速敏特性的注水井；进行常规酸化后初期效果较好，但压力上升快、有效期短的注水井。

（五）CLO2复合解堵技术
钻井液、完井液都广泛应用有机物作添加剂，这些有机物富含烷烃、脂环及芳环等结构，基团键能较高，酸在无催化剂的情况下很难与之反应。

CLO2复合解堵技术可解决这一难题。

该技术是将CLO2解堵剂与酸复合使用，它不但能解除碳酸盐、粘土矿物的堵塞，还可有效地解除聚合物、细菌和硫化亚铁的堵塞。

其中的CLO2解堵剂能使聚合物和细菌氧化分解，使其粘度大幅度下降，可彻底清除硫化亚铁沉淀，从而解除油层的堵塞。

三、酸液体系
（一）高温缓速酸体系
选取五种缓速酸液与常规土酸对比，筛选出缓速能力和溶解能力较强的耐高温缓速酸配方体系：
1、控制氢离子离解达到缓速：考虑用弱有机酸通过H＋的电离来降低游离H＋浓度，降低反应速度，达到缓速。

选取6%HCL+6%HAC+3%HF。

2、控制氢离子多级电离，实现缓速，同时保持残酸低pH值。

选取12%H3PO4+3%HF。

3、控制化学反应平衡达到缓速：将不同浓度的缓速剂加到土酸中形成络合物以控制参与反应的HF量，达到延缓反应的目的。

4、利用化学吸附作用达到缓速：选出耐温、耐酸的阴离子型表面活性剂，该表面活性剂吸附于岩石表面，能阻止H＋与岩石反应，从而降低反应速度。

5、利用上述两种以上的缓速机理，无机酸、有机酸、化学缓速剂等综合作用来实现缓速。

（二）低伤害主体酸
采用多元酸体系，在反应溶质中逐步电离出H＋，反应速度慢(缓速)，可完全有效地解除深部污染。

残酸PH值低，防止二次沉淀发生，对地层伤害低。

（三）稠化酸
稠化酸是指在盐酸中加入增稠剂，使酸液粘度增加。

1、降低了氢离子向岩石壁面的传递速度，起到了缓速的作用。

2、高粘度的稠化酸与低粘度的盐酸溶液相比，酸压时还具有能压成宽裂缝、滤失量小、摩阻低、悬浮固体微粒的性能好等特性。

3、稠化酸在地层温度条件下，经过一定时间，即自动破胶，便于返排。

4、目前使用的增稠剂在地层温度较高时，会很快在酸液中降解，从而使稠化酸变稀。

（四）转向酸
酸化中采用油（水）溶性转向剂对已相对高渗井段进行暂堵，促使酸液进行未解除堵塞井段，实现全井段均匀解除污染堵塞。

使用长效缓蚀剂解决酸液长时间浸泡对金属管线、设备的腐蚀的问题，同时也降低了产生Fe3+到地层产生二次沉淀的可能。

（五）多组分酸
多组分酸是一种或几种有机酸与盐酸的混合物。

多组分酸适用于高温深井碳酸盐岩层。

有机弱酸反应速度比同浓度的盐酸要慢几倍到十几倍。

有机弱酸与碳酸盐作用生成的盐类，在水中的溶解度较小。

一般甲酸液的浓度不超过10％；乙酸液的浓度不超过15％。

酸岩反应速度依据氢离子浓度而定。

多组分酸中的氢离子数主要由盐酸的氢离子数决定。

根据同离子效应，极大地降低了有机酸的电离程度，当盐酸活性耗完后，有机酸才离解起溶蚀作用。

所以，盐酸在井壁附近起溶蚀作用，有机酸在地层较远处起溶蚀作用，混合酸液的反应时间近似等于盐酸和有机酸反应时间之和，因此可以得到较大的有效酸化处理范围。

四、注水井酸化解堵技术现场应用情况及经济效益
我公司自2002年以来，共组织注水井酸化解堵200余井次，工艺成功率100%，措施有效率92%，共增注7*104m3。

措施前平均单井注水压力25.1Mpa，措施后平均单井注水压力14.1Mpa，平均单井降低注水压力11Mpa，平均有效期205天，对应油井增油2.5*104t。

典型井例如下：
1、H7-282砂岩油藏低伤害深穿透酸化
H7-282是胡七北块的一口高压注水井，注水S3下7-8，21.1m/10n，由于注水压力超高，油压34.1MPa下注不进（配注50m3），分析为作业和注水过程中地层深部污染，为提高该井动用程度，选用低伤害缓速深部酸液体系进行不动管柱降压增注。

正挤低伤害缓速深部酸40m3，压力31Mpa↘28Mpa，关井反应2小时后直接注水。

措施后在26.9Mpa下日注39m3，完成配注，已累计增注3646m3。

H7-282注水曲线
2、h299井多组分酸化
H299井2009年年12月下旬在23MPa压力下注不进，动态分析为作业过程中造成地层污染，为提高水驱动用程度，选用缩膨酸酸液体系，进行降压增注。

施工程序为正挤多组分酸80m3，压力23Mpa↘16Mpa，关井反应2小时后直接注水。

措施后在6.4Mpa下日注30m3，完成配注，累计增注1200m3。

H299注水曲线。