基质酸化发展现状
砂岩基质酸化酸液体系发展现状及展望
Development Status and Prospect of Acidizing Fluid System for Sandstone Matrix Acidification
WU An-lin1 SHEN Liang1 WANG Chuan2 (1.Suining Department of Downhole Operation Company，Chuanqing Drilling and Engineering Company，Suining
[J].中 国 海 上 气 ,2008,20(1):32-34. [3] 万仁博.采油技术手册(第九分册)[M].北京：石油工业出版
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田 化 学 ,2002,19(4):374-378. [5] 韦莉,田遇玲.蒙脱石与土酸反应的实 验 研 究[J].油 田 化 学,
629000；2.Natural Gas Research Institute of Southwest Oil-gas Field Branch，PetroChina，Huayang 610213) Abstract：Matrix acidification is one of important measures to increase production and injection. As complex mineral composition contained in sandstone reservoir complex, all current for the main body of sandstone matrix acidizing systems contains hydrofluoric acid or its original compound. The paper outlines acidizing fluid system used in sandstone matrix acidification, and analyzes the characteristics of different acidizing systems. With the development of the sandstone reservoir exploration, the paper makes a new outlook. Key words：sandstone；matrix acidification；acidizing fluid system；development status
高含泥质储层酸化机理认识及对策探究——以曲堤油田曲9-21断块为例
高含泥质储层酸化机理认识及对策探究——以曲堤油田曲 9-21断块为例摘要：曲堤油田曲9-21断块是高含泥质储层，近年来实施酸化措施效果差，有必要从机理上对其进行探究，并提出下步对策。
本文从高含泥质储层酸化反应状况分析、酸与储层矿物反应速率的影响、基质酸化理论分析等角度对高含泥质储层酸化反应的机理进行了分析认识，得出目前该区块酸化参数不合理，并提出了针对高含泥质储层下步酸化对策。
关键词：高含泥质；酸化；机理1 区块概况1.1 地质概况曲堤油田曲9-21断块，油藏埋深1200-1550m，地层厚度约350米，含油面积1.8Km2，地质储量361104。
主力含油层系列沙三、沙四上。
平均孔隙度28%；平均渗透率481´10-3mm2。
区块具有强水敏和强盐敏，弱酸敏，无速敏、碱敏，粘土含量较高等特点。
表1 曲9-21块粘土矿物组分含量层位粘土矿物组分相对含量(%)粘土矿物含量(%)伊/蒙间层伊利石高岭石绿泥石伊/蒙间层比沙三段76.310.47.35.774.120.5沙四上86.593.21.385171.2 酸化实施概况曲9-21断块近两年油井实施基质酸化改造13井次，有效井6井次，措施有效率仅46%，平均单井日增油0.95t，酸化措施效果较差。
采取的酸液体系有土酸、缓速多氢酸、复合酸等。
针对该区块高含泥质的特征实施酸化改造并不适应。
为此，有必要从机理上对其进行探究。
2 高含泥质储层酸化反应状况分析2.1酸液主要成分分析目前砂岩油藏基质酸化的酸液体系大概可分为无机酸、稀释有机酸、粉末状有机酸、混合酸及缓速酸等。
通常在砂岩储层中酸化必须应用到氢氟酸（HF）。
因为砂岩大部分矿物成分只能溶解于氢氟酸。
即使不直接使用氢氟酸，也是通过其他有机酸间接形成氢氟酸成分来与砂岩矿物发生反应。
2.2氢氟酸对矿物的溶解能力计算氢氟酸对矿物的化学反应总体来说是较复杂的，除了与石英（SiO2）和方解石（CaCO3）的反应相对简单。
砂岩基质酸化酸液体系发展现状及展望
可减 小 亲油 性表 面 活性剂 在 地层 固相 颗粒 的吸 附作
用 ，从 而缓 和 因相对 渗透 率 改变 或者 固相 稳 定乳化 作 用 可 能引起 的渗流 阻力 ｌ】 。互 溶剂 还有 改 变储层 ５ ｌ ６
岩 石 润 湿 性 的 作 用 ，增 强 酸 液 向储 层 孔 隙 中 渗 虑 的
力 度 的加 大 ， 酸 液体 系 的发 展做 出了新 的 展望 。 对
１ 砂 岩 基 质 酸 化 目 前 所 使 用 的 酸 液 体 系及
其 特 性
（ ） 规 土酸 酸液 体 系 １常 常 规 土 酸 酸液 体 系 最 常见 的是 由 １ ％盐 酸 、％ ２ ３ 氢 氟 酸 和添 加 剂组 成 ， 酸 和氢 氟 酸 的浓 度 可 根 据 盐 砂 岩矿 物组 成做 调 整 。作 为溶 解砂 岩 矿物 最 常用 的 普通酸 ， 在砂 岩 油 气 藏增 产 增 注 中常 规 土 酸 获得 了
摘
要 ： 质酸化是砂岩 油气藏增产增 注的重要措施之 一 ， 基 由于 砂 岩 储 层 所 含 矿 物 成 分 复 杂 ， 目前 所 有 用 于砂 岩 基
质 酸 化 的 主 体 酸 液 体 系 中均 含有 氢氟 酸或 其原 始 化 合 物 。概 述 了砂 岩 基 质 酸 化 目前 所 使 用 的 酸液 体 系 ， 分 析 了不 并 同酸 液 体 系 的 特 性 ， 着 对 砂 岩 储 层 勘 探 开 发 力 度 的加 大 ， 酸 液 体 系 的发 展 做 出 了新 的展 望 。 随 对
一
这 种孔 道与 碳 酸盐 岩 酸 化 中形 成 的酸 蚀 蚓 孔 相似 ． 但有 着 显著 的不 同。这 种孔 道结 构 的形 成取 决 于储 层 的非 均质 性 ， 酸液 进入 渗 透率 高 的储层 溶解 矿 物 ， 结果 表 明高 浓度 土 酸体 系 比常规 土 酸体 系在 储层 中 的穿 透 距离 更远 ， 酸化效 果 更好 。 （） ４ 互溶 剂 土酸 体 系
油田酸化
酸化液及酸化工艺的技术进展摘要：酸化是通过油水井向底层注入酸液，溶解钻井、完井、修井等作业过程中产生的堵塞物（如粘土、无机矿物质等）及储集层岩石矿物，恢复和提高储集层的渗透性能，从而达到油气田的增产、增注措施。
同时，酸化液和酸化用添加剂作用下，对于地层及采油设备的腐蚀及防腐缓蚀措施等研究内容也是油气田发展研究的重要方向。
目前，国内外应用的酸化液类型油井酸化用的酸液主要有盐酸、土酸、乙酸、甲酸、多组分酸、粉状有机酸以及近几年来发展起来各种缓速酸体系等作为特殊酸化也使用硫酸、碳酸、磷酸等。
关键词：酸化；压裂；解堵；酸化添加剂；酸化工艺；增注增产Key words：Acidification；Broken down；Additives for Acidizing Fluids；Acidizing technology；Stimulation前言：压裂酸化技术难点和挑战；正如在我国石油工业“十五”规划报告指出的一样：1、复杂岩性油气藏；指的是陆源碎屑岩、碳酸盐岩和粘土矿物以一定比例均；2、高温、超高温、深层、超深层和异常高压地层；以准葛尔盆地、克à玛依、塔里木和吐鲁番为代表；3、低渗、低压、低产、低丰度“四低”储层；如中石油的长庆苏里格气田压力系数在0.8—0.9；很难得到高效开发；4、凝析气压裂酸化技术难点和挑战现在我国石油工业面临的形势是新区勘探开发困难，老区的增产挖潜还有大量的工作要做。
其中，常规的井网加密已经效果不大，对酸化压裂措施的认识不够。
同时，增产措施改造的对象越来越复杂，改造目标已经从低渗、单井发展到了中、高渗和油田整体，主要的难题集中在以下几个方面：1、复杂岩性油气藏指的是陆源碎屑岩、碳酸盐岩和粘土矿物以一定比例均匀存在，没有任何一种成份占主导地位。
典型的代表是玉门酒西盆地的清溪油田，该油田储量高、品位好，但是储层矿物组成十分复杂。
由于矿物的不连续分布，酸压后只能形成均匀、低强度的刻蚀；而水力压裂由于发生支撑剂嵌入和粘土矿物的水敏、碱敏现象严重，因此目前酸压和水力压裂技术对这类储层多为低效或无效。
水井酸化增产原理及效果
1碳酸盐岩基质酸化增产原理一、碳酸盐岩储层低产原因(1)在钻井,完井作业中,钻井液、完井液污染降低了近井地带储层渗透率,污染严重时将堵塞储层的缝洞。
(2)近井地带的缝洞被次生方解石充填,渗透性降低。
(3)地层裂缝发育分布不均,并位恰好位于缝洞不发育的低渗透带。
二、增产原理在钻井、完并过程中,泥浆中的黏土颗粒、岩屑等沉积在并壁周围形成泥饼,或沿缝洞浸人地层而造成堵塞,虽然堵塞范围通常只限于近并地带,但却严重降低了储层的天然渗透能力。
碳酸盐岩储层酸化通常采用盐酸液。
盐酸可直接溶蚀碳酸盐岩和堵塞物或者将堵塞物从岩石表面剥蚀下来。
在低于地层破裂压力的泵注压力条件下,酸液首先进人近井地带高渗透区(大孔隙或缝洞)，依靠酸液的化学溶蚀作用在井筒附近形成溶蚀孔道,从而解除近井地带的堵塞,增大井筒附近地层的渗透能力。
三、酸液有效作用距离在酸液泵注的整个过程中，并筒附近的岩石总是先接触浓度高的新鲜酸液,因而注人地层中酸液的酸岩溶蚀反应大部分消耗在井简附近地层。
由于地层中天然缝洞的大小、结构和岩石矿物成分不均一,酸液总是沿着阻力小的方向推进,就使一些原来比较大的缝洞被溶蚀得更大,容易形成类似蚯蚓状的溶蚀孔道。
由于基质酸化酸液是沿地层孔隙或缝洞均匀注入,酸岩反应的面容比大,反应速度很快,在形成溶蚀孔道的过程中,通过溶蚀孔道壁形成若干小支流漏失酸液,从而限制了溶蚀孔道的延伸。
国外研究结果证明，酸液中不加降滤失剂时,溶蚀孔道的最大长度不超过3mo因此,碳酸盐岩基质酸化只能改善并筒附近的渗透性,即对近井地带有污染堵塞的井基质酸化是有效的;而对未受污染的井,酸液沿原生裂缝溶蚀充填在裂缝中的次生方解石或碳酸盐岩本身,沟通近井地带的裂缝发育带,基质酸化也可获得显著增产效果。
2碳酸盐岩储层酸压增产原理酸压是水力压裂与酸化处理的工艺技术组合,增产原理是依靠压裂泵的水力作用压开地层形成新裂缝或撑开地层中原有裂缝,利用酸液的化学溶蚀作用，沿压开、撑开的裂缝溶蚀碳酸盐岩,形成具有高导流能力的酸蚀裂缝。
常用酸化工艺
常⽤酸化⼯艺常⽤酸化⼯艺酸化⼯艺作为增产措施⾃应⽤于现场以来，为了满⾜不同改造对象和措施作业的要求，酸化⼯艺得到了不断完善和发展，形成了不同的类型酸化⼯艺。
酸化⼯艺按照岩性主要可分为碳酸盐岩和砂岩储层酸化技术。
考虑到⽔平井酸化的特殊性，本部分对⽔平井酸化⼯艺也做了简单介绍。
1. 碳酸盐岩储层酸化⼯艺在碳酸盐岩储层酸化改造中，主要形成和发展了基质酸化技术和压裂酸化技术，习惯上⽤酸化表⽰基质酸化，⽤酸压表⽰压裂酸化。
1) 基质酸化⼯艺基质酸化也称为常规酸化或解堵酸化，如前所述，其基本特征是在施⼯压⼒⼩于储层岩⽯破裂压⼒的条件下，将酸液注⼊储层。
碳酸盐岩基质酸化的重要特征是酸蚀蚓孔的形成和微裂缝的扩⼤，其增产机理与蚓孔密切相关。
2) 酸压⼯艺控制酸压效果的主要参数是酸蚀裂缝导流能⼒和酸蚀缝长。
影响酸蚀缝长的最⼤障碍有：⼀是酸蚀缝长因酸液快速反应⽽受到限制，其次是酸压流体的滤失影响酸压效果。
另外，为产⽣适⾜的导流能⼒，酸必须与裂缝⾯反应并溶解⾜够的储层矿物量。
因此，为了获得好的酸压效果，提⾼裂缝导流能⼒和酸蚀缝长从降低酸压过程中酸液滤失、降低酸－岩反应速度、提⾼酸蚀裂缝导流能⼒等⼏个⽅⾯⼊⼿。
酸压过程中酸液的滤失问题通常考虑从滤失添加剂和⼯艺两⽅⾯着⼿；降低酸－岩反应速率也可以缓速剂的使⽤及⼯艺上来进⾏；加⼊缓速剂，使⽤胶凝酸、乳化酸、泡沫酸和有机酸并结合有效的酸化⼯艺可起到较好的缓速效果；提⾼裂缝导流能⼒可从选择酸液类型和酸化⼯艺着⼿，其原则是有效溶蚀和⾮均匀刻蚀。
压裂酸化⼯艺以能否实现滤失控制，延缓酸－岩反应速度形成长的酸蚀裂缝和⾮均匀刻蚀划分为普通酸压和深度酸压及特殊酸压⼯艺。
（1）普通酸压⼯艺普通酸压⼯艺指以常规酸液直接压开储层的酸化⼯艺。
酸液既是压开储层裂缝的流体，⼜是与储层反应的流体，由于酸液滤失控制差，反应速度较快，有效作⽤距离短，只能对近井地带裂缝系统的改造。
⼀般选⽤于储层污染⽐较严重、堵塞范围较⼤，⽽基质酸化⼯艺不能实现解堵⽬标时选⽤该⼯艺。
油田酸化工艺简介
一、酸化工 艺
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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
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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。
转向酸化技术
1 转向分流问题的提出碳酸盐岩储层压裂酸化改造主要目的是解除近井地带的污染以及产生新的流动通道（酸蚀蚓孔）绕过污染带以增加储层与井筒的连通性，提高油气井的产能或注水井的注入能力。
对于非均质性很强的碳酸盐岩储层，压裂酸化改造成功的关键在于能否使酸液在整个产层合理置放，使所有层段都能吸入足够的酸以达到解除近井地带污染，恢复或增加油气产量的目的。
由于储层非均质性很强，注入的酸液将主要进入高渗透层或污染较小的层段，而低渗透层或污染较大的层段改造力度较小或未被改造，尤其是注水开发后期的油气井，注水采油使各层渗透性进一步增大，使得均匀布酸非常困难，即使储层相对均质，由于污染程度的差异同样可能造成酸液难以合理放置。
碳酸盐岩储层酸改造过程具有很多特殊性，在基质酸化、酸压施工过程中，由于酸与储层岩石的非均匀反应，在井筒壁面或裂缝壁面产生大量酸蚀蚓孔，酸蚀蚓孔的形成使该区域的注入能力进一步增加，即使较为均质的储层，在形成酸蚀蚓孔后也会造成渗透率差异进一步加大，使得碳酸盐岩储层转向相比于砂岩储层来说更为困难，难以达到纵向均匀改造的目的。
图1.1碳酸盐岩储层酸化改造过程图1.2碳酸盐岩储层酸压改造过程因此，为突破常规酸化作业方式对碳酸盐巨厚储层改造时难以取得理想效果的技术难题，必须开展纵向转向分流改造技术与配套工艺、作业体系的研究。
2 转向酸化压裂技术原理对于非均质储层来说，常规的转向酸液体系通常优先穿透储层的某些大孔道或高渗部分，即从储层的大孔道或高渗部分发生指进，酸液很难作用于储层的低渗透部分，而低渗透储层正是需要改造的部分。
普通盐酸酸化碳酸盐岩地层时，在基岩中由酸溶蚀形成一些主要通道，酸液就会沿着这些通道流动，而不能对其它的岩层进行酸化处理。
这时，如果向普通酸中添加转向剂，转向剂就会暂时堵住这些通道，改变注酸流动剖面，使酸液进入相对低渗透区域，与未酸化的储层部分反应。
即通过对储层的大孔道或高渗透带进行暂堵，迫使酸液转向低渗透带，以达到对储层高渗透带和低渗透带的同时改造，这就是转向酸化技术。
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基质酸化发展现状损害类型成功的基质酸化取决于[3]:损害类型的确定;对地层自身特征的了解;酸液和添加剂的选择;合理的酸化施工方案。
在确定损害原因之前,不要向地层中注入任何溶剂和酸液,以免引起更大的损害。
油井损害主要产生在钻井、固井、射孔、砾石充填、生产、酸化、修井等施工中[2]。
1.1钻井钻井液可能会侵入地层裂隙和天然裂缝。
在高渗地层,还可能侵入较大的深度。
由于粘土膨胀和运移,钻井液滤饼会损害某些砂岩地层。
如果地层水中含有大量的二价碳酸根离子,那么高钙钻井液会引起近井眼地带的碳酸钙沉淀。
2.1固井固井液中的氢氧化钙和硅酸钙都可能产生沉淀,从而引起地层损害。
3.1射孔正压射孔会压实地层碎屑和减小岩石孔隙,射孔碎屑以及射孔液都会对地层产生损害。
4.1砾石充填砾石充填引起的损害是由于注入高密度的稠化/砾石滤液,将这种液体泵入不洁净的井眼会将油管涂料和岩屑以及其它的污染物挤入射孔中,从而引起地层损害。
在注入充填液之前对射孔孔眼进行冲洗会冲刷地层粘土,从而引起地层损害。
特别易于发生在砂岩和粘土互层的地层中。
5.1生产生产中的损害主要是由于岩石颗粒运移和套管泄漏,或者发生射孔段坍塌。
颗粒运移可能会堵塞大的孔隙。
当套管发生泄漏时,不相容的地层水和钻井液沉淀等污染物可能会进入射孔段。
6.1酸化损害如果进行笼统注酸,那么油管涂料或其它的铁垢会随酸进入地层,首先进入地层的酸主要与铁氧化物进行反应,生成的铁沉淀物会对地层产生损害。
7.1修井修井液体中的固体悬浮物将会堵塞大的孔隙;一些生产盐水中含有缓蚀剂和破乳剂使地层由亲水变为亲油,对生产不利;泵入冷的流体会使石蜡和沥青沉淀在某些产层;对地面管线进行的工作也可能会使铁垢和石蜡进入油管造成地层损害。
地层性质地层分析的一个最重要的目的是控制和阻止地层中反应产物的沉淀。
在分析潜在地层损害时,地层的特点是很重要的,主要包括以下几个方面。
1.1地层的机械性能、应力大小及方向和孔隙压力上述几种地层性质均与井壁稳定性有关。
在钻井、完井过程中需要保持井眼稳定并进行井控,尤其是大位移井和水平井。
当井眼中的流体压力超过平衡压力可能会使流体侵入和损害地层。
2.1原生、次生孔隙度和孔隙尺寸它们的分布影响损害侵入的深度和范围大小以及存在于钻井液和完井液中的降滤剂的性质。
次生孔隙如天然裂缝还能使钻井液和完井液完全侵入其中,因此需要加入不同的降滤剂来减少滤失。
3.1渗透率目前实验室的工作主要是对典型的地层样品进行分析,选择对地层损害最小且最容易清除并可产生滤饼的流体。
4.1地层流体及温度地层中的原生水可能会与钻井液发生反应并生成沉淀。
有些原油与钻井液和完井液有乳化的趋势,石蜡和沥青可能从这些流体中析出。
地层温度能影响不同的酸与地层矿物的反应速度。
5.1地层矿物地层矿物对由钻井液、完井液、修井液而引起的损害的程度有明显的影响,也是基质酸化成功与否的一个重要因素。
5.1.1 碳酸盐岩碳酸盐岩油气藏主要由石灰岩和白云岩组成,部分碳酸盐岩油气藏可能含有硅酸盐和粘土,但它们通常是胶结在碳酸盐岩中的,一般的油井作业不会对地层产生损害,仅在进行酸化施工时,这些物质才会释放出来造成损害。
碳酸盐岩中损害主要是钻井液、完井液、修井液中的颗粒侵入到基质和天然裂缝中引起。
损害改变了地层的润湿性、流体的饱和度以及产生粘滞效应。
5.1.2 砂岩当砂岩中存在硅酸盐和硅铝酸盐颗粒时,易水化膨胀和分散运移。
因此砂岩比碳酸盐岩更容易遭到损害。
存在于沉积岩中的粘土主要有伊利石、蒙脱石、绿泥石、高岭石和混合粘土层。
硅铝酸盐具有阳离子交换能力,会引起粘土运移。
在分析地层损害及其解除时,要考虑到每一种普通的粘土矿物,不同粘土有不同的损害机理。
蒙脱石和混合粘土层可在大约65e与盐酸反应。
绿泥石是典型的含铁粘土矿物。
当与盐酸接触时,铁就会释放出来,使得粘土矿物的结构遭到破坏留下非晶状沉淀物。
当pH值上升到一定程度时,会产生铁沉淀物。
绿泥石在大约52e时与盐酸反应。
此外,在温度为82e、浓度为011的甲酸中,绿泥石大约有一半可发生反应,而在相同的温度下与乙酸不反应。
伊利石中含有钾,用HF酸处理会产生沉淀。
伊利石在大约为65e时与盐酸反应。
此外,由于伊利石常常以针状结构出现,所以可能会运移到砂岩堵塞孔隙。
从运移的观点来看,高岭石是最稳定的,仅仅在较高温度(>93e)的盐酸中才变得不稳定。
沸石是次生矿物,是钙,钠,钾的水合硅酸盐。
它的显著特点是温度高于24e就与HCl反应。
砂岩中的长石主要为正长石和斜长石。
当用HF进行酸化时,其中的钾、钠、钙离子发生反应生成沉淀。
酸液和添加剂11目前所用酸液类型无机酸:HCl、土酸(HCl/HF混合物)、磷酸、氟硼酸、硝酸、固体酸等;有机酸:甲酸、乙酸、砂岩酸;无机酸和有机酸的混合物:乙酸和盐酸的混合物、甲酸和盐酸的混合物;缓速酸:稠化酸、乳化酸、胶化酸、泡沫酸等;其它类型的酸:柠檬酸、氨基磺酸、氯乙酸、乙二胺四乙酸钠(EDTA),氮川三乙酸(NTA)、苯甲酸。
它们主要用于特殊目的,例如:控制pH值、络合铁离子、暂堵分流等。
HCl不能溶解管道涂料、石蜡和沥青。
需用有机溶剂(通常为芳香族溶剂:甲苯和二甲苯)来解除。
醋酸可以有效地溶解碳酸钙垢,但是,它不能溶解三价铁离子。
HCl可以溶解碳酸盐岩但是对于硫酸钙影响微弱。
通过氢氧化钾和碳酸钠进行处理,硫酸钙能转变为碳酸钙或氢氧化钙,HCl可以溶解转变后的碳酸钙垢。
硫酸钙也能被乙二胺四乙酸的钠盐溶解。
HCl不能溶解粘土矿物和钻井液,溶解硅铝酸盐必须用HF酸溶解。
2.1添加剂类型缓蚀剂、表面活性剂、酒精、减阻剂、稳定剂、暂堵剂、缓速剂、防垢剂、悬浮剂、互溶剂、增粘剂、破乳剂、杀菌剂等。
2.1.1 缓蚀剂典型的强阳离子物质,对金属表面有很强大亲和力。
当泵入酸时,缓蚀剂可粘附在油管内表面形成一层薄的保护膜。
但它们不能完全阻止酸对金属的腐蚀,只是降低了腐蚀的速度,使得酸泵入地层而不损害金属的完整性和使用寿命。
由于缓蚀剂有很强的阳离子电荷,使用不当会使油藏的润湿性改变,从而产生新的损害。
所以在提供足够的缓蚀性能条件下不要过多使用。
砂岩酸化时,应当避免用含有缓蚀剂的酸液进行重复酸化。
2.1.2 表面活性剂表面活性剂的作用是破乳、分流、防止泥状沉淀物、深穿透和降低表面张力。
基质酸化应考虑不同物质之间的相溶性,尤其是缓蚀剂和表面活性剂之间的相容性。
许多地层本身含有菱铁矿,赤铁矿以及其它的富铁矿物。
整个酸化期间,铁以两种形式出现:二价铁离子(在pH约为510时开始沉淀)和三价铁离子(pH约为215时开始沉淀,到pH为315时全部沉淀出来)。
铁离子沉淀物会产生地层损害、干扰缓蚀剂和其它的添加剂。
因此需要加入铁离子稳定剂以减少或避免沉淀。
2.1.4 暂堵剂(分流剂,或转向剂)在酸液中加入适当的暂堵剂,暂时封堵已酸化层(或高渗透层),使后续的酸液转到另外一层或低渗层(污染严重层),最终实现均匀酸化的目的。
目前采用的暂堵剂主要有水溶性聚合物(聚乙烯、聚甲醛、聚丙烯酰胺、瓜胶等)、惰性固体(硅粉、岩盐、油溶性树脂等)、萘、苯甲酸颗粒等。
2.1.5 增粘剂和降阻剂由于高粘度酸液能够实现在酸压时增大动态裂缝宽度、降低裂缝的面容比,降低H+传质速度,降低酸液滤失等,因而高粘度酸液能够延缓酸岩反应速度,增大酸液有效作用距离。
在酸液中加入一种能够提高酸液粘度的物质,称为增粘剂或稠化剂。
常用的增粘剂为聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素和瓜胶。
以上增粘剂同时又是很好的降阻剂,能够在注酸时有效地降低酸液在井眼中的摩阻。
虽然许多人造聚合物有降阻的作用,但不一定能够使酸液增粘。
2.1.6 粘土稳定剂在酸液中加入粘土稳定剂的作用是防止酸化过程中酸液引起储层中粘土膨胀、分散、运移造成对储层的污染。
常用的粘土稳定剂有简单阳离子类、无机聚阳离子类、聚季铵盐。
酸液的置放和分流暂堵分流可以使酸液合理地覆盖在损害层上,保证酸化的成功率。
目前的分流方法主要有机械分流(跨式双封隔器、一般封隔器、射孔球塞封隔器),化学暂堵(桥堵和堵塞剂、暂堵剂),在破裂压力下增加注入速率。
2.2常用的砂岩酸化工艺2002年常规土酸酸化是使用时间最早,油田应用十分普遍的工艺。
现场施工较为简单,一般的施工顺序为:注前置液y注土酸液y注后置液y注顶替液。
2.2.2 砂岩深部酸化工艺砂岩深部酸化的基本原理是注入本身不含HF的化学剂进入储层后发生化学反应,缓慢生成HF,从而增加活性酸的穿透深度,解除粘土对储层深部的堵塞,达到深部解堵目的。
主要包括SHF工艺、SGMA工艺、BRMA工艺、HBF4工艺、磷酸酸化、砂岩酸酸化、固体酸酸化工艺等。
31碳酸盐岩基质酸化碳酸盐岩基质酸化不仅可以解除近井地带的损害,而且通过酸的溶蚀作用扩大了孔隙和流道,提高了近井地带的渗透率。
一般认为,碳酸盐岩中的基质酸化比起砂岩地层来说是一个更为直接的过程,因为在石灰岩和白云岩中,大多数反应生成物在残酸中是可溶的。
HCl是最常用的酸。
碳酸盐岩基质酸化主要考虑有效分流、限制蚓孔和过多的液体漏失、高温和低温下酸液的应用、酸的浓度等方面。
碳酸盐岩基质酸化要想有效,必须对反应酸进行有效分流。
碳酸盐岩中的分流一般比砂岩要困难得多,因为酸在碳酸盐岩基质中的孔隙和流道中反应会极大地提高渗透率。
例如,大多数油溶性树酯不适用于碳酸盐岩,因为树脂微粒不能堵塞酸溶蚀出来的大的流动空间;其他固体例如萘片和岩盐的应用也受到限制。
如果进行正确设计,提高注入速度并使用射孔球密封器可以获得有效分流,但能否获得成功与射孔密度和目的层的位置有关。
碳酸盐岩基质酸化比较有效的分流方式是使用稠化酸和非稠化酸交替注入的方式。
使用特殊的聚合物体系可使酸在反应时能够增粘和发生交联,可以成功地控制碳酸盐岩中的流体漏失。
由此而生成的胶联凝胶非常不稳定,当酸与过多的碳酸盐岩发生反应时它便开始分解。
一般说来,交联的时间足以产生防止酸液漏失的阻力,由此也产生足够的回压,把后来注入的酸转移到该层的其它地方。
使用有机酸(例如甲酸或乙酸或者甲酸和乙酸的混合酸),在油藏温度为204e的碳酸盐岩井内进行基质酸化获得了成功。
恰当地选择有机酸的浓度,可以近似地达到HCl的溶蚀效应。
使用与HCl同样的增粘剂,有机酸会得到有效的增粘。
在高温碳酸盐岩地层进行基质酸化要使用热稳定稠化剂稠化多级酸以提高地层波及系数,帮助控制流体漏失。
提高低温白云岩中HCl的反应速度是必要的。
加大液量、降低注入速度、使用热酸可使低温白云岩中的基质酸化获得与低温石灰岩等效的反应效果。
研究表明采用下面两种工艺可以有效地对低温下的白云岩进行酸化,第一种工艺是加入较低浓度的HF(重量百分比约为0125%),低浓度HF 提高基质的可反应性,并确保HF反应物带来最低损害;第二种工艺就是在泵入酸之前将氢氧化氨加到HCl中。