酸化解堵技术
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大港油田延时酸化四元共聚解堵增注技术应用
中 国 化 工 贸 易
黼
第 １期
技书应用
Ｃｈ ｉ ｎａ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄｅ
２ ０ １ ４午 １ 月
大港 油 田延 时 酸化 四元共 聚解 堵增 注技 术应 用
王凤祥 王冬梅 ｚ 刘雪静 汤家银 。
（ １ ． 大 港 油 田 采 油 工 艺 研 究 院 ，天 津 ３ ０ ０ ２ ８ ０； ２ ． 大 港油 田第五 采油厂 。天津 ３ ０ ０ ２ ８ ３； ３ ． 中国石 油天然气 管道局 第六工 程公司 ，天津 ３ ０ ０ ２ ８ ０ ）
一
力不 断增 加 ，等诸 多原 因造 成注 水压 力不 断 上升 。歧 ２ ４ — １ ５ ，由解 堵 施工前 井 Ｉ ： １ 油 、套 ３ ０ ． ８ ＭＰ ａ ／ ３ ０ ． ８ ＭＰ ａ ， 在 泵压 为 ３ １ ＭＰ ａ压 力 Ｆ，
２ ０ １ ２ 年 ８月份 ０ ｍ ３ ／ ｄ 左 右 ，解 堵 ８ 天 后能 够在 １ ２ ． ４ ５ ＭＰ ａ下 ， Ｉ ： ｔ 注入 ４ ０ ｍ ３ Ｍ，增注 的 列时压 力 下降 ｌ ８ ． ３ ５ ＭＰ ａ ；周 Ｇｌ ，由解 堵施 工 前井 １ ５ １ 油 、套 ３ １ ＭＰ ａ ／ ３ １ ＭＰ ａ ，泵压 为 ３ １ ＭＰ ａ Ｆ日注 ５ ｍ ／ ｄ ，解堵 １ ８天后
．
６
３ １ ３ １
／
，
３ － ３ ２ １ ２ ． ８ 注 ２ ０
０
３ ０８ ３ ０ ． ８
，
，
日期
注水井段 （ ｍ）
注 配注 日注 水 油压 套压 泵压 累计注 目前地 量 量 （ Ｍ 水量 层压 力 方 ｆ 、 ｐ ａ ） （ Ｍｐ ａ ） （ Ｍｐ ａ １ １ ｆ ｒ （ Ｍｐ ａ ） 式 ｆ ３ ７
黼
第 １期
技书应用
Ｃｈ ｉ ｎａ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔｒ ａ ｄｅ
２ ０ １ ４午 １ 月
大港 油 田延 时 酸化 四元共 聚解 堵增 注技 术应 用
王凤祥 王冬梅 ｚ 刘雪静 汤家银 。
（ １ ． 大 港 油 田 采 油 工 艺 研 究 院 ，天 津 ３ ０ ０ ２ ８ ０； ２ ． 大 港油 田第五 采油厂 。天津 ３ ０ ０ ２ ８ ３； ３ ． 中国石 油天然气 管道局 第六工 程公司 ，天津 ３ ０ ０ ２ ８ ０ ）
一
力不 断增 加 ，等诸 多原 因造 成注 水压 力不 断 上升 。歧 ２ ４ — １ ５ ，由解 堵 施工前 井 Ｉ ： １ 油 、套 ３ ０ ． ８ ＭＰ ａ ／ ３ ０ ． ８ ＭＰ ａ ， 在 泵压 为 ３ １ ＭＰ ａ压 力 Ｆ，
２ ０ １ ２ 年 ８月份 ０ ｍ ３ ／ ｄ 左 右 ，解 堵 ８ 天 后能 够在 １ ２ ． ４ ５ ＭＰ ａ下 ， Ｉ ： ｔ 注入 ４ ０ ｍ ３ Ｍ，增注 的 列时压 力 下降 ｌ ８ ． ３ ５ ＭＰ ａ ；周 Ｇｌ ，由解 堵施 工 前井 １ ５ １ 油 、套 ３ １ ＭＰ ａ ／ ３ １ ＭＰ ａ ，泵压 为 ３ １ ＭＰ ａ Ｆ日注 ５ ｍ ／ ｄ ，解堵 １ ８天后
．
６
３ １ ３ １
／
，
３ － ３ ２ １ ２ ． ８ 注 ２ ０
０
３ ０８ ３ ０ ． ８
，
，
日期
注水井段 （ ｍ）
注 配注 日注 水 油压 套压 泵压 累计注 目前地 量 量 （ Ｍ 水量 层压 力 方 ｆ 、 ｐ ａ ） （ Ｍｐ ａ ） （ Ｍｐ ａ １ １ ｆ ｒ （ Ｍｐ ａ ） 式 ｆ ３ ７
冲击波、酸化复合解堵技术研究应用
（ 高温 、 高压） 气体机械造缝的同时也产生了冲击波 、 超声波 、 强声
场， 它穿透性极强 ， 用于油层 可疏通油流通道 ， 作 降低毛细孔道的 表面张力 ， 使原油 降粘 、 除垢解堵 ， 而达到提高油层的渗透率 和 从 导流 能力 。 与爆炸压裂和水力 压裂 相 比， 冲击 波解 堵 工艺具 有对 升压
一
冲击波解堵工艺是 高能 气体 压裂 工艺 的改 进和 提高 ， 其原 理是利用 固体药剂在 井底燃 烧产 生 的高温 高压 能量 ， 通过 射孔 通道作用油层 ， 使油层产生多条 辐射状微 裂缝 ， 油层发生 剪切错
动， 破碎的岩石颗 粒充 填裂缝 ， 因此裂缝 并 不 闭合 ， 产生 高能 在
了如下的改进 ：
（） １输送方式 ： 传统冲击 弹用 电缆输 送 ， 现采 用联作结 构 ， 冲 击弹接于酸化管柱下端一次性下井 。 （） ２ 点火方式 ： 传统电缆输送 采用地 面通 电通过 电缆 引燃 冲
力
击弹 ； 而联作 方式 采用 投棒 点火 方式 ， 点 火器的 引燃 材料 上选 在
特点 ， 考虑将两种解堵技术有 效结合 起来 ， 利用 冲击波 解堵后 形 成裂缝 ， 酸液 沿裂缝快 速渗 入地层 ， 一方面 可以达到 地层 深处 ， 实 现 比单 纯酸化大的解堵半径 ， 另外还 可 以溶 蚀裂 缝面 ， 增加 了渗
流能力 。
为了能使两者有 效结 合 ， 我们 对传 统 的 冲击波 解堵技 术做
用冲击雷管 ， 而传统使 用发 火管 。
（） ３挂联方式 ： 在冲击弹的挂联上 ， 电缆输送采用的是 电缆穿
力
联； 联作 方式 采用弹架 ， 弹架 内装 冲击弹 ， 弹架可起到下井过程 中
油田化学解堵技术研究与探讨
油田化学解堵技术研究与探讨摘要：油田进入含水期开发后，由于水的热力学不稳定性和化学不相容性，地层伤害、井筒结垢等问题时有发生。
作为三次采油的重要方法之一--聚合物驱油技术在获得较好的增油降水效果的同时，注入的聚合物也常造成油水井近井地带的堵塞。
本文主要对油水井近井地带堵塞原因诊断和聚合物凝胶堵塞的化学解堵技术进行了研究。
关键词：油井堵塞诊断聚合物化学解堵稠油解堵原理一、油井堵塞概述油井堵塞是油气层伤害的表现之一。
在进行钻井、完井、采油、增产、修井等各种作业时，储集层近井地带流体(包括液流、气流或多相流)产出或注人能力有任何障碍出现时，油气层伤害也就随之产生了。
不论是钻井、采油、注水开发，还是在提高采收率的各种作业中，油井堵塞问题都是普遍存在的。
在钻井完井过程中存在钻井液的的固相颗粒、固井液的淋滤、射孔液的水锁、试油作业当中的脏液以及各种入井流体的滤失等的堵塞问题。
在注水采油过程中，只要有水存在，在各个生产部位都可能随时产生结垢，这些垢统称为油田垢。
其中，蜡、沥青、胶质的混合沉析物俗称为有机垢，出砂及有机垢的混合物俗称为泥垢，还有细菌垢(或称生物垢)等。
注蒸汽采油、聚合物驱油、碱水驱油作为提高采收率方法的重要技术，生产中遇到的结垢问题除了与注水采油时碰到的结垢问题类似以外，还因为驱油时分别有蒸汽、聚合物、碱液的存在，导致硅垢和聚合物垢的生成。
我国很多油田都存在结垢和油井堵塞问题。
由于油田结垢对原油生产的种种不利影响，油田防垢除垢、油井解堵问题在国内外均引起极大重视。
二、油井堵塞诊断技术研究进展油井堵塞诊断属于油气层保护的范畴。
油气层保护的关键和先决条件, 就是正确了解和掌握油气层伤害的机理，但是油气层伤害因素的复杂性，做到这一点又是相当困难的。
在某些情况下，不同的伤害机理往往表现出非常相似的伤害特征和结果，如果不能确切了解油气层伤害的机理，采取的伤害解除措施往往达不到预期目的，甚至可能会加剧油气层伤害的程度。
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。
油田油水井复合酸酸化技术
油田油水井复合酸酸化技术本文针对长庆油田某区块的油水井，经过多年的反复研究实验和应用，研究应用了复合酸酸化工艺技术，该酸液具有缓速性能好、能有效防止铁离子二次沉淀、有效防止酸渣生成、与地层水配伍性好、防膨能力强、排残酸迅速等特点。
经过现场应用增注效果明显。
标签：复合酸；技术；工艺1 复合酸技术原理1.1技术原理：复合酸酸化技术是针对低渗、油层温度低、原始压力小、碳酸盐沉积大、水敏、酸敏性地层。
利用多组分酸液和氧化剂、铵盐反应形成极端氧化剂和一个缓冲调节体系，并减缓酸液与粘土矿物的反应速度，也可达到缓速的目的。
同时，体系内的高效缓蚀剂、粘土稳定剂等添加剂可有效防止二次沉淀和粘土膨胀。
1.2适用范围：（1）固相颗粒堵塞伤害；（2）油层水敏、速敏伤害；（3）油水乳化液段塞污染；（4）常规酸化引起的二次伤害；（5）水井注入水冷却地层引起的石蜡、胶质、沥青质沉积伤害。
2 复合酸体系配方2.1配方组成：多组分解堵液、酸性解堵液、氧化解堵液多组分解堵液：盐酸+乙酸+低伤害解堵剂+其他添加剂（该体系在地层条件下逐渐缓慢释放出活性酸成份，在储层深部溶解无机堵塞污染，解除各类酸溶性无机盐垢同时又可以避免二次沉淀、乳化等对储层造成的伤害。
）酸性解堵液：盐酸+乙酸+氢氟酸+低伤害解堵剂+其他添加剂（溶蚀、增大近井储渗空间，与氧化解堵液反應，生成新的地层解堵体系。
）氧化解堵液：铵盐+氧化剂（解除各类原油胶质、蜡质、沥青等重质组分堵塞污染和有机堵塞污染；清除难溶垢堵塞，清洗杀菌。
）2.2复合酸酸化机理复合酸：（1）当多组分酸液进入地层，酸液中的无机酸首先与地层中的矿物反应，有机酸缓慢电离，不断补充H+；（2）酸性解堵液和氧化解堵液在地层环境中相互混合，可生成极端氧化剂和氢氟酸。
该氧化剂具有极强的氧化与杀菌能力，氧化剂可使部分长链有机物氧化分解，降低其粘度，解除地层堵塞。
在地层环境下该氧化剂可部分氧化分解胶质、蜡质、沥青质、聚丙烯酰胺、植物胶等各种高分子、高粘度有机物；氢氟酸可以和地壳中的硅酸盐反应，双重反应可以解除多种有机物堵塞。
振动压裂复合酸化解堵增注技术在安塞油田的应用
１ 振 动 压 裂 复 合 酸 化 解 堵 增 注 技 术 机 理
１ １ 工 艺原理 ．
１ ）施工 时利 用 油管 将高 压振 动器 下 至预 处理 层段 中部 ，从 井 口投入
定压器 至振 动器 ，泵 车 向井 内加 液 压 ，当作 用 在 定 压器 上 的 压力 大于 它 的剪切 压力 时 ，定 压器 被 剪切 掉 ，高 压液 柱 加 速 向下 冲 击 ，通 过 导 液 花 管对 油层 进行 第一 次 冲击 。施 工管 柱结 构 图如 图 ｌ 。 ２ ）从井 口顺次投人多 个定压 器 ，对地层 进行 多次高 压水 冲击 。 由于 冲 击力瞬间产生 ，速度极快 ，使得原来 附着在基质表 面或附面层的微粒发 生振
到 明 显 的解 堵 增 注 效果 ， 延 长 措 施 有 效 期 。
［ 键 词 ］ 振 动 ； 压 裂 ； 酸 化 ；解 堵 ；增 注 ； 安塞 油 田 关
［ 图分 类 号 ］ ＴＥ ５ ． 中 ３ ７２
［ 献标识码］Ａ 文
［ 章 编 号 ］ １ ７ —１０ （０ ７ ２ 文 ６ ３ ４ ９ ２０ ）０ 一Ｎ０ ７ ０ ４—３
然后通 过管 柱挤 入化 学药 剂 ，溶蚀 裂 缝 间隙 和孔 隙喉道 ，从 而使 新裂 缝直 接 沟通 产层 裂缝 ，这样 裂缝 在
上覆岩 石的 压力 下不 闭合 ，从 而提 高地 层 的导 流能 力 ，改善 近井地 带 的渗 流状 况 ，从根 本上 解决 油井 减
产 、水 井欠 注等 问题 矗 。 ］
维普资讯
Hale Waihona Puke ・４ ８・长江大学学报 （ 自科版 ）理 工卷
２０ ０ ７年 ６月
２ ）解 除 地层 堵 塞 。井下 施工 工具 定 压器对 地 层 多次 瞬 间 高压 水 力 冲击 ，使 得原 来 附 着 在基 质 表 面
酸化解堵工艺在川口油田的应用
性剂 ， 配置成优化酸化解堵液 ， 以实现无污染 ， 无伤害 ， 高效 增产 的 目地 。
４ 施工过程及增产情况
施工前进 行 洗井 作 业 达 到 要 求 ， 工 时 首先 用 弱 施 酸对 油管及 孔 段 附近进 行 处 理 ， 用 清 水 将 反应 后 的 再 残酸 替 出井筒 。前置 酸对 井筒 内的铁锈 等机 械杂 质进
起缓冲作用 ， 防止铝盐等其它沉淀的生成 ， 而且通过局 部化 学反 应 ， 能够将 硅石 微 粒 同岩石 骨架 粘结 在 一起 ，
使 膨胀 性 粘土钝 化 ， 而 有 效 地 抑 制 了地 层 微 粒 的运 从 移 ， 到 防砂作 用 。特 别 是 对 以石 英 为 主 要 成 分 的岩 起 石 骨架 损 失很 小 ， 既可 有 效 保 护 岩 石 原 始 骨架 及 胶 结 物， 又可 消耗 即将脱 落 或 已脱落 的粘 土颗 粒 ， 到 了酸 达 化解堵 、 防粘 土运 移 的双重 作用 。 ２储 层温 度 为 ３ ℃ 左 右 ， 油 属 中 等 含 蜡 原 油 。 ） ０ 原 随着地层流体压力 、 温度 的降低 ， 轻质烷烃会 大量逸 出 ， 便 以不 同状 态 吸附在 近井 地带 渗 流孔道 表 面 ， 蜡 为 了改 善地 层 的渗透 性 ， 加 油井 产量 ， 增 利用 极 性相 近原
２０ ００
定评定 ， 由商品酸改性为适应本油 田的适应酸 ， 主要根 据是我们对地层矿物的确定 ， 而不是根据地层 的堵塞 物所确定。虽然不 同浓度 的酸都可 以解除地层 的伤 害， 但适合川 口油田长 ４ ５ ＋ 和长 ６ 油层 中强酸敏地层
［ ］ 万仁 溥 ， ４ 罗英俊 ． 油技术 手册 ［ 。 京 ： 油工 业 出 采 Ｍ］ 北 石
相颗粒 的侵入对 地层 造成 伤害 。
多元复合酸酸化解堵技术试验
目前 所 使 用 的 酸 化 解 堵 工 艺 ， 常 只 隆 台 油 田 进 行 试 验 。 常
如 采 用 胶 束 酸 、 缩 酸 、 伤 害 酸 酸 化 。 ２堵塞原 因分析 浓 低 由
于 堵 塞 物 质 主 要 包 含 的 有 机 堵 塞 物 以 胶 ２． 原油 对储 层 造成 堵 塞 的主 要 因素 １ 表 １ 兴 隆 台 油 田油 井 堵塞 因素 及 对 策 表
１引言
在 油 气 田 开 发 过 程 中 ， 种 施 工 作 业 各
质 、 青 质 及蜡 为 主 ， 用 单 一 酸 液难 以 有 沥 采
（） 青 质 、 质 造 成 的 堵 塞 １沥 胶
沥 青 质 、 质 是 石 油 蒸 馏 的残 渣 物 质 ， 胶
效 恢 复 地 层 渗 透率 。 此 ， 要研 究 出 一种 为 需
Ｏ． ２１
多元 复合酸
３ ８
２３ ４ 表５ 多元 复 合 酸 解堵 酸 其 它 性 能 测试 结 果
０ １ ．６
性能名称
密度， ／ ｍ ｇｃ＇
ｌ 粘度，ｍ ａ・ Ｐ Ｓ
腐蚀速率，ｇ （ ・ ） ／ｍ ｈ
测定结果
。 ． ８－ ． ３ ０９ ２ ０９ ５ ７ ８
Ｉ ．６ ４２ ２ ５
含量％ ｌ
组成成分 相对 含量？ ｏ ／ 主要 成分 备注
酸类 烷基呋喃酮类 ４． ４９ ｌ． ２９ 甲、乙 、丙酸 甲、乙 、丁基呋喃 酮 混合有机酸浓度为 ２ｓ 气相色谱分析 ） ｏ（
表 ４ 多元 复合 酸 模 拟 实验
烷烯烃 ３ ． ２５ Ｃ ～Ｃ ６ ６ ｌ
表 ６ 措 施 后 油 井增 产 情况
１ ４３ ．７ ２
２ １ ＮＯ． ３ ０１ ２
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Fe2O3+6HCL === 2FeCL3+3H2O FeCL3+3H2O === Fe(OH)3↓+3HCL
③ 排液不及时造成油气层损害。酸化后不及时排液，残液在油气层中停留 时 间 过 长 ， 当 残 液 浓 度 降 到 太 低 时 ， 就 会 生 成 CaF2 ， Fe(OH)3 ， Si(OH)4等沉淀，堵塞孔喉，降低油气层渗透率，使酸化失败。 ④ 砂岩油气层受钻井完井的污染情况对酸化效果的影响很大。实验和生产 实践表明：对于未受到钻井，完井，修井，注水等作业污染的砂岩油 气层，用土酸处理后其增产效果很差；对于由于油气层自身的粘土矿 物水化膨胀和分散运移而引起损害的砂岩油气层，其酸化处理效果随 活性酸的穿透距离增加而增加；对于受钻井液损害的砂岩油气层，只 要解除浅层的损害，就可得到很好的增产效果。
氟硼酸具有稳定粘土和地层微粒的作用，该作用既
有化学因素，又有物理因素。主要是氟硼酸水解出的HF
破坏了粘土矿物的本性，降低了残土阳离子交换能力。 同时，其水解产物中的硼代替粘土中的铝，与粘土 共同形成一层不溶的硼硅酸盐的覆盖物，将微粒与岩石 骨架连接在一起。
（3）硝酸粉末酸化
硝酸粉末实际上就是将硝酸络合成固体粉末状，这种络合物克 服了硝酸的强腐蚀、强刺激性和运输不便等缺点，保持了硝酸的强 酸性和强氧化性等优点。 在地层温度作用下，硝酸粉末分解形成硝酸和具有缓蚀功能的 络合物；当硝酸遇到盐酸达到1︰3比例时形成王水，王水在理论上
（3）表面活性剂 主要用于酸液的破乳、降低表面和界面张力、改变 储层的润湿性、作为添加剂的分散剂和防止酸渣生成等。 （4）粘土稳定剂
主要用于防止粘土膨胀、稳定粘土微粒。 （5）暂堵剂
暂堵剂用于砂岩酸化中非均质性较强的地层，使酸液 合理分布的添加剂。
（6）互溶剂
互溶剂是可与烃类和水互溶的化合物。主要作用是 降低水溶液的表面张力，降低井筒周围地层水饱和度防 止水锁；使地层为水润湿，提高油相渗透率；降低缓蚀
② 酸化后形成二次沉淀造成油气层损害。酸化后形成的二次沉淀主要有以下两种： a.氟化物沉淀。砂岩油气层中的水含有大量 Ca2+，Na+，K+离子，砂岩中不同程度 地含有钙长石，钠长石，甲长石，胶结物中含有钙质矿物，它们遇到氢氟酸易生 成CaF2，Na2SiF6，K2SiF6沉淀。其反应方程式如下： Ca2++2F-==== CaF2↓ CaCO3+2HF===CaF3↓+H2O+CO2↑
③雾化型。泡沫特征值大于90%的泡沫酸称为“雾化
酸”。此时气相或气中夹液作为连续相,而酸液则作为分 散相。雾化酸像气体一样具有很低的密度、黏度和表面张 力,具有较高的流动能力,因而易于进入岩石的孔隙间,使注 入压力比常规注酸压力低得多。 通常所用泡沫酸的泡沫特征值为60%~80%。与常规 酸化相比,泡沫酸酸化具有选择性、缓蚀效果好、容易返
氟硼酸的水解是一个多级水解反应: HBF4+HO2===HBF3OH+HF(慢反应) HBF3OH+HO2===HBF2(OH)2+HF(快反应) HBF2(OH)2+HO2===HBF(OH)3+HF(快反应)
HBF(OH)3+HO2===H3BO3+HF(快反应)
第一级水解反应速度很慢，因此一般用第一级水解反 应来代替总水解反应。正因为如此，氟硼酸可以进行深度 酸化。
一定几何尺寸和导流能力的人工裂缝，达到增产增注的目的。
目前在油田应用较多的酸化工艺是基质酸化，下面主要对基质酸化 工艺与大家进行共同学习！
第二讲 砂岩酸化技术
一、砂岩酸化解堵原理
砂岩是由石英、长石和粒间胶结物（粘土和碳酸盐类）等物质 组成。砂岩的油气储集空间和渗流通道就是砂粒与砂粒之间未被胶 结物完全充填的孔隙。 砂岩油气层酸化处理一般采用土酸（氢氟酸和盐酸的混合酸液） 或采用能在油气层中生成氢氟酸的液体物质进行酸化处理。其原理 是通过酸液溶解沙粒之间的胶结物质和部分沙粒，或者溶解孔隙中 的泥质堵塞物或其它结垢物，以恢复、提高井底附近油气层的渗透 率。达到了解堵的目的。土酸中的氢氟酸可解除油气层硅质矿物的 堵塞，盐酸可解除油气层中钙质与铁质的堵塞。
式中：
V X
F Z Q盐酸 ——土酸中商品盐酸用量，t； ——所配制土酸液的混合密度，g/cm3； X——土酸中盐酸的浓度，重量百分比； Y——土酸中氢氟酸的浓度，重量百分比； Z——商品盐酸的浓度，重量百分比； F——商品氢氟酸的浓度，重量百分比； V——酸液量，m3。
Q氟＝
V X
（2）氟硼酸酸化 氟硼酸用于疏松砂岩的酸化，不仅可以起到深度解 堵作，而且还可以起到稳定地层微粒作用。氟硼酸是一 种强酸，其强度可与盐酸比拟，电离方程式为: HBF4+H20=H30++BF4氟硼酸酸化是靠其缓慢水解生成HF，HF再与储层矿物
和堵塞物反应，从而解除储层污染，恢复或提高储层原
始渗透率。
剂和表面活性剂在地层中的吸附；溶解地层孔隙中的油
组份；促进残酸的返排。
3、酸化技术 （1）土酸酸化
解堵机理 土酸是盐酸与氢氟酸混合的水溶液。土酸处理应用于碳酸盐含量较 低，泥质成分较高（>5%）的砂岩及或火成岩油层。混合酸液中的盐酸 可以溶解油层中碳酸盐类胶结物和一部分铁质、铝质；氢氟酸可以溶解 油层中的硅酸盐矿物。土酸可以解除地层中粘土堵塞和井壁的泥饼，新 生成的气体氟化硅（SiF4）和水均可排出地面，从而恢复或提高近井地 带的渗透率。 对石英砂 SiO2+4HF === SiF4+2H2O
排、对产层伤害小等优点。
（5）有机土酸酸化 有机土酸主要是指用有机酸（甲酸或乙酸）与土酸混
合或单独与氢氟酸混合来延缓氢氟酸的消耗。甲酸和乙酸
为慢反应的有机弱酸，其优点在于腐蚀性小，处理范围大， 缺点为成本高。 有机土酸酸化适用于高于120℃的高温井，降低腐蚀 速度，延缓酸岩反应速度；含酸敏性矿物的砂岩储层，减 少生成沉淀的趋势。
对所有堵塞物的溶解度均为100%，所以能显著改善酸化效果。 硝酸粉末酸化主要应用在油层渗透率低、细菌比较发育、硫酸
亚铁沉淀较多的注水井中。此外，对铁质和各种机械杂质堵塞的油 井来说，用硝酸粉末来进行处理也是行之有效的方法。
（4）泡沫酸酸化
泡沫酸酸化技术就是在常规酸液体系中加入起泡剂
和稳泡剂,通过泡沫发生器与气体(一般多为氮气或二氧
二、酸液体系及酸液添加剂
1、常用酸液 砂岩酸化应用的酸类主要分为两大类：无机酸包 括盐酸、氢氟酸、氟硼酸、磷酸、硝酸粉末和硫酸； 有机酸主要应用甲酸和乙酸。 2、酸液添加剂
砂岩酸化应用的主要添加剂有缓蚀剂、表面活性 剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂（防硼剂）、互溶剂、 暂堵剂等。
（1）缓蚀剂
缓蚀剂是最重要的酸化添加剂。缓蚀剂能够减缓酸
HF
HCl
实验表明，当土酸与砂岩油气层反应时，开始时渗透率降低，继续注 酸，渗透率增大。渗透率开始降低的原因有两点：一是由于砂岩基质部分 解体，一些颗粒及解体生成的微粒随酸液运行移到空喉道而引起堵塞；二 是有些难溶产物生成。但是，随着反应的进行，酸溶解了堵塞物，渗透率 上升。由此可见，砂岩储集层的酸化较碳酸盐岩难度大，处理不当易产生 二次沉淀，堵塞孔隙喉道，降低渗透率，使酸化失败。 影响酸化效果的因素很多，影响砂岩油气层酸化效果的几个主要因素： ① 粘土矿物的水化膨胀和微粒运移造成油气层损害。砂岩油气层中一般 含有不同类型和数量的粘土矿物，含有蒙脱石蒙皂石伊 —蒙混层等矿物易 水化膨胀，含有高岭石易产生微粒运移，堵塞孔喉，降低渗透率，影响酸 化效果。
化学反应为：
SiO2+4HF===SiF4+2H2O SiF4+2HF=== H2SiF6 NaALSi3O8+22HF===NaF+ALF3+3 H2SiF6+ 8H2O （钠长石） KALSi3O8+22HF=== KF+ALF3+3 H2SiF6+ 8H2O （钾长石） CaAL2Si2O8+20HF===CaF2↓+2ALF3+9H2O （钙长石） AL2Si2O5(OH)4+18HF===2H2SiF6+2ALF3+9H2O （高岭石） AL2O3· 4SiO2· H2O+36HF===4H2SiF6+2H3ALF6+12H2O （蒙脱石） CaCO3+2HF===CaF3↓+H2O+CO2↑ CaCO3+2HCL===CaCL2+H2O+CO2↑ CaMg(CO3)2+4HCL===CaCL2+MgCL2+2H2O+2CO2↑ Fe2O3+6HCL===2FeCL3+ 3H2O FeS+2HCL=== FeCL2+H2S↑
化碳气体)混合,形成以酸为连续相、气泡为分散相的泡 沫体系,使得配制的酸化体系兼有泡沫流体性质和酸化能 力,然后注入地层进行酸化。按照泡沫特征值(即泡沫体 系中气相体积所占泡沫总体积的百分数)泡沫酸体系可 以分为以下三类。
①增能型。泡沫特征值小于52%的泡沫酸称为“增能
型”。主要是通过氮气压缩的弹性能量,利于处理液在施工 后从地层返排,同时又因泡沫酸含气体成分高,液柱压头低,有 助于减少返排的能量需要,因此“增能型”体系主要用来提 高酸化后的返排能力。 ②泡沫型。泡沫特征值在52%~90%的泡沫酸叫做“泡 沫型”。这种类型的泡沫酸黏度高、滤失量小、缓速和分 流效果好,主要用来增加酸液处理范围和改善高低渗透层之 间的吸酸量矛盾,提高酸化效果,尤其适用于酸压增产。
（2）铁离子稳定剂 酸化作业过程中，当PH值大于2.2时，Fe3+开始生
成Fe（OH）3沉淀。当PH值4.3时Fe（OH）3沉淀完全。
③ 排液不及时造成油气层损害。酸化后不及时排液，残液在油气层中停留 时 间 过 长 ， 当 残 液 浓 度 降 到 太 低 时 ， 就 会 生 成 CaF2 ， Fe(OH)3 ， Si(OH)4等沉淀，堵塞孔喉，降低油气层渗透率，使酸化失败。 ④ 砂岩油气层受钻井完井的污染情况对酸化效果的影响很大。实验和生产 实践表明：对于未受到钻井，完井，修井，注水等作业污染的砂岩油 气层，用土酸处理后其增产效果很差；对于由于油气层自身的粘土矿 物水化膨胀和分散运移而引起损害的砂岩油气层，其酸化处理效果随 活性酸的穿透距离增加而增加；对于受钻井液损害的砂岩油气层，只 要解除浅层的损害，就可得到很好的增产效果。
氟硼酸具有稳定粘土和地层微粒的作用，该作用既
有化学因素，又有物理因素。主要是氟硼酸水解出的HF
破坏了粘土矿物的本性，降低了残土阳离子交换能力。 同时，其水解产物中的硼代替粘土中的铝，与粘土 共同形成一层不溶的硼硅酸盐的覆盖物，将微粒与岩石 骨架连接在一起。
（3）硝酸粉末酸化
硝酸粉末实际上就是将硝酸络合成固体粉末状，这种络合物克 服了硝酸的强腐蚀、强刺激性和运输不便等缺点，保持了硝酸的强 酸性和强氧化性等优点。 在地层温度作用下，硝酸粉末分解形成硝酸和具有缓蚀功能的 络合物；当硝酸遇到盐酸达到1︰3比例时形成王水，王水在理论上
（3）表面活性剂 主要用于酸液的破乳、降低表面和界面张力、改变 储层的润湿性、作为添加剂的分散剂和防止酸渣生成等。 （4）粘土稳定剂
主要用于防止粘土膨胀、稳定粘土微粒。 （5）暂堵剂
暂堵剂用于砂岩酸化中非均质性较强的地层，使酸液 合理分布的添加剂。
（6）互溶剂
互溶剂是可与烃类和水互溶的化合物。主要作用是 降低水溶液的表面张力，降低井筒周围地层水饱和度防 止水锁；使地层为水润湿，提高油相渗透率；降低缓蚀
② 酸化后形成二次沉淀造成油气层损害。酸化后形成的二次沉淀主要有以下两种： a.氟化物沉淀。砂岩油气层中的水含有大量 Ca2+，Na+，K+离子，砂岩中不同程度 地含有钙长石，钠长石，甲长石，胶结物中含有钙质矿物，它们遇到氢氟酸易生 成CaF2，Na2SiF6，K2SiF6沉淀。其反应方程式如下： Ca2++2F-==== CaF2↓ CaCO3+2HF===CaF3↓+H2O+CO2↑
③雾化型。泡沫特征值大于90%的泡沫酸称为“雾化
酸”。此时气相或气中夹液作为连续相,而酸液则作为分 散相。雾化酸像气体一样具有很低的密度、黏度和表面张 力,具有较高的流动能力,因而易于进入岩石的孔隙间,使注 入压力比常规注酸压力低得多。 通常所用泡沫酸的泡沫特征值为60%~80%。与常规 酸化相比,泡沫酸酸化具有选择性、缓蚀效果好、容易返
氟硼酸的水解是一个多级水解反应: HBF4+HO2===HBF3OH+HF(慢反应) HBF3OH+HO2===HBF2(OH)2+HF(快反应) HBF2(OH)2+HO2===HBF(OH)3+HF(快反应)
HBF(OH)3+HO2===H3BO3+HF(快反应)
第一级水解反应速度很慢，因此一般用第一级水解反 应来代替总水解反应。正因为如此，氟硼酸可以进行深度 酸化。
一定几何尺寸和导流能力的人工裂缝，达到增产增注的目的。
目前在油田应用较多的酸化工艺是基质酸化，下面主要对基质酸化 工艺与大家进行共同学习！
第二讲 砂岩酸化技术
一、砂岩酸化解堵原理
砂岩是由石英、长石和粒间胶结物（粘土和碳酸盐类）等物质 组成。砂岩的油气储集空间和渗流通道就是砂粒与砂粒之间未被胶 结物完全充填的孔隙。 砂岩油气层酸化处理一般采用土酸（氢氟酸和盐酸的混合酸液） 或采用能在油气层中生成氢氟酸的液体物质进行酸化处理。其原理 是通过酸液溶解沙粒之间的胶结物质和部分沙粒，或者溶解孔隙中 的泥质堵塞物或其它结垢物，以恢复、提高井底附近油气层的渗透 率。达到了解堵的目的。土酸中的氢氟酸可解除油气层硅质矿物的 堵塞，盐酸可解除油气层中钙质与铁质的堵塞。
式中：
V X
F Z Q盐酸 ——土酸中商品盐酸用量，t； ——所配制土酸液的混合密度，g/cm3； X——土酸中盐酸的浓度，重量百分比； Y——土酸中氢氟酸的浓度，重量百分比； Z——商品盐酸的浓度，重量百分比； F——商品氢氟酸的浓度，重量百分比； V——酸液量，m3。
Q氟＝
V X
（2）氟硼酸酸化 氟硼酸用于疏松砂岩的酸化，不仅可以起到深度解 堵作，而且还可以起到稳定地层微粒作用。氟硼酸是一 种强酸，其强度可与盐酸比拟，电离方程式为: HBF4+H20=H30++BF4氟硼酸酸化是靠其缓慢水解生成HF，HF再与储层矿物
和堵塞物反应，从而解除储层污染，恢复或提高储层原
始渗透率。
剂和表面活性剂在地层中的吸附；溶解地层孔隙中的油
组份；促进残酸的返排。
3、酸化技术 （1）土酸酸化
解堵机理 土酸是盐酸与氢氟酸混合的水溶液。土酸处理应用于碳酸盐含量较 低，泥质成分较高（>5%）的砂岩及或火成岩油层。混合酸液中的盐酸 可以溶解油层中碳酸盐类胶结物和一部分铁质、铝质；氢氟酸可以溶解 油层中的硅酸盐矿物。土酸可以解除地层中粘土堵塞和井壁的泥饼，新 生成的气体氟化硅（SiF4）和水均可排出地面，从而恢复或提高近井地 带的渗透率。 对石英砂 SiO2+4HF === SiF4+2H2O
排、对产层伤害小等优点。
（5）有机土酸酸化 有机土酸主要是指用有机酸（甲酸或乙酸）与土酸混
合或单独与氢氟酸混合来延缓氢氟酸的消耗。甲酸和乙酸
为慢反应的有机弱酸，其优点在于腐蚀性小，处理范围大， 缺点为成本高。 有机土酸酸化适用于高于120℃的高温井，降低腐蚀 速度，延缓酸岩反应速度；含酸敏性矿物的砂岩储层，减 少生成沉淀的趋势。
对所有堵塞物的溶解度均为100%，所以能显著改善酸化效果。 硝酸粉末酸化主要应用在油层渗透率低、细菌比较发育、硫酸
亚铁沉淀较多的注水井中。此外，对铁质和各种机械杂质堵塞的油 井来说，用硝酸粉末来进行处理也是行之有效的方法。
（4）泡沫酸酸化
泡沫酸酸化技术就是在常规酸液体系中加入起泡剂
和稳泡剂,通过泡沫发生器与气体(一般多为氮气或二氧
二、酸液体系及酸液添加剂
1、常用酸液 砂岩酸化应用的酸类主要分为两大类：无机酸包 括盐酸、氢氟酸、氟硼酸、磷酸、硝酸粉末和硫酸； 有机酸主要应用甲酸和乙酸。 2、酸液添加剂
砂岩酸化应用的主要添加剂有缓蚀剂、表面活性 剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂（防硼剂）、互溶剂、 暂堵剂等。
（1）缓蚀剂
缓蚀剂是最重要的酸化添加剂。缓蚀剂能够减缓酸
HF
HCl
实验表明，当土酸与砂岩油气层反应时，开始时渗透率降低，继续注 酸，渗透率增大。渗透率开始降低的原因有两点：一是由于砂岩基质部分 解体，一些颗粒及解体生成的微粒随酸液运行移到空喉道而引起堵塞；二 是有些难溶产物生成。但是，随着反应的进行，酸溶解了堵塞物，渗透率 上升。由此可见，砂岩储集层的酸化较碳酸盐岩难度大，处理不当易产生 二次沉淀，堵塞孔隙喉道，降低渗透率，使酸化失败。 影响酸化效果的因素很多，影响砂岩油气层酸化效果的几个主要因素： ① 粘土矿物的水化膨胀和微粒运移造成油气层损害。砂岩油气层中一般 含有不同类型和数量的粘土矿物，含有蒙脱石蒙皂石伊 —蒙混层等矿物易 水化膨胀，含有高岭石易产生微粒运移，堵塞孔喉，降低渗透率，影响酸 化效果。
化学反应为：
SiO2+4HF===SiF4+2H2O SiF4+2HF=== H2SiF6 NaALSi3O8+22HF===NaF+ALF3+3 H2SiF6+ 8H2O （钠长石） KALSi3O8+22HF=== KF+ALF3+3 H2SiF6+ 8H2O （钾长石） CaAL2Si2O8+20HF===CaF2↓+2ALF3+9H2O （钙长石） AL2Si2O5(OH)4+18HF===2H2SiF6+2ALF3+9H2O （高岭石） AL2O3· 4SiO2· H2O+36HF===4H2SiF6+2H3ALF6+12H2O （蒙脱石） CaCO3+2HF===CaF3↓+H2O+CO2↑ CaCO3+2HCL===CaCL2+H2O+CO2↑ CaMg(CO3)2+4HCL===CaCL2+MgCL2+2H2O+2CO2↑ Fe2O3+6HCL===2FeCL3+ 3H2O FeS+2HCL=== FeCL2+H2S↑
化碳气体)混合,形成以酸为连续相、气泡为分散相的泡 沫体系,使得配制的酸化体系兼有泡沫流体性质和酸化能 力,然后注入地层进行酸化。按照泡沫特征值(即泡沫体 系中气相体积所占泡沫总体积的百分数)泡沫酸体系可 以分为以下三类。
①增能型。泡沫特征值小于52%的泡沫酸称为“增能
型”。主要是通过氮气压缩的弹性能量,利于处理液在施工 后从地层返排,同时又因泡沫酸含气体成分高,液柱压头低,有 助于减少返排的能量需要,因此“增能型”体系主要用来提 高酸化后的返排能力。 ②泡沫型。泡沫特征值在52%~90%的泡沫酸叫做“泡 沫型”。这种类型的泡沫酸黏度高、滤失量小、缓速和分 流效果好,主要用来增加酸液处理范围和改善高低渗透层之 间的吸酸量矛盾,提高酸化效果,尤其适用于酸压增产。
（2）铁离子稳定剂 酸化作业过程中，当PH值大于2.2时，Fe3+开始生
成Fe（OH）3沉淀。当PH值4.3时Fe（OH）3沉淀完全。