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1、前言酸化技术是油层改造常用的技术之一，它是通过酸液溶蚀岩石孔隙中的堵塞物或基岩本身的某些矿物成份，从而改善岩石内部孔道的连通性，解除地层的污染，提高油水井的生产能力。大庆油田自1963年开展酸化解堵试验至今已有41年的历史，在41年的历程中，无论在酸化机理、酸液及添加剂的种类上还是在酸化工艺等方面均取得了较多的成果，在油田开发与稳产工作中起到了积极的作用。第1页/共108页但由于砂岩酸化是一个复杂的酸岩反应过程，酸与岩石的反应是发生在多孔介质中的多相反应，加之每种矿物与酸的反应速度不一致，可能产生伤害的程度也不一样，导致酸化技术的复杂性。因此，如何针对不同油藏特点研究针对性较强的酸化技术是酸化
2、工作者急待研究解决的问题。第2页/共108页内容提要一、酸化的概念二、酸化解堵技术现状三、酸液添加剂四、堵塞类型的判别及酸化半径的确定五、酸化工艺六、酸化施工及监督第3页/共108页一、酸化的概念一）酸化：酸化就是在低于破裂压力下，利用高压泵将酸液注入到地层中，溶解地层矿物或地层堵塞物，改善地层岩石内部孔道的连通性，从而达到解除地层伤害、提高地层渗透率，增产增注的目的。第4页/共108页二）酸化机理1、砂岩酸化原理 砂岩矿物的化学成分非常复杂，常见的有氧化硅（石英）、硅酸盐（长石和粘土等）及其它（如生物化石）成分。除石英外，其它矿物的化学分子式都十分复杂。现将在砂岩中最常见矿物的化学分子式列表
3、，见表1。第5页/共108页成分矿物化学分子式石英SiO2长石正长石钠长石斜长石Si3AlO8KSi3AlO8NaSi2-3Al1-2O8(Na,Ca)云母黑云母白云母绿泥石(AlSi3O10)K(mg,Fe)3(OH)2(AlSi3O10)KAl2(OH)2(AlSi3O10)Mg5(Al,Fe)(OH)8粘土高岭石伊利石蒙脱石Al4(Si4O10)(OH)8Si4-xAlxO10(OH)2KxAl2(1/2Ca,Na)0.7(AlMg,Fe)4(Si,Al)3O20(OH)4nH2O碳酸盐方解石白云石铁白云石CaCO3CaMg(CO3)2Ca(Fe,Mg)(CO3)2硫酸盐石膏硬石膏CaS
4、O42H2OCaSO4其它盐氧化铁NaClFeO,Fe2O3,Fe3O4表1常见矿物的化学分子式表第6页/共108页砂岩油层渗透率降低，往往是钻井、作业过程中泥浆压井液进入地层，造成污染或层内粘土微粒在采油、注水过程中随液流的移动将地层孔隙堵塞，由于地层压力、温度变化造成的结垢，以及铁钙的化学沉淀堵塞。因此砂岩油藏的处理一般采用盐酸与氢氟酸的混合酸或其它能够生成氢氟酸的酸液。通常把盐酸与氢氟酸的混合酸称为土酸。土酸中盐酸作用是溶解碳酸盐和部分铁质，防止氢氟酸与碳酸盐反应生成沉淀；氢氟酸可以溶解砂岩油层中的硅酸盐矿物和粘土矿物。第7页/共108页1、酸岩反应的机理1）HClCaCO3(石灰岩)+
5、2HClCaCl2+CO2+H2OCaMg(CO3)2(白云岩)+4HClCaCl2+MgCl2+2CO2+2H2OFeCO3(菱铁矿)+2HClFeCl2+H2O+CO2第8页/共108页1、酸岩反应的机理1）HFAl2Si2H4O9（高岭石）+18HF2H2SiF6+2AlF3+9H2O（AlSi3O10）Mg5(Al,Fe)(OH)8(绿泥石)+HFAlFn3-n+SiFm4-m+MgF2+FeFk3-k+H2ONaAlSi3O8(钠长石)+HFNaF+AlFn3-n+SiFm4-m+H2OCaCO3+2HFCa2F+H2O+CO2SiO2+4HFSiF4+2H2O第9页/共108页反应
6、生成的氟化硅和水均可排除地面。氢氟酸与碳酸盐作用生成氟化钙（CaFCaF2 2 不溶于水），当酸液浓度降低时，易发生沉淀，堵塞孔道。因此对于碳酸盐含量较高的地层应在土酸酸化前用足量的盐酸进行预处理。第10页/共108页2 2、碳酸岩酸化原理 碳酸盐岩层常规酸化的目的是清除油水井附近的伤害，沟通扩大地层原有的裂缝。主要采用盐酸、甲酸、乙酸等，大多数碳酸盐都能被溶解。如：盐酸与方解石、白云石反应：CaCOCaCO3 3+2HCl+2HClCaClCaCl2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O O CaMg(CO CaMg(CO3 3)2 2+4HClCaCl+4HClCaCl2 2+MgCl+M
7、gCl2 2+2CO+2CO2 2+2H+2H2 2O O 第11页/共108页甲酸（蚁酸）与方解石、白云石反应CaCOCaCO3 3+2HCOOHCa(COOH)+2HCOOHCa(COOH)2 2+CO+CO2 2+H+H2 2O O CaMg(COCaMg(CO3 3)2 2+4HCOOHCa(COOH)+4HCOOHCa(COOH)2 2+Mg(COOH)+Mg(COOH)2 2+2CO+2CO2 2+2H+2H2 2O O乙酸（醋酸）与方解石、白云石反应：CaCOCaCO3 3+2H(CH+2H(CH2 2COOH)Ca(CHCOOH)Ca(CH2 2COOH)COOH)2 2+CO
8、+CO2 2+H+H2 2O OCaMg(COCaMg(CO3 3)2 2+4H(CH+4H(CH2 2COOH)Ca(CHCOOH)Ca(CH2 2COOH)COOH)2 2+Mg(CH+Mg(CH2 2COOH)COOH)2 2+2CO+2CO2 2+2H+2H2 2O O第12页/共108页 反应生成的盐类都能溶于水，通过自喷或抽汲，就可以将反应后的残酸，包括溶解在其中的盐类排出地层。生成的二氧化碳起助排作用，帮助残酸从地层中排出。这样，就沟通了孔道，提高了渗透率。第13页/共108页 国外常用的酸化技术有：土酸酸化、有机酸酸化、泡沫酸、胶束酸、CO2酸化等。美国在80年代主要研究各种酸
9、液及工艺。对于中、高渗油田油井通常使用泡沫酸、胶束酸、CO2酸化等，水井通常使用土酸、有机酸或土酸+有机酸酸化来达到解堵增注的目的;对于低渗透油层油井主要以压裂为主，也应用了泡沫酸、CO2酸化等措施，水井则主要以有机酸酸化为主，均取得了较好的效果。二、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状国外第14页/共108页90年代，美国主要研究各种酸液的复合应用，如醇酸酸化、有机酸土酸酸化、酸化压裂等，另外，加强添加剂的研究，以增强酸化效果，是美国90年代的另一攻关方向，如已研制出多种添加剂：缓速剂、降阻剂、抗酸渣剂、增能剂、乳液稳定剂等。近几年在乳化酸、选择性酸化方面研究增多。俄罗斯在此方面
10、已研究多年，已形成硝酸、土酸、磷酸、硫酸等多种酸液，多为两种或三种合用，对于油井多采用乳化酸、泡沫酸等工艺。如处理低温地层的可逆酸乳状液研究已获得了成功。在酸化工艺上应用了震荡酸化、分段酸化、两极酸化、酸压、选择性酸化等。二、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状国外第15页/共108页国内90年代在酸化解堵技术方面发展也较快，主要有土酸系列（缓速土酸、逆土酸等）、缓速酸系列（自生土酸、粘土酸、有机酸等）、乳化酸、泡沫酸等。二、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状国内第16页/共108页土酸系列缓速土酸是针对重复酸化井、常规酸化成功率低、增产幅度小、有效期短而研究的一种酸
11、液体系，在土酸中加入铝盐等缓速剂，可增加土酸的活性作用半径，以达到较好的效果；逆土酸是针对泥质堵塞为主的地层、以粘土胶结为主的泥质砂岩地层、钻井液堵塞中碳酸岩含量较少地层等，可大大增强酸液对泥质堵塞物的溶蚀能力，达到酸化解堵的目的。大港油田经室内试验与现场试验，效果显著，表明逆土酸对地层渗透性的改善程度优于常规土酸。二、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状国内第17页/共108页缓速酸系列自生土酸主要采用NH4HF2、H3BO3等与HCL合成HBF4，并与HCL结合后生成土酸，使酸液具有酸化深部砂岩油层的能力，该技术主要用于低渗透油田注水井。粘土酸是指向地层交替注入化学剂,使它们在
12、粘土表面通过离子交换生成HF，实现溶蚀粘土，解除污染物堵塞，达到深部酸化的效果,作用半径可达1.5m，适用于粘土矿物含量较高的地层。二、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状国内第18页/共108页有机酸酸化，国内各油田在此方面应用较多，胜利油田研制了以甲醛、氟化铵和有机羧酸盐为主的有机酸体系，见到了较好的效果，主要适用于泥质含量高的低渗砂岩油层深部酸化。辽河油田针对稠油井研制了低碳混合有机酸体系，获得了良好的酸化解堵增产效果。二、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状国内第19页/共108页乳化酸是采用油（溶剂）、酸、乳化剂制成的油包酸型乳化液体系，适用于油井、稠油井的酸
13、化解堵。宁夏油田研究成功了油基土酸酸化工艺，现场试验3030井次，酸化效果好于压裂；新疆油田开发研制的乳化酸酸液遇水增粘，遇油降粘，具有一定的选择性。1994199519941995年共试验9 9口井，有效率89%89%，平均单井累计增油700t700t。二、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状国内第20页/共108页泡沫酸酸化是近几年发展起来的一种对低压、低渗透、水敏性地层很有效的酸化增产技术。它与普通酸液相比具有：液柱压力低、返排能力强、粘度高、对地层损害小，有效作用距离长的特点。国内除四川气田在酸压裂中应用泡沫酸外，在油气井施工中仅川东气田、文明寨气田进行了泡沫酸酸化研究。二
14、、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状国内第21页/共108页 自19631963年以来，大庆油田在长垣内部一直应用常规土酸酸化技术。常规土酸是由盐酸、氢氟酸及各种添加剂按一定比例配制而成的，利用其中的盐酸溶解砂岩地层中的碳酸岩盐、铁质成分并保持低PHPH值，防止氟化钙和氢氧化硅沉淀生成；利用其中的氢氟酸溶解硅质矿物和钻井液，以及已膨胀的粘土矿物等所造成的堵塞物，恢复和提高近井地带的渗透率，达到增产增注的目的。二、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状大庆油田酸化技术现状第22页/共108页二、国内外酸化解堵技术现状二、国内外酸化解堵技术现状第23页/共108页几种新技术
15、几种新技术1、新型土酸酸化技术、新型土酸酸化技术2、油水井清垢解堵技术、油水井清垢解堵技术3、粉末硝酸酸化解堵增注技术、粉末硝酸酸化解堵增注技术4、油井复合酸解堵技术、油井复合酸解堵技术5、热气酸解堵技术、热气酸解堵技术第24页/共108页1、新型土酸酸化技术：新型土酸是用MP多功能添加剂取代土酸中的ABS表面活性剂和冰醋酸配制而成的酸液，MP多功能添加剂能够降低酸液的表面张力、界面张力提高酸液的穿透距离，加深酸化半径，与酸液及储层流体的配伍性好，能抑制酸渣的凝结，使其形成的微粒酸渣溶解分散不产生沉淀，大大减少了有机残渣对储层的伤害。几种新技术几种新技术第25页/共108页 该技术适用于老区二
16、次加密井和外围低渗透油田的注水井，据不完全统计，自19931993年以来在三厂、五厂、六厂、八厂、九厂、十厂等地区应用了8080多口井，单井初期平均日增注达25m25m3 3，有效期达5 5个月以上。几种新技术几种新技术新型土酸酸化技术第26页/共108页几种新技术几种新技术第27页/共108页2 2、油水井清垢解堵技术：油水井清垢解堵技术是针对外围油田地层物性条件差，油水井结垢严重，水井注水压力升高过快、注水困难；油井产能低，储层伤害严重，检泵周期缩短，油水井的注采效果差，而研究的一项解堵技术。几种新技术几种新技术第28页/共108页 该技术以有机酸为主，附以其它添加剂，具有解除有机堵塞、无
17、机堵塞、缓速、不产生二次沉淀等功能，能满足因结垢、腐蚀、粘土颗粒等因素堵塞的油水井的解堵需要。无须动管柱，一次施工可同时处理三个以上目的层，且可控制各目的层的处理强度。该技术对于低渗透、酸敏性油藏的油水井解堵尤为有效。自19971997年起已累计推广近200200口井，成功率91%91%，油井初期平均日增油1.61.6吨，有效期达半年以上；注水井初期平均日增注26m26m3 3，有效期平均8 8个月以上。几种新技术几种新技术油水井清垢解堵技术第29页/共108页第30页/共108页粉末硝酸酸化解堵增注技术粉粉末末硝硝酸酸酸酸化化解解堵堵增增注注技技术术是是针针对对二二、三三次次加加密密注注水水
18、井井及及低低渗渗透透注注水水井井，油油层层有有效效厚厚度度小小、粘粘土土含含量量高高，在在开开发发过过程程中中，由由于于各各种种因因素素堵堵塞塞，使使地地层层近近井井地地带带渗渗透透率率下下降降，导导致致注注水水井井吸吸水水能能力力差差、吸吸水水层层比比例例低低，而而研研究究的的一一项酸化解堵增注技术。项酸化解堵增注技术。该工艺技术主要研究应用了粉末硝酸复合解堵剂，并针对不同的堵塞类型和地层特点研究应用了复合解堵工艺技术和暂堵转向工艺技术。第31页/共108页第32页/共108页第33页/共108页（1 1 1 1）在）在45454545下具有明显的缓速作用，其反下具有明显的缓速作用，其反应速
19、度较常规土酸低应速度较常规土酸低5-85-85-85-8倍。可有效增大酸倍。可有效增大酸的作用半径，适于地层的深部酸化。的作用半径，适于地层的深部酸化。（2 2 2 2）防防膨膨效效果果明明显显，其其防防膨膨性性比比常常规规土土酸低酸低2-32-32-32-3倍。倍。（3 3 3 3）与地层配伍性好，不产生二次沉淀。与地层配伍性好，不产生二次沉淀。（4 4 4 4）对机械杂质、泥浆等地层堵塞物具有对机械杂质、泥浆等地层堵塞物具有较强的溶解能力，可有效解除机械杂质和较强的溶解能力，可有效解除机械杂质和泥浆造成的地层伤害。泥浆造成的地层伤害。工工艺艺特特点点该该技技术术适适用用于于二二、三三次次加
20、加密密井井、低低渗渗透透储储层层注注水水井井及及常常规规土土酸酸酸酸化化效效果果不不理理想想的的注注水水井井，自自19991999年年起起累累计计推推广广240240多多口口井井，成成功功率率92%92%，平平均均单单井井初初期期日日增增注注达达31m31m3 3，有效期平均，有效期平均9 9个月以上。个月以上。第34页/共108页油井复合酸解堵技术是针对油井复合酸解堵技术是针对二、三次加密油井的地质特二、三次加密油井的地质特征，粘土堵塞严重及常规土征，粘土堵塞严重及常规土酸酸化后二次沉淀严重等问酸酸化后二次沉淀严重等问题而研究的一项综合解堵技题而研究的一项综合解堵技术。术。第35页/共108
21、页第36页/共108页第37页/共108页第38页/共108页第39页/共108页第40页/共108页第41页/共108页第42页/共108页另外，针对外围低渗透油田储层的具体情况还研究应用了有机酸、低碳酸、氟硼酸等酸化技术，但应用数量较少。尽管大庆油田9090年代后在酸化解堵新技术上进行了大量的研究试验，取得了一定的成果，但从整个工艺技术的适应性上看，与国外还存在很大差距。特别是对泥质含量高、酸敏性强、油层深、有效厚度小、多次重复酸化无效的井至今没有有效的措施，对各种酸液添加剂和酸化机理的研究也不够深入，酸液种类及工艺还远不能满足油田不断发展的需要。因此对于某一特定的区块，特别是新开发的区块
22、，应具体分析其地质特征及地层堵塞特点，有针对性地研究和开发相应的酸化解堵剂配方及工艺，才能满足油田开发的要求。第43页/共108页三、主要酸液添加剂酸液作为一种通过井筒注入地层并能改善储层渗透能力的工作液体，必须根据储层条件和工艺要求加入各种添加剂，才能使其性能得到完善和提高，以保证措施的效果。酸化工作液中的化学添加剂发展很快，类型和品种都在不断改进。在此只能就最常用的主要类型作一介绍。第44页/共108页添加剂添加剂（1）缓蚀剂缓蚀剂是最主要、最重要的添加剂。无论哪一种酸液体系中的酸对钢材都具有很强的腐蚀作用。为保证施工安全，保护油（气）、水井的井口装置、井下管柱及套管，注入酸液对钢材的腐蚀
23、速度必须控制在允许的安全标准之内，同时使酸液中的含铁量保持在最低限度，降低对地层污染，必须在酸液中加入缓蚀剂。缓蚀剂在酸化过程中，附着在钢材表面，形成一层保护膜，阻止酸液对钢材的腐蚀，达到保护钢材的目的。第45页/共108页类型适用温度用量%腐蚀速度g/(m2.h)研制单位7461102801801.246.6华中工学院7623801502.5167.9四川天然气研究所7623C801502.098.2四川天然气研究所411901.553.3天津工学院大港油田7701901901.07.5华中工学院四川井下作业公司7812901101.59.36华北油田南京梅山化工厂7801901503.58
24、0华中工学院四川井下作业公司CT1-2901503.580四川天然气研究所CT1-32004.0100四川天然气研究所酸化常用缓蚀剂主要性能表第46页/共108页添加剂添加剂（2）铁离子稳定剂在酸化过程中，铁离子易产生沉淀，堵塞油层，影响酸化效果。在酸液中添加铁离子稳定剂，可同铁离子进行络合反应，防止铁离子沉淀的产生。第47页/共108页酸化常用铁离子稳定剂主要性能表类型用量%适用井温备注乙酸2.060柠檬酸2.093EDTA3.793CT1-70.51.5204四川天然气研究所L58204(美)Dowell第48页/共108页添加剂添加剂（3）粘土稳定剂在酸化过程中，为了防止粘土矿物发生膨胀
25、、运移而堵塞油层，影响酸化效果，在酸液中添加粘土稳定剂。粘土稳定剂可固定粘土颗粒。粘土稳定剂分有机、无机两大类。第49页/共108页类型用量（推荐）%适用条件备注KCl0.2不适用HF体系Clasta0.2美国哈里伯顿NH4Cl0.2适用HF体系CT12-1适用HF体系四川天然气研究所酸化常用粘土稳定剂主要性能表第50页/共108页（4）洗油剂为了清除地层中胶质和沥青质的伤害，在酸液中添加洗油剂。洗油剂主要以低碳烃类为主。（5）暂堵剂应用于暂堵酸化中，对高渗透层的炮眼及近井地带进行封堵，而后在地层环境中溶解，随返排残酸排出。分为水溶性和油溶性；固体或液体。添加剂添加剂第51页/共108页（6）
26、表面活性剂有很多种，在酸液中的作用也多种多样，有为降低酸液界面张面张力的，有防止酸液形成乳化的，有利于酸液返排的。除以上这些常规添加剂以外，还有一些特殊添加剂，如：胶束剂、稠化剂、发泡剂等，按相应比例加入酸液中，以形成胶束酸、稠化酸、泡沫酸等。添加剂添加剂第52页/共108页 酸化解堵主要是通过酸与地层矿物或地层堵塞物反应，溶解地层矿物或堵塞物，从而达到解除地层堵塞、提高地层渗透率的目的。根据目前大庆油田欠注井的地质特点，我们认为一般欠注（产）的因素有以下几方面：1 1、连通性差：此类井一般通过地质构造图即可判断。这类井施工后效果往往不理想。四、堵塞类型的判别及堵塞半径的确定第53页/共108
27、页2 2、粘土伤害：在油田开发过程中，粘土矿物是导致油层伤害的重要潜在因素。常见的粘土矿物有蒙脱石、高岭石、伊利石、绿泥石和混合层粘土矿物。由于它们自身的特性，使其在一定的外来因素的作用下对油层产生伤害。表1 1中给出了常见粘土矿物的基本存在形式及可能带来的潜在的油层损害。一般认为，粘土含量大于5%5%即为较差储层。堵塞类型的判别第54页/共108页常见粘土矿物的基本存在形式及潜在伤害粘土类型单体形态在孔隙中的存在形式潜在的损害高岭石蠕虫状、书页状杂乱分布分布在粒间，少量分布在颗粒表面微粒运移，堵塞孔喉蒙脱石蜂窝状、网状、片状、絮状薄膜衬垫式分布在颗粒表面水化膨胀，分散运移伊利石片状、丝状、毛
28、发状充填于粒间或分布在颗粒表面水化膨胀，分散运移，增大束缚水饱和度绿泥石叶片状、层状、绒球状、针叶状充填在粒间常与石英、高岭石共生运移、酸敏第55页/共108页（1 1）速敏：由于储集层中流体速度的变化而引起粘土及其它机械颗粒运移，堵塞孔隙而导致储集层渗透率下降的现象称速敏。（2 2）水敏：储层的水敏性是指当与地层不配伍的外来流体进入地层后引起粘土膨胀、分散、运移,从而导致渗透率不同程度的降低的现象。（3 3）酸敏：所谓酸敏性，是指酸化解堵液进入地层后与地层中的酸敏矿物发生反应，产生沉淀或释放出微粒，使地层渗透率下降的现象。不同的地层，应有不同的酸液配方，配方不合适或措施不恰当，不但不会改善地
29、层的状况、提高产量，反而会使地层受到伤害。堵塞类型的判别第56页/共108页差别方法：地层粘土矿物含量较高（一般达10%以上，主要是差油层和表外层）矿物成分以伊利石和蒙脱石为主（伊利石可造成速敏，蒙脱石等膨胀性矿物造成水敏）。此类堵塞一般由于入井液矿化度较低所引起（如泥浆滤液等），堵塞较深，一般解堵时处理半径应加大。二、三次调整开发的注水井此类伤害较普遍。堵塞类型的判别第57页/共108页3 3、泥浆堵塞：不合理的作业方式常常会对地层造成一定的伤害，其中影响程度最明显的就是钻井泥浆对地层的伤害。其对油层的伤害表现为以下几方面：a a、当泥浆性能不好，失水量大或压井时间长，使其滤液浸入油层孔隙，
30、因滤液与地层水矿化度不同而产生电化学的不平衡，引起地层中粘土矿物膨胀或分散运移，从而堵塞了油层孔道，降低了油层渗透率；堵塞类型的判别第58页/共108页b b、泥浆中的微细微粒可直接进入近井地带，堵塞孔道，降低油层渗透率，对油层造成伤害。c c、泥浆滤液渗入油层内部，剩余较大的固体颗粒及粉沫附着在油层表面形成泥浆滤饼，严重影响油水井的生产能力。d d、泥浆中的重晶石粉（BaSOBaSO4 4）难溶于HClHCl和HFHF，侵入地层对地层造成严重伤害。堵塞类型的判别第59页/共108页判别方法：钻井泥浆比重较大（一般大于1.75），浸泡油层时间较长（可达上百小时），并且在转注初期注水就较差。新投
31、注（产）井以此类为主。堵塞类型的判别第60页/共108页4 4、机械杂质堵塞：注水井井口水质较差，返出水机械杂质含量较高。5 5、有机质堵塞：过渡带井，不排液直接转注的井，此类堵塞较多，返出液中油污含量较高。另外，污水回注井，如果水质处理不合格，也会出现此类堵塞。油井此类堵塞较多。6 6、垢堵塞：地层结垢较严重，外围油田此类堵塞较多。7、复合堵塞：两种或多种堵塞类型同时存在。多数注水井此类堵塞较多。堵塞类型的判别第61页/共108页根据目前在油田上应用的酸化技术的特点及措施井的特点，选井选层应按以下方法进行：酸化类型确定第62页/共108页此类井不宜进行酸化解堵，应选择其它措施，如压裂等。1、
32、连通性差：2、粘土伤害：此类井应选择以防膨、防酸敏的酸化配方，不易选择对地层骨架溶解力太强的酸液（容易造成颗粒的运移，堵塞孔隙），如常规土酸等。建议：粘土含量小于10%且不含有机质复合堵塞，采用新型土酸；粘土含量大于10%时，可选用粉末硝酸（有有机质复合堵塞存在）或复合酸（有机质复合堵塞较严重）技术。第63页/共108页可选用常规土酸。如含有其它类型复合堵塞，则选择粉末硝酸或复合酸技术。3、泥浆堵塞：4、机械杂质堵塞：地质条件较好的井（基础井或一次调整井）采用常规土酸或新型土酸；地质条件较差的井（二、三次调整井）采用粉末硝酸或复合酸；第64页/共108页水井可选用粉末硝酸、复合酸或热气酸，油井
33、选用复合酸或热气酸。5、有机质堵塞：6、垢堵塞：可选用清防垢技术。老区较少用。第65页/共108页选用多功能酸液，如粉末硝酸、复合酸等，视复合堵塞的程度而定。7、复合堵塞：第66页/共108页酸化规模的确定：在在酸酸化化解解堵堵过过程程中中，确确定定和和设设计计解解堵堵半半径径是是酸酸化化措措施施的的一一个个重重要要因因素素。以以往往的的酸酸化化措措施施，解解堵堵半半径径约约0.5m0.5m，对对于于堵堵塞塞半半径径较较小小的的堵堵塞塞类类型型，如如泥泥浆浆堵堵塞塞，有有一一定定的的效效果果，但但对对于于其其它它类类型的堵塞，效果则不理想。型的堵塞，效果则不理想。在在多多年年的的推推广广实实践
34、践过过程程中中，我我们们通通过过对对储储层层的的堵堵塞塞特特征征的的分分析析，结结合合以以往往在在现现场场试试验验中中积积累累的的经经验验，制制定定了了适适合于不同堵塞类型地层的堵塞半径。合于不同堵塞类型地层的堵塞半径。第67页/共108页不同地层特点和堵塞类型地层的污染半径不同地层特点和堵塞类型地层的污染半径堵塞类型堵塞特点污染半径粘土矿物地层粘土矿物含量较高，矿物类型以蒙脱石及伊利石为主。3m泥浆堵塞钻井泥浆比重较大（一般大于1.80），浸泡油层时间较长（可达上百小时），并且在转注初期注水就较差。1.0m机械杂质堵塞注水井井口水质较差，返出水机械杂质含量较高。1.2m第68页/共108页封
35、闭油藏酸化井示意图第69页/共108页1、未污染井：2、污染井：工艺研究酸化半径 第70页/共108页工艺研究酸化后增产倍数 1、未污染井：2、污染井：（1）当RwRaRs时：（2）当RsRa时：第71页/共108页工艺研究酸化半径：通过效益与酸化半径的关系推导1、未污染井：已知条件：每米油层注入量为10m3，地层孔隙度20%，每20m3水产1t油，每方酸0.08万元，每吨油0.1万元，则通过计算可得图7、图8。第72页/共108页工艺研究效益与酸化半径关系曲线（有效期半年）CY02对杏树岗油田岩心渗透率提高率平均为2倍，如果有效期为半年，则其最大酸化半径应为3m左右，单位油层酸化后可获得最大
36、效益2.0万元。第73页/共108页工艺研究酸化半径：1、污染井：已知条件：Rw=0.1397m，Re=200m，x1=1.98，每米油层注入量为10m3，地层孔隙度20%，每20m3水产1t油，每方酸0.08万元，每吨油0.1万元。现场一般注水井下降到原来注水量一半时，就采取增注措施。（1）粘土污染：Rs=3m，x2=1.51，根据达西公式可得：x=0.30；（2）泥浆和机械杂质污染：Rs=1.2m，x2=1.29，根据达西公式可得：x=0.23第74页/共108页工艺研究效益与酸化半径关系曲线（有效期半年）1、粘土污染从图10和11也可看出，酸化半径超过3.5m后，效益开始呈负增长，由此可
37、见，对于粘土污染的注水井，其最佳酸化半径应在3.5m左右。有效期为半年，单位油层最大可获效益5.5万元。第75页/共108页工艺研究效益与酸化半径关系曲线（有效期半年）1、泥浆和机械杂质污染从图上可看出，酸化半径超过2.5m后，效益增加不明显，甚至出现负增长，由此可见，对于泥浆和机械杂质污染的注水井，其最佳酸化半径应在2.5m左右。若有效期为半年，单位油层最大可获效益5.3万元。第76页/共108页五、酸化工艺酸液和添加剂确定后，还必须根据具体的措施井条件，选择合适的酸化工艺与之相配套。油（气）、水井主要采用动管柱酸化和不动管柱酸化两种方法。第77页/共108页工艺1、不动管柱酸化工艺利用原井
38、管柱进行酸化施工的方法，具有施工简单、周期短、成本低等优点。自喷油（气）井、笼统注水井可采用从油管直接正挤酸液，注入地层的方法进行施工。分层注水管柱，采用投捞水嘴的方法，酸化层位捞出堵塞器，不酸化层位投入死嘴子，而后从油管挤入酸液，注入到目的层的方法进行施工，可实现分层酸化的目的；或者利用封隔器的洗井通道，采用套管环空注入酸液的方法，达到施工的要求。油气井装有提液设备的井，可采用套管环空注入酸液的方法，实现不动管柱酸化。第78页/共108页工艺2、动管柱酸化工艺采取作业方法，起出原井管柱，下入酸化管柱，并可以根据需要，选择笼统酸化管柱和分层酸化管柱。分层酸化管柱多用于吸液能力相差悬殊的多油层油
39、气藏。采用封隔器等井下工具，达到使酸液注入低渗透率和伤害严重的地层。同时可采用投球和上提管柱等措施实现一趟管柱分别酸化处理多个油层。第79页/共108页工艺3、暂堵酸化工艺应用于笼统酸化、分层酸化中针对厚层及卡不开的油层，在酸化施工的一定时机，向井内投入暂堵剂暂时封堵高渗透层的炮眼和近井地带，迫使酸液改向，进入低渗透层，达到提高酸化处理厚度或酸化低渗透层的目的。暂堵物是在油层条件下可溶的化学物质，也可是炮眼球。反应后排残液时可将暂堵剂不溶部分和炮眼球带出或落入井底。在施工过程中，必须保持施工连续，防止中途停工，而使暂堵剂或炮眼球脱落，保证工艺的实现。第80页/共108页工艺4、残酸返排工艺这是
40、酸化施工的重要组成部分。残酸的及时返排可携带出近井地带在酸岩反应中形成的沉淀、运移和脱落的颗粒以及其它反应生成物，尽可能降低对地层的伤害。通常酸化施工后，井口放喷，利用地层能量进行残酸返排。但对于能量不足的油层或有特殊技术要求的井，则必须采用强制返排措施。较常用的强制返排技术有气举强排酸技术、注液氮助排技术等。第81页/共108页工艺5、不排液酸化工艺近年来新发展的酸化工艺，是在采用油井不动管柱酸化工艺基础上，在顶替液中加入残酸处理剂，待酸岩反应完后，直接起抽进行生产。水井则通过加入高效添加剂，使残酸在PH达到中性时也不产生二次沉淀，因此可以不排液直接转注。大大地缩短了施工周期，降低了施工成本
41、，杜绝了残酸地外排，保护了环境。第82页/共108页五、酸化施工酸化施工是一项工序繁多的系统工程，当施工设计确定之后，严格按照设计要求组织施工，就成为最为重要的问题。下面将按照石油天然气行业标准油、水井酸化设计与施工验收规范，按照酸化施工的组织工序，提出现场施工的具体要求。第83页/共108页酸化施工1、施工准备施工准备包括井场、井口装置、施工装备、井下管柱及工具、工作液体及地面流程管线的准备过程。是酸化施工的基础工序。（1）准备井场是施工人员、装备的工作场地。比照设计要求准备出足够容纳所有施工装备和辅助设施的经常地面，才能保证施工安全顺利进行。特别应引起重视的有五点：第84页/共108页酸化
42、施工井场必须平整、坚实，能容纳并承受重型设备（包括车装设备和罐类设备）的摆放和正常工作。不允许在“填方”部位摆放施工装备。井场入口必须宽敞，能保证施工装备自由出入。车载设备摆放位置至少应离井口15m以上。井口装置和井场周围设备不能漏油漏气。第85页/共108页酸化施工井场附近有容积足够的废液池。废液池应能容纳所有排出井口的洗井液和地层返排的工作液废液。如没有废液池，应准备罐车等设备把洗井液和废液运到指定位置排放、处理。进入井场的公路应平整坚固，有效路面宽度最小不得小于5m，最小弯曲半径不小于10m，承载能力（包括桥梁）不低于35t。第86页/共108页酸化施工（2）井口装置准备施工用的井口装置
43、主要指采油（气）井口的套管四通、油管挂和总闸门等，必须与设计的施工压力（或平衡压力）相适应，不允许超压作业。对施工用井口装置应进行仔细检查，如发现套管四通偏磨，应测量剩余厚度并按最薄部位进行强度校核。必要时应进行超生测厚或试泵检查。对高压施工的井口（井口施工压力大于50MPa），建议将原采油（气）井口的锥管式油管挂改为法兰式油管挂，以免密封圈处承受高压而引起刺漏。第87页/共108页酸化施工3、压井、起下管柱高压井动井口前必须先压井。压井液必须经室内实验证实不对油气层产生伤害。压井液密度计算：p液=pr+p压井作业前应完成必要的测试工作，如压力测试，液面、沙面测试和井下取样等。施工管柱入井前必
44、须进行地面丈量并记录。顺序丈量、交叉丈量和复合丈量之间的误差不超过0.2%。第88页/共108页酸化施工施工用油管入井前必须通过试压检查，压力至少为施工承受工作压差的1.11.2倍。30分钟无压降为合格。油管接箍螺纹应用生胶带缠绕，保证高压下不刺不漏。下入下井工具管柱的操作要求：“慢”：管柱入井速度小，每根油管入井时间应大于3分钟。“稳”：平稳下入，不准猛提猛放。第89页/共108页酸化施工“不转”：下入和上螺纹过程均不得转动已入井的油管柱。“净”：油管内无落物，油管外无脏物。封隔器坐放位置要求：胶皮筒高于射孔孔眼顶界1520m；胶皮筒、卡瓦和水力锚爪应避开套管接箍和上次施工时的坐放位置。第9
45、0页/共108页酸化施工（4）配液、配酸一般要到准备工作基本就绪，施工条件已具备之时才正式开展配液、配酸工作，已尽可能地缩短酸液配成后在储罐中的存放时间。配液和配酸的用水必须清洁且满足设计要求（特别是对低渗透储层时供水质量更应讲究），机械杂质含量低于0.1%，取样化验证明水矿化度和PH值均能符合要求。第91页/共108页酸化施工按设计任务书逐项检查所有化学药品。要求品种全，数量足，质量符合要求，包装无破损。按设计要求计算各种药品的加入量，配酸应严格按照设计要求的方法和程序逐罐配置各种酸液。每配置完一罐液体，都应分别从罐的上部、中部、底部取样，并检查质量指标。对酸液，必须测定酸液浓度和密度指标。
46、如果某种工作液分几罐配置，还应分别从每罐中取一定数量的液体组成混合样，并现场测定混合样的质量指标。第92页/共108页酸化施工填写现场配液质量报告单。报告单上应填写每种液体配成数量和实测质量指标，经施工方技术人员和甲方代表签字认可后方可入井。5、试泵施工管柱下入完毕，如图一连接泵车、罐车及井口装置、管线安装连接好后，还应进行试泵检验。试泵的压力要求如下：第93页/共108页酸化施工第94页/共108页酸化施工2、施工过程（1）低压替酸（液）（2）坐封封隔器（3）高压注入注入排量注入排量一定要尽可能控制在设计规定的范围内，并保持稳定。第95页/共108页酸化施工液体的交替当一次施工须注入几种工作
47、液（前置液、酸液和后冲洗液等）或几罐工作液时，在连续注入的前提下，切换注入液体应注意控制好两点：一是不可使两种液体混合太多，而使液体切换失去意义；二是避免供液不足引起的排量下降，甚至可能的“走空泵”现象。因此，掌握好供液闸门的开关顺序和时机是很重要的。这只能根据现场液体和储罐的实际情况逐渐摸索和掌握。第96页/共108页酸化施工顶替液量酸化施工和水力压裂一样，应当严格按设计要求注入顶替液。一般酸化施工的顶替液量不会超过井筒体积（某些解堵、清垢型酸化例外，具体的顶替液量以地层和工艺方法的不同，在设计时经计算和经验确定），其目的是将井内所有的酸性液体都顶入地层直至反应完毕。关井反应关井反应是保证施
48、工效果的重要步骤。关井反应是为保证酸液同地层堵塞物和地层矿物进行充分反应，最大发挥酸液的活性。关井反应时间依据酸液的不同和地层温度确定。第97页/共108页酸化施工3、后期管理（1）开井放喷排液关井反应后应尽快换装成排液井口或直接接通排液管线。关井反应完毕后，应立刻进行开井排酸。只要施工设计无特殊要求、地层不出砂、不存在坍塌等危险，开井速度可适当加快，以利用快速放喷形成的抽汲效应把尽可能多的残酸排出地层。作好排液计量和残液分析工作，保证残酸能够及时、彻底地排出地层。第98页/共108页酸化施工特别注意残酸排放位置和液量，尽可能地直接把残酸排入井场废液池或专用排污池。如井场没有排酸条件，可用罐车
49、把残液拉走，处理后排放到指定位置，以保护周围的环境不受污染。如地层压力不足，可采取洗井排酸方法，利用洗井液带出残酸。设计中如要求进行气举排酸，气举进出口管线必须用油管连接，不得使用软管线连接，出口不得接弯头。出口应有一定的空地，保证返排液不污染其它地方。可采用抽汲方法进行排液。第99页/共108页酸化施工（2）试生产油（气）、水井酸化施工后，应及时下入完井管柱，尽快试产或试注。对气井，试生产期不应少于三个月；水井试注头三天应按启动压力注水，以后逐步提高水量至配注水平；试生产期间，生产制度一定要稳定，并记录好合格的生产数据。（3）生产测试测试是为了更好地评价酸化效果，包括分层测压、分层测产量（注
50、入量）和产液剖面（注入剖面）、压力恢复等测试。第100页/共108页六、酸化监督酸化监督的目的是确保酸化施工正常进行，解决油（气）、水井的堵塞，提高近井地带的渗透率。第101页/共108页酸化监督1、酸化监督人员应具备的条件除具备相应的政治、文化素质外，在业务能力和工作经验上还应具备（1）熟练掌握酸化反应的原理和现场施工工艺。（2）对现场出现的问题，能够进行分析，提出解决方案。（3）掌握井下作业的相关知识。（4）亲自组织施工过酸化井200口以上。第102页/共108页酸化监督2、监督范围酸化监督人员应从以下几个方面对酸化施工进行监督：（1）对酸化施工队伍的资质审查，包括准入证、技术能力、施工能