酸化解堵技术.ppt

酸化解堵技术酸化解堵技术主主 讲讲 内内 容容v第一讲第一讲 酸化解堵技术概述酸化解堵技术概述v第二讲第二讲 砂岩酸化技术砂岩酸化技术 v第三讲第三讲 碳酸岩酸化技术碳酸岩酸化技术第一讲第一讲酸化解堵技术概述酸化解堵技术概述 酸化酸化是油气井投产、增产和注水井增注的主要措施之是油气井投产、增产和注水井增注的主要措施之一酸化是通过酸液在地层孔隙的晶间、孔穴及微裂缝中一酸化是通过酸液在地层孔隙的晶间、孔穴及微裂缝中的流动和反应，来溶解井眼附近地层在钻井、完井、修井的流动和反应，来溶解井眼附近地层在钻井、完井、修井及注水、增注等过程中的各种固相微粒和杂质，解除其对及注水、增注等过程中的各种固相微粒和杂质，解除其对地层渗透率的伤害，疏通流体的渗透通道，从而恢复和提地层渗透率的伤害，疏通流体的渗透通道，从而恢复和提高油井的产能高油井的产能 酸化工艺可分为三大类：酸洗、基质酸化和压裂酸化酸化工艺可分为三大类：酸洗、基质酸化和压裂酸化 酸洗：酸洗：是一种清除井筒中酸溶性垢或疏通射孔孔眼的工艺它是将少是一种清除井筒中酸溶性垢或疏通射孔孔眼的工艺。

它是将少量的算注入预定井段，在无外力搅拌的情况下与垢或储层起作用另外，量的算注入预定井段，在无外力搅拌的情况下与垢或储层起作用另外，也可通过正反循环使酸不断沿孔眼或储层壁面流动，加速溶解过程也可通过正反循环使酸不断沿孔眼或储层壁面流动，加速溶解过程 基质酸化：基质酸化：是在低于岩石破裂压力下将酸注入储层孔隙，溶解孔隙内是在低于岩石破裂压力下将酸注入储层孔隙，溶解孔隙内的颗粒及堵塞物，恢复和提高储层渗透率，达到增产的目的的颗粒及堵塞物，恢复和提高储层渗透率，达到增产的目的 压裂酸化：压裂酸化：是在高于岩石破裂压力下将酸挤入储层，在储层中形成裂是在高于岩石破裂压力下将酸挤入储层，在储层中形成裂缝，同时酸液与裂缝壁面岩石发生反应，非均匀刻蚀缝璧岩石，形成沟槽缝，同时酸液与裂缝壁面岩石发生反应，非均匀刻蚀缝璧岩石，形成沟槽状或凹凸不平的刻蚀裂缝，施工结束后裂缝不完全闭合，形成具有一定几状或凹凸不平的刻蚀裂缝，施工结束后裂缝不完全闭合，形成具有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！艺与大家进行共同学习！第二讲第二讲砂岩酸化技术砂岩酸化技术 砂砂岩岩是是由由石石英英、、长长石石和和粒粒间间胶胶结结物物（（粘粘土土和和碳碳酸酸盐盐类类））等等物物质质组组成成。

砂砂岩岩的的油油气气储储集集空空间间和和渗渗流流通通道道就就是是砂砂粒粒与与砂砂粒粒之之间间未未被被胶胶结物完全充填的孔隙结物完全充填的孔隙 砂砂岩岩油油气气层层酸酸化化处处理理一一般般采采用用土土酸酸（（氢氢氟氟酸酸和和盐盐酸酸的的混混合合酸酸液液））或或采采用用能能在在油油气气层层中中生生成成氢氢氟氟酸酸的的液液体体物物质质进进行行酸酸化化处处理理其其原原理理是是通通过过酸酸液液溶溶解解沙沙粒粒之之间间的的胶胶结结物物质质和和部部分分沙沙粒粒，，或或者者溶溶解解孔孔隙隙中中的的泥泥质质堵堵塞塞物物或或其其它它结结垢垢物物，，以以恢恢复复、、提提高高井井底底附附近近油油气气层层的的渗渗透透率率达达到到了了解解堵堵的的目目的的土土酸酸中中的的氢氢氟氟酸酸可可解解除除油油气气层层硅硅质质矿矿物物的的堵塞，盐酸可解除油气层中钙质与铁质的堵塞堵塞，盐酸可解除油气层中钙质与铁质的堵塞 一、砂岩酸化解堵原理一、砂岩酸化解堵原理 SiO2+4HF===SiF4+2H2OSiF4+2HF=== H2SiF6NaALSi3O8+22HF===NaF+ALF3+3 H2SiF6+ 8H2O（钠长石）（钠长石）KALSi3O8+22HF=== KF+ALF3+3 H2SiF6+ 8H2O（钾长石）（钾长石）CaAL2Si2O8+20HF===CaF2↓+2ALF3+9H2O（钙长石）（钙长石）AL2Si2O5(OH)4+18HF===2H2SiF6+2ALF3+9H2O（高岭石）（高岭石）AL2O3·4SiO2·H2O+36HF===4H2SiF6+2H3ALF6+12H2O（蒙脱石）（蒙脱石）CaCO3+2HF===CaF3↓+H2O+CO2↑化学反应为：化学反应为： CaCO3+2HCL===CaCL2+H2O+CO2↑ CaMg(CO3)2+4HCL===CaCL2+MgCL2+2H2O+2CO2↑ Fe2O3+6HCL===2FeCL3+ 3H2O FeS+2HCL=== FeCL2+H2S↑HFHCl 实实验验表表明明，，当当土土酸酸与与砂砂岩岩油油气气层层反反应应时时，，开开始始时时渗渗透透率率降降低低，，继继续续注注酸酸，，渗渗透透率率增增大大。

渗渗透透率率开开始始降降低低的的原原因因有有两两点点：：一一是是由由于于砂砂岩岩基基质质部部分分解解体体，，一一些些颗颗粒粒及及解解体体生生成成的的微微粒粒随随酸酸液液运运行行移移到到空空喉喉道道而而引引起起堵堵塞塞；；二二是是有有些些难难溶溶产产物物生生成成但但是是，，随随着着反反应应的的进进行行，，酸酸溶溶解解了了堵堵塞塞物物，，渗渗透透率率上上升升由由此此可可见见，，砂砂岩岩储储集集层层的的酸酸化化较较碳碳酸酸盐盐岩岩难难度度大大，，处处理理不不当当易易产产生生二次沉淀，堵塞孔隙喉道，降低渗透率，使酸化失败二次沉淀，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：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： ①① 粘粘土土矿矿物物的的水水化化膨膨胀胀和和微微粒粒运运移移造造成成油油气气层层损损害害砂砂岩岩油油气气层层中中一一般般含含有有不不同同类类型型和和数数量量的的粘粘土土矿矿物物，，含含有有蒙蒙脱脱石石蒙蒙皂皂石石伊伊—蒙蒙混混层层等等矿矿物物易易水水化化膨膨胀胀，，含含有有高高岭岭石石易易产产生生微微粒粒运运移移，，堵堵塞塞孔孔喉喉，，降降低低渗渗透透率率，，影影响响酸酸化效果。

化效果 ②② 酸化后形成二次沉淀造成油气层损害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：酸化后形成的二次沉淀主要有以下两种： a.氟氟化化物物沉沉淀淀砂砂岩岩油油气气层层中中的的水水含含有有大大量量Ca2+，，Na+，，K+离离子子，，砂砂岩岩中中不不同同程程度度地地含含有有钙钙长长石石，，钠钠长长石石，，甲甲长长石石，，胶胶结结物物中中含含有有钙钙质质矿矿物物，，它它们们遇遇到到氢氢氟氟酸酸易易生生成成CaF2，，Na2SiF6，，K2SiF6沉淀其反应方程式如下：沉淀其反应方程式如下： Ca2++2F-==== CaF2↓ CaCO3+2HF===CaF3↓+H2O+CO2↑ 氢氟酸与砂岩反应生成的氢氟酸与砂岩反应生成的氟氟硅酸遇硅酸遇K+，，Na+离子生成离子生成K2SiF5，，Na2SiF6沉淀：沉淀： 2K++SiF62-=== K2SiF5↓ 2Na++ SiF62-=== Na2SiF5↓ 这些沉淀会堵塞孔隙喉道，降低酸化效果。

这些沉淀会堵塞孔隙喉道，降低酸化效果 b.氢氢氧氧化化物物沉沉淀淀由由于于管管柱柱的的腐腐蚀蚀，，施施工工液液体体带带入入的的含含铁铁物物质质以以及及砂砂岩岩油油气气层层中中含含铁铁矿矿物物的的溶溶解解，，在在酸酸化化后后油油气气层层都都会会含含有有一一定定量量的的三三价价铁铁离离子子当当残残酸酸液液浓浓度度降降到到一一定定程程度度，，PH值值大大于于2.2时时，，开开始始生生成成Fe(OH)3凝凝胶胶状状沉沉淀淀，，堵堵塞塞孔孔喉喉，，降降低低渗渗透透率，使酸化效果差，甚至无效率，使酸化效果差，甚至无效 Fe2O3+6HCL === 2FeCL3+3H2O FeCL3+3H2O === Fe(OH)3↓+3HCL③③ 排排液液不不及及时时造造成成油油气气层层损损害害酸酸化化后后不不及及时时排排液液，，残残液液在在油油气气层层中中停停留留时时间间过过长长，，当当残残液液浓浓度度降降到到太太低低时时，，就就会会生生成成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。

等沉淀，堵塞孔喉，降低油气层渗透率，使酸化失败④④ 砂砂岩岩油油气气层层受受钻钻井井完完井井的的污污染染情情况况对对酸酸化化效效果果的的影影响响很很大大实实验验和和生生产产实实践践表表明明：：对对于于未未受受到到钻钻井井，，完完井井，，修修井井，，注注水水等等作作业业污污染染的的砂砂岩岩油油气气层层，，用用土土酸酸处处理理后后其其增增产产效效果果很很差差；；对对于于由由于于油油气气层层自自身身的的粘粘土土矿矿物物水水化化膨膨胀胀和和分分散散运运移移而而引引起起损损害害的的砂砂岩岩油油气气层层，，其其酸酸化化处处理理效效果果随随活活性性酸酸的的穿穿透透距距离离增增加加而而增增加加；；对对于于受受钻钻井井液液损损害害的的砂砂岩岩油油气气层层，，只只要要解解除除浅浅层的损害，就可得到很好的增产效果层的损害，就可得到很好的增产效果二、酸液体系及酸液添加剂二、酸液体系及酸液添加剂 1、常用酸液、常用酸液 砂岩酸化应用的酸类主要分为两大类：无机酸包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；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。

有机酸主要应用甲酸和乙酸2、酸液添加剂、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、剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂（防硼剂）、互溶剂、暂堵剂等暂堵剂等 （（1）缓蚀剂）缓蚀剂 缓蚀剂是最重要的酸化添加剂缓蚀剂能够减缓酸缓蚀剂是最重要的酸化添加剂缓蚀剂能够减缓酸化过程中酸对其接触的钻杆、油管和其它金属腐蚀的化化过程中酸对其接触的钻杆、油管和其它金属腐蚀的化学物质缓蚀剂分为有机缓蚀剂、有机缓蚀剂和缓释增学物质缓蚀剂分为有机缓蚀剂、有机缓蚀剂和缓释增效剂 无机缓蚀剂主要为锌、镍、铜、砷和锑以及其它金无机缓蚀剂主要为锌、镍、铜、砷和锑以及其它金属的盐类，最广泛使用的为含砷的化合物有机缓蚀剂属的盐类，最广泛使用的为含砷的化合物有机缓蚀剂由能吸附在金属表面的极性有机物组成常用的缓释增由能吸附在金属表面的极性有机物组成常用的缓释增效剂为碘化钾、碘化亚铜等，增效剂可大幅度提高缓释效剂为碘化钾、碘化亚铜等，增效剂可大幅度提高缓释剂的效率剂的效率（（2）铁离子稳定剂）铁离子稳定剂 酸化作业过程中，当酸化作业过程中，当PH值大于值大于2.2时，时，Fe3+开始生开始生成成Fe（（OH））3沉淀。

当沉淀当PH值值4.3时时Fe（（OH））3沉淀完全沉淀完全 Fe2+在在PH值值=5.5~6.5时会生成时会生成Fe（（OH））2沉淀由于残沉淀由于残酸酸PH值一般小于值一般小于5，加入铁离子稳定剂的主要目的是避，加入铁离子稳定剂的主要目的是避免免Fe3+沉淀 铁离子稳定剂是通过还原剂将铁离子稳定剂是通过还原剂将Fe3+还原为还原为Fe2+ ，或，或与酸溶液中的铁离子形成稳定的铁络合物，从而减少与酸溶液中的铁离子形成稳定的铁络合物，从而减少Fe（（OH））3沉淀生成，达到稳定铁离子的目的沉淀生成，达到稳定铁离子的目的（（3）表面活性剂）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）粘土稳定剂 主要用于防止粘土膨胀、稳定粘土微粒主要用于防止粘土膨胀、稳定粘土微粒5）暂堵剂）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。

合理分布的添加剂（（6）互溶剂）互溶剂 互溶剂是可与烃类和水互溶的化合物主要作用是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；降低缓蚀止水锁；使地层为水润湿，提高油相渗透率；降低缓蚀剂和表面活性剂在地层中的吸附；溶解地层孔隙中的油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；促进残酸的返排组份；促进残酸的返排解堵机理解堵机理对石英砂对石英砂SiO2+4HF === SiF4+2H2O对泥质砂岩对泥质砂岩CaAl2Si2O8+16HF === CaF2+2AlF3+2SiF4+8H2O 土土酸酸是是盐盐酸酸与与氢氢氟氟酸酸混混合合的的水水溶溶液液土土酸酸处处理理应应用用于于碳碳酸酸盐盐含含量量较较低低，，泥泥质质成成分分较较高高（（>5%>5%））的的砂砂岩岩及及或或火火成成岩岩油油层层混混合合酸酸液液中中的的盐盐酸酸可可以以溶溶解解油油层层中中碳碳酸酸盐盐类类胶胶结结物物和和一一部部分分铁铁质质、、铝铝质质；；氢氢氟氟酸酸可可以以溶溶解解油油层层中中的的硅硅酸酸盐盐矿矿物物。

土土酸酸可可以以解解除除地地层层中中粘粘土土堵堵塞塞和和井井壁壁的的泥泥饼饼，，新新生生成成的的气气体体氟氟化化硅硅（（SiFSiF4 4））和和水水均均可可排排出出地地面面，，从从而而恢恢复复或或提提高高近近井井地地带的渗透率带的渗透率1）土酸酸化）土酸酸化3、酸化技术、酸化技术土酸浓度的确定土酸浓度的确定•当砂岩中碳酸盐含量高，泥质含量较低时，宜采用低浓度当砂岩中碳酸盐含量高，泥质含量较低时，宜采用低浓度HFHF和高浓和高浓度度HClHCl处理；处理；•当砂岩中碳酸盐含量低，泥质含量较高时，宜采用高浓度当砂岩中碳酸盐含量低，泥质含量较高时，宜采用高浓度HFHF和低浓和低浓度度HClHCl处理，即逆土酸处理，即逆土酸土酸用量的确定土酸用量的确定式中：式中： ——土酸中商品土酸中商品盐盐酸用量，酸用量，t t；； ——所配制土酸液的混合密度，所配制土酸液的混合密度，g/cmg/cm3 3；；X X——土酸中土酸中盐盐酸的酸的浓浓度，重量百分比；度，重量百分比；Y Y——土酸中土酸中氢氢氟酸的氟酸的浓浓度，重量百分比；度，重量百分比；Z Z——商品商品盐盐酸的酸的浓浓度，重量百分比；度，重量百分比；F F——商品商品氢氢氟酸的氟酸的浓浓度，重量百分比；度，重量百分比；V V——酸液量，酸液量，m m3 3。

 氟硼酸用于疏松砂岩的酸化，不仅可以起到深度解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氟硼酸酸化是靠其缓慢水解生成HF，，HF再与储层矿物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始渗透率2）氟硼酸酸化）氟硼酸酸化 氟硼酸的水解是一个多级水解反应氟硼酸的水解是一个多级水解反应: HBF4+HO2===HBF3OH+HF(慢反应慢反应) HBF3OH+HO2===HBF2(OH)2+HF(快反应快反应) HBF2(OH)2+HO2===HBF(OH)3+HF(快反应快反应) HBF(OH)3+HO2===H3BO3+HF(快反应快反应) 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 氟硼酸具有稳定粘土和地层微粒的作用，该作用既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骨架连接在一起 硝酸粉末实际上就是将硝酸硝酸粉末实际上就是将硝酸络合成固体粉末状络合成固体粉末状，这种络合物克，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，王水在理论上比例时形成王水，王水在理论上对所有堵塞物的溶解度均为对所有堵塞物的溶解度均为100%，所以能显著改善酸化效果。

所以能显著改善酸化效果 硝酸粉末酸化主要应用在硝酸粉末酸化主要应用在油层渗透率低油层渗透率低、、细菌比较发育细菌比较发育、、硫酸硫酸亚铁沉淀较多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井来说，用硝酸粉末来进行处理也是行之有效的方法 （（3）硝酸粉末酸化）硝酸粉末酸化　　泡沫酸酸化技术就是在常规酸液体系中加入起泡剂　　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和稳泡剂,通过泡沫发生器与气体通过泡沫发生器与气体(一般多为氮气或二氧一般多为氮气或二氧化碳气体化碳气体)混合混合,形成以酸为连续相、气泡为分散相的泡形成以酸为连续相、气泡为分散相的泡沫体系沫体系,使得配制的酸化体系兼有泡沫流体性质和酸化能使得配制的酸化体系兼有泡沫流体性质和酸化能力力,然后注入地层进行酸化按照泡沫特征值然后注入地层进行酸化按照泡沫特征值(即泡沫体即泡沫体系中气相体积所占泡沫总体积的百分数系中气相体积所占泡沫总体积的百分数)泡沫酸体系可以泡沫酸体系可以分为以下三类分为以下三类4）泡沫酸酸化）泡沫酸酸化 ①①增能型。

泡沫特征值小于增能型泡沫特征值小于52%的泡沫酸称为的泡沫酸称为“增能增能型型”主要是通过氮气压缩的弹性能量主要是通过氮气压缩的弹性能量,利于处理液在施工利于处理液在施工后从地层返排后从地层返排,同时又因泡沫酸含气体成分高同时又因泡沫酸含气体成分高,液柱压头低液柱压头低,有有助于减少返排的能量需要助于减少返排的能量需要,因此因此“增能型增能型”体系主要用来提体系主要用来提高酸化后的返排能力高酸化后的返排能力　　　　②②泡沫型泡沫特征值在泡沫型泡沫特征值在52%~90%的泡沫酸叫做的泡沫酸叫做“泡泡沫型沫型”这种类型的泡沫酸黏度高、滤失量小、缓速和分这种类型的泡沫酸黏度高、滤失量小、缓速和分流效果好流效果好,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间的吸酸量矛盾,提高酸化效果提高酸化效果,尤其适用于酸压增产尤其适用于酸压增产 ③③雾化型泡沫特征值大于雾化型泡沫特征值大于90%的泡沫酸称为的泡沫酸称为“雾化雾化酸酸”此时气相或气中夹液作为连续相此时气相或气中夹液作为连续相,而酸液则作为分而酸液则作为分散相雾化酸像气体一样具有很低的密度、黏度和表面张散相。

雾化酸像气体一样具有很低的密度、黏度和表面张力力,具有较高的流动能力具有较高的流动能力,因而易于进入岩石的孔隙间因而易于进入岩石的孔隙间,使注使注入压力比常规注酸压力低得多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　　通常所用泡沫酸的泡沫特征值为60%~80%与常规酸化相比酸化相比,泡沫酸酸化具有选择性、缓蚀效果好、容易返泡沫酸酸化具有选择性、缓蚀效果好、容易返排、对产层伤害小等优点排、对产层伤害小等优点 有机土酸主要是指用有机酸（甲酸或乙酸）与土酸混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，为慢反应的有机弱酸，其优点在于腐蚀性小，处理范围大，缺点为成本高缺点为成本高 有机土酸酸化适用于高于有机土酸酸化适用于高于120℃℃的高温井，降低腐蚀的高温井，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少生成沉淀的趋势5）有机土酸酸化）有机土酸酸化低伤害酸是以磷酸为主体，复配多种添加剂而成的酸。

低伤害酸是以磷酸为主体，复配多种添加剂而成的酸 • 对对地地层层伤伤害害小小，，反反应应速速度度慢慢，，酸酸化化半半径径大大低低伤伤害害酸酸对对岩岩心心的伤害程度仅是土酸（的伤害程度仅是土酸（12%HCl12%HCl＋＋3%HF3%HF）的）的1/51/5～～2/52/5 特点特点酸化机理酸化机理 低伤害酸同时溶解地层中泥质和钙质胶结物，扩大孔隙，达到酸化目的低伤害酸同时溶解地层中泥质和钙质胶结物，扩大孔隙，达到酸化目的 • 低伤害酸能与水和其他酸互溶，低伤害酸表面张力低，易于低伤害酸能与水和其他酸互溶，低伤害酸表面张力低，易于返排；对钢材腐蚀速度小返排；对钢材腐蚀速度小 • 低伤害酸与各种水型的地层配伍性好，不发生沉淀反应低伤害酸与各种水型的地层配伍性好，不发生沉淀反应 （（6）低伤害酸化技术）低伤害酸化技术  所所谓谓集集成成酸酸化化，，是是根根据据地地层层情情况况、、储储层层特特点点将将酸酸化化技技术术、、储储层层防防膨膨技技术术、、酸酸化化缓缓速速技技术术、、高高效效清清洗洗、、防防二二次次沉沉淀淀技技术术集集成成一一体体，，将油、水井有机堵塞和无机堵塞同时解除的技术的总称。

将油、水井有机堵塞和无机堵塞同时解除的技术的总称 适用于低渗透层、强水敏层；原油为高凝、高粘度的地层；实适用于低渗透层、强水敏层；原油为高凝、高粘度的地层；实施深部酸化的地层施深部酸化的地层 特点特点施工工艺施工工艺 1 1）用解堵剂解除孔隙有机堵塞，以利于酸岩反应用解堵剂解除孔隙有机堵塞，以利于酸岩反应2 2））挤挤入入基基质质酸酸化化液液针针对对不不同同的的地地层层，，不不同同岩岩性性，，在在基基质质酸酸化化液液加加入入系系列列添添加加剂剂，，解解除除地地层层和和外外来来杂杂质质等等造造成成的的无无机机堵堵塞塞，，并并将将酸化引起的二次沉淀减少到最低限度酸化引起的二次沉淀减少到最低限度3 3）挤入防膨剂挤入防膨剂7）集成酸化技术）集成酸化技术  常常规规酸酸化化对对聚聚合合物物堵堵塞塞、、微微生生物物堵堵塞塞的的解解堵堵效效果果很很差差在在钻钻井井、、压压井井、、修修井井、、注注水水以以及及后后期期压压裂裂、、堵堵水水等等工工艺艺过过程程中中所所使使用用的的入入井井液液均均会会对对地地层层造造成成有有机机或或无无机机物物堵堵塞塞，，为为了了清清除除聚聚合合物物、、细细菌菌和和硫硫化化亚亚铁铁的的污污染染，，发发展展了了强强氧氧化化剂剂复复合合解解堵堵工工艺艺。

主主要要是是在在酸酸化化增产液中加入二氧化氯：增产液中加入二氧化氯： 1 1、、把把亲亲油油的的硫硫化化亚亚铁铁氧氧化化为为亲亲水水的的氧氧化化铁铁水水化化物物，，它它将将被被酸酸中中的添加剂螯合；的添加剂螯合； 2 2、、二二氧氧化化氯氯还还将将氧氧化化由由于于硫硫化化亚亚铁铁与与酸酸反反应应产产生生的的H2S，，以以减减少少H2S对油套管的腐蚀；对油套管的腐蚀； 3 3、、还还可可氧氧化化生生物物有有机机质质残残余余物物和和植植物物胶胶压压裂裂液液残残留留物物及及处处理理液液中的胶束剂和互溶剂；中的胶束剂和互溶剂； 4 4、、可可溶溶解解岩岩石石孔孔隙隙内内残残留留的的重重烃烃，，并并作作为为反反应应残残物物的的结结合合剂剂，，有效的防止了二次污染，提高了酸化解堵的效果有效的防止了二次污染，提高了酸化解堵的效果 （（8）强氧化剂酸化解堵技术）强氧化剂酸化解堵技术 HFHF酸酸混混合合物物中中用用磷磷酸酸复复合合物物水水解解氟氟盐盐来来替替代代HCIHCI这这种种酸酸在在不不同同的的化化学学计计量量条条件件下下可可提提供供5 5个个氢氢，，代代称称“HVHV酸酸”。

HVHV酸酸与与NHNH4 4HFHF2 2混合产生磷酸铵盐和氟化氢，称做混合产生磷酸铵盐和氟化氢，称做“砂岩酸砂岩酸” 特特点点 （（1 1））新新酸酸液液与与地地层层发发生生反反应应时时，，通通过过化化学学吸吸附附在在粘粘土土上上形形成成磷磷酸酸硅硅铝铝，，这这层层膜膜在在HClHCl中中能能快快速速溶溶解解，，但但在在水水和和HFHF等等弱弱酸酸中中溶溶解解度度很很小小，，抑抑制制了了酸酸与与粘粘土土的的进进一一步步反反应应，，所所以以具具有有良良好好的的缓缓速速作用2 2））HVHV酸与多数磷酸一样，具有良好的吸收和水润湿性能，使酸与多数磷酸一样，具有良好的吸收和水润湿性能，使HFHF与石英的反应得以加速与石英的反应得以加速3 3））HVHV酸是优良的分散剂和防垢剂，可以抑制井眼附近的地层酸是优良的分散剂和防垢剂，可以抑制井眼附近的地层伤害，减少了二次沉淀等副作用伤害，减少了二次沉淀等副作用4 4）与土酸和缓速酸相比，）与土酸和缓速酸相比，“砂岩酸砂岩酸”腐蚀性低（初始腐蚀性低（初始PHPH值约值约为为3 3），减少了缓蚀剂的使用量减少了缓蚀剂的使用量 （（9）含磷新型多元缓速酸）含磷新型多元缓速酸考虑的因素考虑的因素 酸液体系的选择需要考虑以下因素：酸液体系的选择需要考虑以下因素：1 1）酸液选择）酸液选择4、酸化施工设计、酸化施工设计伤害类型伤害类型储层矿物成分及储层物性储层矿物成分及储层物性储层的温度压力储层的温度压力储层的流体性质储层的流体性质盐酸和土酸的溶蚀率盐酸和土酸的溶蚀率 前置液的主要作用是在土酸注入之前尽可能地除去钙物质，一前置液的主要作用是在土酸注入之前尽可能地除去钙物质，一般采用般采用5%5%~ ~15%15%盐酸。

盐酸矿物矿物渗透率渗透率>100mD20-100mD<20mD<10%微粒和微粒和<10%粘土粘土15%盐酸盐酸10%盐酸盐酸7.5%盐酸盐酸>10%微粒和微粒和>10%粘土粘土10%盐酸盐酸7.5%盐酸盐酸5%盐酸盐酸>10%微粒和微粒和<10%粘土粘土10%盐酸盐酸7.55%盐酸盐酸5%盐酸盐酸<10%微粒和微粒和>10%粘土粘土10%盐酸盐酸7.5%盐酸盐酸5%盐酸盐酸前置液选择标准表前置液选择标准表前置液前置液 主主体体酸酸的的选选液液标标准准主主要要是是依依据据粘粘土土矿矿物物和和储储层层渗渗透透率率对对于于易易于于出出砂砂的的地地层层使使用用低低浓浓度度和和低低酸酸量量；；对对含含有有大大量量绿绿泥泥石石的的储储层层酸酸化化，，采采用有机酸酸化用有机酸酸化 矿物矿物渗透率渗透率>100mD20-100mD<20mD<10%微粒和微粒和<10%粘土粘土12%盐酸盐酸-3%氢氟酸氢氟酸8%盐酸盐酸-2%氢氟酸氢氟酸6%盐酸盐酸-1.5%氢氟酸氢氟酸>10%微粒和微粒和>10%粘土粘土13%盐酸盐酸-1.5%氢氟酸氢氟酸9%盐酸盐酸-1%氢氟酸氢氟酸5%盐酸盐酸-0.5%氢氟酸氢氟酸>10%微粒和微粒和<10%粘土粘土12%盐酸盐酸-2%氢氟酸氢氟酸9%盐酸盐酸-1.5%氢氟酸氢氟酸6%盐酸盐酸-1%氢氟酸氢氟酸<10%微粒和微粒和>10%粘土粘土12%盐酸盐酸-2%氢氟酸氢氟酸9%盐酸盐酸-1.5%氢氟酸氢氟酸6%盐酸盐酸-1%氢氟酸氢氟酸土酸选择标准土酸选择标准主体酸主体酸 后后冲冲洗洗液液的的目目的的是是双双重重的的，，第第一一，，它它将将主主体体酸酸驱驱替替到到井井眼眼以以外外；；第第二二，，稀稀释释未未被被顶顶替替到到地地层层深深处处的的主主体体酸酸。

这这两两个个因因素素帮帮助助解解除除在在近井眼地区残酸产生的潜在污染近井眼地区残酸产生的潜在污染后冲洗液标准后冲洗液标准• 后冲洗液应该是水基的，有一个低的后冲洗液应该是水基的，有一个低的pHpH值和稀释残酸值和稀释残酸• 后冲洗液是混相的并与前面阶段的酸液相配伍后冲洗液是混相的并与前面阶段的酸液相配伍• 需要的最小后冲洗液量必须能完全顶替出主体酸井眼以外需要的最小后冲洗液量必须能完全顶替出主体酸井眼以外后冲洗液后冲洗液 如同其它处理作业一样，酸化过程中应弄清以下基本问题：如同其它处理作业一样，酸化过程中应弄清以下基本问题：（（1）井是否被污染？是否有井被污染的证据？）井是否被污染？是否有井被污染的证据？ （（2）哪一个液体或步骤解除了主要污染？）哪一个液体或步骤解除了主要污染？ （（3）返排过程中，是否有乳化现象？施工的返排时间就是添加剂和）返排过程中，是否有乳化现象？施工的返排时间就是添加剂和施工流体的有效时间施工流体的有效时间4）地层流体的性质如何，与施工流体是否配伍？）地层流体的性质如何，与施工流体是否配伍？ （（5）在施工前应该注意井的完井类型是什么？）在施工前应该注意井的完井类型是什么？2 2）酸化评估）酸化评估（（6）酸化之前，井是否准备好？井的准备是酸化成功的关键。

酸化之前，井是否准备好？井的准备是酸化成功的关键7）是否使用质量控制步骤检验液体？酸的浓度和某种添加剂至）是否使用质量控制步骤检验液体？酸的浓度和某种添加剂至少应当配伍少应当配伍8）是否有酸洗管柱？即使是新管柱也必须除锈和垢是否有酸洗管柱？即使是新管柱也必须除锈和垢 （（9）是否对施工流体取样并检查其浓度和清洁度？尽管施工前）是否对施工流体取样并检查其浓度和清洁度？尽管施工前已经已经 取样检验，但是每一个泵入段都应再取样取样检验，但是每一个泵入段都应再取样 （（10）酸化前是否对适合的液体进行了注入测试以便在泵入之前）酸化前是否对适合的液体进行了注入测试以便在泵入之前建立一个基本的泵入能力建立一个基本的泵入能力3 3）酸化施工设计流程）酸化施工设计流程 安安塞塞油油田田是是典典型型的的低低渗渗透透油油田田，，油油井井堵堵塞塞表表现现为为井井筒筒脏脏与与近近井井地地带带堵堵塞塞同同时时存存在在，，井井筒筒脏脏主主要要原原因因是是井井筒筒结结垢垢、、结结蜡蜡、、腐腐蚀蚀以以及及地地面面修修井井作作业业时时由由油油管管带带入入井井内内的的泥泥土土、、油油层层吐吐砂砂等等原原因因造造成成；；而而近近井井地地带带堵堵塞塞主主要要由由层层内内结结蜡蜡、、结结垢垢、、微微粒粒运运移移、、乳乳化化、、生生物物有有机机质质、、高高聚聚物物等等原原因因造造成成。

另另外外井井筒筒及及地地层层堵堵塞塞物物中中有有机机物物和和无无机机物物并并存存，，从从油油井井生生产产管管串串上上所所取取垢垢物物分分析析，，在在含含有有大大量量无无机机物物的的同同时时，，大大多多含含有有有有机机物物成成份份呈呈现现层层状状、、块块状状、、粘粘泥泥状状以以及及放放射射状状晶晶簇簇所所以以，，对对于于以以疏疏通通油油层层，，解解除除堵堵塞塞为为第第一一目目的的的的油油层层解解堵堵液液来来说说，，必必须须既既能能清清除除无无机机物物成成份份，，又又能能清清除除有有机机物物成成份份在在实实际际中中，，单单一一液液体体体体系系很很难难做做到到这点所以，常采用多个液体体系配成胶束或段塞式处理的方法所以，常采用多个液体体系配成胶束或段塞式处理的方法概况概况5、安塞油田酸化应用情况、安塞油田酸化应用情况 由于安塞油田储层孔隙充填的粘土矿物中含有大量由于安塞油田储层孔隙充填的粘土矿物中含有大量的的绿泥石绿泥石、、浊沸石浊沸石和和方解石方解石等酸敏矿物，采用常规土酸等酸敏矿物，采用常规土酸酸化易形成二次污染正是因为如此，以前很少应用酸酸化易形成二次污染正是因为如此，以前很少应用酸化技术改造储层。

化技术改造储层 近几年来，随酸化技术的不断发展，通过改进酸液近几年来，随酸化技术的不断发展，通过改进酸液体系，采用不与砂岩、粘土反应的各种有机酸来控制体系，采用不与砂岩、粘土反应的各种有机酸来控制PH值的升高，或者添加铁离子稳定剂，减少粘土矿物值的升高，或者添加铁离子稳定剂，减少粘土矿物中的铁离子与酸液反应等手段，有效地抑制酸液与地层中的铁离子与酸液反应等手段，有效地抑制酸液与地层中酸敏矿物的反应，在安塞油田实施酸化解堵措施取得中酸敏矿物的反应，在安塞油田实施酸化解堵措施取得了突破历年酸化措施效果历年酸化措施效果 从从2000年开始实施酸化措施，到年开始实施酸化措施，到2007年底共实施年底共实施288井次，有效井次，有效229井次，有效率为井次，有效率为79.5%，有效井平均单井，有效井平均单井日增油日增油1t从酸液体系来看主要应用了从酸液体系来看主要应用了4种酸液体系种酸液体系 其中，微乳化胶束酸有效率较高，平均有效率其中，微乳化胶束酸有效率较高，平均有效率88%以以上；低碳有机酸和多元缓速酸、多元复合酸次之，有效率上；低碳有机酸和多元缓速酸、多元复合酸次之，有效率达到达到80～～86%；复合深部酸化和二氧化氯酸化有效率相对；复合深部酸化和二氧化氯酸化有效率相对较低，平均有效率不到较低，平均有效率不到70%。

从单井日增油量来看微乳化从单井日增油量来看微乳化胶束酸、多元缓速酸、多元复合酸和低碳有机酸的日增油胶束酸、多元缓速酸、多元复合酸和低碳有机酸的日增油水平均达到一吨以上水平均达到一吨以上酸液体系酸液体系总井数总井数有效井有效井有效率有效率% %单井日增油单井日增油(t)(t)当年累计增油当年累计增油(t)(t)振动酸化振动酸化2424191979.279.20.810.812012.482012.48微乳化胶束酸微乳化胶束酸3434303088.288.21.481.488047.498047.49二氧化氯二氧化氯2929202069690.90.92089.522089.52复合深部酸化复合深部酸化2020131365651.131.132435.62435.6多元缓速酸化多元缓速酸化4444373784.184.11.221.227439.597439.59多元复合酸化多元复合酸化7272595981.981.91.061.0610079.4310079.43低碳有机酸低碳有机酸1515131386.786.71.11.11515.851515.85超低阻胶束酸化超低阻胶束酸化4040383895950.720.725086.625086.62其它其它10100 00 00 00 0平均或合计平均或合计28828822922982.482.41.051.0538706.5838706.58安塞油田安塞油田2001-20072001-2007年各种酸化体系增年各种酸化体系增产产措施效果措施效果统计统计表表影响措施效果因素综合分析影响措施效果因素综合分析①① 地质选井范围缩小，条件相对较差。

地质选井范围缩小，条件相对较差 通过对历年酸化措施效果进行分析，酸化措施选井条件为油层通过对历年酸化措施效果进行分析，酸化措施选井条件为油层物性较好，注水开发时间较长，油层压力高，见效后产能上升明显，物性较好，注水开发时间较长，油层压力高，见效后产能上升明显，目前表现为低产量的油井，主要集中在王窑中西部、张渠、坪桥等目前表现为低产量的油井，主要集中在王窑中西部、张渠、坪桥等 ②② 地层能量不足，措施效果差地层能量不足，措施效果差 地层能量情况是油层解堵措施选井的首要因素，直接影响措施效果地层能量情况是油层解堵措施选井的首要因素，直接影响措施效果由于地层的非均质性，邻井测压资料等不能反映地层真实情况，部分由于地层的非均质性，邻井测压资料等不能反映地层真实情况，部分油井酸化解堵施工中出现为施工压力低，地层有倒吸现象油井酸化解堵施工中出现为施工压力低，地层有倒吸现象 ③③施工不连续对效果产生较大影响施工不连续对效果产生较大影响 施工过程中发现施工过程中发现11口井施工中存在不同程度的问题问题较多的如口井施工中存在不同程度的问题问题较多的如新王新王6-29施工过程中由于水泥车不上量，封隔器无法坐封，酸液大量施工过程中由于水泥车不上量，封隔器无法坐封，酸液大量浪费，解堵后返洗时两次停泵；王浪费，解堵后返洗时两次停泵；王35-016没有下封隔器，挤酸过程中没有下封隔器，挤酸过程中三次停泵整改刺漏，返洗过程中多次停泵；王三次停泵整改刺漏，返洗过程中多次停泵；王12-23挤酸过程中水泥车挤酸过程中水泥车刺漏严重，洗井用潜水泵给水泥车供液，后潜水泵坏。

刺漏严重，洗井用潜水泵给水泥车供液，后潜水泵坏 ④④ 浸泡时间过长，造成二次污染浸泡时间过长，造成二次污染 酸化解堵措施的关键是在溶解地层污染的同时不形酸化解堵措施的关键是在溶解地层污染的同时不形成新的伤害，减少和避免残酸沉淀直接影响酸化措施效成新的伤害，减少和避免残酸沉淀直接影响酸化措施效果由于各种原因，部分油井酸化措施施工过程中存在酸液在地层由于各种原因，部分油井酸化措施施工过程中存在酸液在地层中反应时间远远超过方案设计，在近井地带形成新的污染，影响了中反应时间远远超过方案设计，在近井地带形成新的污染，影响了解堵效果造成措施效果较差解堵效果造成措施效果较差 第三讲第三讲碳酸岩酸化技术碳酸岩酸化技术 碳碳酸酸岩岩储储层层填填隙隙物物主主要要矿矿物物成成分分是是方方解解石石（（CaCO3））和和白白云云石石，，碳碳酸酸岩岩酸酸化化一一般般用用盐盐酸酸（（HCL））当当盐盐酸酸进进入入地地层层后后与与石石灰灰岩岩中中的的主主要要成成分分方方解解石石和和白白云云石石起起化化学学反反应应，，这这样样地地层层中中的的碳碳酸酸盐盐类类被被溶溶解解，，增增加加了了裂裂缝缝和和空空隙隙，，提提高高了了渗渗透透性性能能。

酸酸化化处处理理地地层层后后，，通通过过排排液液方方法法，，把把反反应应后后的的酸酸液液及及其其中中溶溶解解的的盐盐类类等等反反应应物物排排出出地地层层，，这这样样就就增增大大了了储储层层空空隙隙，，减减少少了了流流体体阻阻力力，，达达到到了了解堵的目的解堵的目的盐酸与方解石、白云石反应为：盐酸与方解石、白云石反应为：2HCl+CaCO3 === CaCl2+H2O+CO2 4HCl+MgCa (CO3)2 === CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2一、碳酸盐酸化解堵原理一、碳酸盐酸化解堵原理 低浓度盐酸酸化技术低浓度盐酸酸化技术 解堵机理解堵机理 通通过过盐盐酸酸酸酸液液直直接接溶溶解解钙钙质质堵堵塞塞物物和和盐盐酸酸酸酸液液溶溶蚀蚀碳碳酸酸盐盐类类或或钙钙质质胶胶结结类类岩岩石石，，将将堵堵塞塞物物从从岩岩石石表表面面剥剥蚀蚀下下来来或或溶溶蚀蚀岩岩石石，，提提高高地层渗透率地层渗透率 2HCl+CaCO3 === CaCl2+H2O+CO2 4HCl+MgCa (CO3)2 === CaCl2+MgCl2+2H2O+2CO2 石灰岩、白云岩与盐酸作用的化学反应为：石灰岩、白云岩与盐酸作用的化学反应为：生生成成水水溶溶性性氯氯化化物物和和放放出出二二氧氧化化碳碳从从地地层层中中排排出出，，改改造造低低渗渗层层，，扩扩展油气通道，达到提高油气井产量的目的。

展油气通道，达到提高油气井产量的目的二、盐酸酸化二、盐酸酸化低浓度盐酸酸化技术低浓度盐酸酸化技术 适用条件适用条件•适用于碳酸盐岩地层近井地层油层钻井时受钻井液或其他入适用于碳酸盐岩地层近井地层油层钻井时受钻井液或其他入井液的堵塞和污染而渗透率降低；井液的堵塞和污染而渗透率降低； •井井筒筒附附近近周周围围地地层层的的缝缝缝缝洞洞洞洞不不发发育育，，连连通通不不好好，，油油难难以以流流入井中高浓度盐酸酸化技术高浓度盐酸酸化技术 酸化原理与低浓度酸化原理与低浓度HClHCl酸化增产原理基本相同酸化增产原理基本相同 盐酸沿地层流动时浓度下降情况示意图盐酸沿地层流动时浓度下降情况示意图 盐酸浓度对反应速度的影响盐酸浓度对反应速度的影响 盐酸溶解碳酸盐的过程，就是盐酸被消耗的过程，这一盐酸溶解碳酸盐的过程，就是盐酸被消耗的过程，这一过程进行的快慢称为盐酸与碳酸盐的反应速度，反应速度可过程进行的快慢称为盐酸与碳酸盐的反应速度，反应速度可用盐酸浓度下降多少来表示用盐酸浓度下降多少来表示 高浓度盐酸酸化技术高浓度盐酸酸化技术 优点优点• 高浓度盐酸酸化有效所用时间长，有效作用距离大，提高了酸化半径；高浓度盐酸酸化有效所用时间长，有效作用距离大，提高了酸化半径； • 井底压力超过地层破裂压力时，因其粘度高增加裂缝宽度、井底压力超过地层破裂压力时，因其粘度高增加裂缝宽度、 降低反应速度，有利于形成宽而深的刻蚀孔道；降低反应速度，有利于形成宽而深的刻蚀孔道； • 溶解能力大而侵蚀不均匀，有利于增加流通通道的宽度；溶解能力大而侵蚀不均匀，有利于增加流通通道的宽度； • 溶解硫酸盐的能力低，使反应沉淀物减少。

溶解硫酸盐的能力低，使反应沉淀物减少 四种情况不宜采用四种情况不宜采用 1 1）油层上下游水层或气层，而隔层厚度小于）油层上下游水层或气层，而隔层厚度小于2m2m可能串通情况可能串通情况2 2）固井质量不好可能发生窜槽固井质量不好可能发生窜槽3 3）钙层松软地层钙层松软地层4 4）油稠或压力低、回流能力差的地层油稠或压力低、回流能力差的地层。