油田酸化工艺技术

酸化工艺技术胜利油田中国石化胜利油田分公司采油工艺研究院一、概述二、酸化增产原理三、砂岩酸化技术四、碳酸盐岩酸压技术五、酸液分流(置放)技术主要内容一、概述酸化是一种使油气井增产或注水井增注的有效方法。它是通过井眼向地层注入一种或几种酸液或酸性混合液，利用酸与地层中部分矿物的化学反应，溶蚀储层中的连通孔隙或天然(水力)裂缝壁面岩石，增加孔隙、裂缝的流动能力，从而使油气井增产或注水井增注的一种工艺措施。概念酸液岩石胶结物孔隙、裂缝内堵塞物溶解溶蚀恢复或提高地层孔隙和裂缝的渗透性分类按油气层类型分类碳酸盐岩酸化砂岩酸化分类按液体组成和性质常规酸酸化HCl、土酸（HCl+HF）等缓速酸酸化潜在酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸、化学缓速酸等分类

酸洗：将少量酸液注入井筒内，清除井筒孔眼中酸溶性颗粒和钻屑及结垢等，并疏通射孔孔眼；

基质酸化：在低于岩石破裂压力下将酸注入地层，靠酸液的溶蚀作用恢复或提高井筒附近较大范围内油层的渗透性；

酸压(酸化压裂)

：在高于岩石破裂压力下将酸注入地层，在地层内形成裂缝，通过酸液对裂缝壁面物质的不均匀溶蚀形成高导流能力的裂缝。按处理工艺分类酸化类型施工压力Pi注入速度酸流动方式及溶蚀方式适用范围酸

洗无外力或轻微搅动不流动或沿井筒的正、反循环溶蚀井壁及射孔孔眼储层的表皮解堵或射孔孔眼的清洗、井筒结构及丝扣油的清除。基质酸化Ps<Pi<PF

Ps－地层压力

PF－地层岩石破裂压裂小于地层径向吸液速度沿地层孔隙作径向流动，溶蚀孔隙及其中堵塞物质，溶蚀范围有限解除近井地带的污染，恢复或提高地层的渗透率，能在不增大水，气产量的情况下增产。酸压Pi>PF大于地层极限吸液速度形成人工裂缝，沿裂缝流动反应，有效作用距离可达几十到上百米在碳酸盐岩储层中形成人工裂缝，解除近井带污染，改变储层流型，沟通深部油气区，可大幅度提高油气井产量。酸化工艺的特点及适用情况对照表一、概述二、酸化增产原理三、砂岩酸化技术四、碳酸盐岩酸压技术五、酸液分流(置放)技术主要内容酸化增产原理1、井底压力分布（压力漏斗）

在油气井生产中，大约80~90%的压力消耗发生在井筒周围10米的范围内（压降漏斗）。相对于油井而言，由于天然气的可压缩性质，气井生产时所形成压降比油井更加集中于井底附近，对产能的影响比油井要严重得多。

当井筒附近地层受到伤害和堵塞时，情况更为严重。Hawkin公式KKdPsrwrerd渗透率伤害引起的表皮影响比伤害深度的影响要大得多模拟模型评估伤害井产能下降程度评估伤害井酸化增产幅度评估无伤害井酸化增产幅度储层损害对油井产能的影响评估渗透率损害相对程度和损害深度采油指数计算污染井示意图例：假设井眼径向Rw=0.1m范围内的产层受损害，损害半径为Rs=0.4m，受损害地层平均渗透率Ｋs=0.85mD，地层渗透率K0为10mD，Ｒe为200m，试计算通过基质酸化清除伤害所能获得的产能增加倍数。则J0

=2.96Js解：受损害井基质酸化后产能计算未受损害井基质酸化后产能计算同前例，假设井初始时未受损害（Rw＝0.1m；K0=10mD；Ｒe为200m），为使井眼周围Rs=0.4m半径范围内的层段渗透率增加到10倍，求所能形成的井产能增加倍数为多少？解：故未受伤害井增产效果不太大，这是普遍性结论。酸化成功与否首先与地层是否被伤害，以及伤害的范围、伤害的程度和类型有重要关系。土酸进行受伤害地层的基质酸化，其产量增长最为明显；而对于未受伤害地层，在多数情况下酸化效果并不显著。HF穿透深度对增产的影响基质酸化增产作用表现在：清除近井地带的伤害酸液进入孔隙或裂隙与岩石发生反应，溶蚀孔壁或缝壁，增大孔隙体积，扩大裂缝宽度，改善流体渗流条件。酸液溶蚀孔道或裂缝中的堵塞物，或破坏堵塞物的结构使之解体，然后随残酸液一起排出地层，起到疏通流道的作用，恢复地层原始渗透能力。污染地层：在污染半径一定时，污染程度由轻到重，在酸化解除污染后，所获得的增产倍比值也在逐渐增大。这说明基质酸化对存在污染的井是极有效的。无污染地层：进行基质酸化处理，效果甚微。地层没有受到污染堵塞，一般不进行基质酸化处理。2、基质酸化增产原理酸液与碳酸岩作用形成蚓孔酸液与砂岩作用形成孔道酸液流经孔隙3、压裂酸化增产原理酸压裂缝增大储层向井内渗流的渗流面积，改善油气流动方式，增大井附近油气层渗流能力。消除井壁附近的储层污染。沟通井壁附近的高渗透带、储层深部裂缝系统及油气区。结果可使增产几倍到几十倍。碳酸盐裂缝性油气层低产原因①近井油气层Ｋ受泥浆、水泥浆、完井液等污染而下降。②井周围地层孔隙不发育，连通性不好。酸压裂缝示意图砂岩储层的胶结疏松，酸压可能由于大量溶蚀，致使岩石松散，引起油井过早出砂；酸压可能压破地层边界以及水、气层边界，造成地层能量亏空和过早见水、见气；由于酸沿缝壁均匀溶蚀岩石，不能形成沟槽，酸压后裂缝大部闭合，形成的裂缝导流能力低，且由于用土酸酸压可能产生大量沉淀物堵塞流道。砂岩储层的酸化通常不进行酸压的原因一、概述二、酸化增产原理三、砂岩酸化技术四、碳酸盐岩酸压技术五、酸液分流(置放)技术主要内容超深井砂岩酸化技术酸岩反应及二次伤害机理研究

长岩心酸化流动模拟试验

ESEM环境扫描电镜微观分析

ICP、19FNMR残酸离子分析储层伤害机理研究钻井完井修井造成伤害污水回注、稠油井乳堵有机伤害结垢、细菌、润湿性改变等新型缓速酸体系

NAS-I、NAS-II(有机缓速酸)HV酸(含P缓速酸)

乳化酸泡沫酸砂岩酸化优化设计

优化设计专家系统“两酸三矿物”模型基质酸化实时监测与评估注水井重复酸化

增注技术稠油井酸化解堵技术转向基质

酸化技术砂岩基质酸化技术●砂岩酸化技术方法及机理▲首先采用盐酸溶解碳酸盐岩胶结物，其次，采用土酸等其它酸液体系溶解粘土、长石等硅铝酸盐矿物。▲酸与矿物的反应称为非均相反应，反应在固体和液体的界面上进行，在反应发生前，酸液必须以对流或扩散的方式传质到矿物表面。系统反应速度依赖于传质和表面反应速度。但是，在大多数情况下，砂岩酸化中表面反应比传质控制更能影响酸岩反应的动力学过程，并主要控制着系统反应速度。（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化反应特征1.酸液离子传质到矿物表面并在固相表面进行反应2．改变孔隙结构——提高渗透率3．反应产物的沉淀——发生在酸化中的二次反应，——避免二次伤害！！！4．酸液与油藏流体接触——酸液与油藏流体和矿物发生物理和化学作用。这种作用会引起润湿性变化，相渗曲线的变化，固相颗粒的沉淀和乳化液的产生。5．油藏渗透率变化或污染分布的变化——6.实现有效酸化：酸液的均匀分布——转向技术（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化反应机制1.盐酸与砂岩地层盐酸可溶矿物的反应盐酸与碳酸盐岩的反应速度很快，50℃以上几乎不受温度的影响，反应式如下：石灰岩：CaCO3+2H+

CO2+H2O+Ca2+白云岩：CaMg(CO3)2+4H+

2CO2+2H2O+Ca2++Mg2+菱铁矿：4FeCO3+8H++O2

4HCO3+2H2O+4Fe3+绿泥石：(Mg,Fe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2(Mg,Al)3(OH)6则不能全部溶于盐酸，与盐酸的反应速率取决于绿泥石的化学成分和结晶度及反应温度等，反应后铁、铝和镁的成份从粘土中滤出，留下的是二氧化硅的水化物残渣。（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化反应机制2.氢氟酸与石英和硅铝酸盐的反应

氢氟酸与硅铝酸盐的化学反应十分复杂，传统理论仍不能完全解释实验室流动试验和土酸酸化井返排液的分析结果。近年来，美国Halliburton服务公司的RickGdanski等人，通过19F核磁共振（ NMR）谱分析仪和等离子体光量计（ICP）结合岩心流动酸化试验研究氢氟酸和H2SiF6同硅铝酸岩的反应机理取得重要进展，新的研究结果表明砂岩酸化分为三次反应。（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化反应机制⑴一次反应：典型的砂岩酸化是氢氟酸与石英和硅铝酸盐反应。即氢氟酸与石英，粘土和长石的反应。石英：6HF+SiO2

H2SiF6+2H2O钠长石：NaAlSi3O8+16H++18F-→3SiF62-+Al3++Na++H2O高岭石：Al4SiO10(OH)8+4(n+m)HF+(28-4(n+m))H3O→

(46-4(n+m))H2O+4AlFn(3-n)++4SiFm(4-m)-伊利石：K0.6Mg0.25Al2.3Si3.5O10(OH)2+14H++12F-→2SiF62-+2Al3++9H2O氢氟酸与硅铝酸盐反应可写成如下的一般形式：(6+x)HF+M-Al-Si+(3-x+1)H+→H2SiF6+AlFx(3-x)++M++H2O（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化反应机制⑵二次反应次生的氟硅酸进一步与粘土和长石反应在粘土矿物表面形成Si(OH)4沉淀，这一沉淀可被活性氢氟酸溶解。氟硅酸与地层水中的K+

、Na+混合易形成氟硅酸盐沉淀。在氟硅酸与硅铝酸盐的二次反应期间，氟硅酸完全反应之前一直维持一恒定的F/Al比值，且这一比值取决于盐酸的浓度。一般化学反应式如下：x/6H2SiF6+M-Al-Si+(3-x+1)H++H2O→AlFx(3-x)++M++Si(OH)46HF+Si(OH)4

H2SiF6+4H2OH2SiF6+2M+

M2SiF6+2H+(M=Na,K)（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化反应机制⑶三次反应当氟硅酸完全反应生成硅凝胶后，含氟多的氟铝化合物继续与硅铝酸盐反应。这一反应对长石较慢，对粘土反应的快慢与温度有关。反应使铝浓度升高，F/Al比和酸浓度降低。反应速度取决于原始HCl/HF之比、温度、反应时间等。当pH=3.0～3.5时，三次反应停止。化学反应式如下：AlF+2+M-Al-Si+(3+1)H++H2O→2AlF2++M++Si(OH)4（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化反应机制▲酸液溶解力Williams等(1979年)提出的采用“溶解力”来表达化学方程式，溶解力的含义是：一定体积或质量的酸所溶解的矿物量。首先，重量溶解力β定义为给定质量的酸溶解的矿物量，为：V表示化学计量系数，MW矿物和MW酸分别代表矿物和酸的分子量（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化反应机制各种酸的溶解能力

（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化反应机制氢氟酸的溶解能力

（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化酸岩反应动力学

1．氢氟酸与砂岩的酸岩反应动力学

表明氢氟酸的反应级数大多为1级（а=1）。对于长石的反应，尽管盐酸在反应中并没有消耗，但是反应速度随增加的盐酸浓度而增加。因此，盐酸催化氢氟酸—长石反应，Kline和Fogler（1981a）表明反应面积依赖于与盐酸-氢氟酸混合酸反应的粘土矿物结构，反应面积一般仅为采用传统测量方法得到的粘土矿物总面积的一小部分。（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化酸岩反应动力学

砂岩矿物的相对反应速度（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化酸岩反应动力学2.氟硼酸的反应动力学特征

在油田，用硼酸（H3BO3）和双氟酸铵和盐酸混合可得到氟硼酸。双氟酸铵（NH4F·HF）是一种氢氟酸的铵盐，首先和盐酸反应生成氢氟酸。NH4F·HF+HCl→2HF+NH4Cl（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化酸岩反应动力学当硼酸与氢氟酸的反应形成四氟硼酸，根据：H3BO3＋3HF→HBF3OH+2H2O(快速反应)HBF3OH＋HFHBF4+H2O(慢速反应)氢氧氟硼酸（HBF3OH）在溶液状态下是不存在，除非在氟硼酸平衡中（Wamser,1948）。上述慢反应过程是氢氟酸和HBF3OH的一级反应；这个反应产生1MHBF4，40分钟后，这个反应的平衡可以在室温下达到平衡。在75℉时，平衡常数K＝2.3×10-3（Wamser,1948）。对于1MHBF4时，在平衡时约6％（摩尔）HBF4变成HBF3OH。这些相对平衡意味着在任何给定的时间和地点，在常温和212℉（100℃）时，仅仅有0.1%～0.2%（重量）的自由氢氟酸。（一）、砂岩酸化基本原理和机制●砂岩酸化酸岩反应动力学3．影响酸岩反应动力学的主要因素矿物学组成和反应的表面积氢氟酸的浓度盐酸的浓度酸岩反应温度压力（一）、砂岩酸化基本原理和机制●酸岩反应产物及特征1．酸岩反应产物的溶解特性

在许多情况下，因酸的消耗引起的pH值的升高增大了沉淀生成的可能性。因此，能够通过单液相的考虑来预测沉淀物。应当限制沉淀的范围，如果无法限制，应该稀释减少渗透率的潜在沉淀并将之从井筒附近驱替走。如果产生了沉淀，大多数钙和钠的化合物沉淀能够用硼酸重新进行溶解，然而，对斜长石和一些镁化物不行。实验室和油田实践都表明，斜长石的化合物的溶解性很小。（一）、砂岩酸化基本原理和机制●酸岩反应产物及特征2．氟化钙生成物一些碳酸盐岩在前置酸注入并进行反应之后仍然会存在，这是因为砂岩中碳酸盐岩胶结物的起始数量或是碳酸盐岩的初始硅酸盐保护层的造成的。尽管有轻微溶解性，但当方解石与氢氟酸接触时，容易形成CaF2细的晶体，这能导致相当大的堵塞：CaCO3+2HFCaF2+H2O+CO2这个沉淀形成但没有完全堵塞地层孔隙，到施工结束时，随着氢氟酸接近完全消耗，部分堵塞可以被重新溶解。这时，溶液中氟离子的浓度很低以致于铝几乎不反应，并主要以自由Al3+离子形式出现（Labrid,1971）。这些铝离子能够从CaF2沉淀中吸咐氟，正如它们对硅氟酸一样，根据下列方程式CaF2部分重新溶解：3CaF2+2Al3+3Ca2++2AlF2+这个反应在不同的铝和氟化合物中进一步平衡。（一）、砂岩酸化基本原理和机制●酸岩反应产物及特征3．硅氟酸碱金属和氟铝酸碱金属一旦碱金属的浓度高得足以形成不溶的氟硅酸碱金属或是氟铝酸碱金属时，铝或硅的氟化物能和从高含量的粘土和正长石中释放的金属离子反应。2Na++SiF62-Na2SiF6Ks=4.4×10-52K++SiF62-K2SiF6Ks=2×10-83Na++AlF3+3F-Na3AlF6Ks=8.7×10-182K++AlF4+F-K2AlF5Ks=7.8×10-10式中，Ks是溶解常数氟铝酸碱金属沉淀在高浓度的氢氟酸中容易产生。从土酸与正长石和粘土反应中产生的硅氟酸沉淀物能很好的结晶，并且堵塞严重（Bertaux,1989），这些沉淀也能在前置液的用量不足和氢氟酸接触含有碱金属离子的地层盐水时形成。

（一）、砂岩酸化基本原理和机制●酸岩反应产物及特征4．氟化铝和氢氧化铝随着酸的消耗，氟化铝（AlF3）或氢氧化铝（Al(OH)3）以水铝矿的形式沉淀。AlF3沉淀物能在保持高比例的盐酸比氢氟酸的溶液中减少（Walsh等，1982）。这些沉淀物根据下列反应形成Al33++3F-AlF3Al33++3OH-Al(OH)3Ks=10-32.5（一）、砂岩酸化基本原理和机制●酸岩反应产物及特征5．铁化合物形成氟化铁的机理仅仅可应用于相对纯的砂岩。有粘土存在时，被溶解的铝离子与氟比铁离子与氟有更大的亲和力，因此，不能形成氟化铁，但是在pH值大于2.2的溶液中氢氧化铁仍然能沉淀。沉淀的特征（结晶和非结晶的）随阳离子的存在而发生变化（Smith等，1969）。氢氧化铁能被静电引力较强地吸附在石英颗粒的表面，这是由于同性电荷点的pH值大于7。如果存在过剩的碳酸盐，被溶解的CO2能导致不溶的铁碳酸盐（菱铁矿物和铁白云石）沉淀。（一）、砂岩酸化基本原理和机制（二）、砂岩酸化液体体系

砂岩储层复杂的结构和较多的矿物成分决定了砂岩酸化所用酸液类型较多。目前国内外砂岩酸化液体系主要有常规土酸、氟硼酸、自生土酸、胶束酸、有机缓冲土酸、浓缩酸等，不同的酸液体系，有一定的适用范围及优缺点。常规土酸体系氟硼酸体系低伤害浓缩酸体系有机土酸体系复合酸体系胶束酸体系稠化酸体系泡沫酸体系●常规土酸体系▲由一定浓度的HCL、HF和添加剂组成，▲优点是溶蚀与解堵作用强，▲缺点是酸岩反应速度快，作用距离有限，易酸垮井壁●氟硼酸体系▲特点是可缓慢释放HF，缓慢溶解地层和微粒，以达到深穿透目的，缺点是不耐高温，通常用于60～70℃地层，同时对添加剂要求苛刻，仅限分子型和两性缓蚀剂；●低伤害浓缩酸体系▲由H3PO4、HF及添加剂组成，俗称浓缩酸，高温下不能起到缓速作用，通常90℃以下，对缓蚀剂选择性强；●有机土酸体系▲由甲酸或乙酸、HF和添加剂组成，适用于盐酸敏感性地层，缓速效果好，成本相对较高；●复合酸体系▲由HCL、HF、HAc及氟硼酸组成，是一种通用性较强的商业酸液体系，缺点是成本高，对添加剂要求严格；●胶束酸体系▲由HCL、HF和胶束剂及其它添加剂组成，能够延缓酸岩反应速度，但胶束剂在高温（90℃以上）土酸中分散性较差，成本太高；●稠化酸体系▲由常规土酸和稠化剂及其它添加剂组成，可用于选择性酸化和深度酸化及酸化，缺点是受温度限制；●泡沫酸体系▲泡沫技术用于酸化历史已久，可用于深度酸化、酸化和选择性酸化，但受设备、温度、成本限制。●土酸与砂岩储层的反应特点(1)▲氢氟酸(HF)是溶解含硅物质的唯一普通酸，因此，所有用于砂岩基质酸化的配方均包含氢氟酸或其原始化合物，最常用的酸体系是“土酸，及盐酸和氢氟酸以不同比例的混合酸。土酸中盐酸不与含硅的化合物反应，但可溶解预冲洗后遗留下来的碳酸岩，另外还从三方面影响着氢氟酸与地层矿物的作用：▲首先，它改变反应物的平衡浓度，防止氟化钙(镁)的沉淀；▲其二：盐酸浓度的大小，用量的多少直接影响氢氟酸的作用型体分布，进而影响氢氟酸对矿物的溶解能力，增加盐酸的浓度，可以有效的减少昂贵的氢氟酸消耗；▲其三：盐酸对氢氟酸和可溶性矿物(如长石)之间在多孔基岩中通过酸吸附在反应面上所进行的反应起催化作用。●土酸与砂岩储层的反应特点(2)▲氢氟酸与灰岩反应速度最快，粘土、长石次之，石英最慢。▲此外，氟硅酸与快反应矿物再反应生成的水化硅，氟硅酸根与地层水中钾、钠生成氟硅酸钾(钠)，及酸溶解含铁矿物，乏酸时生成的氢氧化铁，在含硫井中除S析出，还会有FeS沉淀生成。研究表明氟化钙的物理结构(即离散的粒子晶格)所产生的堵塞流动孔道可能性小，而水化硅、氢氧化铁、氟硅酸钾(钠)等胶状沉淀对地层的伤害非常严重。●土酸与砂岩储层的反应特点(3)▲酸与原油反应会形成乳状液和酸渣，酸渣的伤害不仅很严重而且一般难以消除。▲从砂岩酸化的过程来看，酸进入地层一方面改造地层，另一方面有会对地层造成新的伤害，最终的效果，就看这两个过程谁占主导地位。酸化优化设计的目的就是如何提高有利反应件少不利反应。●HBF4酸液体系的应用特点(1)▲HBF4为主体的酸液体系适合于对敏感性地层，粘土含量相对较高的砂岩储层，特别适合作为土酸酸化体系中使预冲洗液，可以稳定粘土微粒，防止微粒运移造成的孔喉堵塞。更适合于砂岩基质中胶结的碳酸盐岩矿物成分含量较低的储层，以及天然裂缝大多被粘土微粒堵塞的储层。●HBF4酸液体系的应用特点(2)▲在砂岩储层中含有钾矿物时，特别适合使用HBF4酸液体系。其次HBF4适合于伊利石含量较高的储层，生成的氟硼酸钾对储层基本上没有伤害；土酸则会生成六氟硅酸钾堵塞地层。高岭石含量较高的储层不适合HBF4酸液体系，HBF4不能很好地溶解纯铝硅酸盐，石英的溶解率也较低，环境扫描电镜观察发现，有部分高岭石被一种非晶体物质所包裹起来，并与石英颗粒粘结。●HBF4酸液体系的应用特点(3)▲使用HBF4酸液体系可以选择较长的关井反应时间。由于HBF4的反应速仅为具有相同HF浓度的土酸的0.1%，在相同时间内HBF4溶解的矿物成分较少；▲

HBF4通过与硼酸盐及氟硼酸盐离子反应控制粘土及微粒的失稳，使粘土的阳离子交换能力，控制其膨胀的敏感性；●HBF4酸液体系的应用特点(4)▲在酸岩反应过程中，当酸液溶蚀掉部分岩石表面的矿物成分之后，仅有部分粘土矿物也被溶蚀掉，暴露在酸液中的粘土矿物微粒需要一定的时间才能被HBF4稳定，因此，有必要选择较长的关井时间。▲反应动力学研究表明HBF4在酸岩反应4小时之后渗透率的提高最大。●低伤害酸的特点简介(1)▲低伤害酸既能解除油层原有的污染堵塞，又能减少酸化过程中的二次沉淀，达到保护油层，提高酸化效果的目的。●低伤害酸的特点简介(2)▲由于酸液体系能够保持较低的pH值，因此可以预防难溶的氢氧化物沉淀。主体酸由H3PO4、HF和添加剂组成，酸液与碳酸盐反应生成氟化碳酸钙——磷灰石覆盖膜，这层覆盖膜可以保护砂岩油层骨架不被破坏，而且大大减少CaF2沉淀生成，使更多的HF酸用来溶解泥质，提高酸化效果。●低伤害酸的特点简介(3)▲酸液体系具有反应速度慢、穿透距离深、防乳化、防酸渣、防腐蚀、防止粘土膨胀、助排功能强等特点；在碳酸盐和泥质含量较高的砂岩地层中具有选择性溶解泥质的性能，还具有稳定未被溶解的泥质微粒的性能。●不同酸液体系的特点比较（三）、砂岩酸化工艺顶替液后置液处理液前置液地层井筒洗井注前置液注处理液注后置液注顶替液典型砂岩酸化注液工序1常规酸化工艺--原理:利用酸液溶解砂岩孔隙及喉道中胶结物和堵塞物,改善储层渗流条件,提高油气产能--关键技术:针对储层物性及矿物特性选择酸液体系酸化工艺参数优选施工质量保证（三）、砂岩酸化工艺-常规酸化工艺1.洗井，用1－2m3HCl正替入油管后用清水正洗井一周目的：清除管壁脏物及铁锈2.注前置液：5－15％盐酸作预处理目的：溶解碳酸盐岩类矿物，防止CaF2

顶走地层水，防止Na2SiF6、K2SiF6

清洗近井带油垢保持较低的pH值3.注处理液：(5-15%)HCl+(1-3%)HF(常用)

作用：HCL溶解碳酸盐类胶结物，并保持pH值，HF溶解石英长石及粘土矿物目的：沟通并扩大孔道，提高地层渗透性4.注后置液：油井用柴油等或7-15％HCl,气井用酸或气(N2,天然气)目的：恢复地层固相及沉淀性酸反应物的亲水性，防止乳化生成5.注顶替液:活性水或NH4Cl溶液6.分流/转向考虑（三）、砂岩酸化工艺-常规酸化工艺砂岩酸化实例－1（三）、砂岩酸化工艺-常规酸化工艺砂岩酸化实例－2（三）、砂岩酸化工艺-常规酸化工艺砂岩酸化实例－3（三）、砂岩酸化工艺-常规酸化工艺（三）、砂岩酸化工艺-选择性酸化工艺基质酸化常常是在注入能力不同的层状多油层中进行的。注入能力的不同可以由渗透率差异造成，也可以由损害程度不同引起。酸液总是沿渗流阻力最小的方向流动，这是一种自然流向。要恢复油井产能或注水井的注入能力，必须消除大部分损害，因此有必要进行选择性酸化。油井常用油溶性烃类树脂作转向剂，注水井常用水溶性细粒级苯甲酸作转向剂。选择性酸化技术特点比较（三）、砂岩酸化工艺-选择性酸化工艺暂堵酸化原理:在酸液中加入暂堵剂,注酸时暂时堵塞高渗层,酸化低渗层,实现在多层油藏或大厚层油藏中沿纵向的均匀布酸,均匀解堵改善纵向出油剖面或吸水剖面达西定律，酸液线性流过产层小段时各小层均匀进酸（三）、砂岩酸化工艺-选择性酸化工艺暂堵剂性能要求－物理要求

a.为了使暂堵功效最大，暂堵剂在井壁附近应尽可能生成渗透率小于等于最致密层或伤害严重层的滤饼。这样可使酸液进入低渗层酸化地层，同时阻止高渗层过多进酸。

b.为了获得最大的暂堵效益和最小的清洗问题，必须防止暂堵剂颗粒浸入油气藏深部。关键技术：分析储层孔隙结构（三）、砂岩酸化工艺-暂堵酸化工艺暂堵剂性能要求－化学要求

a.暂堵剂必须与处理液(酸液)及其添加剂诸如缓蚀剂、表面活性剂及防膨剂、铁离子稳定剂、稠化剂等是配伍的；在油井处理温度条件下，它必须不与携带液起化学反应(即保持化学惰性)。

b.暂堵剂必须在产出液(生产井)或注入液(注入井)中是完全可溶的，也即当酸化起到暂堵作用后，在生产过程中，它们必须能被快速而完全地清洗掉，恢复井处于无暂堵状况。（三）、砂岩酸化工艺-暂堵酸化工艺化学暂堵剂性能注：①油气井不产水，可能需要用稀酸或盐水进行清洗作业②气井无凝析物溶解OSR，不能使用③颗粒将通过20/40目砾石（三）、砂岩酸化工艺-选择性酸化工艺▲暂堵剂性能评价1.暂堵剂的粒度分布2.溶解性试验:

分别在静态、常压以及动态条件下及不同时间条件下进行溶解性试验，保证残渣量低而不伤害地层，而且不能永久封堵地层。3.暂堵剂在酸中的稳定性4.暂堵剂与酸液体系的配伍性暂堵剂的加入使原有的添加剂的性能不变，不降低添加剂及酸的使用效率（三）、砂岩酸化工艺-选择性酸化工艺▲暂堵剂酸化流动工艺模拟试验单个岩心暂堵试验单个岩心暂堵试验注液程序同上，但不同的是两块岩心渗透率不同（相差较大），分别测定两块岩心注不同液体时的渗透率变化，以研究暂堵剂的暂堵高渗层作用。暂堵酸化流动试验考虑酸岩复杂反应，暂堵机理又有别于单纯的盐水或煤油试验，故必须将合适浓度的酸液暂堵剂加入到实际酸液体系中进行暂堵酸化研究。（三）、砂岩酸化工艺-选择性酸化工艺--关键技术

据井层条件选择酸液体系

据井层条件选择暂堵剂类型

据储层物性及孔喉大小选择暂堵剂粒径分布

暂堵剂注入工艺。

暂堵酸化工艺参数的优化（三）、砂岩酸化工艺-暂堵酸化工艺原理:由于酸在砂岩多孔介质中的反应速度太快,酸化解堵半径小,采用在地下生成盐酸和HF技术，实现深部酸化目的。包括：

氟硼酸酸化工艺技术(HBF4)；

相继注入工艺技术（SHF）

地下自生土酸技术(SGMA);

缓冲调节土酸技术(BRMA);

多氢酸酸化技术。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺氟硼酸酸化工艺砂岩地层HBF4处理属于深部酸化工艺，用土酸处理砂岩地层，要增加处理深度就要增大酸量，但由于HF与地层粘土等胶结物反应快，过量的HF将破坏地层骨架的结构，使井筒附近岩石强度受到损害，因此土酸酸化不能获得较深的穿透。此外，土酸处理井往往初期增产而后期递减迅速，因此受到限制。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（HBF4）氟硼酸酸化工艺Thomas和Crowe(1981)推荐

混合硼酸(H3BO3)、氟化铵(NH4F.HF)及盐酸很易配制。氟化铵，氢氟酸的一种酸性盐，首先与盐酸反应生成氢氟酸：NH4F

HF＋HCl

2HF+NH4Cl氟硼酸是作为硼酸和氢氟酸反应产物按下式生成的：H3BO3+3HF

HBF3OH+2H2O（快反应）HBF3OH+HF

HBF4+H2O（慢反应）（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（HBF4）氟硼酸－缓速、稳定粘土颗粒用HBF4处理可以克服酸化初期增产后期递减快的普遍性问题。国内外现场使用表明是一种较为有效的方法，当HBF4进入地层时能缓慢水解生成HF，因而在酸耗尽前可深入地层内部较大范围。此外还可以使任何不溶解的粘土微粒产生化学熔化，熔化后的微粒在原地胶结，使得处理后流量加大而引起的微粒移动受到限制.室内试验还表明：通过不相溶流体的接触，用HBF4处理过的粘土敏感性下降，不易膨胀或分散。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（HBF4）①HBF4的水解反应

HBF4在水溶液中发生水解反应，且是多级电离

HBF4+H2O←→HBF3ＯH+HF(慢)

氟硼酸羟基氟硼酸

HBF3OH+H2O←→HBF2(OH)2+HF(快)

HBF2(OH)2＋H2O←→HBF(OH)3+HF(快)

HBF(OH)3+H2O←→H3BO3+HF(快)（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（HBF4）

②影响HBF4水解速度的因素

HBF4的水解速度可表示为

HBF4水解速度主要受浓度和温度的影响

·浓度对HBF4水解速度的影响25℃时，第一级水解反应的平衡常数为

显然，当HBF4浓度增大，为了使K为常数，[HF]及[HBF3(OH)]也要增大，即HBF4浓度越大，水解的[HF]也越多，因而酸岩反应速度也加快。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（HBF4）·温度对水解度的影响

温度升高，HBF4第一级水解反应的平衡常数也增大

HBF4一级水解反应平衡常数随温度变化关系随着温度的升高，水解速度常数遵循Arrhenius经验公式

K1=1.44×1017EXP(-26183/RT）压力对HBF4反应速度的影响。压力对HBF4反应速度几乎没有影响。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（HBF4）适用对象氟硼酸酸化适合于解除泥浆污染且粘土矿物含量高，地层温度低，地层微粒易发生运移的地层，但其溶解能力有限，纯粹的粘土酸酸化，要求关井候酸反应时间较长，这可能使静态条件下的反应产物产生二次伤害；氟硼酸结合土酸形成多组分酸，或氟硼酸与土酸相继注入工艺既可在一程度上发挥粘土酸的优点，又可在一定程度上避免粘土酸的缺点，进一步改善近井带的流体渗流条件。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（HBF4）典型施工工序(1)清洗油管8－12％HCl(2)注盐酸8－12％HCl(3)注HBF48－12％HBF4(4)注土酸12％HCl＋3％HF(5)注过量驱替液，可注几种液体：柴油，4％NH4Cl液，活性水，粘土稳定剂。美国DS公司，EXXON公司也提出过HBF4施工工序，其不同之处是第(4)步改为第(3)步施工，而第(3)步改为第(4)步施工。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（HBF4）国外典型设计方案

(1)先用过滤淡水配制3%的NH4Cl溶液，确定注入速度；

(2)注15%HCl，用量为0.62~1.24m3/m；

(3)挤7.5%HCl+3%HF，用以清除井壁周围的粘土矿物。其用量为1.24~1.86m3/m。

(4)用3%NH4Cl溶液作隔离液，以免氟硼酸与土酸混合。

(5)挤氟硼酸，其用量为1.24~1.86m3/m(6)用3%NH4Cl溶液或柴油顶替，将氟硼酸替入地层。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（HBF4）多元酸由磷酸+添加剂组成，其起主要作用的是磷酸。考虑到对粘土矿物的溶解，可在磷酸体系中加入了氢氟酸，以增强酸液的溶解能力。文献报道为PPAS体系。这种酸可解除硫化物、腐蚀产物及碳酸盐类堵塞物。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（多元酸酸化）磷酸(H3PO4)可以解除硫化物，腐蚀产物及碳酸盐类堵塞物，其主要反应是：

MCO3+2H3PO4=M(H2P04)2+CO2↑+H2OMS+2H3PO4=M(H2PO4)2+H2S↑FeO+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2OFe2O3+6H3PO4=3Fe(H2PO4)2+3H2O（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（多元酸酸化）由于H3PO4是中强酸，又是三元酸，在水中发生分级电离，电离平衡式可表示如下：

H3PO4→H++H2PO-4(慢)

H2PO-4→H++HPO2-4H2PO42-→H++PO33-25℃条件下它的三级电离常数为：（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（多元酸酸化）磷酸酸化缓速原理酸性强弱由第一级电离所决定，H3PO4的K1=7.5×10-3，磷酸酸化可延缓反应，达到深穿透目的。反应产物CO2残留在酸液中，也可抑制正反应的进行，起一定缓速作用。磷酸和地层的碳酸盐岩反应后可生成磷酸二氢盐，磷酸与磷酸二氢盐可形成缓冲溶液，保持PH值在一定范围（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（多元酸酸化）CreigJ.C1ark等人指出：在地层条件下磷酸便成为一种“自生缓速”的酸。与地层接触时间较长，其PH值很少增加到3以上，室内常压下的试验表明，在碳酸盐岩过量的情况下，24小时PH值仍在3以下，PH值低可防止许多不利产物的沉淀。磷酸缓速酸适合于泥质含量低，碳酸盐含量高的地层。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（多元酸酸化）--技术关键酸液体系及针对具体储层的酸液配方选择。地下生成酸的效率（条件）据解堵要求的深部酸化工艺参数优化设计。（三）、砂岩酸化工艺-深部酸化工艺（多元酸酸化）SHF工艺是利用粘土的天然离子交换能力，在粘土颗粒表面生成氢氟酸，溶解岩石SHF工艺由相继泵入盐酸和氟化铵两个步骤组成。首先把不含氟离子（F－）的HCl溶液泵入地层。HCl与地层中的粘土接触，使粘土转变为酸性粘土颗粒接着把中性或弱碱性氟化物溶液泵入地层，使F－与酸性粘土颗粒并与原来吸附的H+结合，在粘土表面生成HF，从而溶解一部分粘土（三）、砂岩酸化工艺-相继注入法（SHF，SequentialHFProcess）工艺由于HCl和含F－溶液是相继而不是同时泵入地层的，在两种溶液都与粘土接触之前绝对不会产生HF。

因此SHF能够和一组互不相混的分段注入液达到同样深度。而且这种相继注入法还可根据需要重复多次，即所谓交替注入，以达到预定的HF穿透深度。SHF工艺的酸化深度主要取决于酸液和F－溶液的用量和强度。（三）、砂岩酸化工艺-相继注入法（SHF，SequentialHFProcess）工艺SHF处理工艺Halliburton公司典型的SHF处理设计如下：（1）用5%HCl予处理，用量100USgals/ft。（2）泵入3%HF—12%HCl。用量50USgals/ft（3）泵入2.8%NH4F，(用NH4OH将pH值调整到7～8)，用量25USgals/ft（4）泵入5%HCl，用量25USgals/ft。（5）顶替。用量25USgals/ft（三）、砂岩酸化工艺-相继注入法（SHF，SequentialHFProcess）工艺SHF工艺特点SHF方法只对含粘土的岩芯起作用，不易和砂子反应，对不含粘土的岩芯无作用；SHF方法在提高岩芯的渗透率和穿透深度方面都优于常规土酸；SHF酸化的酸化效果受SHF的交替次数的影响，一般情况下，次数越多，效果越好。工作剂成本较低，缺点是工艺较复杂，溶解能力较低。

（三）、砂岩酸化工艺-相继注入法（SHF，SequentialHFProcess）工艺壳牌石油公司（ShellOilCo）研制出两类高PH值缓速酸化系统用于砂岩地层深部酸化。一类通过酯类水解控制反应速度，叫做自生土酸系统(SGMA)；另一类通过弱酸和弱酸盐的缓冲作用控制反应速度，叫做缓冲调节土酸系统(BRMA)。（三）、砂岩酸化工艺-高PH值缓速酸化工艺（PH值4－6）自生土酸系统（SGMA,Self-GeneratingMudAcid

）

用一种含有氟离子的溶液和另一种能以控制速度产生有机酸的酯类相互反应，在地层中以很慢的速度产生HF。SGMA系统根据所用酯类的不同分为三种：（1）SG—MF即甲酸甲酯(methylformate)；（2）SG—MA即乙酸甲酯(mathylacetate)；（3）SG—CA即一氯代醋酸铵(ammoniumsaltofmonochloroaceticacid)。适用于不同的井底温度：SG—MF:130～180℉（54～82℃）；SG—CA:180～215℉（82～102℃）；SG—MA：190～280℉（88～138℃）。（三）、砂岩酸化工艺-高PH值缓速酸化工艺（PH值4－6）自生土酸系统（SGMA,Self-GeneratingMudAcid

）

SG－MF（甲酸甲脂）HOOHCH3＋H2O

HCOOH＋CH3OHHCOOH＋NH4F

NH4＋＋HCOO－＋HF适用温度52～82℃SG－MA(乙酸甲脂)CH3COOCH3＋H2O

CH3COOH＋CH3OHCH3COOH＋NH4F

NH4＋＋CH3COO－＋HF适用温度82－102℃SG－CA(一氯醋酸铵)CH2C1COONH4＋H2O

HOCH2COOH＋NH4C1HOCH2COOH＋F－

HOCH2COO－＋HFHOCH2COOH为乙醇酸适用温度88－138℃以上脂类水解后与F－结合产生HF，与粘土就地反应。此外还有苯磺酰氯适用于地层温度

25℃；

苯基氯适用于地层温度90－100℃；三氯甲苯适用于地层温度30－60℃。（三）、砂岩酸化工艺-高PH值缓速酸化工艺（PH值4－6）自生土酸系统（SGMA,Self-GeneratingMudAcid

）特点及应用注入混合处理液后产井时间较长（一般为6－30小时），待酸反应后再缓慢投产。这样长的时间选择添加剂难度大，工艺不当易造成二次伤害，应慎重选用，一般处理工艺如下：用土酸进行预处理；注隔离液(3％NH4C1水溶液)，用量一般3-4m3；注处理液(用量按处理半径为1-2米孔隙体积计算)，每米射孔井段0.9-1.6m3；注顶替液(NH4C1)，用量据油井条件计算。该系统酸化适于泥质砂岩储层，成功的SGMA酸化可获得较长的稳产期。

（三）、砂岩酸化工艺-高PH值缓速酸化工艺（PH值4－6）BRMA系统(Buffer-RegulatedMudAcid

)原理：有机酸及其铵盐的缓冲作用，与氟化铵混合作为氢氟酸限制溶液中HF和被电离的弱酸的浓度来保持HF和地层间较低的反应速度，而保证这种限制的措施则是弱酸和弱酸盐间的缓冲作用。H+和HF的浓度都是通过弱酸和弱盐间的缓冲作用来调节的，故将该系统称之为缓冲调节土酸系统。用BRMA系统酸化硅质物时，低浓度的HF分子大大限制了HF与硅质物接触的速度（三）、砂岩酸化工艺-高PH值缓速酸化工艺（PH值4－6）酸化背景：土酸液与砂岩中的粘土及近井地带的非胶结基质的反应速度快；反应过程中HF与矿物反应的某些中间产物(如硅胶、氟化盐类，溶解度很小)会沉淀下来，堵死部分孔喉，造成对地层的永久性二次伤害。

这在很大程度上限制了酸化效果，且由于穿透深度小，酸化井初期增产而后期迅速递减.（三）、砂岩酸化工艺-

5H+酸酸化技术特性：能够有效地解除砂岩储层的堵塞5H+酸与氟化物反应生成的酸液体系反应产生有效溶解地层矿物的酸液较盐酸而言要慢的多，对矿物的溶解速度较慢，而对矿物的总体溶解量较土酸体系大。反应产物溶解性较好，其本身是一种悬浮剂和分散剂，因而二次沉淀就得到有效控制（三）、砂岩酸化工艺-

5H+酸酸化技术▲乳化酸通常是指由油和酸在乳化剂作用下，混合而成油包酸型油基乳状液。由于乳化酸是以油为连续相的酸液，整个酸系呈现亲油特性，从而达到选择性酸化油层的目的。油包酸使得该体系具有腐蚀性小的特点。▲目前，国外在170-180℃条件下稳定几分钟到几小时的憎水乳化液。国内在华北、大庆先后有应用，但耐稳稳定性及酸化后彻底破坏仍是国内目前使用该技术的难点。（三）、砂岩酸化工艺-

乳化酸酸化技术▲该技术是利用硝酸与尿素反应生成硝酸粉末，这样克服了硝酸的强腐蚀性、强刺激性和运输不便等缺点，又保持了硝酸的强酸性和强氧化性，施工时用添加破乳剂的原油或柴油携带入油层与水混合后分解生成硝酸或盐酸混合生成王水，有效的解除油层中的堵塞物腐蚀性小，无二次沉淀，在油层中产生150-200℃的高温，不但解除酸溶性堵塞物，还可解除蜡、胶质、沥青等有机垢，酸处理深度能达3-5米。（三）、砂岩酸化工艺-

粉末硝酸酸化技术▲粉末硝酸酸化技术特点该技术于1994年由乌克兰专家引入中原油田，后期也在胜利、大庆等油田进行了现场实验。在国外是利用工业废料，国内运用该技术，如用工业硝酸和尿素制成硝酸粉末，虽有诸多的优点，但毕竟国内成本过高，推广价值较小。（三）、砂岩酸化工艺-

粉末硝酸酸化技术一、概述二、酸化增产原理三、砂岩酸化技术四、碳酸盐岩酸压技术五、酸液分流(置放)技术主要内容裂缝具有较高的导流能力，可达到提高地层渗透性的目的。酸化压裂：用酸液作为压裂液实施不加支撑剂的压裂，简称酸压。原理：靠水力作用形成裂缝靠酸液溶蚀裂缝壁面酸压停泵卸压裂缝壁面不能完全闭合前言（1）、酸压的净压力低，裂缝高度增长小；（2）、能获得高导流；（3）、无脱砂之风险；（4）、无支撑剂回流的问题。（1）、酸液的高滤失限制了酸蚀裂缝的穿透深度；（2）、酸蚀裂缝穿透受限于温度对反应速度的影响；（3）、酸蚀裂缝的导流能力难以预测；（4）、油井中潜在的乳化与地层中的软泥问题。优点控制酸压效果的因素有效作用距离裂缝导流能力酸岩反应速度酸液滤失降滤剂粘度酸浓度酸类型岩石类型酸液流速温度面容比同离子效应酸液用量酸液流速岩石类型酸类型酸浓度闭合应力研究焦点寻求技术如何提高酸液有效作用距离Lef如何提高酸蚀裂缝导流能力WKf降低滤失的物质和技术延缓反应速度的物质和技术获得非均匀刻蚀的物质和技术酸压是依靠对裂缝（包括天然裂缝）、不整合的裂缝表面酸蚀以提供导流能力碳酸盐岩酸压技术酸压裂室内试验研究酸液滤失模拟试验酸岩反应动力学研究多级注入闭合酸化模拟酸液流变学研究酸化工作液体系研究稠化酸地下交联酸降阻酸泡沫酸乳化酸酸压前置液酸化优化设计软件三维酸压优化设计软件拟三维酸压优化设计软件多级注入酸压闭合酸化设计酸压试井解释软件酸压压力降落分析软件基质酸化优化设计软件现场应用技术前置酸酸压技术多级注入酸压闭合酸化技术稠化酸酸压技术泡沫酸酸压技术降阻酸酸压技术乳化酸酸压技术1、单井（单层）地质模型a、溶洞型该类型钻井中常出现放空现象，漏失或井涌严重，钻时一般小于6min/m，录井现场解释一般为油层。由于井漏井涌常常不能测井。该类型一般在残丘斜坡或高点上钻遇几率大，反射特征在风化面附近常表现为弱反射，在风化面以下一般为强振幅异常反射。该类型一般自然建产且高产，是塔河油田奥陶系油藏中最好的一类储层。b、小型溶洞型该类型钻井中也出现放空现象，但井漏、井涌程度不严重，钻时局部一般在12～6min/m，录井现场解释一般为油斑。测井解释为Ⅰ类储层，并有低电阻、低伽玛、大井径的特点。该类型一般在岩溶缓坡上钻遇几率大，反射特征一般为风化面弱反射。该类型一般与裂缝型储层伴生，自然产能低，一般通过酸压可以获得高产。

（一）、酸压选井选层原则c、裂缝型该类型根据裂缝发育程度的不同，又可以细分为三类：裂缝发育型、裂缝较发育型、裂缝欠发育型。该类型在钻井中无放空现象，但可以出现低钻时、轻微井漏、井涌或后效现象，钻时一般在30～12min/m之间，录井解释从荧光显示-油迹-油斑都可能出现，测井解释储层从Ⅰ类（裂缝发育）-Ⅱ类（裂缝较发育）-Ⅲ类（裂缝欠发育）都可以出现，曲线反映出电阻率较高、井径略扩大、低伽玛特点，并随裂缝发育情况而有不同变化区间。该类型一般在岩溶斜坡+断裂的地方出现，在风化面弱反射、强振幅异常反射和杂乱反射中均可能出现。该类型一般不能自然建产，酸压后高产、中产、低产、无产能的都有。1、单井（单层）地质模型（一）、酸压选井选层原则d、缝洞充填型该类型溶洞或裂缝发育，但被泥质或砂质或原生角砾质充填。钻井中油气显示较好（一般油迹-油斑）、钻时较低（有的可以出现近放空）。测井解释有低电阻、高伽玛、大井径的特点，一般解释为Ⅱ类（充填不严重，或被砂岩充填）、Ⅲ类（充填较严重）或非储层（溶洞被泥质充填）。该类型井的地震反射特征与溶洞型或裂缝型相同，唯一的差别是在地震测井约束反演中可能表现为空白带。该类井如是属于溶洞泥质充填则一般不能建产，如属于裂缝充填则经酸压可以获得中-低产。e、基质型该类型孔洞缝均不发育，录井基本没有任何显示，钻时一般在40min/m以上，测井解释无储层，该类型储集空间为原生基质孔隙，基本没有经过岩溶改造。该类型的地震反射特征为规则反射。

1、单井（单层）地质模型（一）、酸压选井选层原则1、笼统选井酸压阶段该阶段处于刚引进酸压技术阶段，只存在选井不存在选层工作，主要实行的是对油井进行全井段笼统酸压。2、依靠储层解释选井选层阶段：

经过第一阶段的技术引进和分析总结后发展成主要依靠测井解释结果和油气显示情况分析研究可能的缝洞发育分布情况，来决定油井是否酸压或酸压哪一层段。该技术应用于实践后使酸压有效井次和酸压后增产效果有了大幅度提高。

3、依靠地震、实钻、测井资料综合选井选层阶段：

在上阶段的基础上，逐渐认识到钻井中的钻时、地球物理储层预测结果等信息来综合研究油井或油层储层可能发育分布情况，特别是有利缝洞体的距离，在此基础上决定是否酸压和酸压规模等，该阶段的选井选层技术在实际应用中取得了很好的效果，使一大批油气显示差测井解释储层不发育的井建产并高产，并对认识和评价油藏带来了新的思路和方法。4、利用单井或单层地质模型综合选井选层阶段：

由地质综合分析、岩溶及后期改造作用研究、温压系统分析、流体分布规律研究、地震反射模式和储层预测结果、钻井信息、测井解释、生产动态、试井分析等资料的综合研究，建立单井或单层地质模型，在地质模型研究分析的基础上来对酸压工艺进行选井选层，以及选择不同的酸压工艺、酸液体系、酸压规模和压后返排工艺等。该技术是在总结以前酸压工作基础上、在对油藏特征和缝洞发育带分布规律的反复认识和研究的基础上和全面总结地震反射特征、地球物理储层预测技术的基础上发展起来的综合技术。

酸压选井选层原则酸压选井选层原则

酸压前的选井应充分利用地震及测井资料。利用地震剖面、相干技术分析，确定储层溶蚀孔洞的发育情况，搞清发育储层在井筒周围的分布范围和方位；根据测井资料确定纵向上的储层物性及分层应力剖面，利用全三维模拟技术研究在认识资料基础上的酸压裂缝延伸规律，从而确定酸压注入层段/射孔层段，达到改造有利层段的目的。原则上，对预测的缝、洞发育位置距井眼平面距离超过200m的井不进行酸压，同时，酸压选层不再局限于Ⅰ、Ⅱ类储层，部分Ⅲ类储层经酸压后也取得了较好的增产效果。

不同类型储层及相应的酸压工艺1、对于致密型储层应采用大型酸压或水力加砂压裂进行增产，对于高含泥质的储层可以采用水力加砂压裂，主要目的是沟通远处的缝洞系统；2、对于裂缝溶孔型、孔隙裂缝型的储层应采用交替注入、闭合酸压的工艺方式，沟通近井筒合著裂缝璧面周围的缝洞系统，并尽可能延伸酸蚀裂缝的穿透深度；3、对于溶洞型储层可以采用一级注入的方式，根据注入压力变化情况确定具体的施工规模，如果注入压力水平很低，并且井底压力没有一定的增长趋势，应该采用较小规模的一级注入完成，如果井底压力很快上升，说明井筒附近的溶洞规模较小，可以采用与裂缝溶洞型储层同样的技术思路。不同类型储层及相应的酸压工艺1、控制酸液酸岩反应速度的酸液体系和化学物质

注入粘的非反应的前置液以增大裂缝宽度并通过冷却裂缝面减弱酸的反应速率。

添加阻滞剂

在碳酸盐表面上形成亲油的膜，烷基磺酸、烷基磷酸或烷基胺之类。

乳化酸

胶凝酸

泡沫酸

（二）、酸压工作液①注入粘滞性的前置液和粘滞性的交联前置液开启裂缝并沉积滤饼，滤饼将起到降低酸液滤失的作用。近年来多采取多级粘性前置液注入酸压，兼或加入了降滤失剂，包括油溶性的树脂和粉砂等。②胶凝酸③胶束酸④泡沫酸⑤乳化酸2、控制酸液滤失的化学物质和技术

（二）、酸压工作液3、增加酸蚀裂缝导流能力的化学物质与技术在裂缝中更高粘度液的存在促进酸的粘度指进，这减小了暴露于酸反应的表面积量。因而，给定的酸量具有非常大的穿透距离，因为这仅可占裂缝体积的约40%至50%。这种选择性的指进有增大刻蚀裂缝有效导流能力的趋势。①前置液酸压技术针对酸蚀裂缝能力在较高的地层闭合应力作用下容易失效的矛盾，充分应用水力加砂压裂与酸压工艺的优势，对储层进行加砂压裂后，再对水力裂缝表面进行处理，形成高导流稳定的酸蚀支撑裂缝。②复合酸压技术4、目前国内外主要酸液体系

（1）、以盐酸为主的胶凝酸酸液体系该酸液体系的最大优点是降阻性能良好，而且能有效的降低酸液的传质速度和降低酸液的滤失速度，提高酸液的穿透深度和酸蚀裂缝的长度，扩大酸液的有效作用范围，目前，国外，开发的胶凝酸体系，在15％的盐酸中和100s-1的剪切速度条件下，剪切1小时以后，仍具有较高的粘度。随着国内一些高温碳酸盐岩油藏的开发，如胜利油田的所属的富台油田、勃深6区块、埕北30等油田和区块的开发，由于这类油藏埋藏深（在3500m～5000m），油藏温度高（温度达到175℃），油藏破裂压力高、裸眼完井且井段较长等特点，使得酸压施工对胶凝酸体系的性能要求越来越高，研制一种在高盐酸浓度（25％以上）和高温条件下（170℃以上）的新型胶凝酸体系是目前的当务之急。（2）、乳化酸体及微乳酸

以高浓度盐酸为内相、柴油或煤油为外相的乳化酸体系，在降低酸岩表面的反应速度，提高酸液的穿透深度和作用距离方面，比胶凝酸更具有优势，目前，在新疆西北石油局塔河油田的酸压施工过程中，已推广应用了一些乳化酸体系，但是，乳化酸体系在施工过程中暴露出一些问题：如酸液的摩阻过大，大大限制了酸液的施工排量，一般的乳化酸的摩阻与清水摩阻十分接近，而胶凝酸的摩阻只有清水摩阻的25～40％。因此，用乳化酸施工，酸液的排量很难达到2m3/min。对此，国外研究者主要做了以下三个方面的研究工作：用有机烃类（如二甲苯）代替高粘度的原油；在油酸乳化液中充入氮气，形成三相乳化液；开发低摩阻的微乳化酸。

（3）、变粘酸酸液体系变粘酸酸液施工体系主要是通过酸岩反应的进行，当残酸的pH值降低到一定值以后，酸液的粘度升高，从而堵塞滤失通道、降低酸液的滤失，提高酸液的穿透深度和酸蚀裂缝的导流能力。D.J.White,B.A.Holms报导了变粘酸体系的研制和现场应用情况，该变粘酸在开始时具有比较低的粘度和摩阻，现场施工操作方便。随着酸液与岩石反应的进行，酸液的pH值逐渐升高，酸液的粘度由开始时的30mPa.s（170s-1）左右上升到1000mPa.s（170s-1）左右，这样变粘酸体系由于粘度的升高，可以封堵滤失的缝洞，从而达到降低酸液滤失的目的。随着酸岩的进一步反应，酸液的pH值进一步升高，酸液的粘度又降低下来，以利于残酸返排出地层。通过研究发现，该变粘酸体系，可以大大降低酸液的滤失，提高酸液的穿透深度和酸蚀裂缝的导流能力。根据在NorthDakota州MissionCanyoncarbonateformation的应用证明，该变粘酸可以大幅度的降低酸液的滤失、提高酸液的穿透深度和提高酸压的施工效果。（4）：VES自转向酸国外2003年7月份报导的一种新的酸液体系，其性能和原理与变粘酸基本相似，不同之处是随pH值的升高，VES自转向酸用粘弹性表面活性剂增粘，而变粘酸是用聚合物和交联剂交联，这样，由于变粘酸中含有大量的高聚物，在降低对油藏伤害方面，VES粘弹性自转向酸对油藏的伤害比变粘酸的的伤害小的多。粘弹性表面活性自转向酸国内、外主要品牌：1、DiwertTMSAcidBJSERVICESCOMPANY2、SDVAACIDSchlumberger3、VDA-SL自转向酸胜利采油院VDA-SL自转向酸粘度随HCl含量变化

前置压裂液研究采用前置液酸压和多级交替注入酸压是进行碳酸盐岩油藏酸压改造最有效的方式。前置压裂液在酸压中起到造缝、降滤和冷却地层等作用，其配方性能是影响酸压效果的重要因素。为了提高前置压裂液的性能，在试验室内，我们研究成功了以0.6%的羟丙基瓜胶为主体的压裂液体系，前置液基液配方组成为：0.6%羟丙基瓜胶+pH调节剂+助排剂＋杀菌剂＋粘土稳定剂5、酸压工作液体系研制及评价技术

项

目技术指标外

观均匀粘稠液体基液粘度

mPa·S（170S-1）80~90水不容物含量，%，≤9PH值9~10破乳率，%，

≥95表面张力，mNm，≤30与地层及地层流体和酸液配伍性不乳化、无沉淀、无润湿反转酸压前置液基液性能指标项目技术指标外观成胶体,可挑挂冻胶粘度mPa.s(常温,剪切速率170S-1)400～600成胶时间,min3～5耐温性≥℃175耐剪切性,170S-1,1h≥mPa.S100残渣含量≤%,mg/l500前置液冻胶主要性能指标

新型耐温压裂液的流变性试验主体酸－胶凝酸体系的研究胶凝酸种类试验浓度不同温度下的粘度（mPa.s）20%HCl+4%YLH-1室温80℃120℃WD-13A4％38228.3AM-C184％211WD-134％3.51.21YL-11％78601目前胜利油田酸压应用的胶凝酸的粘—温性能对比塔河油田常用胶凝酸液体系性能指标CT1-9加量170S-1粘度（mPa.S）毛细管粘度（mPa.S）20℃90℃120℃20℃90℃120℃2%24.68.84.911.03.92.22.5%29.711.67.214.25.63.4盐酸浓度TZC-1用量170S-1粘度（mPa.S）毛细管粘度（mPa.S）20℃120℃20℃120℃20%1.0%26.29.011.94.81.5%52.317.923.87.5625%1.5%48.316.521.76.64时间（