【正文】 沉淀。沉淀物傷害主要取決于：(1)化學因素：沉淀物在后置液及油層天然流體中的溶解 度。(5)油層因素：傷害與滲透率、孔隙大小和空隙形態(tài)等巖石特征有關[3033]。參考相關油田的成功經(jīng)驗，常用的酸液體系以及施工濃度有以下幾種：常規(guī)土酸體系，適用條件：砂巖儲集層的解堵酸化施工，恢復和提高近井地帶滲流能力。適用條件：砂巖油氣層的深穿透酸化施工或高溫井的酸化施工[38]。泥酸體系，順序注入鹽酸和氟化胺，利用粘土的天然離子交換性，在粘土顆粒表面生成氫氟酸，就地溶解粘土。典型配方：磷酸+～1%鐵離子穩(wěn)定劑+～2%磷酸鹽結晶改良劑+～%羧基醋酸+酸穩(wěn)定防沫劑+表面活性劑[27]。 復合酸體系，主要組成：甲醛、氟化銨、有機羧酸鹽。低滲砂巖酸化是一個相當復雜的酸巖反應過程，包括多種礦物、堵塞物與處理酸液之間的反應，反應發(fā)生在多孔介質中，屬“非均質”反應，加之每種物質與酸的反應速度不一致，同時反應表面也難以預測，使得準確預測砂巖酸化這一復雜過程的結果是十分困難的。稠化酸酸化工藝：該工藝主要用于中、低滲儲集層的改造，既可采用單一的稠化酸注入法，也可采用注前置液加稠化酸的施工方法致密均質的碳酸鹽巖儲集層用稠化酸酸化時，首先使用高粘前置液在地層壓開一條水力裂縫，再利用稠化酸沿裂縫剖面刻蝕出一條高導流深穿透酸蝕裂縫裂縫性碳酸鹽巖儲集層用稠化酸酸化時，不需要前置液，直接利用稠化酸。采用閉合酸化工藝，可在此類地層中獲得理想的裂縫導流能力，從而達到增產(chǎn)的目的[21]。多級注入酸壓閉合酸化工藝：常規(guī)酸三級注入酸壓后，隨著閉合壓力的增加，導流能力下降很快，而稠化酸三級注入酸壓后的導流能力下降幅度小[32]。注水井增注酸化工藝：常采用酸化防膨增注工藝。根據(jù)油井類型、生產(chǎn)歷史、地層傷害機理、井底溫度、壓力、物性、礦物組成、原油性質等油氣藏地質資料、現(xiàn)場統(tǒng)計分析結果以及酸化專家的經(jīng)驗知識，提供酸化工藝設計方案，提供添加劑及酸化液體系的選擇原則。美國LT大學亦將基質酸化專家系統(tǒng)與砂巖酸化模擬器綜合在一起，開發(fā)研制了優(yōu)化專家系統(tǒng)ASSESS。對于優(yōu)化相關施工參數(shù)規(guī)模設計上，主要來源于現(xiàn)場實踐，建立在先導試驗的基礎上對施工目的井進行對比分析，主要依賴于措施后效果、傷害等分析來進一步優(yōu)化調整參數(shù)。第二章 新民油田儲層結垢機理研究新民油田注水井網(wǎng)布局合理，注水后油井受效明顯，原油產(chǎn)量相對穩(wěn)定。2008年酸化施工195井次。壓裂事故井增多 由于油井普遍結垢，小直徑膠筒在高壓下膨脹系數(shù)大，套管壁不光滑使得收縮不好，2005年，壓后強拔7口井，造成卡井1口，并且由于結垢使壓裂增產(chǎn)效果不能充分發(fā)揮?？刂?3口油井，我們統(tǒng)計了可對比的35口油井產(chǎn)量。219mm縮小到193mm，結垢速度26mm/年。根據(jù)新民油田儲層特點及開發(fā)現(xiàn)狀，對儲層可能存在的潛在傷害因素分析，可為酸化解堵提供設計依據(jù)。鉆井、注水泥、射孔等過程中，由于完井液與產(chǎn)層接觸，發(fā)生水敏、速敏、鹽敏等效應；完井液由于密度不合理，造成固體顆粒堵塞儲層，及射孔過程中的壓實作用，都會對地層產(chǎn)生不同程度的損害。由于注入水長期和油氣層接觸，注入水的高礦化度、注入水中的機械雜質、注入水中的細菌、注入水中的含氧等，由此產(chǎn)生垢及腐蝕后的銹蝕產(chǎn)物，都會對地層產(chǎn)生嚴重的損害。水質構成的影響。由于采出水中含有一定量的二氧化碳，隨著采出液壓力的下降，將有大量碳酸鹽析出，造成地層及井下機具結垢。由于原油物性差，膠質、瀝青質、蠟含量高，隨著開發(fā)時間的延長，這些物質將在地層中沉積，使結垢趨勢加劇。酸化二次堵塞原因分析由于常規(guī)的酸化處理能夠溶解碳酸鹽、硫化鐵等酸溶性垢物，但卻不能溶解有機物質和油質等，酸化處理過程中，由于酸不斷地被消耗，處理液的PH值隨之上升，溶解了的硫化鐵又會沉淀下來堵塞地層孔隙，沒有溶解的有機物質和油質等將使二次堵塞加劇。碳酸鹽鈣、鎂垢是硬度離子過飽和后的沉積垢。滯留在地層的鈣、鎂離子生成了不溶物碳酸鈣（鎂），產(chǎn)出水的鈣、鎂離子都有明顯的減少，這是地層結垢的主要原因。新民油田不同地區(qū)的結垢成分也不同：存在單一的無機垢類型，同時也存在有機與無機垢相互包容類型；部分地區(qū)的有機垢中存在大量的鐵離子成分，處理中需要考慮加入鐵離子穩(wěn)定劑；油層中存在鐵離子形成的地層堵塞。扶楊油層儲集層為粉砂巖和混合細砂巖，結垢為碳酸鹽，因此，常規(guī)酸液酸巖反應速度過快，活性降低快，雖然波及深度達到2一3m，但是有效處理半徑小，而加大現(xiàn)有酸液用量并不能擴大有效處理半徑，只能造成近井地帶過度溶蝕，地層的深部傷害并不能得到有效地處理。儲層中的敏感性礦物，往往分布在孔隙喉道處，處于與外來流體優(yōu)先接觸的位置。巖心敏感性流動試驗是根據(jù)達西定律，在一定條件下注入各種與地層損害有關的實驗流體，測定實驗前后巖樣滲透率的變化，用以評價儲層的敏感程度。儲層存在中等偏弱的速敏效應，說明外來流體的注入引起地層中的微粒運移，造成喉道堵塞，從而使巖心滲透率下降。依次注入標準鹽水(礦化度25000mg/L)、標準鹽水(礦化度12500mg/L)、蒸餾水進行水敏性流動試驗，由測試結果可以看出：注入標準鹽水時，儲層滲透率幾乎沒有變化，當注入蒸餾水時，滲透率明顯下降。在原始地層條件下，這個“離子氛”受到溶液中其他離子的屏蔽，這種斥力相對較小并已經(jīng)達到了一種平衡，淡水的注入打破了這種平衡，從而造成其結構穩(wěn)定性減弱，發(fā)生膨脹堵塞喉道。通常高于地層水礦化度的外來流體進入儲層后引起粘土礦物收縮、脫落，而低于地層水礦化度的流體進入儲層后引起粘土礦物膨脹、分散的運移。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是由于儲層中的粘土礦物帶負電荷，當它們遇到水時平衡這些負電荷的無機陽離子的水化，以及晶面處硅氧鍵或氧氫鍵的偶極對水分子的吸引，使粘土礦物晶層間的引力減弱，導致膨脹分散。實驗結果表明：103μm2，103μm2，滲透率變小，但變化不大，酸敏程度弱。該地區(qū)儲層砂巖主要是長石細砂巖，填隙物成分主要為粘土礦物。在堿驅過程中，容易在生產(chǎn)井周圍結垢；與地層流體接觸形成無定形硅質沉淀；與地層中的膠結物反應，使結構破壞造成出砂。通常情況下，由于巖石本身的顆粒，尤其是膠結物質，都是由彈性和粘性（塑性）碎屑組成，其機械性能的非均質性，致使一部分發(fā)生彈性形變，而另一部分在相同應力下可發(fā)生塑性形變。測定上覆壓力從常壓漸升至25MPa，再降至常壓，再升至25MPa情況下不同壓力點的孔隙度和滲透率變化情況，測定結果如表31所示。 巖心滲透率與上覆壓力關系曲線 巖心孔隙度與上覆壓力關系曲線因此，在低滲透油田的開發(fā)過程中，地層壓力下降幅度越大，油層孔隙度和滲透率下降的幅度越大。、酸液及添加劑選擇原則國內外用于砂巖酸化處理的化學藥劑發(fā)展很快，可供現(xiàn)場酸化施工選擇的種類很多。(2)避免傷害性沉淀原則:國內外實驗結果表明:低濃度的氫氟酸能減少對地層的傷害。一般傷害半徑小(主要是鉆井完井過程的傷害)，用常規(guī)土酸。(7)產(chǎn)出液選擇原則:根據(jù)儲層的流體特征、含油氣性質確定與之配伍的酸液體系和施工工藝，不同油氣藏類型，其酸化時的添加劑是不同的。 (2)能夠解除污水回注及增注過程造成的地層傷害。 (7)酸液體系的現(xiàn)場可操作性強，傷害低，價格/性能比合理。新民油田扶余油層儲層性質主要儲集空間為殘余孔隙，也可見粒間孔隙，少見粒內孔隙。主體酸采用土酸溶解部分無機堵塞物和長石、粘土，增大孔隙孔道，解除近井地帶的污染。為此確定以土酸和有機解堵劑為主而形成的復合酸液體系?？姑舾行蕴砑觿┑倪x擇縮膨劑是綜合粘土轉型、“包被”機理、多點吸附等原理合成出來的一種多功能粘土礦物處理劑，它通過與粘土礦物發(fā)生物理化學反應，使粘土晶格改性，遇水后不膨脹；已膨脹的粘土晶格，通過化學反應后釋放出水分子，晶格縮小。該穩(wěn)定劑具有三個配位基團，對鐵離子的穩(wěn)定作用是乙酸的三倍。有機解堵劑的選擇我們采用以油酸鈉、硬脂酸鈉其中加有破乳劑、表面劑、活化劑等對有機垢解除較為徹底的膏狀有機解堵劑對地層中沉淀的有機物質如蠟、膠質、瀝青質等有較好的增溶、剝離、分散、洗滌等作用，同時可降低油水界面張力，降低油流阻力，提高地層的滲流能力。優(yōu)選主劑配方結果：8%HCL（或土酸）+5%有機解堵劑B：配方中添加劑的篩選（1） 緩蝕劑濃度的篩選 根據(jù)吉林油田油層特性我們選用陰極型緩蝕劑A，下表37給出不同濃度下A的實驗數(shù)據(jù)：(鋼質采用N80油管鋼,。假設井筒半徑為Rw，污染半徑為Rs，井控制地層半徑為Re，未污染地層滲透率為Kl，地層污染后滲透率為K2，井筒、污染帶、。 則對于未污染井，其注入量增加倍數(shù)為:= (37)已污染的井酸化 (l)增注倍數(shù)的確定 對于井徑為Rw，污染半徑為Rs，井控制地層半徑為Re，酸化半徑Ra，根據(jù)式(35): l)當RwRa≤Rs時:Q6= (38) 其中，X2為滲透率恢復率。因此酸化的最佳半徑應以取得最大效益為準則，下面通過公式推導及圖版，分別確定不同堵塞類型的最佳酸化半徑。根據(jù)目前新民砂巖油田現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，水井控制地層半徑200m，則可得增產(chǎn)倍數(shù)與酸化半徑關系圖，增大酸化半徑增產(chǎn)倍數(shù)隨之增加，說明增大酸化半徑對提高產(chǎn)能是有益的 假設砂巖油田每單位油層注入量為10m3，地層孔隙度20%，按每20 m3水產(chǎn)1t油，、。(3)砂巖油田已污染油層酸化半徑的確定:表310不同堵塞類型污染半徑表 1)粘土污染: Rs=3m，x2=1 .51，根據(jù)達西公式可得:x=，經(jīng)計算可得出不同酸化半徑與增產(chǎn)倍數(shù)的關系，通過計算不同酸化半徑所得的最大效益，進一步確定酸化半徑，、?！∷峄霃脚c增產(chǎn)倍數(shù)的關系曲線(有效期一年)(有效期半年)，在2m內，隨酸化半徑增大，增產(chǎn)倍數(shù)增大幅度較大，在酸化半徑超過2m后，則曲線變緩，表明增產(chǎn)倍數(shù)增大幅度變緩，效益增加不明顯，甚至出現(xiàn)負增長，由此可見，對于泥漿和機械雜質污染的注水井，若有效期達到一年，投入產(chǎn)出比為1:?，F(xiàn)場中井底壓力的計算是按下式進行的: P井底＝P井口+ P液柱 P摩阻　　　　　　　 　　?。?14）其中：P井底—井底壓力，MPa；　　　P井口—井口注入壓力，MPa；　　　P液柱—液柱壓力，MPa。h一液柱高度。 K—地層滲透率，μm2。μ—粘度。、施工液量的確定 對于封閉油藏()，利用體積公式可計算出現(xiàn)場施工所需酸液用量。 根據(jù)公式(320)，結合前面所確定的不同酸化類型地層的酸化半徑，可得出不同類型酸化地層的酸液用量，見表311。、自產(chǎn)氣泡沫酸化技術提高酸液利用率，防止酸液無效循環(huán)，酸液快速返排是保證酸化效果的重要因素。簡化了施工程序，降低了作業(yè)成本。自產(chǎn)氣泡沫酸酸化機理(1) 產(chǎn)氣原理：該藥劑在57℃以上，可連續(xù)產(chǎn)生氣體（遇酸也可以產(chǎn)生氣體），初期產(chǎn)氣速度快。(2)起泡助排原理：采用DXQ－1起泡助排劑，由特種表面活性劑及相應的助劑組成，在地層溫度下穩(wěn)定，泡沫半衰期平均地1500S左右。m－1,利于返排。在地層溫度≥60℃的地層均可以應用，并適于各種酸化體系。上世紀90年代初，有人提出最大壓差最大排量法（MAPDIR）。這些技術中以注入顆粒轉向劑最為有效。同時要有較合適的密度，一是便于在注入液體懸浮，利于注入，防止在井底堆積；二是在注入液中分配均勻，可選擇性進入高滲透層。將這2種剛柔互濟的樹脂按一定比例混合復配使用，不僅可以提高產(chǎn)品的抗溫性，還能使產(chǎn)品具有優(yōu)異的分流轉向能力。暫堵劑的酸溶性實驗可知，該劑在酸中既不溶解也不溶脹。暫堵酸化實驗在相同的條件下（DXZ－1濃度為7%、溫度為65℃，注入量5PV），5 組不同滲透率的人造巖心的解堵參數(shù)見表。在實驗過程中，將不同滲透率的天然巖心并聯(lián)，擠入暫堵分流劑（， MPa，反向用氯化銨3%溶液驅測滲透率，得到暫堵劑對高、低滲透率巖心分流轉向數(shù)據(jù)。、選層方法的研究在深入研究選井選層方法的基礎上，改變以往只注重地質認識的選井狀況，加強油井是否結垢的狀況評價，地質上對能量及產(chǎn)能發(fā)揮情況進行細致分析，提高選井質量。選井時論證井控儲量、周圍注水、地層壓力情況、表皮系數(shù)大??；查閱修井記錄區(qū)域是否有結垢結蠟；含水突然上升取采出液化驗氯根等資料驗證是否是注水竄導致。，與水井連通較好，主力層基本與水井成主河道連通，水井注水正常，吸水較好。統(tǒng)計全區(qū)重復酸化80口井，措施周期在1224月間的措施井有37井次，%，增產(chǎn)較好。把水質化驗數(shù)據(jù)、作業(yè)反饋結垢情況、測壓資料有效地應用到選井工作中，并在地質方案中進行了詳盡的描述，對施工單位科學制定針對性措施起到了積極作用。第四章 低滲透油田深部酸化技術研究自新民油田開展酸化增產(chǎn)技術以來，油井酸化周期逐漸縮短，為保證酸化的增產(chǎn)效果，我們對油井深部酸化技術作了如下試驗研究。但是酸巖反應是一個復雜的化學過程，巖心溶蝕率的增加也伴隨著二次污染，因此，巖心溶蝕率應在一個合理的范圍（20%－30%）。、提高酸化效果、油井深部酸化的技術保證人們認識到，當?shù)貙訐p害原因確定之后，對地層堵塞物的解除可以找到一個針對性的酸液配方，然而，實施過程中，要提高酸化效果主要有二個方面，一個是緩蝕；即充分保護地面設備和井下設備不受酸液的腐蝕，以延長油井的壽命；它是酸化的經(jīng)濟有效性的重要指標；二是緩速，它是決定酸化工藝中酸液是否可與巖石充分反應，能達到酸化效果的一個重要條件。而距井口近的地層，往往有時會反應過度，以致?lián)p害地層膠結物的骨架，造成二次損害。 我們采用的螯合酸配位體為4，可分四級螯合、解離，為此隨著解離級數(shù)越大，解離出的氫離了就越慢，當氫離子消耗的時候，平衡向解離方向移動，釋放氫離子，直到