【導讀】酸化是油、氣、水井增產(chǎn)增注的重要措施。酸化是利用酸液的化學溶蝕作用及。向地層擠酸時的水力作用解除地層的堵塞，酸化施工工藝簡單、成本低廉，目前酸化工藝技術發(fā)展很快，為了更好。提高，我國各油田在油層酸化應用方面，一起應用，形成一套多功能的酸液體系，針對碳酸鹽巖油氣層的處理。自生土酸、固體酸和復合酸等。油層滲透性能良好。理區(qū)域應具有高的油相和氣相滲透率。這些反應中最主要。這種反應稱為非均相反應，這是由于反應發(fā)生在固體。和液體的界面上，而不是發(fā)生在一個連續(xù)相中。生前，酸必須以對流或擴散的方式傳質到礦物表面。反應速度依賴于傳質和表面反應速度。礦物引起的，這也是通過基質酸化提高滲透率的機理。是砂巖，從連續(xù)液相中產(chǎn)生反應產(chǎn)物的沉淀。酸化過程中許多因素應予以考慮，關鍵在于設。蝕地層管線及壓裂車組和高壓井口裝置；變化，壓力及流速也發(fā)生變化。解除近井地帶的污染，產(chǎn)量的情況下增產(chǎn)。響，恢復地層原有的滲流能力。

　　

【正文】 所吸收 ， 引起這類粘土礦物的膨脹 ， 特別是高含 Na蒙脫石類粘土 ， 膨脹體積可達 610倍 ， 因而使孔道變窄甚至堵死孔道 ，使儲層喪失滲透性 ， 即使酸液溶解掉部分粘土礦物 ，也很難抵消其造成的傷害 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 （ 2） 酸液的沖刷及溶解作用造成微粒運移 高嶺石類粘土在儲層中很難結晶 ， 它們松散地附著在砂粒表面 ， 隨著酸液沖刷 ， 剝落下來的微粒將發(fā)生遷移 ， 造成孔隙喉道的堵塞 ， 進而降低滲透率 ， 伊利石類粘土在砂巖中可以形成大體積的微孔 （ 蜂窩狀 ） 這些微孔可以束縛酸中水 ， 有時在孔隙中還可發(fā)育成類似毛狀的晶體 ， 增加了孔隙的彎曲性 ，降低滲透率 ， 酸化過程中或酸化后隨酸液或流體流動而破碎遷移 ， 引起孔道堵塞 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 （ 3） 酸液產(chǎn)生液堵 不論是那類粘土礦物 ， 酸化過程中酸溶解膠結物不同程度的使儲層顆?；蛭⒘Ｋ缮?， 脫落而運移堵塞 ， 這些微粒隨酸液的流動攪拌與殘余原油一起形成穩(wěn)定的乳化液 ， 產(chǎn)生液堵 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 （ 4） 酸化導致巖石潤濕性改變 酸液注入儲層后 ， 井壁附近含水大大增加 ， 水油流度比大于 1時會出現(xiàn)水鎖 ，因此應加強酸化后排液工作 。 酸液中的表面活性劑可能改變巖石潤濕性引起儲層傷害 ， 若酸化時再形成乳化 ， 泡沫等 ，兩相流動阻力增大 ， 特別是氣泡流經(jīng)喉道時 ， 會 產(chǎn)生賈敏效應封堵喉道 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 三 、 酸液與儲層礦物反應產(chǎn)生二次沉淀傷害 酸化過程中 ， 酸溶解礦物而擴大孔隙或裂隙空間 。 但若溶解后的產(chǎn)物再次沉淀出來 ， 則會重新堵塞孔道 。 酸化后再次沉淀物一般如下： 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 酸化后產(chǎn)物的結垢 酸化過程中產(chǎn)生的過剩的 Ca2+等離子 ，在酸化后若不能及時排出 ， 將與油層中的 CO2作用生成碳酸鈣再次沉淀結垢 ， 這些垢與砂子及重油等伴隨一起堵塞儲層 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 鐵質沉淀：酸液溶解含鐵礦物產(chǎn)生不溶產(chǎn)物 綠泥石類粘土是水合鋁硅酸鹽 ， 常常含有大量的鐵 ， 對酸和含氧的水非常敏感 ， 它很容易溶于稀酸 ， 用酸處理時可以被溶解掉 ， 但當酸耗盡時 ， Fe3+可以再次以氫氧化鐵凝膠沉淀出來 ， 堵塞儲層 ， 這種情況特別是酸液未加螯合劑時 ， 更為嚴重 。 酸化時除上述綠泥石被溶解釋放出鐵離子之外 ， 儲層中其它礦物的溶解也可能釋放鐵離子 ， 此外 ， 酸液本身在生產(chǎn) 、貯運過程中都污染有鐵離子 (一般的量為 180PPM左右 )， 其中軋屑 、 鱗屑等外來溶于酸液中的鐵大多為三價 ， 而儲層礦物溶于酸中的鐵多為二價 (黃鐵礦 、 磁鐵礦 、 菱鐵礦 )。 這些鐵離子可以水化沉淀或與儲層內部物質反應生成沉淀 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 鐵在酸中的溶解度與酸液的 PH值有密切關系 ，三價鐵離子 Fe3+ 在酸液 PH為 Fe(OH)3的形式產(chǎn)生沉淀 ， PH值為 Fe3+完全沉淀；二價鐵離子 Fe2+只有在 PH值達到 7以上才開始沉淀 。 由于殘酸通常能達到的最大 PH值為 左右 ， 因此 ， 在殘酸排出儲層之前 ， 引起堵塞的主要是三價鐵離子的沉淀 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 （ 1） 鐵離子與儲層中硫化氫反應 酸化含硫化氫反應酸化含硫化氫的油氣儲集層時 ， 酸化產(chǎn)生的 Fe3+與 H2S相遇要發(fā)生氧化還原反應 (H2S為還原劑 )。 2Fe3++H2S→S↓+ 2Fe2++2H+ Fe3++3H2O→Fe(OH) 3↓+ 3H+ 其結果生成硫和氫氧化鐵沉淀 ， 另一方面二價鐵離子與 H2S反應也會生成沉淀 。 2Fe2++H2S→FeS↓+ 2H+ FeS在酸液 PH值升到 ， PH值升至 ， 則完全沉淀 ， 因此對于含有 H2S的井 ，無論是三價還是二價鐵離子都能形成沉淀 ， 故需添加性能較好的鐵離子穩(wěn)定劑 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 （ 2） 鐵與瀝青質原油結合 酸化作業(yè)時 ， 瀝清質原油對 Fe2+、 Fe3+非常敏感 。 形成的鐵化物 (即酸渣 )膠體沉淀 ， 既可堵塞儲層 ， 又是一種乳化穩(wěn)定劑 ， 促使瀝清膠質堵塞儲層 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 氫氟酸反應產(chǎn)物產(chǎn)生沉淀 砂巖儲層酸化使用的酸液 ， 不論屬于何種體系 ， 其主要成分為 HF， HF與儲層礦物反應后可產(chǎn)生多種沉淀 。 （ 1） 鈣鹽沉淀 HF與 CaCO3 CaCO3+2HF→CaF 2↓+H 2O+CO2↑ CaF2很容易沉淀 。 CaF2沉淀是由于酸液在儲層中停留時間太長 ， 并且隨著酸的消耗 ， PH上升所致；加入HCL可增加 CaF2的溶解度 ， 減輕傷害 。 一般地保持低PH值和減少關井時間可防止 CaF2在大量沉淀 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 （ 2） Na鹽和 K鹽沉淀 SiＯ 2+6HF→H 2SiF6+2H2O Al2Si4O10(OH)2+36HF→ 4H2SiF6+12H2O+2H3AlF6 NaAlSi3O8+22HF→ 3H2SiF6+AlF3+NaF+8H2O 氫氟酸與砂子及粘土反應生成的兩種酸 ， 又將與儲層巖中或儲層水中的鉀 、 鈉等離子反應產(chǎn)生不溶性沉淀物 。 H2SiF6+2Na+→Na 2SiF6↓+ 2H＋ H2SiF6+2K+→K 2SiF6↓+ 2H+ H3AlF6+3Na+→Na 3AlF6↓+ 3H+ H3AlF6+3K+→K 3AlF6↓+ 3H+ 這些氟硅酸鹽 、 氟鋁酸鹽是膠狀物質 ， 沉淀后牢牢地粘附在巖石表面上 ， 產(chǎn)生傷害十分嚴重 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 （ 3） 水化硅沉淀 研究表明 ， 水化硅的生成是由于 HF與砂巖反應后的殘酸再與粘土礦物發(fā)生二次反應的結果 。 酸化時 ， 隨著 HF的不斷消耗 ，當游離 F濃度減至 105mol/l時 ， 最初溶解于酸中的硅又將以水化硅膠態(tài)沉淀下來 ， Al2Si2O5(OH)4+18HF→ 2H2SiF6+2AlF3+9H2O H2SiF6+4H2O→Si(OH) 4+6HF 減輕水化硅沉淀 ， 可采用如下方法：酸化后迅速排液 。 研究表明 ， 殘酸在巖心中停留時間越長 ， 水化硅沉淀量越多；使用低濃度的 HF酸化 ， HF濃度越低 ， 溶解的硅越少 ， 沉淀出的硅自然也少 ， 注水井可采用過量沖洗 ， 將近井帶的殘酸驅至遠離井壁 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 不合理的施工所造成的損害 （ 1） 施工管線設備銹蝕物帶入油氣層生成鐵鹽沉淀 由于酸具有很強的腐蝕作用 ， 尤其對于設備 、 管線 、管柱造成的銹蝕更為突出 。 配置酸液過程中會有軋屑 、鱗屑等鐵鹽溶于酸液中 ， 這類含有三價鐵離子雜物會與酸作用產(chǎn)生沉淀物 。 油氣層中生成的這類沉淀 ， 會引起堵塞 ， 造成儲 、 滲空間縮小 ， 損害地層 。 （ 2） 酸化后排液不及時造成的損害 酸化過程中產(chǎn)生的過剩的 Ca2+等離子 ， 在酸化后若不能及時排出 ， 將與油層中的 CO2作用生成碳酸鈣再次沉淀結垢 ， 這些垢與砂子及重油等伴隨一起堵塞儲層 。 酸化過程中的儲層傷害及儲層保護 技術交流材料 在酸化中采取的油層保護技術有： ⑴高含瀝青質原油的地層酸化，我們開發(fā)了酸渣沉淀控制技術，它解決了酸化過程酸渣沉淀造成的二次傷害。 ⑵含鈣質成份的砂巖酸化，我們有獨特的氟化物沉淀控制技術，它可以避免形成CaF2等難溶沉淀物。 技術交流材料 ⑶粘土含量較高的地層酸化，我們有獨特的粘土晶格膨脹消除技術，它可以解決粘土已經(jīng)膨脹或將來膨脹造成的孔道堵塞。 ⑷潤濕反轉控制技術。由于酸化添加劑種類繁多，性質各異，它們極易使地層產(chǎn)生潤濕反轉，使?jié)B透率大幅度下降。國內研究成果表明，地層一旦產(chǎn)生潤濕反轉，滲透率將下降 40%。我們研究的潤濕反轉控制技術，可使巖石保持原來的潤濕性。 技術交流材料 七、排液工藝技術 技術交流材料 ? 大港油田酸化排液工藝歷程： ? 勘探初期：自噴排液和抽汲（提撈）排液 ? 70年代初：試驗氣舉排液 ? 70年代末：完善混氣水排液和氣舉凡爾排液 ? 90年代：液氮排液 ? 二十一世紀初：水力泵排液 技術交流材料 ? （ 1） 抽汲排液： 用一種專用工具將井內液體抽出來，達到降低井筒液面，排出井內液體的目的。 ? 適用范圍： ? 油質不太稠，能使抽子順利起下的井 ? 動液面在 1600~1700m以上，供液較充足的地層 技術交流材料 ? 抽汲工具： ? 抽子、加重桿、繩帽、抽汲管柱、抽汲繩 ? 抽汲的注意事項： ? 1） 往滾筒上纏繞抽汲繩時，每一層要排列整齊且纏滿； ? 2）做警示信號： 50、 20米； ? 3）抽汲中應做到慢下快起； ? 4）其它注意事項： 技術交流材料 （ 2）混氣水排液技術： 它具有經(jīng)濟實用、效果好的特點，但存在安全隱患，施工局限性大。 技術交流材料 ? 混氣水排液原理： ? 混氣水排液是壓風機把高壓空氣由油套環(huán)空注入，液體從油管返出，當舉到最高工作壓力時，繼續(xù)氣舉同時泵車從油套環(huán)空泵入清水形成混氣水頂替氣柱，井筒內液體由油管內逐漸返出地面，保持這一工作壓力繼續(xù)泵入高壓空氣、清水，當氣柱接近管鞋時，部分氣體迅速從油管內上升，這時表現(xiàn)為泵壓迅速下降，循環(huán)出口排量突然變大，呈現(xiàn)較大“噴勢”，此時迅速停車，立即關閉油管閘門，暢開套管閘門放噴，在井筒內氣體膨脹的作用下，打入井內的混氣水基本上都能排放出來，井筒內只剩一個油管容積的清水。 技術交流材料 ? 混氣水排液存在的問題： ? 從混氣水排液理論可以知道，在混氣水排液中最理想的狀態(tài)是只能將油套環(huán)空液體全部排出，即 H=（ L V1） /V2 ? 式中： H掏空液面深度；單位 m ? L施工管柱深度；單位 m ? V1油套環(huán)空容積；單位 m3 ? V2油套環(huán)空容積 +油管內容積；單位 m3 ? 從上式可以看出，混氣水排液不能掏空至任意深度，而是有一定的限度。 技術交流材料 ? 排液注意事項： ? 1） 氣舉前地面管線試壓至 ? 2）氣舉中管線刺漏應關閉閘門，管線放壓后再做處理 ? 3）出口管線應接鋼質硬管線，并用地錨固定 技術交流材料 （ 3）液氮排液技術： 該工藝彌補了混氣水排液在油氣井使用時存在的安全隱患。但施工時間長、液氮用量大、費用高，排液受專用設備的限制。 技術交流材料 ? 設備組成： 車體、自背罐、液氮泵、蒸發(fā)器 ? 技術指標： ? 最高排出壓力： (15000psi) ? 最大液氮排量： 142L/min ? 最大氮氣排量： 99m3/min ? 自背罐容積： ? 損耗率： % 技術交流材料 ? 施工注意事項： ? 1）泵注前管線試壓 ? 2）進口接單流閥，出口接針型閥 ? 3）進出口 管線應接鋼質硬管線，并用地錨固定 ? 4）放氣時用針型閥或油嘴控制 ? 5）放氣過程中切勿直接用手觸摸管線，防止凍傷 技術交流材料 （ 4）自生氮氣排液技術： 該排液技術是由技術研究所自主開發(fā)，它是利用普通泵車將預先配置好的溶液替入井筒，在井內發(fā)生化學反應生成氮氣并放出熱量（大于 100 ℃ ），氮氣膨脹將井內液體帶出地面，實現(xiàn)降低液面深度達到誘噴排液目的，降液面深度可達 2020m；另外，利用該技術產(chǎn)生熱量的特點還可用于清洗井筒附近地層和生產(chǎn)管柱的有機物。通過在多口井上使用，證實該工藝是一種設備簡單、費用低、安全可靠的排液方法。 技術交流材料 八、酸化地面設備及井下工具 技術交流材料 酸化地面設備及井下工具 酸化已成為油氣井增產(chǎn)的主要措施，為配合各種酸化工藝技術的實施，將酸液有效地擠入地層所需的酸化地面設備有壓裂車、高壓井口、高低壓管匯、運酸車和儲酸罐等輔助車輛，井下工具主要是封隔器及相應的配套工具，其中以水力壓差式、卡瓦式及水力壓縮式封隔器使用最為廣泛。 技術交流材料 一、酸化地面設備 酸化施工地面流程主要由兩部分組成：一是高壓部分，即壓裂車出口至高壓井口，稱為高壓注液地面流程。二是低壓部分，即從儲酸罐、儲水罐至壓裂車吸入管稱為低壓供液地面流程。 ? 高壓地面流程：由高壓井口、高壓管匯組成，其作用是將壓裂車泵出的高壓液體注入井內，因此它必須滿足高壓、耐腐蝕、摩阻小的要求。 ? 高壓井口：由總閘門、套管閘門、高壓四通、懸掛短