低滲砂巖油藏酸化解堵技術研究

＊王利民葉遠輝董新軍

（1.華北油田供水供電服務中心 河北 062552 2.華北油田天成公司 河北 062552 3.華北油田二連分公司 內蒙 026000）

低滲砂巖油藏酸化解堵技術研究

＊王利民1葉遠輝2董新軍3

（1.華北油田供水供電服務中心 河北 062552 2.華北油田天成公司 河北 062552 3.華北油田二連分公司 內蒙 026000）

在油田開發中，酸化是有效的解堵增注增產措施,能夠有效解除地層堵塞,恢復地層滲透率,一定程度的改變地層物性,從而達到提高采收率的目的。文中分析低滲砂巖油藏堵塞原因，酸化解堵原理及常用的酸化解堵技術，通過對堵塞機理和影響砂巖酸化效果因素研究，確定了不同儲層和不同傷害類型的酸化解堵工藝技術。

砂巖；酸化；解堵技術；提高采收率

酸化是一直以來是解除油井儲層污染、堵塞，恢復儲層滲透性的主要措施之一。根據油水井施工目的不同，又分為酸洗、基質酸化和酸壓。由于儲層地質情況不同，巖性疏松，酸壓導致儲層過早出砂，因此，在油氣田開發過程中，基質酸化工藝應用較為廣泛。

1.低滲透砂巖地層堵塞傷害因素分析

(1)泥漿微粒堵塞傷害。在鉆井過程中，泥漿固相顆粒以及泥漿濾液在壓力作用下易濾失進入儲層，導致井筒附近地層污染，使滲透性降低，造成儲層傷害。在油氣生產過程中，地層中的粘土礦物顆粒或微細巖石顆粒在油水沖刷作用下，導致微粒運移，并隨流體進入井筒，造成儲層傷害，使得地層滲透性降低。(2)無機垢堵塞傷害。注入油水井流體與地層水不配伍，混合后形成無機鹽沉淀或乳化液，油氣生產中常見的無機鹽沉淀有碳酸鈣、硫酸鈣和硫酸鋇等。(3)原油中有機質堵塞傷害。在油氣生產過程中，由于地層中的油氣的不斷減少，外部流體進入地層，導致地層溫度、壓力、溶解氣量等發生變化，使得原油中的蠟質、膠質瀝青質等不斷析出，造成油層堵塞傷害。(4)生物垢堵塞。在油田中最有危害的細菌是硫酸鹽還原菌、氧化鐵細菌、粘泥形成的細菌以及破壞壓裂液和二次采油液體中的聚合物的細菌。硫酸鹽還原菌是厭氧型細菌,它在氧氣中生長率緩慢，它能將水中的硫酸鹽或亞硫酸鹽還原為硫化物，并產生H2S，這種還原過程為細菌生長提供能量，導致細菌大量繁殖發育，堵塞空隙喉道，造成地層傷害。

2.酸化效果影響因素

(1)地層中某些敏感性礦物遇水膨脹和速敏性礦物顆粒運移，造成油氣儲層傷害。通常，低滲透砂巖儲層中粘土礦物類型和含量不同，其敏感性和敏感程度也不同，一般蒙脫石、蒙皂石伊—蒙混層等礦物遇水易膨脹，導致地層滲透率下降。粘土中的高嶺石是速敏性礦物，在油水沖刷作用下容易使粘土礦物顆粒運移，堵塞地層滲流通道，使得地層滲透性大大降低，降低酸 化解 堵的作用，影響油井生產，注水井增注。(2)酸化施工后的生成物在地層中，與地層水中的無機鹽離子不配伍，生成沉淀，造成油氣層傷害。酸化后形成無機鹽沉淀物主要有下面兩種：①氟化物沉淀。砂巖儲層中，會不同程度的含有鈣、鈉、鉀長石，同時砂巖顆粒間的膠結物中含有鈣質膠結物，導致砂巖儲層的產出水中含有大量游離的鈣離子、鈉離子和鉀離子，在酸化中與土酸生成氟化鈣、Na2SiF6和K2SiF6等沉淀物。②氫氧化物沉淀。一方面由于酸液對施工油管的腐蝕作用，導致酸液中含有鐵離子，并進入地層。另一方面由于地層中含有鐵礦物，其溶解后，導致地層中含有大量鐵離子。當酸化后的殘酸在地層條件下，會生成氫氧化鐵凝膠絮狀沉淀，堵塞油氣滲流通道，造成儲層傷害，達不到酸化解堵的效果。③酸化殘液返排不及時，造成油氣儲層傷害。酸化后殘液若返排不及時，導致殘液在儲層 中停留 時間過長，當酸液濃度降低到一定程度時，易產生不溶于水的沉淀，使地層孔隙喉道堵塞，滲透性降低，達不到酸化理想效果。

3.低滲透砂巖酸化解堵機理

砂巖是在地層條件下，由膠結物將砂粒膠結在一起而形成的，砂粒的主要成分是石英、長石以及各種巖石碎屑；膠結物的主要成分是粘土顆粒、碳酸鹽巖、硅質等膠結物。砂巖儲層中油氣主要儲集在未被膠結的孔隙、裂隙空間。

砂巖油氣層酸化是按照一定的泵注順序，向地下儲層中注入適合該地層的酸液及相關添加劑，以此溶解儲層巖石的某些礦物成分，以及孔裂隙內的堵塞物，改善地層流體的滲流條件，便于油氣滲流進入井筒，達到恢復提高油氣井產能的目的。砂巖地層一般采用以氫氟酸和鹽酸為主，按不同比例配制并添加其他添加劑而成的混合酸液，其后又發展了許多以土酸為主體酸的酸類。

4.砂巖酸 化解堵工藝技 術分析

(1)常規土酸酸化工藝。土酸與地層基質中的硅質或碳酸鹽巖的反應比較簡單，土酸一般用于酸化解堵泥質含量較高的低滲透砂巖或火成巖油層。土酸可以解除地層中粘土顆粒堵塞和近井地帶泥漿污染，酸化施工產生物可返排出，對地層無傷害，從而解除地層污染，恢復或提高井筒附近地帶的滲透性。(2)氟硼酸酸化。氟硼酸的主體酸液是土酸，該酸的研發主要用于巖性較疏松砂巖地層酸化施工，其能夠深穿透地層，解除地層污染，同時對地層中易移動顆粒的影響較小，降低二次傷害。該酸是一種酸性較強的酸液體系，其酸化原理是依賴氟硼酸緩慢電離出氫離子并生成氫氟酸，利用氫氟酸對地層粘土礦物和膠結物等溶蝕作用，從而解除地層污染，恢復或提高儲層 滲透性。(3)泡沫酸酸液體系。泡沫酸酸化技術是在常規酸液發展起來的，將二者有點結合，使該酸液體系具備了泡沫的流動性能和酸液對巖石的腐蝕能力，該酸液主要依靠起泡劑、穩泡劑，將起泡劑和穩泡劑加入常規酸液中混合，形成以酸為溶劑、氣泡為溶質的泡沫酸液體系。按照泡沫特征值泡沫酸體系可以分為以下三類：①增能型。氮氣被壓縮后彈性能量增加，其增加的彈性量有助于酸化后液體的返排。同時由于該酸液還有大量氣體，使得酸液液柱壓裂降低，有利于降低返排所需壓力，因此，該酸液適用于不易返排的地層得酸化施工。②泡沫型。這種類型的泡沫酸黏度高、濾失量小、緩速和分流效果好,主要用來增加酸液處理范圍和改善高低滲透層之間的吸酸量矛盾,提高酸化效果,尤其適用于酸壓增產。③霧化型。此種酸液以氣相為溶劑，酸液為溶質。該酸低密度、低黏度，同時表面張力較低,流動性能優異,使注入壓力比常規注酸壓力低得多。

通常所用泡沫酸的泡沫特征值為60%～80%。與常規酸化相比,泡沫酸酸化具有選擇性、緩蝕效果好、容易返排、對儲層傷害小等優點。

5.結論與建議

(1)針對儲層的生產矛盾，分析地層堵塞成因，完善施工工藝,提高酸化有效率。(2)選擇合理的施工工藝。針對油層的特點，確定合理的排量、酸液用量、施工泵注程序，有效解除井筒附近地帶堵塞，提高滲透性。同時通過對隔離液合理分段，使酸液在儲層中充分反應，達到深穿透的作用，從而降低對儲層的傷害甚至對地層無傷害的目的，有效提 高油井生產能力。(3)深入研究結垢成因，研發有效的防垢產品及防垢措施，減少油井結垢對油田生產開發的影響，降低油田 后期開采 的成本和 難度。

(責任編輯 責聰)

Study of the Acidification and Plug Removal Technique for Low-permeability Sandstone Oil Deposit

Wang Liming1, Ye Yuanhui2, Dong Xinjun3
（1 Water and Power Supply Service Center, North China Oil field, Hebei, 062552 2 Tiancheng Company, North China Oil field, Hebei, 062552 3 No. 2 Branch Of fice, North China Oil field, Hebei, 026000）

For the oil field development, the acidi fication is the effective plug removal, injection increase and production increase measure and it can effectively solve the formation plugging problem, recover the formation permeability ef ficiency and change the formation physical property to some extent, so that to achieve the purpose of recovery ef ficiency improvement. In this paper, it has analyzed the oil deposit plugging reason for low-permeability sandstone,principle of acidi fication and plug removal and the common used acidi fication and plug removal technique. Through the study of the plugging mechanism and factors in fl uencing sandstone acidi fication effect, it has determined the acidi fication and plug removal technique of different reservoir and different damage types.

sandstone；acidi fication；plug removal technique；recovery ef ficiency improvement

T

A

王利民（1973～），男，華北油田供水供電服務中心；研究方向：油氣藏開采方面的研究。