酸化增產(chǎn)技術(shù)研究新進展綜述

閆鈺

（大港油田石油工程研究院，天津300280）

1 引言

21世紀以來酸化技術(shù)的發(fā)展方向主要集中在針對特殊儲層的特殊酸液體系和非常規(guī)酸化工藝兩方面，隨著各油田難采儲量的逐步動用，酸化施工面對的儲層情況日益復(fù)雜，為滿足儲層改造的需要，國內(nèi)外已發(fā)展形成多種特殊工作液體系，針對各種巖性的油氣藏酸化工藝逐步系列化。

2 國內(nèi)外酸化工作液發(fā)展及應(yīng)用情況

2.1 磷酸低傷害緩速酸體系

該體系是使用一種通過多級反應(yīng)降低離子反應(yīng)速度的多元酸，水解反應(yīng)后生成可溶于水的酸式磷酸鹽，而產(chǎn)物中的磷酸氫根發(fā)生多級離解后，可形成一種緩沖體系，使其在地層消耗后，依舊可以使體系保持較低的pH值。適用于碳酸鹽含量較高的砂巖地層以及井下管柱銹蝕較嚴重的水井不動管柱酸化。

2.2 緩沖調(diào)節(jié)土酸體系

該體系是一種由弱有機酸+弱酸鹽+氟化物按一定配比組成的復(fù)合酸液體系。該體系通過利用弱酸和弱酸鹽之間的緩沖作用，限制溶酸巖反應(yīng)速度，達到深部酸化的目的。但由于該酸液體系以造價較高的有機酸為主要成分，因此導(dǎo)致整體成本較高，加之酸液pH值調(diào)整困難，地面配制工藝較復(fù)雜，因此在國內(nèi)現(xiàn)場較少使用。

2.3 乳化酸體系

乳化酸是將酸液與油相在適當?shù)娜榛瘎┳饔孟拢纬傻挠桶岱€(wěn)定乳狀液，通常使用的乳化酸是油外相乳狀液。適用于泥質(zhì)含量高、具有較強水敏性的地層，并且對地層中的高粘原油、瀝青、石蠟有溶解作用，可部分消除它們對地層的傷害。目前，國外發(fā)展了憎水型乳化酸液和加氮乳化酸液技術(shù)，用于儲層基質(zhì)酸化，在國內(nèi)應(yīng)用較少，其中高摩阻是妨礙乳化酸現(xiàn)場應(yīng)用的重要問題。

2.4 清潔自轉(zhuǎn)向酸體系

該體系在與巖石反應(yīng)前其基液粘度與清水相當，初始粘度低可以降低擠注酸液時的摩阻，有助于酸在孔隙和裂縫內(nèi)的穿透。隨著酸巖反應(yīng)的逐步進行，pH值升高，酸化基液在巖石酸蝕的孔、縫表面形成一層凝膠，減緩酸液中H+向已反應(yīng)的巖石表面擴散的過程，增加酸液在高滲透層的滲透阻力，從而使酸液繼續(xù)向深部穿透，并逐步轉(zhuǎn)向其他的低滲和污染嚴重的儲層。酸化作業(yè)技術(shù)后返排時，高粘殘酸在接觸油井及地層中存在的烴類的有機物后，徹底破膠，無須加入破膠劑。適用于滲透率差別較大、殘酸反排困難的井。

2.5 多氫酸體系

多氫酸是一種氫氟酸混合酸液。隨著多氫酸在儲層內(nèi)酸巖反應(yīng)的進行，H+濃度降低時，多氫酸溶液體系逐步電離出H+，直到再次建立新的平衡。因此，只要溶液具備充足的濃度，多氫酸與儲層巖石間的酸巖反應(yīng)的速度是基本保持恒定的[1]。多氫酸體系還可以減少二次沉淀的生成，抑制HF與粘土以及硅鋁酸鹽反應(yīng)活性，適用于砂巖油藏基質(zhì)酸化。

2.6 自生酸體系

自生酸本身不是酸，進入油層后，在活化劑或溫度的作用下產(chǎn)生強酸性物質(zhì)與地層巖石反應(yīng)，主要包括自生土酸體系和氟鈦絡(luò)合物酸液體系。具有反應(yīng)速度較慢，穿透距離長，處理液對油套管的腐蝕小的特點。適用于粘土含量高的地層，特別適用于酸敏性地層，可用于高溫地層深部處理。

3 國內(nèi)外酸化工藝發(fā)展及應(yīng)用情況

3.1 油水井酸化解堵綜合配套工藝

通過地面實時監(jiān)測注入系統(tǒng)、井下負壓排液系統(tǒng)與多種不同的化學(xué)解堵工藝有機結(jié)合，形成的一項綜合配套實時解堵技術(shù)，運用堵塞類型診斷軟件對處理層的堵塞類型和程度進行先期分析、預(yù)判，有針對性地選擇工藝方式及化學(xué)解堵劑的類型、用量；在擠注過程中通過實時監(jiān)測系統(tǒng)，對目的層表皮因子的變化進行跟蹤監(jiān)測，確定最佳酸量等工藝參數(shù)，為解堵措施工藝提供依據(jù)；利用井下負壓排液系統(tǒng)把化學(xué)解堵反應(yīng)物與堵塞物強排到地面，實現(xiàn)二次解堵的目的，進一步提高措施效果。

3.2 自產(chǎn)氣泡沫酸酸化工藝[2]

該工藝在前置液中，加入設(shè)計量的自產(chǎn)氣劑和起泡劑，自產(chǎn)氣劑進入地層后，與酸液相遇后或在地層溫度的作用下，反應(yīng)產(chǎn)生氣體，氣體和起泡劑在流動過程中產(chǎn)生泡沫。泡沫在地層孔隙內(nèi)流動時，產(chǎn)生賈敏效應(yīng)，可對孔隙起到封堵作用。

3.3 硝酸粉末酸復(fù)合解堵工藝

硝酸粉末復(fù)合解堵技術(shù)是使用硝酸粉末及其他固體有機酸，與常用系列酸液體系組成的復(fù)合酸液，作為處理液來解除儲層污染的工藝措施。由于硝酸粉末液在儲層酸化過程中的產(chǎn)物可溶性較好，沉淀物少，且始終處于強酸性狀態(tài)，二次污染小且可降低原油黏度。

3.4 化學(xué)微粒分流暫堵酸化工藝

暫堵酸化技術(shù)通過前期注入暫堵劑，在地層高滲透層及部分中滲透層形成低滲透濾餅，從而使后續(xù)跟進酸液轉(zhuǎn)向中、低滲透層，可以更加有效地清除中低滲透層傷害，提高酸液利用率。該技術(shù)可避免分層酸化在滲透率差異較大的同層中應(yīng)用的不足，同時可以解決大厚層縱向非均質(zhì)酸化解堵問題。

3.5 熱酸復(fù)合解堵工藝

熱酸解堵技術(shù)反應(yīng)物為氮氣和可溶性較強的鹽類。其化學(xué)反應(yīng)過程會釋放大量熱量并生成充足的氮氣，加熱近井地帶流體，使長年沉積在地層孔隙中的有機質(zhì)堵塞物液化，并增強其流動性，隨著進入的酸液，可更有效地溶解儲層無機堵塞物，較高的溫度具有較好的稠油降粘效果。

3.6 “單步法”基質(zhì)酸化工藝

該工藝使用了膦酸絡(luò)合物(即HV酸)，具有緩速和高pH值的特點，對高含量的碳酸鹽和硅鋁酸鹽，以及含有鐵類和沸石類的礦物都有很好的作用效果。這種體系可以不加前置液而單獨使用，減少了與儲層巖石發(fā)生二次沉淀的可能性。適用于不同產(chǎn)層之間有不確定巖石和傷害礦物的多產(chǎn)層井[3]。

3.7 振動—酸壓復(fù)合增產(chǎn)工藝

首先根據(jù)不同的地質(zhì)情況采取相應(yīng)的酸壓技術(shù)，形成具有一定長度和一定酸蝕導(dǎo)流能力的裂縫，然后在相應(yīng)的層位安裝大功率井下振源，借助于井下振源把連續(xù)水流變成波動水流，從而消除地層孔隙中的賈敏及橋堵效應(yīng)，并使孔道壁面的堵塞顆粒松動脫落，達到降低注水壓力，延長注水周期的目的。適用于碳酸巖油藏中含有稠油、高凝油的儲層。

3.8 前置多級交替注入酸壓工藝

多級交替注入酸壓是指將數(shù)段前置液和酸液交替注入地層進行酸壓施工的工藝技術(shù)。該項技術(shù)是指：首先，使用高粘度前置液造開一條縫，并跟進酸液體系，刻蝕一定比例的裂縫面，形成酸蝕孔洞；然后，重復(fù)注入高粘前置液，通過滲流作用阻塞已形成的酸蝕孔洞，阻止后續(xù)酸液繼續(xù)刻蝕這些孔洞，轉(zhuǎn)而進入形成新的酸蝕孔洞，以增加酸蝕裂縫波及長度；接下來依次重復(fù)上面的交替作業(yè)，直到設(shè)計施工程序完結(jié)。該技術(shù)可搭配多種酸液體系進行多次注入，以達到延伸穿透距離，改善滲流能力的目的。近年來在大港油田，塔里木油田多次應(yīng)用，取得良好效果。

4 酸化技術(shù)發(fā)展思路展望

酸化系列技術(shù)正向著實時化、信息化、可視化、集成化、自動化、智能化方向發(fā)展。各類酸液體系在國內(nèi)前期推廣應(yīng)用中盡管成功率和措施有效率均很高，但效果差異仍較大，可重復(fù)性較差，為爭取更大的效益，應(yīng)立足做好基礎(chǔ)工作，將理論研究重點應(yīng)放在酸巖的反應(yīng)機理研究、復(fù)合酸反應(yīng)研究、多模式多級注入液體體系導(dǎo)流能力研究、酸液濾失以及溶蝕成洞方向研究等方面。在化學(xué)添加劑的開發(fā)上，應(yīng)更加體現(xiàn)注重安全環(huán)保，以滿足清潔礦山的發(fā)展要求。