多氢酸-砂岩储层低伤害、深部穿透酸化工艺技术简介

多氢酸酸化技术介绍
1。

概述
砂岩储层酸化作为常规的油气井解堵、恢复其
产能的重要措施受到高度的重视，目前在各大油田
得到广泛应用尽管如此，但各油田有效率和增产率
却差异较大,某些油田或某些区块其成功率何增长
率却十分有限。

主要是选用的液体体系不合理，也
没有优化的设计思想和设计方法，以及良好的质量
控制技术所致。

酸化是通过溶解部分胶结物、骨架和解除地层
堵塞物，提高近井地带渗透率，改善地层渗流能力
和流体流动效率，从而达到恢复和提高油气井产量的目的。

酸化效果及酸化有效期主要取决于酸化半径r ef 和酸化带内渗透率提高幅度（K i /K 0），所有酸化新技术和材料的应用都是以提高这两个参数为目的的。

目前，为提高酸化效果的所有工作都是围绕这两个方面来展开.储层状况、施工工艺、设计水平及酸液体系等都会影响到酸化效果.其中尤为重要的是作为酸化中“硬件”的酸液体系。

目前限制砂岩酸化效果的主要因素为应用的酸液体系与矿物反应速度过快而导致有效作用半径小，以及酸岩反应二次产物的沉淀影响酸化带内渗透率的有效提高。

目前砂岩酸化常用的酸液为土酸(HF+HCL ），另外有缓速酸等，为了达到深穿透的目的而采取的深部酸化工艺有 SHF 、SGMA 、BRMA 、氟硼酸、氟铝酸等用于提高渗透率改善程度，尽管情况有所好转,但仍然不能很好解决酸化半径有限和伤害带内二次沉淀物问题。

例如，当储层温度高于80℃的情况下，常用的氢氟酸体系与岩石反应非常剧烈。

正是由于这个原因，在HF 耗尽之前，酸液的穿透距离只有几英寸。

同时，由于HF 与粘土的反应将生成各种硅铝酸盐沉淀，这些沉淀将堵塞孔隙空间,降低储层的孔隙度和地层渗透率，从而降低流体的流动能力。

粘土是地层岩石的胶结物，对粘土的过度溶解也可能让近井地带的地层变得疏松和胶结不稳固，这也会导致对地层造成伤害。

地层胶结松散和生成沉淀物堵塞孔道，这两种地层伤害会降低酸化效果，严重的还可能导致增产措施效果为零。

氟硼酸体系虽然可较好解决反应速度快的问题，对于易发生微粒运移的储层可取得较好效果，但在温度较高时其缓速性和控制二次沉淀物方面其效果也受到一定限制。

本材料提出新型的酸液体系，能较好地解决了这个难题。

2.新型酸液的特点
这种新的酸液使用一种新型物质和盐电离生成氢氟酸。

这种新型酸有多个氢离子,通过多级电离在不同化学计量条件下分解释放出氢离子，因此被称为多氢酸。

当地层
与这种酸液体系作用时,多氢酸可以减少沉淀的生成,抑制HF与粘土以及硅铝酸盐反应活性，取得良好的酸化效果。

其优越性体现在以下几个方面：
(1）缓速性多氢酸与地层开始反应时，由于化学吸附作用，在粘土表面形成一层膜的隔层，这个薄层将阻止粘土与HF酸的反应，减小粘土溶解度，并且防止了地层基质被肢解。

利用常规土酸、铝盐缓速土酸RHF、磷酸缓速酸、氟硼酸和三种多氢酸共七种体系对石英和粘土的酸溶蚀实验表明（图4。

1），多氢酸的浓度为3%。

测试温度为82度。

实验结果表明，在整个实验期间,多氢酸体系表现出较低的溶蚀率，特别是在反应初期，其反应速度约是其他酸液的30%左右。

（2)具有极强的吸附能力的性质，能催化HF酸与石英的反应。

尽管反应速度比土酸慢，但随时间的增加,石英的溶解度将增加,对石英的溶解度比土酸的要高出50%左右；
（3）多氢酸是种很好的分散剂，并且具有亚化学计量螯合特性，同时是很好的防垢剂,有很好的延缓/抑制近井地带沉淀物的生成。

酸岩反应环境中，其对硅酸盐沉淀的控制能力明显优于常规土酸、缓速土酸等.
(4)保持或恢复地层的水湿性：利用多氢酸处理过的岩石样品颗粒，在甲苯中是凝聚的，在甲醇中则容易分散,表现出水湿的特性。

说明利用多氢酸能够使地层形成亲水表面，有利于油气生产。

综上所述,多氢酸体系能够很好的处理以往土酸酸化中出现的穿透距离短、容易产生沉淀等等一系列问题,是砂岩油藏基质酸化理想的新型酸液。

3．配套技术低伤害、深穿透技术
该项技术主要致力于实现施工过程中的低伤害和深部穿透，从液体选择，工艺步骤、施工参数设计、辅助技术和施工保证(QA)与质量控制（QC）等几大方面出发，以提高提高酸化效果及增产有效期为总目标,实现高效增产,解决酸化初期增产但由于酸化半径小、二次沉淀等导致产量很快递减等问题.
酸化在通过溶解地层岩石矿物和堵塞物质，提高储层渗透率的同时，在酸化作业过程中也带来了一些新的伤害。

如酸液配方和添加剂应用不当，与地层岩石及流体系统（如重质烃类,高矿化度地层水等）不配伍,施工参数不合理，反应二次产物的沉淀［氟化钙（CaF2)、碱金属氟硅酸盐及氟铝酸盐、铝的氟化物及氢氧化物、铁化合物等］，粘土水化膨胀、微粒运移,乳化,酸渣等都是酸化过程中可能带来的伤害.最终酸化效果的好坏将取决于对储层渗透率改善和伤害两方面综合作用的结果.
显然在致力于储层改善的同时,最大限度地预防和控制酸化过程中可能带来的伤害对提高总体酸化效果无疑有着十分重要地意义。

该酸化技术针对具体井层特点，通过应用性能优良地酸液添加剂体系，选择合理地施工步骤,正确应用前、后冲洗液，达到对酸化过程中潜在伤害因素的有效控制，实现酸化过程中无伤害或低伤害，最大限度提高酸化带内渗透率。

在施工方式上，采用化学微粒分流技术，确保储层渗透率、堵塞程度、压力等差异较大小层均匀进酸,实现高、低渗透层的均匀解堵，使纵向上、平面上地层渗透率得到较充分改善，改善产液剖面，提高多层油藏小层动用程度。

4。

技术要素考虑
除了包括常规酸化工艺技术的技术要点外，该工艺的特别技术要素如下：
⏹施工步骤方面：
●酸化前井筒清洁、降温技术；
●注酸前溶解和隔离重质烃类（沥青、石蜡等)和其他有机堵塞物,以防酸渣等伤
害物形成；
●隔离高矿化度地层水，防止处理液与碱金属阳离子作用生成沉淀；
●足量后冲洗，净化酸岩反应带,降低缓蚀剂等添加剂在岩石表面的吸附，恢复
岩石水湿性,提高油相相对渗透率;
●施工过程中实施监测与现场调整。

⏹液体选择方面：
●据储层矿物敏感性、流体系统、温度条件和物性参数等选择酸液体系；
●选择与地层岩石和流体系统配伍的酸液添加剂体系；
●据储层条件选择适宜的新型酸液与HCl、HF和HBF4的浓度组合，避免二次
反应物沉淀；
●有效解除堵塞物质，实现深部穿透，并注意保护岩石结构;
●粘土水化膨胀的控制及粘土颗粒的就地化学熔化与稳定，防止酸化后粘土微
粒的运移；
●乳化物的控制、预防；
●铁化合物的有效预防。

⏹施工参数设计方面:
●据储层伤害程度选择施工规模，以伤害带为酸化解堵目标;
●遵循酸化用液足量、适量原则；
●排量和泵压的选择遵循MAPDIR原则.
⏹辅助技术手段：
●化学微粒暂堵分流技术的应用确保不同小层均匀吸酸、均匀解堵，改善产液
剖面；
●快速排液技术。

⏹质量保证（QA）与质量控制（QC）通过入井液、入井材料质量控制、
施工参数与设计吻合及各个施工环节有机配合确保施工质量。

5.主要技术指标
⏹与地层岩芯作用后岩芯结构完整，无沉淀生成，酸化半径大，渗透率改善幅
度大；
⏹与地层流体配伍，不分层、不乳化，酸渣量低；
⏹对氟化钙、氢氧化铁沉淀的消除大于90%；
⏹分流效果显著，单级有效分流时间>30min.。