多氢酸技术在沈阳油田的应用

４％ＮＨ４Ｃ ｌ
温度 ： 见图 ５。 ３％ＨＦ， ８ ０℃ ， （ ） 氟 硼 酸 体 系 流 动 性 试 验。 处 理 液： ２ ８％ ＨＣ ｌ 温度 ： 见图 ６。 ８ ０℃ ， ＋８％ＨＢ Ｆ， ） 多氢酸 体 系 流 动 性 试 验 。 处 理 液 ： ３ ３％ 多 氢 （ 酸， 实验温度 ： 见图 ７。 ８ ０℃ ， 多氢酸体系岩 从上面的流动 性 实 验 可 以 看 出 ， 心渗透率的改善程度要高于土酸和氟硼酸 。 １． ３ 多氢缓速酸酸化解堵工艺 １． ３． １ 处理剂用量 处理剂用量按处理半径计算 ：
地质结构复杂 ， 原油物性 沈阳油田属高凝油藏 ， ， ， 较差 油田开发后 储 层 受 到 不 同 程 度 伤 害 ， 开发初 期主要以无机堵塞为主 ， 随着油田的不断开发 ， 注入 水增加 、 地层压力 、 温 度 下 降， 由于高凝油的重烃成 份高 ， 凝固点 、 析蜡 点 与 地 层 温 度 接 近 ， 受到外来液 侵蚀时 ， 重烃成份析出对油层造成冷伤害 ， 高凝油与 形 成 乳 化 现 象， 改 变 储 层 润 湿 性， 提 外来液不配伍 ， 高表面张力 ， 阻碍原油流动 。 同时 ， 由于无机机杂的 存在 ， 加速了重烃 的 析 出 ， 二 者 结 合 形 成 油 垢， 造成 近井地带堵塞 。 多年 以 来 ， 针对砂岩油水井主要采用了土酸酸 化解堵技术 ， 清除油水井近井地带的污染 ， 恢复地层 渗透率或 者 溶 蚀 地 层 岩 石 胶 结 物 以 提 高 地 层 渗 透 率 。 土酸与黏土矿 物 反 应 速 度 快 ， 酸液大量消耗在 近井地带 ， 处理半径小 ， 生成的二次沉淀对地层有新 的伤害 。 为此 ， 引进了多氢酸解堵技术 ， 对处理剂用 量、 注 入 速 度、 施工工艺等几个方面进行了研 究 。２ 取得了 ０ ０ ９－２ ０ １ ０年现场试验１ １ 井 次， 良好的解堵效果 。
多氢酸技术在沈阳油田的应用
雷 霆， 李 辉
（ ） 中国石油辽河油田公司 ， 辽宁新民 １ １ ０ ３ １ ６ 摘要 ：砂岩储层酸化的常规土酸体系存 在 与 矿 物 反 应 速 度 快 、 酸化液的有效距离短和容易产生二次沉淀等问题。 现存的缓速酸酸液体系不能克服粘土和石英界面反应速率的巨大反差 ， 新的深度酸 化 工 艺 可 以 在 一 定 程 度 上 增 加 但工艺繁琐 ， 且仍然不能解 决 沉 淀 、 堵 塞 问 题 。 多 氢 酸 体 系 与 现 存 的 ＨＦ 酸 体 系 相 比 ， 其反应速 酸液的穿透距离 ， 度慢 ， 溶解能力强 ， 且具有良好的防垢性能和分散性能 ， 可以抑制井眼附近的地层伤害 ， 有效控制二次沉淀等优点 。 关键词 ：多氢酸 ； 土酸酸化 ； 二次沉淀 ； 沈阳油田 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ３ ５ ７． ２ 文献标识码 ： Ａ
， 施工结 束 压 力 为 １ 施 工 压 力 下 降 ４． ８． ５ ＭＰ ａ ５ ， 说明油层堵塞得到解除 。 复注初期 ， 该井注水 ＭＰ ａ
３ ３ ， ， 压力 ４． 日注量由 １ 提高到 ８ 满足 ５ ＭＰ ａ ９ ｍ ０ ｍ
， 了配注 要 求 ， 目前注水压力１ 日注量６ ３． ８ ＭＰ ａ ４
１． ３． ２ 施工工艺 根据 不 同 油 藏 特 性 ， 油藏特点和水井情况来确 主要依据泥质含量的不同 ， 利用 定不同的酸化工艺 ， 少量的盐酸和甲酸 调 整 粘 土 的 溶 解 度 ； 依据孔隙度 和渗透率的不同 ， 利用少量的盐酸和醋酸调整酸液 的ｐ 从而调节多氢酸对石英的溶解度 。 Ｈ 值， 利用基液防膨 ， 前置液和前置酸预处理油层 ， 清 洗附着在孔隙岩石表面原油 ， 溶解岩石矿物中钙质 ，
３ ３ ， 。 已累注 ７ ｍ ０ ７ ２ ｍ
表 ２ ２ ０ １ ０ 年沈阳采油厂水井酸化效果统计
井号 静４ ５－６ ５ 静４ ３－６ ３ 注水方式 笼统 笼统 注水 井段／ ｍ 厚度／ 层数 措施 复产日期 措施后 压力／ 日注 配注 压力／ 日注 配注 压力／ 日注 配注 累注量／ ３ ３ 量 ３ ３ 量 ３ ３ 量 ３ ／ ／ ／ ｍ ＭＰ ａ 量／ ＭＰ ａ 量／ ＭＰ ａ 量／ ｍ ｍ ｍ ｍ ｍ ｍ ３ ０ ３ ０ ４ ０ ８ ０ ５ ０ ８ ０ １ ０． ０ ７ ２ １ ３． ５ ０ ４ ３． ８ ２ ３ ４． ５ ０ ８ ６． １ ０ ５ ２． ８ ９ ３ ６． ０ １ ５ ３ ０ ３ ０ ３ ０ ８ ０ ５ ０ ８ ０ ５ ０ １ ３． ８ ４ ６ １ ４． ０ ３ ５ １ １． ０ ６ ５ １ １． ６ １ ３ １ ８． ０ ２ ３． ０ ８ ２ ３ ０ １ ０ ３ ６ ３ ０ ７ ６ ７ ６ ２ １ ３ ５ ０ ０ ７ ２ ７ ５ ０ ５ ９ ５ ４ ８ ０ ２ ６ ２ ７ ５ ０ ０ ６ １ ２ 措施前注水 措施后初期注水 目前注水
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石 油 地 质 与 工 程 ２ ０ １ １ 年 增刊
图 １ 多氢酸体系与其他体系对石英的溶蚀率对比试验
图 ３ ３％ 多氢酸与碳酸钙的反应曲线
图 ４ 土酸和氟硼酸与碳酸钙反应曲线 图 ２ 多氢酸体系与其他体系对粘土的溶蚀率对比试验
２ Ｑ ＝π ｒ ｈ
图 ５ 土酸体系流动性试验
３ — — 酸化解堵处理剂用量 ， ； — —酸 化 解 式中 ： Ｑ— ｍ ｒ—
— —酸 化 解 堵 井 段 堵处 理 半 径 ， 一 般 ２～３ ｍ， ｍ； ｈ— — — —酸 化 解 堵 井 段 油 层 有 效 孔 隙 油层厚 度 ， ｍ； 度， ％。
酸液体系 土酸 ＋ 氟硼酸 氟硼酸 岩心编号 ６＃ ２＃ １ ０＃ ９＃ １ ４＃ １ ８＃ ８＃ 处理液 ８％ＨＣ ｌ ＋１． ５％ＨＦ； ８％ＨＣ ｌ ＋８％ＨＢ Ｆ ８％ＨＣ ｌ ＋８％ＨＢ Ｆ 前置液 ８％ＨＣ Ｌ
晶体 。 土酸与蒙脱石反应之后的扫描图片未见任何 晶体析出 。 １． ２． ２ 三种酸液体系流动性实验 通过 流 动 性 实 验 ， 对比不同酸液体系对岩心渗 透率的改善程度 。 用土酸体系和氟硼酸体系处理效 后， 渗透率比值在 １． ０ 左 右。 而 多 氢 酸 的 三 组 试 验 都表明 ， 多氢酸可以取得较好的酸化处理效果 ， 渗透 （ ） 。 表１ 率比值均大于 ２． ０ （ 土酸体系流动性试验。 处理液： １） １ ２％ＨＣ ｌ ＋
硼酸体系与蒙脱石 反 应 之 后 ， 析出薄片状的绿泥石 基本保持恒定的较 高 水 平 ， 而土酸和氟硼酸与碳酸 ／ 钙反应到 ２ 氢离子浓度就下降到 １． ０ ｍ ｉ ｎ时， ０ｍ ｏ ｌ 成为残酸 ， 失去反应活性 。 多氢酸有利于保持溶 Ｌ， 液的低 ｐ 同时 ， 多氢酸可以电离出充足的氢离 Ｈ 值， ） 。 与氟盐反应生成氢氟酸 （ 图 ３、 图４ 子， （ ） 多氢酸体系 与 其 它 体 系 对 蒙 脱 石 的 溶 蚀 产 ４ 物电镜扫描对比 。 从 扫 描 图 片 发 现 ， 多氢酸与蒙脱 ， 在黏土的表面形成了 “ 薄层 ” 减缓酸液体系 石反应 ， 对黏土矿物的反应速度 。 而氟硼酸的图片发现 ， 氟
收稿日期 ： ２ ０ １ １－０ ３－１ ２ 作者简介 ： 雷霆 ， 助理工程 师 ， １ ９ ８ ４ 年 生， ２ ０ ０ ７年毕业于中国石 油大学 （ 华东 ） 资源勘查工程专 业 ， 现从事油水井酸化解堵工艺 研究工作 。
１ 多氢酸技术原理
１． １ 反应机理 膦酸 酯 复 合 物 理 论 上 可 电 离 出 ５ 个 氢 离 子 ， 因 此被称为多氢酸 。 多氢缓速酸体系主要由膦酸酯复 合物和氟盐 反 应 生 成 ＨＦ， 生 成 的 ＨＦ 再 与 岩 石 矿 。 物反 应 实 质 上 与 砂 岩 储 层 反 应 的 物 质 仍 然 是 但膦酸酯复合物可以逐步电离出氢离子与氟盐 ＨＦ， 缓慢生 成 ＨＦ， 因 此 控 制 了 酸 岩 反 应 速 度， 实 反应 ， 由于化学吸 现了缓速 。 在酸液 与 地 层 开 始 反 应 时 ，
见表 ２。
图 ７ 多氢酸体系流动性试验
２． ２ 典型井实例分析 静６ ７－６ １井为沈８ ４块的一口油套分注注水 ， ， 井， 酸化解堵前泵压 １ 油压 １ 日注 １ ６ ＭＰ ａ ６ ＭＰ ａ ９
３ ３ ， 达不到日配注８ 要求 。 该井于２ ｍ ０ ｍ ０ １ ０ 年９ 月 ， 施工压力最高达 ２ ８ 日进 行 酸 化 解 堵 施 工 ， ３ ＭＰ ａ
石 油 地 质 与 工 程 ２ ０ １ １ 年 ６ 月 Ｐ Ｅ Ｔ Ｒ Ｏ Ｌ Ｅ ＵＭ Ｇ Ｅ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ａ Ｎ Ｄ Ｅ Ｎ Ｇ Ｉ Ｎ Ｅ Ｅ Ｒ Ｉ Ｎ Ｇ 第 ２ ５ 卷 增刊
（ ） 文章编号 ： 增 －０ １ ６ ７ ３－８ ２ １ ７ ２ ０ １ １ ０ ６ ７－０ ３
多氢酸技术在沈阳油田的应用 雷 霆等 ．
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防止注入主体酸时钙 、 镁离子沉淀 ； 注入主体酸溶解 黏土矿物和无机堵塞 ， 恢复地层渗透率 ； 后续注入顶 冲洗进井地带 ， 提高酸化解堵效果 。 替液 ， 要求在低于地层破裂压力的 施工压力和排 量 ： 条件下 ， 尽可能提高注酸速度 ， 根据现场情况注酸速
基液 ４％ＮＨ４Ｃ ｌ 累积 Ｐ Ｖ ２ １ ４ １ ０ ４ １ ７ ３ １ ４ ６ １ ３ ８ ２ ０ ０ １ ５ ２ ／ Ｋ Ｋ ０ １． ０
表 １ 各种酸体系流动性试验对比
８％ＨＣ ｌ
４％Ｎห้องสมุดไป่ตู้４Ｃ ｌ
１． ０ ３． ０ ２． ０ ０ ２．
３％ 多氢酸
３％ 多氢酸
６％ＨＣ ｌ
３ ／ 。 度在 ０． ５～２ ｍ ｍ ｉ ｎ
图 ６ 氟硼酸体系流动性试验
２ 应用效果
２． １ 现场实施情况 沈８ ２ ０ １ ０ 年沈 ２ ５ ７块、 ４块和沈 ９ ５块多氢缓速 酸试验应 用 ７ 井 次 ， 至２ ０ １ ０年１ ２月９日注水压力
３ ， ， 比措施前低 ２～５． 措施后累增注 ２ ５ ＭＰ ａ ９ ７ ６ ６ ｍ
［ ］ １－３
附作用 ， 在黏土表面形成硅酸 － 磷酸铝膜的隔层 （ 厚 ， 度不超过 １μ 阻止黏土与 ＨＦ 进一步反应 ， 防止 ｍ） ／ ） 酸 碳 酸 和 了地层基质 被 肢 解 。 隔 层 在 弱 酸 （ ＨＦ 在有机酸中溶解其次 ， 但在 ＨＣ 水中溶解度小 ， Ｌ酸 中溶解很快 。 因此 ， 可以用少量的盐酸和甲酸调整 粘土的溶解度 ， 达到优化设计的目的 。 １． ２ 岩心溶蚀及流动效果实验 选用包括多氢酸 、 氟硼酸 、 土酸各三种浓度共 ９ 种酸液来进行室内实验 ， 针对不同区块优选出适合的 主体酸 。 下面主要以优选出的结果进行对比评价 。 １． ２． １ 岩心溶蚀实验 通过 实 验可 以 为 设计 酸 化 解 堵 方 案提 供 资 料， 优选酸化解堵主体酸液体系 。 ） （ 多氢酸体系 与 其 它 体 系 对 石 英 的 溶 蚀 率 对 １ 比试验 。 从图 １ 的 溶 蚀 曲 线 可 以 看 出 ， 多氢酸对石 英的溶蚀率从反应 开 始 就 一 直 高 于 土 酸 和 氟 硼 酸 ， 反应进行到 １ 土酸的最终溶蚀率为 ２ ０ ｍ ｉ ｎ 的 时 候， 氟硼酸为 ０． 多氢酸体系为 １ ８． ３ ５％ ， ５ ０％ ， ４． ７ ８％ 。 ） 多氢酸体 系 与 其 它 体 系 对 黏 土 的 溶 蚀 率 对 ２ （ 比试验 。 从图 ２ 的 溶 蚀 曲 线 可 以 看 出 ， 多氢酸对黏 土的溶蚀率从反应 开 始 就 一 直 低 于 土 酸 和 氟 硼 酸 ， 反应进行到 １ 土酸的最终溶蚀率为 ２ ０ ｍ ｉ ｎ 的 时 候， 氟硼酸为 ５ 多氢酸体系为 ３ ９ ５％ ， ９％ ， ８％ 。 （ ） 多氢酸体系 与 其 它 体 系 对 碳 酸 钙 的 反 应 性 ３ 能对比 。 多氢酸与 碳 酸 钙 反 应 过 程 中 ， 氢离子浓度