酸化的机理和选井原则

一、酸化及其历史简介

酸化是一种使油气井水井增产增注的主要工艺方法之一，已经有100多年的历史。油气井酸化的方法最早是1890年代提出的，最初使用的酸是盐酸，主要用于地层解堵。随后开发了适用于各种地层的酸液以及各种添加剂。现在常用的氢氟酸酸化方法是1933年由J.R.Wilson 首次提出，同年A.M.Mepherson首次把此方法应用于现场。1940年道威尔公司把土酸用于油井中钻井液沉积物的清除获得了成功。到70年代酸化技术形成了较完善的系统，80年代至今，酸化技术主要集中于增加活性酸的作用距离，延缓酸岩反应时间方面，并且形成了一些成熟的工艺方法，开发各种工作酸液体系和添加剂。近年来国外已经有人开发了酸化专家系统，并且用它结合工程师的经验来对酸化的工艺设计。

二、酸化的机理及分类

1．酸化的原理

酸化是一种使油气井增产的有效方法，它是通过井眼向地层注入工作酸液，利用酸与地层中可反应的矿物的化学反应，溶蚀储层中的连通孔隙或天然（水力）裂缝壁面岩石，增加孔隙、裂缝的流动能力，从而使油气井增产或注水井增注的一种工艺措施。

2.酸化的分类

按照酸液在地层中的作用可分为基质酸化（常规酸化）和压裂酸化。

（1）基质酸化基质酸化也称常规酸化或解堵酸化，是指在井底施工压力小于储层破裂压力的条件下，将酸液注入地层，解除井筒附近的伤害，恢复储层产能的酸化。在基质酸化中酸液不压开地层，酸液主要在岩石孔隙和天然裂缝内流动，并与孔隙或裂缝中的堵塞物质反应，使之溶解于酸液中达到解堵的目的。基质酸化广泛应用于砂岩和碳酸盐岩储层。

对砂岩储层进行常规酸化作业时一般使用土酸，它是由盐酸和氢氟酸以及多种添加剂组成。氢氟酸主要溶蚀孔隙中的石英、粘土、泥浆颗粒和泥饼等硅酸盐矿物，盐酸主要用于防止氢氟酸与粘土等硅酸盐类以及碳酸盐反应生成沉淀，同时盐酸与砂岩储层中的碳酸盐矿物反应可以使氢氟酸能够充分发挥溶蚀粘土的作用。

对碳酸盐岩储层进行基质酸化时，工作酸液常用盐酸，另外辅加多种添加剂。在进行酸化作业时，注入酸液在低于地层破裂压力下，酸液首先进入近井地带高渗透区，依靠酸液中盐酸的溶蚀作用形成溶蚀孔道，从而解除近井地带的堵塞，提高了储层的渗流能力。

（2）压裂酸化又称为酸压，一般只应用于碳酸盐岩储层，酸压时的井底压力高于地层的破裂压力或天然裂缝的闭合压力，酸液张开的裂缝流动并与缝壁反应，形成在施工结束后也不能完全闭合的流动槽沟，最终在储层中形成具有一定导流能力的油气通道，从而提高了储层的渗流能力。

酸化的效果与酸化作用的有效距离以及酸岩的反应速度有关，增加酸化的有效距离和降低酸岩反应速度是酸化取得良好效果的关键。

3. 酸液的类型

酸化最初主要是使用盐酸处理，后来又增加了氢氟酸，形成了盐酸和氢氟酸的复配酸（土酸），一直到目前这两种酸仍是油水井酸化处理的基本酸系。

4.酸液添加剂

缓蚀剂、表面活性剂、互溶剂、铁控制剂、转向剂

5．酸化新技术

除了常规的酸化及酸压工艺技术之外，近年来，国内外已经形成了许多种酸化新技术，现列举如下：暂堵酸化技术，闭合酸化技术，泡沫酸酸化技术，固体复合酸酸化技术，液体转向酸酸化技术，乳化酸酸化技术，稠化酸酸化技术等。另外，国外还出现了许多酸化软件及专家系统。

三、酸化选井选层原则

1.原则

酸化选井选层是酸化措施成功与否的一个重要方面，酸化效果的好坏取决于储层的渗透能力和是否受到损害。低渗污染储层的酸化在短期内有效，中高渗污染储层可获得较好的效果，无污染储层酸化效果差，要大幅度提高需采用加砂压裂等其它措施。

2.酸化选井选层一般要考虑如下因素:

①目的层具有较为充足的能量和相当的压力梯度;

②目的层具有一定的渗流能力，国内外早期推荐的渗透率值必须大于IOx 1 0-'JAM'

或地层系数大于50x 10-'Om'-m;近年提高到大于5x 10-'ltmz或地层系数至少大于

30x 10-'}tm'-m;目前随着东部油田开发的主要对象逐步转到低渗透储层，酸化水平的进

一步提高，渗透率大于0.5x 10 -'um'的储层只要采取适宜的工作液体系和工艺措施，也

可望获得较好的增注效果;

③能够判断目的层受到污染，具有一定的表皮系数，确定损害带半径和损害带渗

透率及损害程度;

④对目的层矿物成份及重复酸化资料进行分析，确定酸化规模和用酸类型，看是

否与原设计方案有较大出入;

⑤固井质量要好，以免酸化窜层:因重复酸化对固井质量有影响，更应注意;

⑥油、气、水边界清楚，以免造成油并过早见水。

四、建议及注意事项

1．对于具体的油井及注水井进行酸化时，一定要先分析储层的岩石以及流体的性质，储层伤害的原因，然后根据室内实验来选择具体的酸化方法和工作酸液以及添加剂。

2．深入地对储层伤害的机理进行研究，并建立实际的应用模型和酸化软件。

3．加强开发低伤害和无伤害的酸化产品的研究，同时开发对环境无公害个酸化产品和添加剂。