砂岩地层酸化新进展
低渗透油层酸化改造新进展
并针对 中国低渗透储层特点提 出了酸化改造方面的建议 。
关键词 ： 酸化； 低渗透储层 ； 酸化工艺； 酸化添加剂； 高温 中图分类号 ：Ｅ ５ １ Ｔ ３７ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ：０９—９０ （０ ６ ０ ０ ９ —０ １０ ６ ３ ２ ０ ）６— ０ ３ ４
井见水后 ， 一般产液量和产油量均大幅度下降 ， 保持 稳产难度大。低渗透地层 的改造常采用酸化措旌 ，
但由于酸岩反应速 度快和穿透距离短 ， 致使酸化效 果较差。近年来 ， 随着对 地层损 害原因和地层特征
认 识 的不断深 入 ， 多新 型酸 液 和添 加剂 以及 酸化 许
砂 岩基质 酸 化 的工序 为 ： 前置 液一 处 理 液一后
工艺相继出现并应用¨ ， 现场施 工成功率不断提
高 ｊ酸 化效 果逐渐 变好 。 目前 ， ， 中国 已形成 了针 对不 同地层 的酸 化 工艺 ， 最初 的笼 统 酸化 发 展 完 由 善 到分层 酸化 ； 由近井 地带 酸化 发展 到 了深部酸化 ，
如砂 岩 深 部酸 化 工 艺 已发 展 出 Ｓ ＨＦ工 艺 、Ｇ Ｓ ＭＡ
压工艺 、 汕乳酸酸化工艺及平衡酸压等技术。国外 逐渐发展起了适应于高温、 高粘土含量等地层 的酸 液体系 ， 如高 ｐ Ｈ值酸化体系、 氧化铝缓速氢氟酸体 系和泡沫酸酸化体系等， 为高温低渗透油 田的深入
开发 提 供了技术 支持 。
ｊｎ ｋ和 Ｈ ｙｅ 研究得出 ： ｕｔ ａ ａｎｓ Ｊ要在醋酸与氢氟酸的 混合酸中加入 ０ ３ ． ％的柠檬酸络合铝 ， 只有这样才 允许使用醋酸和氢氟酸。混合酸中氢氟酸的浓度越 低， 地层损害的机会就越少。使用氢氟酸 的地层须
砂岩基质酸化酸液体系发展现状及展望
Development Status and Prospect of Acidizing Fluid System for Sandstone Matrix Acidification
WU An-lin1 SHEN Liang1 WANG Chuan2 (1.Suining Department of Downhole Operation Company，Chuanqing Drilling and Engineering Company，Suining
[J].中 国 海 上 气 ,2008,20(1):32-34. [3] 万仁博.采油技术手册(第九分册)[M].北京：石油工业出版
社,1991. [4] 陈 庚 良,黄 瑛.硅 质 地 层 土 酸 酸 化 工 艺 的 理 论 与 实 践[J].油
田 化 学 ,2002,19(4):374-378. [5] 韦莉,田遇玲.蒙脱石与土酸反应的实 验 研 究[J].油 田 化 学,
629000；2.Natural Gas Research Institute of Southwest Oil-gas Field Branch，PetroChina，Huayang 610213) Abstract：Matrix acidification is one of important measures to increase production and injection. As complex mineral composition contained in sandstone reservoir complex, all current for the main body of sandstone matrix acidizing systems contains hydrofluoric acid or its original compound. The paper outlines acidizing fluid system used in sandstone matrix acidification, and analyzes the characteristics of different acidizing systems. With the development of the sandstone reservoir exploration, the paper makes a new outlook. Key words：sandstone；matrix acidification；acidizing fluid system；development status
砂岩基质酸化酸液体系发展现状及展望
可减 小 亲油 性表 面 活性剂 在 地层 固相 颗粒 的吸 附作
用 ，从 而缓 和 因相对 渗透 率 改变 或者 固相 稳 定乳化 作 用 可 能引起 的渗流 阻力 ｌ】 。互 溶剂 还有 改 变储层 ５ ｌ ６
岩 石 润 湿 性 的 作 用 ，增 强 酸 液 向储 层 孔 隙 中 渗 虑 的
力 度 的加 大 ， 酸 液体 系 的发 展做 出了新 的 展望 。 对
１ 砂 岩 基 质 酸 化 目 前 所 使 用 的 酸 液 体 系及
其 特 性
（ ） 规 土酸 酸液 体 系 １常 常 规 土 酸 酸液 体 系 最 常见 的是 由 １ ％盐 酸 、％ ２ ３ 氢 氟 酸 和添 加 剂组 成 ， 酸 和氢 氟 酸 的浓 度 可 根 据 盐 砂 岩矿 物组 成做 调 整 。作 为溶 解砂 岩 矿物 最 常用 的 普通酸 ， 在砂 岩 油 气 藏增 产 增 注 中常 规 土 酸 获得 了
摘
要 ： 质酸化是砂岩 油气藏增产增 注的重要措施之 一 ， 基 由于 砂 岩 储 层 所 含 矿 物 成 分 复 杂 ， 目前 所 有 用 于砂 岩 基
质 酸 化 的 主 体 酸 液 体 系 中均 含有 氢氟 酸或 其原 始 化 合 物 。概 述 了砂 岩 基 质 酸 化 目前 所 使 用 的 酸液 体 系 ， 分 析 了不 并 同酸 液 体 系 的 特 性 ， 着 对 砂 岩 储 层 勘 探 开 发 力 度 的加 大 ， 酸 液 体 系 的发 展 做 出 了新 的展 望 。 随 对
一
这 种孔 道与 碳 酸盐 岩 酸 化 中形 成 的酸 蚀 蚓 孔 相似 ． 但有 着 显著 的不 同。这 种孔 道结 构 的形 成取 决 于储 层 的非 均质 性 ， 酸液 进入 渗 透率 高 的储层 溶解 矿 物 ， 结果 表 明高 浓度 土 酸体 系 比常规 土 酸体 系在 储层 中 的穿 透 距离 更远 ， 酸化效 果 更好 。 （） ４ 互溶 剂 土酸 体 系
砂岩油气层的土酸处理
砂岩油气层的土酸处理作者：砂岩地层通常采用水力压裂增产措施，但对于胶结物较多或堵塞严重的砂岩油气层，也常采用以解堵为目的常规酸化处理。
这就是说，碳酸盐地层和砂岩地层都可以进行酸化，但在酸处理的内容上都有不少区别。
砂岩是由砂粒和粒间胶结物所组成，砂粒主要是石英和长石，胶结物主要为硅酸盐类（如粘土）和碳酸盐类。
砂岩地层油气储集空间和渗流通道就是砂粒之间未被胶结物完全充填的孔隙。
砂岩地层的酸处理，就是通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，或者溶解空隙中的泥质堵塞物，或其他结垢物以恢复、提高井底附近地层的渗透率。
1、砂岩地层土酸处理原理在岩层中含泥质较多，含碳酸盐较少，油井泥浆堵塞较为严重而泥饼中碳酸盐含量较低的情况下，用普通盐酸处理常常得不到预期的效果。
对于这类油井或注水井多采用10％－15％浓度的盐酸和3％－8％浓度的氢氟酸与添加剂所组成的混合酸进行处理。
这种混合酸液通常称为土酸。
土酸中的氢氟酸（HF）是一种强酸，我国工业氢氟酸其氟化氢的浓度一般为40％，相对密度为1.11-1.13。
氢氟酸对岩石的一切成分（石英、粘土、碳酸盐）都有溶蚀能力，但不能单独用氢氟酸，而要和盐酸混合配置成土酸，其主要原因有以下二个方面：（1）氟酸与硅酸盐类以及与碳酸盐类反应时，其生成物中有气态物质，也有可溶性物质，也会生成不溶于残酸液的沉淀，其反应如下。
氢氟酸与碳酸钙的反应：2HF+CaCO3=CaF2+CO2 +H2O氢氟酸与硅酸钙铝（钙长石）的反应：16HF+CaAL2Si2O8＝CaF2+2ALF3+2SiF4+8H2O在上列反应中生成的CaF2，当酸液浓度高时，处于溶解状态，当酸液浓度低后，即会沉淀。
酸液中包含有HCL时，依靠HCL维持酸液在较低的PH值，以提高CaF2的溶解度。
氢氟酸与石英的反应：6HCL+SiO2＝H2SiF6+2H2O反应生成的氟硅酸（H2SiF6）在水中可解离为H+和SiF2-6，而后者又能和地层水中的Ca2+、Na+、K+、NH4+等离子相结合。
探究酸化压裂工艺在砂岩储层中的应用
探究酸化压裂工艺在砂岩储层中的应用发布时间：2022-03-25T06:31:47.754Z 来源：《科学与技术》2021年第9月25期作者：袁斌刘奇张刚陈睿[导读] 酸化压裂工艺凭借压裂液和酸液，虽然在应用的过程中不需要向其中增加支撑剂，但能够有效发挥该施工工艺的重要优势和作用，呈现出良好的实际应用成效袁斌刘奇张刚陈睿长庆油田分公司第十二采油厂甘肃庆阳 745400摘要：酸化压裂工艺凭借压裂液和酸液，虽然在应用的过程中不需要向其中增加支撑剂，但能够有效发挥该施工工艺的重要优势和作用，呈现出良好的实际应用成效。
而在实际工作中可以结合详细的酸化压力实际情况，全面有效的展示出酸液的水力作用、溶蚀作用。
比如在裂缝表层溶解度受到酸液水力和溶蚀两方面的作用下，会出现高低不平的现象。
在这样的情况下，裂缝壁受到相关因素的作用，形成导流能力，不断增强地层渗透性能，进而有效实现增产和增注的目的。
关键词：酸化压裂工艺；砂岩储层；应用引言随着工艺技术的不断发展，在进行砂岩储层酸化压裂的过程当中必须要考虑到不同的实况环境对开采带来的困难。
而企业在进行油田开发和应用过程当中对于砂岩的采集广度和深度在进一步增加，也是作为其提升产量和效率的重点内容。
在处理和应用压裂技术的过程中需要积极进行技术的革新和优化，使压裂的工艺能够更好地跟油田的实际开采形成较好的结合。
1压裂的概念压裂是在水的作用下使得油层上方能够产生裂缝，该技术又被称为油层水力压裂。
使用压裂技术对砂岩进行开采时，在高压的作用下向油层中压入压裂液，促使油层能够产生足够多的裂缝，同时将石英砂等物质压入裂缝中，从而在一定程度上提升油层渗透能力增加产油量。
由于压裂液的种类较多，目前我国大多采用泡沫、乳状、酸基、水基、油基等压裂液，这些均是十分常见的种类。
2酸化压裂工艺发展众多学者在针对砂岩储层进行不断探究和分析，全面加大了酸化压裂工艺的研究，分析该工艺在砂岩储层中的具体应用方法、条件和程序等，最大程度地提升该工艺的应用价值，以提升砂岩的实际采收率。
新型砂岩基质缓速酸化体系的性能研究及应用
ｌｓ ｉｓ ｌｅ ｕ ｒｚａ ｄｐ ｏ ｔｉ ｅ ｏ ｔｕ ｔ ｎ ｅｆｃ ｎ ａｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｌａｉ ｌｉ ｓ ｄ ｆｒｗａｅ ｎｅ ｔｒａ ｉｉｉｇｏ ｌ ｓ ｅｓｄｓｏｖ ｄｑ ａ ｔ ｎ ｏ ｒｍａ ｒ ｒｃ ｎ ｒ ｃｉ ｆｅ ｔｉ ｏ ｖ ｎｉ ａ ｃｄｆ ｄ ｕ ｅ ｏ ｔｒｉｊｃｏ ｃｄｚｎ ｆ ｍｏ ｔ ｘ ｏ ｏ ｕ ａ
ｓ ｎ ｔ ｅｆ ｍａｉ ａ ｄｓｏｎ ｏｒ ｔｏｎ， ｉ ｃ ｍ ｐ ｅ ａｎｌ ｇａ ｉ ｔ ｏ ｏｓ ｄ ｍ ｉ ｙ ｏｆｏｒ ｎ ｃｐｈｏ ｐ ｎｉ ｕｌｈｏｎｃ ａ ｉ ｎｄ ｆｕ ｅ ｓ ｌ ｄ ｓ ｒｅ ｄｄ ｔｖ ． Ａｔ ｔ ｅ ｓ ｍ ｅ ｓ ｈｏ ｃ ｓ ｐ ｉ ｃｄ ａ ｌｏｒ ａｔａｎ ｅ ｉｓ ａ ｉｉｅ ｈ ａ
ｗｉｈ ｔ ｃ ｏｌｇｉａ ｕｃ ｅ ｓ ｒ ｔｏ ｏｆ１ ，ｖａｉ ｃｄｚｎｇ ｒ ｔｏ ｏ ． ． ｔ ｅ ｈｎ ｏ ｃ ｌｓ ｃ ｓ ａ ｉ ００ ｌ ａ ｉｉｉ ａ ｉ ｆ９２ ９ ｄ Ｋｅ ｒ ｓ：Ｏｒ ａ ｉ ｈｏ ｐ ｏ ｃｓ ｌｈ ｎｉ ｃｄ ； ｉｉｉｇ ｆｕｄ； ａ ｄ ｔ ｎ ｔ ｘ；Ｒｅａ ｄ ｄ ａ ｉ ｚｎ ｙ ｗｏ ｄ ｇ ｎｃｐ ｓ ｈ ｎｉ－ ｕｐ ｏ ｃ ａ ｉｓ Ａｃｄｚｎ ｉ Ｓ ｎ ｓｏ ｅ ｍａｒ ｌ ｉ ｔｒ ｅ ｃｄｉｉｇ；Ｐｒ ｃｉａ ｐ ｌ ａｉｎ ａ ｔｃ ｌａ ｐｉ ｔｏ ｃ
ｏｌｉｌ ｓ ａ ｒ ｓ ｎ ，ａ ｎ ｗ ｙ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ｃｄ ｓ ｓ ｅ （ ｉ ｅ ｄ ｔｐ ｅ ｅ ｔ ｅ ｔ ｐ ｅａ ｄ ｄ ａ ｉ ｙ ｔ ｍ ＯＰＳ ｆ Ａ）ｈ ｓｂ ｅ ｅ ｅｏ ｅ ｉｈ ｃ ｎ ｈ ｓ ｄ ｆ ｒ ｉ— ｅ ｔ ｃｄ ｚ ｔ ｎ ｏ ａ ｅ ｎ ｄ ｖ ｌｐ ｄ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｕ ｅ ｏ ｎ ｄ ｐ ｈ ａ ｉ ｉ ｉ ｆ ａｏ
砂岩土酸酸化基本模型新认识
砂岩土酸酸化基本模型新认识
砂岩土酸酸化基本模型新认识是指以近年来新发现的砂岩土为基础，重新建立起一个砂岩土酸酸化模型。
根据研究表明，砂岩土中存在大量的微生物和有机酸，它们共同作用产生的氢离子能够使砂岩土的pH值降低，从而导致酸性酸化作用的发生、促进某些有害元素的溶解和流失。
此外，在微生物氧化过程中，也会产生大量的游离氢离子，这些氢离子也可能影响到砂岩土的pH值，进而导致酸性酸化作用的发生。
因此，砂岩土酸酸化基本模型的新认识强调：砂岩土的酸酸化作用不仅仅依赖于环境中的外源性酸性物质，而且也受到内源性酸性物质（如微生物和有机酸）影响。
高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理研究
高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理研究摘要：本实验研究了高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理的效果。
通过模拟实际油藏环境，选取高温高盐度条件下的砂岩样品，进行了酸化处理实验。
实验中使用了不同浓度的酸溶液，并对处理前后的砂岩样品进行了物性和微观结构的分析。
实验结果表明，在高温高盐度条件下，酸化处理能够显著改善砂岩储层的渗透性和孔隙度。
随着酸溶液浓度的增加，砂岩样品的渗透性和孔隙度逐渐增大。
高温高盐度条件下的砂岩储层酸化处理能够显著改善储层的渗透性和孔隙度，提高油气的采收率。
这对于高温高盐度油藏的开发和管理具有重要意义。
然而，酸化处理也存在一定的技术难题和环境风险，需要进一步研究和优化处理方案，以确保处理效果和环境安全。
关键词：高温高盐度条件；砂岩储层酸化处理；实验研究引言砂岩储层是油气勘探和开发中常见的储层类型之一，而高温高盐度条件下的砂岩储层具有特殊的地质环境和岩石特性。
在这种条件下，砂岩储层的渗透性和孔隙度往往较低，导致油气的采收率较低。
为了提高砂岩储层的渗透性和孔隙度，酸化处理被广泛应用于油气开发中。
酸化处理是通过注入酸溶液来改变砂岩储层的物性和孔隙结构，从而提高储层的渗透性和孔隙度。
在常规条件下，酸化处理已经取得了一定的成功。
然而，在高温高盐度条件下，酸化处理的效果受到了很大的限制。
高温和高盐度环境会导致酸溶液的活性降低，难以有效地溶解矿物颗粒和改善孔隙结构。
因此，针对高温高盐度条件下的砂岩储层酸化处理，需要进行深入的实验研究。
本实验旨在研究高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理的效果，并探讨其机理。
通过模拟实际油藏环境，选取高温高盐度条件下的砂岩样品，进行了酸化处理实验。
实验中使用了不同浓度的酸溶液，并对处理前后的砂岩样品进行了物性和微观结构的分析。
通过实验结果的分析和比较，可以评估高温高盐度条件下酸化处理的效果，并为油气开发提供科学依据。
本实验的结果对于理解高温高盐度条件下砂岩储层酸化处理的机理和优化处理方案具有重要意义。
储层酸化工艺技术现状与综述
储层酸化工艺技术现状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。
一. 储层酸化技术概述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。
酸化技术有不同的分类方法，如按照作用原理可以分为解堵酸化和深传透酸化（深度酸化）；按照施工压力可分为基质酸化和压裂酸化。
下面就分别简单介绍各类的酸化原理：（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。
砂岩储层增产新技术——酸压
２ ４ ．０ｍ ９ １ 井段 ， ４ 储层特征与沙 １ 井相似 。 ９ ２ １ 酸 液配 方 ． 对碳酸盐岩胶结的砂岩或含钾的砂岩进行酸 化时推荐采用 氟硼酸 。氟硼 酸对 砂岩储层 溶 Ｊ 蚀能力有 限， 为了加强溶蚀作用 ， 结合使用土酸，
化后的二次沉淀及粘土矿物分散的颗粒被推向地 层深处 ， 不易形成堵塞， 所以砂岩储层的注水井进 行酸压更易成功， 如实例井 的 ｘ 和 Ｘ 注水井。 １ ２ 如果酸压作用在生产井 ， 则由于生产压差大 ， 作用在酸蚀裂缝壁面上 的闭合压力高 ， 酸蚀裂缝 在较高的闭合压力下大部分闭合， 从而形成酸蚀 裂缝导流能力较低或没有导流能力 。而且对于生
第１ ３卷第 ３ 期
杨永华 等 ． 砂岩储层增产新技术 一 酸压
２０ 年 ５月 ０６
少 ， 流能 力较 高 。而且对 于 注水井 的 注入过 程 ， 导 液流 由井壁 推 向外 围 ， 隙面 积迅速 扩展 增加 ， 孔 酸
０ ０ ０ ２ ｍ； 组 源 于沙 ２ ． ５— ． ０ ｍ ２号 Ｏ井 ２４ ０ Ｏ ４ ． ｌ～
般不能冒险进行酸压， 其原因可以概括如下 ： ①用
土酸酸压可能产生 大量沉淀物堵 塞流道 ； 酸液 ② 沿缝壁均匀溶蚀岩石 ， 不能形成 明显沟槽 ， 酸压后
Ｉ （ｇ Ｐ ｒ Ｊ ｈｄ 。 圩 ）ｈ １ Ｉ
式中 ， 日为储层深度 ， ｐ （ ） ｍ； ｈ 为随深度变化的上 覆岩体密度 （ 砂岩一般为 ２ １０— ０ ｇｍ ） ０ ２５０ｋ／ 。 ，
维普资讯
２０ ０ ６年 ５月
断 块 油 气 田 Ｆ Ｕ ．．Ｌ Ｃ Ｉ Ａ Ｉ Ｂ Ｏ Ｋ Ｏ Ｌ＆ Ｇ ＳＦＥ Ｄ Ｔ Ａ ＩＬ
多氢酸酸化技术
y = 100x
0.45
0.65
0.85
多氢酸的加量，ml
多氢酸对Ca2＋的螯合能力很强，也就是说多氢酸 的阻垢能力很强。
多氢酸的浓度——实际岩心
® º ¾ Å £ º BZ26-2-1 Ê µ Ñ é Î Â ¶ È £ º 60æ ¡
±º à Å 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Ø· Ö ´Ê ÔÑ é Ø· Ö ´Ê ÔÑ é Ë á Ò º
多氢酸酸化技术
砂岩储层酸化技术在经历了近一个世纪的发展，特别
是进入70年代以后的迅速发展，已经由单一的工艺方法发 展成为一门包括多学科，多专业的综合技术，这种发展集 中反映了近年来出现的新工艺，新技术和新材料，形成了 适应于不同储层条件及不同增产措施要求的酸液体系和酸
化工艺 。
砂岩酸化酸液体系
基液
反基液
4.0 3.0 2.0 1.0 0.0
反基液
正基液 处理液 后置液 基 液 前置液
前置液 正基液 处理液 后置液
60 90 120 150 180 210 累计孔隙体积倍数(PV)
0
30 60 累计孔隙体积倍数(PV)
90
0
30 60 90 累计孔隙体积倍数(PV)
120
处理液1是8%HCl＋1.5%HF 处理液2是8%HCl +8%HBF4
ÂÖ Ë ½Ö Ø (g) 0.9966 1.0186 0.9949 0.9996 0.9952 0.9896 0.9915 0.9846 0.9988 0.9975 0.9967 ÒÛ Ñ ·Ö Ø· ´(g) ¦º Ó ó 9.9856 10.0212 9.9901 9.9823 9.9967 9.9835 9.9925 9.9992 9.9760 9.9979 9.9994 ˽  ֣ «Ñ Ò· Û× ÜÖ ØÒ Ñ (g) ÛÊ · §Ø Ö (g) È Ü 10.5985 0.3837 8.8332 2.2066 10.5791 0.4059 10.6281 0.3538 10.6933 0.2986 9.6021 1.3710 9.0932 1.8908 10.1052 0.8786 10.3378 0.6370 10.1276 0.8678 10.3736 0.6225 ´Ê Ê Â (%)· ´Ó ¦Ë áÁ ¿ (ml) 3.84 100 22.02 100 4.06 100 3.54 100 2.99 100 13.73 100 18.92 100 8.79 100 6.39 100 8.68 100 6.23 100
酸化压裂工艺在砂岩储层中的应用研究
酸化压裂工艺在砂岩储层中的应用研究砂岩储层在开采过程中会受到很多因素的影响，造成开采难度的增大，利用酸化压裂工艺对砂岩储层进行开采，存在很多种影响开采效果的因素，因此需要对砂岩储层酸化工艺技术的条件进行分析，对砂岩储层的地理性质和裂缝天然发育情况等方面进行研究，可以对酸化压裂工艺的影响因素有所了解，从而得出更好的配套方法。
标签：酸化压裂工艺;砂岩储层;研究随着油田行业的不断发展，低渗砂岩储层在油田中的地位越来越高，但是砂岩储层的开采难度非常大，常规的压裂方法并不能对砂岩储层进行有效果的开采，因此需要利用酸化压裂工艺对砂岩储层进行开采，常规的低渗透砂岩储层的开发方法大多是依靠水力压裂来进行天然裂缝改造，并且可以利用酸化技术进行解读，但是对于一些裂缝发育和地应力高的储层来讲，用常规的方法进行开采，效果不是特别理想，因此需要采用酸化压裂技术，能够对砂岩储层的开采提供有效帮助，从而达到增产的目的。
1酸化压裂工艺原理及条件1.1酸化压裂工艺原理酸化压裂在砂岩储层中的利用原理为：采用地面高压压裂泵车往油管中注入液体，通过高速度使井筒内的压力逐渐增大，直到能够克服地应力和岩石张力度后，在相应的岩石段会出现裂缝;随后再注入酸液，在处理层段形成裂缝酸蚀后造成沟槽的出现。
再进行酸化压裂施工后，这些沟槽会具有较好的导流能力以及形成较长的裂缝，扩大油井的泄流面积，减少油流阻力，从而能够提高油井的产量。
1.2酸化压裂工艺条件砂岩储层的地质特性比较复杂，通常情况下利用氢氟酸或者土酸方式进行酸化处理，当地层中的盐酸可溶物含量大于20%时，不能够利用氢氟酸进行酸化处理，因为进行酸化处理是为了让地层的渗透率增大，当氢氟酸在于土壤中的矿物质发生化学反应以后，会造成酸液腐蚀裂缝的情况出现，对储层很难产生蚓孔，造成解堵效果不明显，因此不能直接对砂岩储层成进行酸化压裂技术，其主要的影响因素为：（1）砂岩储层中含有较多的粘土成分，地质比较松散，如果直接采用酸化压裂处理技术，岩石被高浓度酸液腐蚀以后，会造成岩石的骨架变得疏松，会造成微粒四处飘散，最终会导致油井出砂的情况。
砂岩储层酸化技术
防止沉淀
添加剂的选择
缓蚀剂：不同的酸液所用的缓蚀剂不同，通过室内
的挂片试验确定。主要作用是减轻对设备、管线、油 管、套管的腐蚀。 铁离子稳定剂：络合酸与金属反应形成的铁离子， 避免产生Fe(HO)3沉淀。 助排剂：具有较低的表（界）面张力，有利于残酸 的反排。 破乳剂：根据施工井的原油性质进行选定，不同的 原油选用的破乳剂不一样。 粘土稳定剂：地层粘土含量较高，则必须添加粘土 稳定剂。
2.4增能酸化
组成：起泡剂、多种化学药剂(均在常温下性 能稳定)。 ●工艺：挤酸前后，均可挤入地层。 ●特点：产生大量气体和热量(峰值温度大于 100℃)。 ●作用：①升高地层温度，溶解有机质、无机 质堵塞。 ②泡沫液悬浮携带微粒，提高返排速度。
温度对水解度的影响
温度升高， HBF4 第一级水解反应的平衡常数也增大，如表
所示。 HBF4一级水解反应平衡常数随温度变化关系
温度(℃) 平衡常数(K×103)
25 2.3
80 5.5
90 6.5
100 7.3
可见，随着温度升高水解平衡常数增加，但其值仍很小，
氟硼酸的水解决定了水溶液中 HF的最高浓度，该浓度直接影响 酸液与地层岩石的反应速度，随着温度的升高，水解速度常数 遵循Arrhenius经验公式 K1=1.44×1017EXP(-26183/RT）
2.2 暂堵酸化工艺
原理: 在酸液中加入暂堵剂，注酸时暂时堵塞 高渗层，酸化低渗层，实现在多层油藏或大厚层油 藏中沿纵向的均匀布酸，均匀解堵改善纵向出油剖 面或吸水剖面。①低压低排量转向剂
大量 进入
大孔道 高渗层 低渗层
形成
滤饼 疏能油 流通道
②
低压低排量
酸
砂岩储层酸化机理探讨与研究
砂岩储层酸化机理探讨与研究X胡振兴(辽河油田高升采油厂作业一大队,辽宁盘锦 124125) 摘 要:酸化是砂岩地层最常用的增产措施之一,由于矿物的复杂性导致砂岩酸化反应机理比较复杂。
本文研究了铝硅酸盐在盐酸中的稳定性,研究了酸化过程中氢氟酸与铝硅酸盐的三次反应特征,也研究了酸化过程中可能生成沉淀的原因及防止措施。
关键词:砂岩;酸化;反应机理;土酸 中图分类号:T E357.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)14—0023—02 砂岩的油气储集空间和渗流通道就是砂粒与砂粒之间未被胶结物完全充填的孔隙。
对于胶结物较多或污染堵塞严重的砂岩油气层,常采用以解堵为目的的常规酸化处理,一般通常用盐酸溶解碳酸盐岩胶结物,然后用土酸来溶解粘土、长石等铝硅酸盐矿物,以恢复、提高井底附近油气层的渗透率。
1 砂岩的矿物组成一般地,砂岩油气藏均由石英、长石、燧石及云母骨架构成,在原生孔隙空间沉淀的次生矿物是颗粒胶结物和自生粘土,而外来粘土等物质又不同程度地增加了原砂岩储层矿物和结构的复杂性。
2 盐酸与砂岩矿物的反应2.1 盐酸与碳酸盐胶结物的反应盐酸与砂岩地层中的碳酸盐岩胶结物(如方解石、白云石、菱铁矿等矿物)的反应速度很快,50℃以上几乎不受温度影响。
方解石:2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O白云石:4H Cl+CaMg(CO3)2=CaCl2+MgCl2 +2CO2↑+2H2O菱铁矿:2HCl+FeCO3=FeCl2+CO2↑+H2O 2.2 盐酸与铝硅酸盐的反应近来的研究表明盐酸溶液从铝硅酸盐矿物中淋漓出Al3+后生成的水合二氧化硅,其反应式为: M v Al w Si X O y(OH)z+yH+→wAl3++vM m++ xH4SiO4↓+(y+z-4x)H2O其中:M代表铝硅酸盐中常见的金属离子(如: Na,K,Mg,Ca,Fe等)由质量守恒和电荷平衡,化学计量系数之间有如下的关系:y=3w+mvz=4x-3w-mv研究了盐酸与各种铝硅酸盐矿物的反应动力学,并将反应速度常数的对数值为50时对应的温度T50作为各种铝硅酸盐在盐酸中保持稳定的温度上限,各种铝硅酸盐的T50值如表1所示。
国外酸化技术研究新进展
含钾矿物也会形成氟硅化物沉淀 。含钾矿物形
成 的氟硅化 物 比含钠矿 物形成 的氟硅 化物 有更强 的 堵 塞能力。 主要 的钾 源 是 钾 长 石 、 合性 粘 土 （ 混 伊
湾沿海 地 区地层 中含有 沸石 和 膨胀 性 粘 土 ， 接触 到
的重要 发现 。所 有粘 土在高 于临 界温 度时的酸 中都
是不 稳定 的 。
沸石 在 酸 中很 不 稳定 ， 一些 沸石 甚 至 在室 温下 就 可溶于 酸 。 向含 有伊利石 的柱 状 岩心 中注 入氯化 钾溶 液 ， 利石 被溶 解生成 硅胶 沉 淀。 伊 在 １５ 下 ， 多数粘 土 经过 盐 酸 浸 泡 会转 变 ３℃ 大 为硅胶 。 向不 含碳 酸 盐 的砂 岩 中泵 人 １％ 的 盐酸 ５ 溶 液 ， ９ ℃下 浸泡 ２ ， 在 ３ ｈ 酸就 不存 在了 ， 酸变成 了 残 水 。最早 排 出的残 酸 ｐ Ｈ值 可 能 为 ｌ然 而 ， 部 分 ， 大醋酸就会膨胀 ， 醋来自还能使含有伊利石和蒙脱石 的
１ 稳定粘土
粘 土可在 盐 酸 中分 解是地 层矿 物学 的一个最新
粘土膨胀。将醋酸注入含有砂及蒙脱石 的岩心时 ，
酸液 进入岩心仅 凡厘 米便难 以再 注进 。 向 １％ 的醋酸 中加 入 ５ 的氯化 铵 可以解决 粘 ０ ％ 土 在醋酸 中膨 胀 的问题 ， 种处 理 液 在完 成 离 子 交 这 换 后还有助 于防止粘 土分解 和膨 胀 。
收稿 １ ２ｏ 一 Ｉ ３ 政 回日期 ２ ０ — 】 ２ 。 ３ 期 ｏ ｔ １ 一１ ； ０ ２ ０ 一 ４ 作 者简介 ： 洽涛 ． ． 工程师 ． ９ 年毕业于西南彳 袖学院采讪 ． ｑ， ． １ ３ ９ ｉ －ｋ 成从事压裂酸化研 究工作。联 系｝ ￥：０ ４ ） ７８ ４ ． 讯地 Ｉ 乜ｉ （５６ ８ ８６ ３ 通 － 址 ：２７ ０ Ｉ 省东 营 市 西 山 路 １８号 胜 利 油 Ⅲ有 限公 剐采 油 工 艺研 究 院 压裂 酸化 研 究 中 心。 （ ５ ００）ｌ 胨 ８
酸化工艺技术
沫酸)
17
2.4交替相前置液酸压工艺技术
原理: 用不同流体粘度和反应特性差异,在交替注入过程
中获得非均匀刻蚀裂缝,降低酸液滤失,从而获得较 长的酸液有效作用距离和较高的酸蚀缝导流能力 关键技术:
酸液和压裂液的选择:配伍,粘度比,破胶返排 蚓孔生长发育规律的研究---滤失控制机理 指进现象的产生和模拟------界面过渡带处理 各级注入量的优化组合
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一 、 液体选择
选液方法
有效地清除伤害 提高地层渗透率 防止沉淀
溶解度 粘土含量
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一 、 液体选择
砂岩酸化时酸液应用指南
条件
HCl溶解度>20% 高渗透(100md以上)
高石英(80%),低粘土(<5%) 高长石(>20%) 高粘土(>20%) 高铁绿泥石粘土
低渗透(10md或更低) 低粘土
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2. 酸化工艺技术研究
2.1 基质酸化工艺技术(常规酸化)
原理: 利用酸液溶解地层岩石孔隙及裂缝中 堵塞物,扩大油气渗流通道.
技术关键: 蚓孔生长发育规律研究 最佳注酸速度研究 最佳注酸强度研究 关井时间及返排速度研究 孔隙型,裂缝型及复合型地层基质酸化工 艺技术研究.
工作液：15％－20％盐酸＋酸液添加剂 工 艺：简单，连续注入酸液
表面积
低 低至中等 低至中等
低 高 高 高 高 低至中等 低至中等 低至中等 低至中等
溶解度
HCl
HCl+HF
不溶解 不溶解 不溶解 不溶解 不溶解 不溶解 不溶解 低至中等 高溶解 高溶解 高溶解 高溶解
很低 低至中等 低至中等 低至中等
交联酸加砂酸化压裂技术在复杂岩性油藏的应用
交联酸加砂酸化压裂技术在复杂岩性油藏的应用很多复杂岩性油藏存在着较大的开发难度，需要采用合理的增产措施来提高油井产量。
本文对交联酸室内评价实验进行研究，并对采用交联酸加砂酸化压裂技术现场试验情况进行分析。
标签：压裂技术;交联酸加砂酸化压裂;现场应用隨着油气勘探业务不断扩展，已经从原来的砂岩和碳酸岩储层向着复杂岩性油藏转变。
由于该类油藏断块较多，丰度不高而且物性较差，勘探开采成本增多，需要采用压裂增产措施来提高采收率，从而在地层中建立起更多的人工裂缝，要求裂缝尽可能地延伸，形成多个裂缝分支，从而起到理想的压裂改造效果。
需要做好压裂工艺技术的改进，采用酸化压裂形成更多的酸蚀裂缝，和水力压裂建立起具有较高导流能力的支撑裂缝进行结合形成复合裂缝，提高压裂改造的效果。
1交联酸室内评价实验1.1交联酸性能评估把酸液稠化剂均匀加到含量为15%的盐酸中，配制成质量分数为0.8%的溶液，经过溶解膨胀后的5小时后，测量该溶液的粘度为45mpa·s，之后分别加入质量分数为0.8%、1.0%及1.2%交联剂，之后投入到90度的水中保持1小时，然后进行持续剪切10分钟，再投入到110度的水体中恒温保持1小时，分别测量不同质量分数溶液具备的剪切黏度，分别为100 mpa·s、150 mpa·s和155mpa·s。
从实验情况来看，该交联剂酸液稠化剂具备较好的交联效果，投入量为0.8-1.2%时，由于交联剂数量的变多，耐温性能得到显著提升，还具备较高的黏度和抗剪切性能，该交联酸可以达到酸化压裂施工过程中对携砂性能的需求。
1.2酸液助剂优选把酸液稠化剂均匀的投入到浓度为15%盐酸液中，混合成质量分数达到0.8的液体，再投入不同种类的助排剂、铁离子稳定剂、缓蚀剂等进行溶解膨胀，等待5小时之后测量溶液具备的黏度为45mpa·s，再对溶液中加入交联剂，投入温度为90度的水中恒温保持1小时，对溶液剪切10分钟之后，分别检测后得知浓度为22mpa·s、150 mpa·s和9 mpa·s。
砂岩油气层的土酸处理
砂岩油气层的土酸处理作者：砂岩地层通常采用水力压裂增产措施，但对于胶结物较多或堵塞严重的砂岩油气层，也常采用以解堵为目的常规酸化处理。
这就是说，碳酸盐地层和砂岩地层都可以进行酸化，但在酸处理的内容上都有不少区别。
砂岩是由砂粒和粒间胶结物所组成，砂粒主要是石英和长石，胶结物主要为硅酸盐类（如粘土）和碳酸盐类。
砂岩地层油气储集空间和渗流通道就是砂粒之间未被胶结物完全充填的孔隙。
砂岩地层的酸处理，就是通过酸液溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，或者溶解空隙中的泥质堵塞物，或其他结垢物以恢复、提高井底附近地层的渗透率。
1、砂岩地层土酸处理原理在岩层中含泥质较多，含碳酸盐较少，油井泥浆堵塞较为严重而泥饼中碳酸盐含量较低的情况下，用普通盐酸处理常常得不到预期的效果。
对于这类油井或注水井多采用10％－15％浓度的盐酸和3％－8％浓度的氢氟酸与添加剂所组成的混合酸进行处理。
这种混合酸液通常称为土酸。
土酸中的氢氟酸（HF）是一种强酸，我国工业氢氟酸其氟化氢的浓度一般为40％，相对密度为1.11-1.13。
氢氟酸对岩石的一切成分（石英、粘土、碳酸盐）都有溶蚀能力，但不能单独用氢氟酸，而要和盐酸混合配置成土酸，其主要原因有以下二个方面：（1）氟酸与硅酸盐类以及与碳酸盐类反应时，其生成物中有气态物质，也有可溶性物质，也会生成不溶于残酸液的沉淀，其反应如下。
氢氟酸与碳酸钙的反应：2HF+CaCO3=CaF2+CO2 +H2O氢氟酸与硅酸钙铝（钙长石）的反应：16HF+CaAL2Si2O8＝CaF2+2ALF3+2SiF4+8H2O在上列反应中生成的CaF2，当酸液浓度高时，处于溶解状态，当酸液浓度低后，即会沉淀。
酸液中包含有HCL时，依靠HCL维持酸液在较低的PH值，以提高CaF2的溶解度。
氢氟酸与石英的反应：6HCL+SiO2＝H2SiF6+2H2O反应生成的氟硅酸（H2SiF6）在水中可解离为H+和SiF2-6，而后者又能和地层水中的Ca2+、Na+、K+、NH4+等离子相结合。
多氢酸酸化技术综述
多氢酸酸化技术综述高翔;蒋建方【摘要】综述了多氢酸酸化技术的研究与应用进展,总结了多氢酸酸液体系的技术特点,分析了这种酸液体系的研究方向及发展潜力,并预测了多氢酸酸化技术在未来储层改造方面的应用前景.从目前的研究和应用结果可以看出,多氢酸在与砂岩的反应过程,显示出了缓速性、抑制二次沉淀、吸附性和润湿反转等优于常规土酸和缓速酸的特性,可以满足砂岩储层酸化施工过程中防止二次沉淀的要求,以及能达到深层改造的目的.对多氢酸与砂岩的反应特性与增产机理进行更为深入的研究,是酸化领域近年来研究的热点.但矿场施工复杂,价钱昂贵制约着这种酸液的应用.随着应用酸化的砂岩储层条件日益复杂化,多氢酸的发展趋向功能多样化,对复杂砂岩储层的适应性更强.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】3页(P76-78)【关键词】多氢酸;砂岩酸化;研究方向;技术进展【作者】高翔;蒋建方【作者单位】中国石油大学提高采收率研究院,北京102249;中国石油大学提高采收率研究院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE311+.2砂岩储层酸化主要是向地层注入含有HF、HCl和HFB等的酸液，使酸液同硅质矿物和黏土反应，解除近井地带的堵塞物（如氧化铁、硫化亚铁、黏土等），恢复地层渗透率；同时溶解近井带的部分岩石碎屑，提高地层渗透率。
但包括土酸在内的常规酸液体系在砂岩酸化过程中表现出反应速度快、穿透距离短、易形成二次沉淀、难以有效解除钻完井及修井对地层伤害等问题［1-3］。
为了解决这些问题，近年来，有学者提出了新型缓速酸酸液体系——多氢酸。
这种新型的多氢酸体系（HF酸液体系）是由氟盐、无机酸和新型复合膦酸相反应生成的一种可以自动调解自身pH值的酸液体系。
关键是复合膦酸取代了以前的盐酸与氟盐发生氢化反应生成的氢氟酸，其与砂岩的反应速度是常规土酸与砂岩的反应速度的1／3～1／2左右，具有很好的缓蚀性能。