酸化工藝技術(shù)大慶采油九廠課件

酸化工藝技術(shù)

楊寶泉采油工藝研究所前言

酸化技術(shù)是油層改造常用的技術(shù)之一，它是通過酸液溶蝕巖石孔隙中的堵塞物或基巖本身的某些礦物成份，從而改善巖石內(nèi)部孔道的連通性，解除地層的污染，提高油水井的生產(chǎn)能力。大慶油田自1963年開展酸化解堵試驗(yàn)至今已有41年的歷史，在41年的歷程中，無論在酸化機(jī)理、酸液及添加劑的種類上還是在酸化工藝等方面均取得了較多的成果，在油田開發(fā)與穩(wěn)產(chǎn)工作中起到了積極的作用。

但由于砂巖酸化是一個(gè)復(fù)雜的酸巖反應(yīng)過程，酸與巖石的反應(yīng)是發(fā)生在多孔介質(zhì)中的多相反應(yīng)，加之每種礦物與酸的反應(yīng)速度不一致，可能產(chǎn)生傷害的程度也不一樣，導(dǎo)致酸化技術(shù)的復(fù)雜性。因此，如何針對不同油藏特點(diǎn)研究針對性較強(qiáng)的酸化技術(shù)是酸化工作者急待研究解決的問題。

內(nèi)容提要一、酸化的概念二、酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀三、酸液添加劑四、堵塞類型的判別及酸化半徑的確定五、酸化工藝六、酸化施工及監(jiān)督一、酸化的概念一）酸化：酸化就是在低于破裂壓力下，利用高壓泵將酸液注入到地層中，溶解地層礦物或地層堵塞物，改善地層巖石內(nèi)部孔道的連通性，從而達(dá)到解除地層傷害、提高地層滲透率，增產(chǎn)增注的目的。二）酸化機(jī)理

1、砂巖酸化原理

砂巖礦物的化學(xué)成分非常復(fù)雜，常見的有氧化硅（石英）、硅酸鹽（長石和粘土等）及其它（如生物化石）成分。除石英外，其它礦物的化學(xué)分子式都十分復(fù)雜。現(xiàn)將在砂巖中最常見礦物的化學(xué)分子式列表，見表1。成分礦物化學(xué)分子式石英

SiO2長石正長石鈉長石斜長石Si3AlO8KSi3AlO8NaSi2-3Al1-2O8(Na,Ca)云母黑云母白云母綠泥石(AlSi3O10)K(mg,Fe)3(OH)2(AlSi3O10)KAl2(OH)2(AlSi3O10)Mg5(Al,Fe)

(OH)8粘土高嶺石伊利石蒙脫石Al4(Si4O10)(OH)8Si4-xAlxO10(OH)2KxAl2(1/2Ca,Na)0.7(AlMg,Fe)4(Si,Al)3O20(OH)4nH2O碳酸鹽方解石白云石鐵白云石CaCO3CaMg(CO3)2Ca(Fe,Mg)(CO3)2硫酸鹽石膏硬石膏CaSO4·2H2OCaSO4其它鹽氧化鐵NaClFeO,Fe2O3,Fe3O4表1常見礦物的化學(xué)分子式表

砂巖油層滲透率降低，往往是鉆井、作業(yè)過程中泥漿壓井液進(jìn)入地層，造成污染或?qū)觾?nèi)粘土微粒在采油、注水過程中隨液流的移動(dòng)將地層孔隙堵塞，由于地層壓力、溫度變化造成的結(jié)垢，以及鐵鈣的化學(xué)沉淀堵塞。因此砂巖油藏的處理一般采用鹽酸與氫氟酸的混合酸或其它能夠生成氫氟酸的酸液。通常把鹽酸與氫氟酸的混合酸稱為土酸。土酸中鹽酸作用是溶解碳酸鹽和部分鐵質(zhì)，防止氫氟酸與碳酸鹽反應(yīng)生成沉淀；氫氟酸可以溶解砂巖油層中的硅酸鹽礦物和粘土礦物。1、酸巖反應(yīng)的機(jī)理1）HClCaCO3(石灰?guī)r)+2HCl→CaCl2+CO2+H2OCaMg(CO3)2(白云巖)+4HCl→CaCl2+MgCl2+2CO2+2H2OFeCO3(菱鐵礦)+2HCl→FeCl2+H2O+CO2

1、酸巖反應(yīng)的機(jī)理1）HFAl2Si2H4O9（高嶺石）+18HF→2H2SiF6+2AlF3+9H2O（AlSi3O10）Mg5(Al,Fe)(OH)8(綠泥石)+HF→AlFn3-n+SiFm4-m+MgF2+FeFk3-k+H2ONaAlSi3O8(鈉長石)+HF→NaF+AlFn3-n+SiFm4-m+H2OCaCO3+2HF→Ca2F+H2O+CO2SiO2+4HF→SiF4+2H2O

反應(yīng)生成的氟化硅和水均可排除地面。氫氟酸與碳酸鹽作用生成氟化鈣（CaF2

不溶于水），當(dāng)酸液濃度降低時(shí)，易發(fā)生沉淀，堵塞孔道。因此對于碳酸鹽含量較高的地層應(yīng)在土酸酸化前用足量的鹽酸進(jìn)行預(yù)處理。

2、碳酸巖酸化原理

碳酸鹽巖層常規(guī)酸化的目的是清除油水井附近的傷害，溝通擴(kuò)大地層原有的裂縫。主要采用鹽酸、甲酸、乙酸等，大多數(shù)碳酸鹽都能被溶解。如：鹽酸與方解石、白云石反應(yīng)：

CaCO3+2HCl—→CaCl2+CO2↑+H2OCaMg(CO3)2+4HCl→CaCl2+MgCl2+2CO2↑+2H2O

甲酸（蟻酸）與方解石、白云石反應(yīng)CaCO3+2HCOOH→Ca(COOH)2+CO2↑+H2OCaMg(CO3)2+4HCOOH→Ca(COOH)2+Mg(COOH)2+2CO2↑+2H2O

乙酸（醋酸）與方解石、白云石反應(yīng)：

CaCO3+2H(CH2COOH)→Ca(CH2COOH)2+CO2↑+H2O

CaMg(CO3)2+4H(CH2COOH)→Ca(CH2COOH)2+Mg(CH2COOH)2+2CO2↑+2H2O

反應(yīng)生成的鹽類都能溶于水，通過自噴或抽汲，就可以將反應(yīng)后的殘酸，包括溶解在其中的鹽類排出地層。生成的二氧化碳起助排作用，幫助殘酸從地層中排出。這樣，就溝通了孔道，提高了滲透率。

國外常用的酸化技術(shù)有：土酸酸化、有機(jī)酸酸化、泡沫酸、膠束酸、CO2酸化等。美國在80年代主要研究各種酸液及工藝。對于中、高滲油田油井通常使用泡沫酸、膠束酸、CO2酸化等，水井通常使用土酸、有機(jī)酸或土酸+有機(jī)酸酸化來達(dá)到解堵增注的目的;

對于低滲透油層油井主要以壓裂為主，也應(yīng)用了泡沫酸、CO2酸化等措施，水井則主要以有機(jī)酸酸化為主，均取得了較好的效果。二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀國外90年代，美國主要研究各種酸液的復(fù)合應(yīng)用，如醇—酸酸化、有機(jī)酸—土酸酸化、酸化—壓裂等，另外，加強(qiáng)添加劑的研究，以增強(qiáng)酸化效果，是美國90年代的另一攻關(guān)方向，如已研制出多種添加劑：緩速劑、降阻劑、抗酸渣劑、增能劑、乳液穩(wěn)定劑等。近幾年在乳化酸、選擇性酸化方面研究增多。

俄羅斯在此方面已研究多年，已形成硝酸、土酸、磷酸、硫酸等多種酸液，多為兩種或三種合用，對于油井多采用乳化酸、泡沫酸等工藝。如處理低溫地層的可逆酸乳狀液研究已獲得了成功。在酸化工藝上應(yīng)用了震蕩酸化、分段酸化、兩極酸化、酸壓、選擇性酸化等。

二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀國外國內(nèi)90年代在酸化解堵技術(shù)方面發(fā)展也較快，主要有土酸系列（緩速土酸、逆土酸等）、緩速酸系列（自生土酸、粘土酸、有機(jī)酸等）、乳化酸、泡沫酸等。二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀國內(nèi)土酸系列緩速土酸是針對重復(fù)酸化井、常規(guī)酸化成功率低、增產(chǎn)幅度小、有效期短而研究的一種酸液體系，在土酸中加入鋁鹽等緩速劑，可增加土酸的活性作用半徑，以達(dá)到較好的效果；逆土酸是針對泥質(zhì)堵塞為主的地層、以粘土膠結(jié)為主的泥質(zhì)砂巖地層、鉆井液堵塞中碳酸巖含量較少地層等，可大大增強(qiáng)酸液對泥質(zhì)堵塞物的溶蝕能力，達(dá)到酸化解堵的目的。大港油田經(jīng)室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場試驗(yàn)，效果顯著，表明逆土酸對地層滲透性的改善程度優(yōu)于常規(guī)土酸。

二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀國內(nèi)緩速酸系列自生土酸主要采用NH4HF2、H3BO3等與HCL合成HBF4，并與HCL結(jié)合后生成土酸，使酸液具有酸化深部砂巖油層的能力，該技術(shù)主要用于低滲透油田注水井。粘土酸是指向地層交替注入化學(xué)劑,使它們在粘土表面通過離子交換生成HF，實(shí)現(xiàn)溶蝕粘土，解除污染物堵塞，達(dá)到深部酸化的效果,作用半徑可達(dá)1.5m，適用于粘土礦物含量較高的地層。

二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀國內(nèi)有機(jī)酸酸化，國內(nèi)各油田在此方面應(yīng)用較多，勝利油田研制了以甲醛、氟化銨和有機(jī)羧酸鹽為主的有機(jī)酸體系，見到了較好的效果，主要適用于泥質(zhì)含量高的低滲砂巖油層深部酸化。遼河油田針對稠油井研制了低碳混合有機(jī)酸體系，獲得了良好的酸化解堵增產(chǎn)效果。二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀國內(nèi)乳化酸是采用油（溶劑）、酸、乳化劑制成的油包酸型乳化液體系，適用于油井、稠油井的酸化解堵。寧夏油田研究成功了油基土酸酸化工藝，現(xiàn)場試驗(yàn)30井次，酸化效果好于壓裂；新疆油田開發(fā)研制的乳化酸酸液遇水增粘，遇油降粘，具有一定的選擇性。1994~1995年共試驗(yàn)9口井，有效率89%，平均單井累計(jì)增油700t。二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀國內(nèi)泡沫酸酸化是近幾年發(fā)展起來的一種對低壓、低滲透、水敏性地層很有效的酸化增產(chǎn)技術(shù)。它與普通酸液相比具有：液柱壓力低、返排能力強(qiáng)、粘度高、對地層損害小，有效作用距離長的特點(diǎn)。國內(nèi)除四川氣田在酸壓裂中應(yīng)用泡沫酸外，在油氣井施工中僅川東氣田、文明寨氣田進(jìn)行了泡沫酸酸化研究。二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀國內(nèi)

自1963年以來，大慶油田在長垣內(nèi)部一直應(yīng)用常規(guī)土酸酸化技術(shù)。常規(guī)土酸是由鹽酸、氫氟酸及各種添加劑按一定比例配制而成的，利用其中的鹽酸溶解砂巖地層中的碳酸巖鹽、鐵質(zhì)成分并保持低PH值，防止氟化鈣和氫氧化硅沉淀生成；利用其中的氫氟酸溶解硅質(zhì)礦物和鉆井液，以及已膨脹的粘土礦物等所造成的堵塞物，恢復(fù)和提高近井地帶的滲透率，達(dá)到增產(chǎn)增注的目的。

二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀大慶油田酸化技術(shù)現(xiàn)狀二、國內(nèi)外酸化解堵技術(shù)現(xiàn)狀幾種新技術(shù)1、新型土酸酸化技術(shù)

2、油水井清垢解堵技術(shù)

3、粉末硝酸酸化解堵增注技術(shù)

4、油井復(fù)合酸解堵技術(shù)

5、熱氣酸解堵技術(shù)

1、新型土酸酸化技術(shù)：新型土酸是用MP多功能添加劑取代土酸中的ABS表面活性劑和冰醋酸配制而成的酸液，MP多功能添加劑能夠降低酸液的表面張力、界面張力提高酸液的穿透距離，加深酸化半徑，與酸液及儲層流體的配伍性好，能抑制酸渣的凝結(jié)，使其形成的微粒酸渣溶解分散不產(chǎn)生沉淀，大大減少了有機(jī)殘?jiān)鼘拥膫Α?/p>

幾種新技術(shù)

該技術(shù)適用于老區(qū)二次加密井和外圍低滲透油田的注水井，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自1993年以來在三廠、五廠、六廠、八廠、九廠、十廠等地區(qū)應(yīng)用了80多口井，單井初期平均日增注達(dá)25m3，有效期達(dá)5個(gè)月以上。

幾種新技術(shù)新型土酸酸化技術(shù)幾種新技術(shù)2、油水井清垢解堵技術(shù)：油水井清垢解堵技術(shù)是針對外圍油田地層物性條件差，油水井結(jié)垢嚴(yán)重，水井注水壓力升高過快、注水困難；油井產(chǎn)能低，儲層傷害嚴(yán)重，檢泵周期縮短，油水井的注采效果差，而研究的一項(xiàng)解堵技術(shù)。

幾種新技術(shù)

該技術(shù)以有機(jī)酸為主，附以其它添加劑，具有解除有機(jī)堵塞、無機(jī)堵塞、緩速、不產(chǎn)生二次沉淀等功能，能滿足因結(jié)垢、腐蝕、粘土顆粒等因素堵塞的油水井的解堵需要。無須動(dòng)管柱，一次施工可同時(shí)處理三個(gè)以上目的層，且可控制各目的層的處理強(qiáng)度。該技術(shù)對于低滲透、酸敏性油藏的油水井解堵尤為有效。自1997年起已累計(jì)推廣近200口井，成功率91%，油井初期平均日增油1.6噸，有效期達(dá)半年以上；注水井初期平均日增注26m3，有效期平均8個(gè)月以上。

幾種新技術(shù)油水井清垢解堵技術(shù)粉末硝酸酸化解堵增注技術(shù)粉末硝酸酸化解堵增注技術(shù)是針對二、三次加密注水井及低滲透注水井，油層有效厚度小、粘土含量高，在開發(fā)過程中，由于各種因素堵塞，使地層近井地帶滲透率下降，導(dǎo)致注水井吸水能力差、吸水層比例低，而研究的一項(xiàng)酸化解堵增注技術(shù)。該工藝技術(shù)主要研究應(yīng)用了粉末硝酸復(fù)合解堵劑，并針對不同的堵塞類型和地層特點(diǎn)研究應(yīng)用了復(fù)合解堵工藝技術(shù)和暫堵轉(zhuǎn)向工藝技術(shù)。

（1）在45℃下具有明顯的緩速作用，其反應(yīng)速度較常規(guī)土酸低5-8倍?？捎行г龃笏岬淖饔冒霃剑m于地層的深部酸化。

（2）防膨效果明顯，其防膨性比常規(guī)土酸低2-3倍。

（3）與地層配伍性好，不產(chǎn)生二次沉淀。

（4）對機(jī)械雜質(zhì)、泥漿等地層堵塞物具有較強(qiáng)的溶解能力，可有效解除機(jī)械雜質(zhì)和泥漿造成的地層傷害。

工藝特點(diǎn)該技術(shù)適用于二、三次加密井、低滲透儲層注水井及常規(guī)土酸酸化效果不理想的注水井，自1999年起累計(jì)推廣240多口井，成功率92%，平均單井初期日增注達(dá)31m3，有效期平均9個(gè)月以上。油井復(fù)合酸解堵技術(shù)是針對二、三次加密油井的地質(zhì)特征，粘土堵塞嚴(yán)重及常規(guī)土酸酸化后二次沉淀嚴(yán)重等問題而研究的一項(xiàng)綜合解堵技術(shù)。

另外，針對外圍低滲透油田儲層的具體情況還研究應(yīng)用了有機(jī)酸、低碳酸、氟硼酸等酸化技術(shù)，但應(yīng)用數(shù)量較少。

盡管大慶油田90年代后在酸化解堵新技術(shù)上進(jìn)行了大量的研究試驗(yàn)，取得了一定的成果，但從整個(gè)工藝技術(shù)的適應(yīng)性上看，與國外還存在很大差距。特別是對泥質(zhì)含量高、酸敏性強(qiáng)、油層深、有效厚度小、多次重復(fù)酸化無效的井至今沒有有效的措施，對各種酸液添加劑和酸化機(jī)理的研究也不夠深入，酸液種類及工藝還遠(yuǎn)不能滿足油田不斷發(fā)展的需要。因此對于某一特定的區(qū)塊，特別是新開發(fā)的區(qū)塊，應(yīng)具體分析其地質(zhì)特征及地層堵塞特點(diǎn)，有針對性地研究和開發(fā)相應(yīng)的酸化解堵劑配方及工藝，才能滿足油田開發(fā)的要求。

三、主要酸液添加劑

酸液作為一種通過井筒注入地層并能改善儲層滲透能力的工作液體，必須根據(jù)儲層條件和工藝要求加入各種添加劑，才能使其性能得到完善和提高，以保證措施的效果。酸化工作液中的化學(xué)添加劑發(fā)展很快，類型和品種都在不斷改進(jìn)。在此只能就最常用的主要類型作一介紹。

添加劑（1）緩蝕劑緩蝕劑是最主要、最重要的添加劑。無論哪一種酸液體系中的酸對鋼材都具有很強(qiáng)的腐蝕作用。為保證施工安全，保護(hù)油（氣）、水井的井口裝置、井下管柱及套管，注入酸液對鋼材的腐蝕速度必須控制在允許的安全標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，同時(shí)使酸液中的含鐵量保持在最低限度，降低對地層污染，必須在酸液中加入緩蝕劑。緩蝕劑在酸化過程中，附著在鋼材表面，形成一層保護(hù)膜，阻止酸液對鋼材的腐蝕，達(dá)到保護(hù)鋼材的目的。

類型適用溫度℃用量%腐蝕速度g/(m2.h)研制單位7461~10280~1801.246.6華中工學(xué)院762380~1502.5167.9四川天然氣研究所7623C80~1502.098.2四川天然氣研究所411901.553.3天津工學(xué)院大港油田770190~1901.07.5華中工學(xué)院四川井下作業(yè)公司781290~1101.59.36華北油田南京梅山化工廠780190~1503.5＜80華中工學(xué)院四川井下作業(yè)公司CT1-290~1503.5＜80四川天然氣研究所CT1-32004.0＜100四川天然氣研究所酸化常用緩蝕劑主要性能表

添加劑（2）鐵離子穩(wěn)定劑在酸化過程中，鐵離子易產(chǎn)生沉淀，堵塞油層，影響酸化效果。在酸液中添加鐵離子穩(wěn)定劑，可同鐵離子進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，防止鐵離子沉淀的產(chǎn)生。酸化常用鐵離子穩(wěn)定劑主要性能表

類型用量%適用井溫℃?zhèn)渥⒁宜?.0≤60

檸檬酸2.0≤93

EDTA3.7≤93

CT1-70.5~1.5204四川天然氣研究所L58

204(美)Dowell添加劑（3）粘土穩(wěn)定劑在酸化過程中，為了防止粘土礦物發(fā)生膨脹、運(yùn)移而堵塞油層，影響酸化效果，在酸液中添加粘土穩(wěn)定劑。粘土穩(wěn)定劑可固定粘土顆粒。粘土穩(wěn)定劑分有機(jī)、無機(jī)兩大類。類型用量（推薦）%適用條件備注KCl0.2不適用HF體系

Clasta0.2

美國哈里伯頓NH4Cl0.2適用HF體系

CT12-1

適用HF體系四川天然氣研究所酸化常用粘土穩(wěn)定劑主要性能表

（4）洗油劑為了清除地層中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的傷害，在酸液中添加洗油劑。洗油劑主要以低碳烴類為主。（5）暫堵劑應(yīng)用于暫堵酸化中，對高滲透層的炮眼及近井地帶進(jìn)行封堵，而后在地層環(huán)境中溶解，隨返排殘酸排出。分為水溶性和油溶性；固體或液體。添加劑（6）表面活性劑有很多種，在酸液中的作用也多種多樣，有為降低酸液界面張面張力的，有防止酸液形成乳化的，有利于酸液返排的。除以上這些常規(guī)添加劑以外，還有一些特殊添加劑，如：膠束劑、稠化劑、發(fā)泡劑等，按相應(yīng)比例加入酸液中，以形成膠束酸、稠化酸、泡沫酸等。添加劑

酸化解堵主要是通過酸與地層礦物或地層堵塞物反應(yīng)，溶解地層礦物或堵塞物，從而達(dá)到解除地層堵塞、提高地層滲透率的目的。根據(jù)目前大慶油田欠注井的地質(zhì)特點(diǎn)，我們認(rèn)為一般欠注（產(chǎn)）的因素有以下幾方面：1、連通性差：此類井一般通過地質(zhì)構(gòu)造圖即可判斷。這類井施工后效果往往不理想。

四、堵塞類型的判別及堵塞半徑的確定

2、

粘土傷害：在油田開發(fā)過程中，粘土礦物是導(dǎo)致油層傷害的重要潛在因素。常見的粘土礦物有蒙脫石、高嶺石、伊利石、綠泥石和混合層粘土礦物。由于它們自身的特性，使其在一定的外來因素的作用下對油層產(chǎn)生傷害。表1中給出了常見粘土礦物的基本存在形式及可能帶來的潛在的油層損害。一般認(rèn)為，粘土含量大于5%即為較差儲層。

堵塞類型的判別常見粘土礦物的基本存在形式及潛在傷害

粘土類型單體形態(tài)在孔隙中的存在形式潛在的損害高嶺石蠕蟲狀、書頁狀雜亂分布分布在粒間，少量分布在顆粒表面微粒運(yùn)移，堵塞孔喉蒙脫石蜂窩狀、網(wǎng)狀、片狀、絮狀薄膜襯墊式分布在顆粒表面水化膨脹，分散運(yùn)移伊利石片狀、絲狀、毛發(fā)狀充填于粒間或分布在顆粒表面水化膨脹，分散運(yùn)移，增大束縛水飽和度綠泥石葉片狀、層狀、絨球狀、針葉狀充填在粒間常與石英、高嶺石共生運(yùn)移、酸敏（1）速敏：由于儲集層中流體速度的變化而引起粘土及其它機(jī)械顆粒運(yùn)移，堵塞孔隙而導(dǎo)致儲集層滲透率下降的現(xiàn)象稱速敏。（2）水敏：儲層的水敏性是指當(dāng)與地層不配伍的外來流體進(jìn)入地層后引起粘土膨脹、分散、運(yùn)移,從而導(dǎo)致滲透率不同程度的降低的現(xiàn)象。（3）酸敏：所謂酸敏性，是指酸化解堵液進(jìn)入地層后與地層中的酸敏礦物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀或釋放出微粒，使地層滲透率下降的現(xiàn)象。不同的地層，應(yīng)有不同的酸液配方，配方不合適或措施不恰當(dāng)，不但不會改善地層的狀況、提高產(chǎn)量，反而會使地層受到傷害。堵塞類型的判別

差別方法：地層粘土礦物含量較高（一般達(dá)10%以上，主要是差油層和表外層）礦物成分以伊利石和蒙脫石為主（伊利石可造成速敏，蒙脫石等膨脹性礦物造成水敏）。此類堵塞一般由于入井液礦化度較低所引起（如泥漿濾液等），堵塞較深，一般解堵時(shí)處理半徑應(yīng)加大。二、三次調(diào)整開發(fā)的注水井此類傷害較普遍。堵塞類型的判別3、

泥漿堵塞：不合理的作業(yè)方式常常會對地層造成一定的傷害，其中影響程度最明顯的就是鉆井泥漿對地層的傷害。其對油層的傷害表現(xiàn)為以下幾方面：a、當(dāng)泥漿性能不好，失水量大或壓井時(shí)間長，使其濾液浸入油層孔隙，因?yàn)V液與地層水礦化度不同而產(chǎn)生電化學(xué)的不平衡，引起地層中粘土礦物膨脹或分散運(yùn)移，從而堵塞了油層孔道，降低了油層滲透率；

堵塞類型的判別b、泥漿中的微細(xì)微?？芍苯舆M(jìn)入近井地帶，堵塞孔道，降低油層滲透率，對油層造成傷害。c、泥漿濾液滲入油層內(nèi)部，剩余較大的固體顆粒及粉沫附著在油層表面形成泥漿濾餅，嚴(yán)重影響油水井的生產(chǎn)能力。d、泥漿中的重晶石粉（BaSO4）難溶于HCl和HF，侵入地層對地層造成嚴(yán)重傷害。

堵塞類型的判別判別方法：鉆井泥漿比重較大（一般大于1.75），浸泡油層時(shí)間較長（可達(dá)上百小時(shí)），并且在轉(zhuǎn)注初期注水就較差。新投注（產(chǎn)）井以此類為主。堵塞類型的判別4、機(jī)械雜質(zhì)堵塞：注水井井口水質(zhì)較差，返出水機(jī)械雜質(zhì)含量較高。5、有機(jī)質(zhì)堵塞：過渡帶井，不排液直接轉(zhuǎn)注的井，此類堵塞較多，返出液中油污含量較高。另外，污水回注井，如果水質(zhì)處理不合格，也會出現(xiàn)此類堵塞。油井此類堵塞較多。6、垢堵塞：地層結(jié)垢較嚴(yán)重，外圍油田此類堵塞較多。7、復(fù)合堵塞：兩種或多種堵塞類型同時(shí)存在。多數(shù)注水井此類堵塞較多。

堵塞類型的判別根據(jù)目前在油田上應(yīng)用的酸化技術(shù)的特點(diǎn)及措施井的特點(diǎn)，選井選層應(yīng)按以下方法進(jìn)行：酸化類型確定

此類井不宜進(jìn)行酸化解堵，應(yīng)選擇其它措施，如壓裂等。1、連通性差：2、粘土傷害：此類井應(yīng)選擇以防膨、防酸敏的酸化配方，不易選擇對地層骨架溶解力太強(qiáng)的酸液（容易造成顆粒的運(yùn)移，堵塞孔隙），如常規(guī)土酸等。建議：粘土含量小于10%且不含有機(jī)質(zhì)復(fù)合堵塞，采用新型土酸；粘土含量大于10%時(shí)，可選用粉末硝酸（有有機(jī)質(zhì)復(fù)合堵塞存在）或復(fù)合酸（有機(jī)質(zhì)復(fù)合堵塞較嚴(yán)重）技術(shù)?？蛇x用常規(guī)土酸。如含有其它類型復(fù)合堵塞，則選擇粉末硝酸或復(fù)合酸技術(shù)。3、泥漿堵塞：4、機(jī)械雜質(zhì)堵塞：地質(zhì)條件較好的井（基礎(chǔ)井或一次調(diào)整井）采用常規(guī)土酸或新型土酸；地質(zhì)條件較差的井（二、三次調(diào)整井）采用粉末硝酸或復(fù)合酸；水井可選用粉末硝酸、復(fù)合酸或熱氣酸，油井選用復(fù)合酸或熱氣酸。5、有機(jī)質(zhì)堵塞：6、垢堵塞：可選用清防垢技術(shù)。老區(qū)較少用。選用多功能酸液，如粉末硝酸、復(fù)合酸等，視復(fù)合堵塞的程度而定。7、復(fù)合堵塞：酸化規(guī)模的確定：

在酸化解堵過程中，確定和設(shè)計(jì)解堵半徑是酸化措施的一個(gè)重要因素。以往的酸化措施，解堵半徑約0.5m，對于堵塞半徑較小的堵塞類型，如泥漿堵塞，有一定的效果，但對于其它類型的堵塞，效果則不理想。在多年的推廣實(shí)踐過程中，我們通過對儲層的堵塞特征的分析，結(jié)合以往在現(xiàn)場試驗(yàn)中積累的經(jīng)驗(yàn)，制定了適合于不同堵塞類型地層的堵塞半徑。不同地層特點(diǎn)和堵塞類型地層的污染半徑堵塞類型堵塞特點(diǎn)污染半徑粘土礦物地層粘土礦物含量較高，礦物類型以蒙脫石及伊利石為主。3m泥漿堵塞鉆井泥漿比重較大（一般大于1.80），浸泡油層時(shí)間較長（可達(dá)上百小時(shí)），并且在轉(zhuǎn)注初期注水就較差。1.0m機(jī)械雜質(zhì)堵塞注水井井口水質(zhì)較差，返出水機(jī)械雜質(zhì)含量較高。1.2m封閉油藏酸化井示意圖

1、未污染井：

2、污染井：工藝研究

酸化半徑

工藝研究

酸化后增產(chǎn)倍數(shù)

1、未污染井：2、污染井：（1）當(dāng)Rw＜Ra≤Rs時(shí)：

（2）當(dāng)Rs＜Ra時(shí)：工藝研究

酸化半徑：

通過效益與酸化半徑的關(guān)系推導(dǎo)1、未污染井：已知條件：每米油層注入量為10m3，地層孔隙度20%，每20m3水產(chǎn)1t油，每方酸0.08萬元，每噸油0.1萬元，則通過計(jì)算可得圖7、圖8。

工藝研究效益與酸化半徑關(guān)系曲線（有效期半年）

CY02對杏樹崗油田巖心滲透率提高率平均為2倍，如果有效期為半年，則其最大酸化半徑應(yīng)為3m左右，單位油層酸化后可獲得最大效益2.0萬元。工藝研究

酸化半徑：

1、污染井：已知條件：Rw=0.1397m，Re=200m，x1=1.98，每米油層注入量為10m3，地層孔隙度20%，每20m3水產(chǎn)1t油，每方酸0.08萬元，每噸油0.1萬元。現(xiàn)場一般注水井下降到原來注水量一半時(shí)，就采取增注措施。（1）粘土污染：Rs=3m，x2=1.51，根據(jù)達(dá)西公式可得：x=0.30；（2）泥漿和機(jī)械雜質(zhì)污染：Rs=1.2m，x2=1.29，根據(jù)達(dá)西公式可得：x=0.23工藝研究效益與酸化半徑關(guān)系曲線（有效期半年）1、粘土污染

從圖10和11也可看出，酸化半徑超過3.5m后，效益開始呈負(fù)增長，由此可見，對于粘土污染的注水井，其最佳酸化半徑應(yīng)在3.5m左右。有效期為半年，單位油層最大可獲效益5.5萬元。工藝研究效益與酸化半徑關(guān)系曲線（有效期半年）1、泥漿和機(jī)械雜質(zhì)污染

從圖上可看出，酸化半徑超過2.5m后，效益增加不明顯，甚至出現(xiàn)負(fù)增長，由此可見，對于泥漿和機(jī)械雜質(zhì)污染的注水井，其最佳酸化半徑應(yīng)在2.5m左右。若有效期為半年，單位油層最大可獲效益5.3萬元。五、酸化工藝

酸液和添加劑確定后，還必須根據(jù)具體的措施井條件，選擇合適的酸化工藝與之相配套。油（氣）、水井主要采用動(dòng)管柱酸化和不動(dòng)管柱酸化兩種方法。工藝1、不動(dòng)管柱酸化工藝

利用原井管柱進(jìn)行酸化施工的方法，具有施工簡單、周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)。自噴油（氣）井、籠統(tǒng)注水井可采用從油管直接正擠酸液，注入地層的方法進(jìn)行施工。分層注水管柱，采用投撈水嘴的方法，酸化層位撈出堵塞器，不酸化層位投入死嘴子，而后從油管擠入酸液，注入到目的層的方法進(jìn)行施工，可實(shí)現(xiàn)分層酸化的目的；或者利用封隔器的洗井通道，采用套管環(huán)空注入酸液的方法，達(dá)到施工的要求。油氣井裝有提液設(shè)備的井，可采用套管環(huán)空注入酸液的方法，實(shí)現(xiàn)不動(dòng)管柱酸化。工藝2、動(dòng)管柱酸化工藝

采取作業(yè)方法，起出原井管柱，下入酸化管柱，并可以根據(jù)需要，選擇籠統(tǒng)酸化管柱和分層酸化管柱。分層酸化管柱多用于吸液能力相差懸殊的多油層油氣藏。采用封隔器等井下工具，達(dá)到使酸液注入低滲透率和傷害嚴(yán)重的地層。同時(shí)可采用投球和上提管柱等措施實(shí)現(xiàn)一趟管柱分別酸化處理多個(gè)油層。工藝3、暫堵酸化工藝

應(yīng)用于籠統(tǒng)酸化、分層酸化中針對厚層及卡不開的油層，在酸化施工的一定時(shí)機(jī)，向井內(nèi)投入暫堵劑暫時(shí)封堵高滲透層的炮眼和近井地帶，迫使酸液改向，進(jìn)入低滲透層，達(dá)到提高酸化處理厚度或酸化低滲透層的目的。暫堵物是在油層條件下可溶的化學(xué)物質(zhì)，也可是炮眼球。反應(yīng)后排殘液時(shí)可將暫堵劑不溶部分和炮眼球帶出或落入井底。在施工過程中，必須保持施工連續(xù)，防止中途停工，而使暫堵劑或炮眼球脫落，保證工藝的實(shí)現(xiàn)。工藝4、殘酸返排工藝

這是酸化施工的重要組成部分。殘酸的及時(shí)返排可攜帶出近井地帶在酸巖反應(yīng)中形成的沉淀、運(yùn)移和脫落的顆粒以及其它反應(yīng)生成物，盡可能降低對地層的傷害。通常酸化施工后，井口放噴，利用地層能量進(jìn)行殘酸返排。但對于能量不足的油層或有特殊技術(shù)要求的井，則必須采用強(qiáng)制返排措施。較常用的強(qiáng)制返排技術(shù)有氣舉強(qiáng)排酸技術(shù)、注液氮助排技術(shù)等。

工藝5、不排液酸化工藝

近年來新發(fā)展的酸化工藝，是在采用油井不動(dòng)管柱酸化工藝基礎(chǔ)上，在頂替液中加入殘酸處理劑，待酸巖反應(yīng)完后，直接起抽進(jìn)行生產(chǎn)。水井則通過加入高效添加劑，使殘酸在PH達(dá)到中性時(shí)也不產(chǎn)生二次沉淀，因此可以不排液直接轉(zhuǎn)注。大大地縮短了施工周期，降低了施工成本，杜絕了殘酸地外排，保護(hù)了環(huán)境。五、酸化施工

酸化施工是一項(xiàng)工序繁多的系統(tǒng)工程，當(dāng)施工設(shè)計(jì)確定之后，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求組織施工，就成為最為重要的問題。下面將按照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油、水井酸化設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收規(guī)范》，按照酸化施工的組織工序，提出現(xiàn)場施工的具體要求。

酸化施工1、施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備包括井場、井口裝置、施工裝備、井下管柱及工具、工作液體及地面流程管線的準(zhǔn)備過程。是酸化施工的基礎(chǔ)工序。（1）準(zhǔn)備井場是施工人員、裝備的工作場地。比照設(shè)計(jì)要求準(zhǔn)備出足夠容納所有施工裝備和輔助設(shè)施的經(jīng)常地面，才能保證施工安全順利進(jìn)行。特別應(yīng)引起重視的有五點(diǎn)：酸化施工①井場必須平整、堅(jiān)實(shí)，能容納并承受重型設(shè)備（包括車裝設(shè)備和罐類設(shè)備）的擺放和正常工作。不允許在“填方”部位擺放施工裝備。②井場入口必須寬敞，能保證施工裝備自由出入。③車載設(shè)備擺放位置至少應(yīng)離井口15m以上。井口裝置和井場周圍設(shè)備不能漏油漏氣。酸化施工④井場附近有容積足夠的廢液池。廢液池應(yīng)能容納所有排出井口的洗井液和地層返排的工作液廢液。如沒有廢液池，應(yīng)準(zhǔn)備罐車等設(shè)備把洗井液和廢液運(yùn)到指定位置排放、處理。⑤進(jìn)入井場的公路應(yīng)平整堅(jiān)固，有效路面寬度最小不得小于5m，最小彎曲半徑不小于10m，承載能力（包括橋梁）不低于35t。酸化施工（2）井口裝置準(zhǔn)備①施工用的井口裝置主要指采油（氣）井口的套管四通、油管掛和總閘門等，必須與設(shè)計(jì)的施工壓力（或平衡壓力）相適應(yīng)，不允許超壓作業(yè)。②對施工用井口裝置應(yīng)進(jìn)行仔細(xì)檢查，如發(fā)現(xiàn)套管四通偏磨，應(yīng)測量剩余厚度并按最薄部位進(jìn)行強(qiáng)度校核。必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行超生測厚或試泵檢查。③對高壓施工的井口（井口施工壓力大于50MPa），建議將原采油（氣）井口的錐管式油管掛改為法蘭式油管掛，以免密封圈處承受高壓而引起刺漏。

酸化施工3、壓井、起下管柱①高壓井動(dòng)井口前必須先壓井。壓井液必須經(jīng)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)不對油氣層產(chǎn)生傷害。②壓井液密度計(jì)算：

p液=pr+Δp③壓井作業(yè)前應(yīng)完成必要的測試工作，如壓力測試，液面、沙面測試和井下取樣等。④施工管柱入井前必須進(jìn)行地面丈量并記錄。順序丈量、交叉丈量和復(fù)合丈量之間的誤差不超過0.2%。酸化施工⑤施工用油管入井前必須通過試壓檢查，壓力至少為施工承受工作壓差的1.1~1.2倍。30分鐘無壓降為合格。油管接箍螺紋應(yīng)用生膠帶纏繞，保證高壓下不刺不漏。⑥下入下井工具管柱的操作要求：“慢”：管柱入井速度小，每根油管入井時(shí)間應(yīng)大于3分鐘。“穩(wěn)”：平穩(wěn)下入，不準(zhǔn)猛提猛放。酸化施工“不轉(zhuǎn)”：下入和上螺紋過程均不得轉(zhuǎn)動(dòng)已入井的油管柱?！皟簟保河凸軆?nèi)無落物，油管外無臟物。⑦封隔器坐放位置要求：膠皮筒高于射孔孔眼頂界15~20m；膠皮筒、卡瓦和水力錨爪應(yīng)避開套管接箍和上次施工時(shí)的坐放位置。酸化施工（4）配液、配酸一般要到準(zhǔn)備工作基本就緒，施工條件已具備之時(shí)才正式開展配液、配酸工作，已盡可能地縮短酸液配成后在儲罐中的存放時(shí)間。①配液和配酸的用水必須清潔且滿足設(shè)計(jì)要求（特別是對低滲透儲層時(shí)供水質(zhì)量更應(yīng)講究），機(jī)械雜質(zhì)含量低于0.1%，取樣化驗(yàn)證明水礦化度和PH值均能符合要求。酸化施工②按設(shè)計(jì)任務(wù)書逐項(xiàng)檢查所有化學(xué)藥品。要求品種全，數(shù)量足，質(zhì)量符合要求，包裝無破損。③按設(shè)計(jì)要求計(jì)算各種藥品的加入量，配酸應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求的方法和程序逐罐配置各種酸液。每配置完一罐液體，都應(yīng)分別從罐的上部、中部、底部取樣，并檢查質(zhì)量指標(biāo)。對酸液，必須測定酸液濃度和密度指標(biāo)。如果某種工作液分幾罐配置，還應(yīng)分別從每罐中取一定數(shù)量的液體組成混合樣，并現(xiàn)場測定混合樣的質(zhì)量指標(biāo)。酸化施工④填寫現(xiàn)場配液質(zhì)量報(bào)告單。報(bào)告單上應(yīng)填寫每種液體配成數(shù)量和實(shí)測質(zhì)量指標(biāo)，經(jīng)施工方技術(shù)人員和甲方代表簽字認(rèn)可后方可入井。5、試泵施工管柱下入完畢，如圖一連接泵車、罐車及井口裝置、管線安裝連接好后，還應(yīng)進(jìn)行試泵檢驗(yàn)。試泵的壓力要求如下：酸化施工酸化施工2、施工過程（1）低壓替酸（液）（2）坐封封隔器（3）高壓注入①注入排量注入排量一定要盡可能控制在設(shè)計(jì)規(guī)定的范圍內(nèi)，并保持穩(wěn)定。酸化施工②液體的交替當(dāng)一次施工須注入幾種工作液（前置液、酸液和后沖洗液等）或幾罐工作液時(shí)，在連續(xù)注入的前提下，切換注入液體應(yīng)注意控制好兩點(diǎn)：一是不可使兩種液體混合太多，而使液體切換失去意義；二是避免供液不足引起的排量下降，甚至可能的“走空泵”現(xiàn)象。因此，掌握好供液閘門的開關(guān)順序和時(shí)機(jī)是很重要的。這只能根據(jù)現(xiàn)場液體和儲罐的實(shí)際情況逐漸摸索和掌握。酸化施工③頂替液量酸化施工和水力壓裂一樣，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求注入頂替液。一般酸化施工的頂替液量不會超過井筒體積（某些解堵、清垢型酸化例外，具體的頂替液量以地層和工藝方法的不同，在設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)確定），其目的是將井內(nèi)所有的酸性液體都頂入地層直至反應(yīng)完畢。④關(guān)井反應(yīng)關(guān)井反應(yīng)是保證施工效果的重要步驟。關(guān)井反應(yīng)是為保證酸液同地層堵塞物和地層礦物進(jìn)行充分反應(yīng)，最大發(fā)