酸化工藝技術勝利油田中國石化勝利油田分公司采油工藝研究院一、概述二、酸化增產原理三、砂巖酸化技術四、碳酸鹽巖酸壓技術五、酸液分流(置放)技術主要內容一、概述酸化是一種使油氣井增產或注水井增注的有效方法。它是通過井眼向地層注入一種或幾種酸液或酸性混合液，利用酸與地層中部分礦物的化學反應，溶蝕儲層中的連通孔隙或天然(水力)裂縫壁面巖石，增加孔隙、裂縫的流動能力，從而使油氣井增產或注水井增注的一種工藝措施。概念酸液巖石膠結物孔隙、裂縫內堵塞物溶解溶蝕恢復或提高地層孔隙和裂縫的滲透性分類按油氣層類型分類碳酸鹽巖酸化砂巖酸化分類按液體組成和性質常規酸酸化HCl、土酸（HCl+HF）等緩速酸酸化潛在酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸、化學緩速酸等分類

酸洗：將少量酸液注入井筒內，清除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及結垢等，并疏通射孔孔眼；

基質酸化：在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層，靠酸液的溶蝕作用恢復或提高井筒附近較大范圍內油層的滲透性；

酸壓(酸化壓裂)

：在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層，在地層內形成裂縫，通過酸液對裂縫壁面物質的不均勻溶蝕形成高導流能力的裂縫。按處理工藝分類酸化類型施工壓力Pi注入速度酸流動方式及溶蝕方式適用范圍酸

洗無外力或輕微攪動不流動或沿井筒的正、反循環溶蝕井壁及射孔孔眼儲層的表皮解堵或射孔孔眼的清洗、井筒結構及絲扣油的清除。基質酸化Ps<Pi<PF

Ps－地層壓力

PF－地層巖石破裂壓裂小于地層徑向吸液速度沿地層孔隙作徑向流動，溶蝕孔隙及其中堵塞物質，溶蝕范圍有限解除近井地帶的污染，恢復或提高地層的滲透率，能在不增大水，氣產量的情況下增產。酸壓Pi>PF大于地層極限吸液速度形成人工裂縫，沿裂縫流動反應，有效作用距離可達幾十到上百米在碳酸鹽巖儲層中形成人工裂縫，解除近井帶污染，改變儲層流型，溝通深部油氣區，可大幅度提高油氣井產量。酸化工藝的特點及適用情況對照表一、概述二、酸化增產原理三、砂巖酸化技術四、碳酸鹽巖酸壓技術五、酸液分流(置放)技術主要內容酸化增產原理1、井底壓力分布（壓力漏斗）

在油氣井生產中，大約80~90%的壓力消耗發生在井筒周圍10米的范圍內（壓降漏斗）。相對于油井而言，由于天然氣的可壓縮性質，氣井生產時所形成壓降比油井更加集中于井底附近，對產能的影響比油井要嚴重得多。

當井筒附近地層受到傷害和堵塞時，情況更為嚴重。Hawkin公式KKdPsrwrerd滲透率傷害引起的表皮影響比傷害深度的影響要大得多模擬模型評估傷害井產能下降程度評估傷害井酸化增產幅度評估無傷害井酸化增產幅度儲層損害對油井產能的影響評估滲透率損害相對程度和損害深度采油指數計算污染井示意圖例：假設井眼徑向Rw=0.1m范圍內的產層受損害，損害半徑為Rs=0.4m，受損害地層平均滲透率Ｋs=0.85mD，地層滲透率K0為10mD，Ｒe為200m，試計算通過基質酸化清除傷害所能獲得的產能增加倍數。則J0

=2.96Js解：受損害井基質酸化后產能計算未受損害井基質酸化后產能計算同前例，假設井初始時未受損害（Rw＝0.1m；K0=10mD；Ｒe為200m），為使井眼周圍Rs=0.4m半徑范圍內的層段滲透率增加到10倍，求所能形成的井產能增加倍數為多少？解：故未受傷害井增產效果不太大，這是普遍性結論。酸化成功與否首先與地層是否被傷害，以及傷害的范圍、傷害的程度和類型有重要關系。土酸進行受傷害地層的基質酸化，其產量增長最為明顯；而對于未受傷害地層，在多數情況下酸化效果并不顯著。HF穿透深度對增產的影響基質酸化增產作用表現在：清除近井地帶的傷害酸液進入孔隙或裂隙與巖石發生反應，溶蝕孔壁或縫壁，增大孔隙體積，擴大裂縫寬度，改善流體滲流條件。酸液溶蝕孔道或裂縫中的堵塞物，或破壞堵塞物的結構使之解體，然后隨殘酸液一起排出地層，起到疏通流道的作用，恢復地層原始滲透能力。污染地層：在污染半徑一定時，污染程度由輕到重，在酸化解除污染后，所獲得的增產倍比值也在逐漸增大。這說明基質酸化對存在污染的井是極有效的。無污染地層：進行基質酸化處理，效果甚微。地層沒有受到污染堵塞，一般不進行基質酸化處理。2、基質酸化增產原理酸液與碳酸巖作用形成蚓孔酸液與砂巖作用形成孔道酸液流經孔隙3、壓裂酸化增產原理酸壓裂縫增大儲層向井內滲流的滲流面積，改善油氣流動方式，增大井附近油氣層滲流能力。消除井壁附近的儲層污染。溝通井壁附近的高滲透帶、儲層深部裂縫系統及油氣區。結果可使增產幾倍到幾十倍。碳酸鹽裂縫性油氣層低產原因①近井油氣層Ｋ受泥漿、水泥漿、完井液等污染而下降。②井周圍地層孔隙不發育，連通性不好。酸壓裂縫示意圖砂巖儲層的膠結疏松，酸壓可能由于大量溶蝕，致使巖石松散，引起油井過早出砂；酸壓可能壓破地層邊界以及水、氣層邊界，造成地層能量虧空和過早見水、見氣；由于酸沿縫壁均勻溶蝕巖石，不能形成溝槽，酸壓后裂縫大部閉合，形成的裂縫導流能力低，且由于用土酸酸壓可能產生大量沉淀物堵塞流道。砂巖儲層的酸化通常不進行酸壓的原因一、概述二、酸化增產原理三、砂巖酸化技術四、碳酸鹽巖酸壓技術五、酸液分流(置放)技術主要內容超深井砂巖酸化技術酸巖反應及二次傷害機理研究

長巖心酸化流動模擬試驗

ESEM環境掃描電鏡微觀分析

ICP、19FNMR殘酸離子分析儲層傷害機理研究鉆井完井修井造成傷害污水回注、稠油井乳堵有機傷害結垢、細菌、潤濕性改變等新型緩速酸體系

NAS-I、NAS-II(有機緩速酸)HV酸(含P緩速酸)

乳化酸泡沫酸砂巖酸化優化設計

優化設計專家系統“兩酸三礦物”模型基質酸化實時監測與評估注水井重復酸化

增注技術稠油井酸化解堵技術轉向基質

酸化技術砂巖基質酸化技術●砂巖酸化技術方法及機理▲首先采用鹽酸溶解碳酸鹽巖膠結物，其次，采用土酸等其它酸液體系溶解粘土、長石等硅鋁酸鹽礦物。▲酸與礦物的反應稱為非均相反應，反應在固體和液體的界面上進行，在反應發生前，酸液必須以對流或擴散的方式傳質到礦物表面。系統反應速度依賴于傳質和表面反應速度。但是，在大多數情況下，砂巖酸化中表面反應比傳質控制更能影響酸巖反應的動力學過程，并主要控制著系統反應速度。（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化反應特征1.酸液離子傳質到礦物表面并在固相表面進行反應2．改變孔隙結構——提高滲透率3．反應產物的沉淀——發生在酸化中的二次反應，——避免二次傷害！??！4．酸液與油藏流體接觸——酸液與油藏流體和礦物發生物理和化學作用。這種作用會引起潤濕性變化，相滲曲線的變化，固相顆粒的沉淀和乳化液的產生。5．油藏滲透率變化或污染分布的變化——6.實現有效酸化：酸液的均勻分布——轉向技術（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化反應機制1.鹽酸與砂巖地層鹽酸可溶礦物的反應鹽酸與碳酸鹽巖的反應速度很快，50℃以上幾乎不受溫度的影響，反應式如下：石灰巖：CaCO3+2H+

CO2+H2O+Ca2+白云巖：CaMg(CO3)2+4H+

2CO2+2H2O+Ca2++Mg2+菱鐵礦：4FeCO3+8H++O2

4HCO3+2H2O+4Fe3+綠泥石：(Mg,Fe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2(Mg,Al)3(OH)6則不能全部溶于鹽酸，與鹽酸的反應速率取決于綠泥石的化學成分和結晶度及反應溫度等，反應后鐵、鋁和鎂的成份從粘土中濾出，留下的是二氧化硅的水化物殘渣。（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化反應機制2.氫氟酸與石英和硅鋁酸鹽的反應

氫氟酸與硅鋁酸鹽的化學反應十分復雜，傳統理論仍不能完全解釋實驗室流動試驗和土酸酸化井返排液的分析結果。近年來，美國Halliburton服務公司的RickGdanski等人，通過19F核磁共振（ NMR）譜分析儀和等離子體光量計（ICP）結合巖心流動酸化試驗研究氫氟酸和H2SiF6同硅鋁酸巖的反應機理取得重要進展，新的研究結果表明砂巖酸化分為三次反應。（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化反應機制⑴一次反應：典型的砂巖酸化是氫氟酸與石英和硅鋁酸鹽反應。即氫氟酸與石英，粘土和長石的反應。石英：6HF+SiO2

H2SiF6+2H2O鈉長石：NaAlSi3O8+16H++18F-→3SiF62-+Al3++Na++H2O高嶺石：Al4SiO10(OH)8+4(n+m)HF+(28-4(n+m))H3O→

(46-4(n+m))H2O+4AlFn(3-n)++4SiFm(4-m)-伊利石：K0.6Mg0.25Al2.3Si3.5O10(OH)2+14H++12F-→2SiF62-+2Al3++9H2O氫氟酸與硅鋁酸鹽反應可寫成如下的一般形式：(6+x)HF+M-Al-Si+(3-x+1)H+→H2SiF6+AlFx(3-x)++M++H2O（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化反應機制⑵二次反應次生的氟硅酸進一步與粘土和長石反應在粘土礦物表面形成Si(OH)4沉淀，這一沉淀可被活性氫氟酸溶解。氟硅酸與地層水中的K+

、Na+混合易形成氟硅酸鹽沉淀。在氟硅酸與硅鋁酸鹽的二次反應期間，氟硅酸完全反應之前一直維持一恒定的F/Al比值，且這一比值取決于鹽酸的濃度。一般化學反應式如下：x/6H2SiF6+M-Al-Si+(3-x+1)H++H2O→AlFx(3-x)++M++Si(OH)46HF+Si(OH)4

H2SiF6+4H2OH2SiF6+2M+

M2SiF6+2H+(M=Na,K)（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化反應機制⑶三次反應當氟硅酸完全反應生成硅凝膠后，含氟多的氟鋁化合物繼續與硅鋁酸鹽反應。這一反應對長石較慢，對粘土反應的快慢與溫度有關。反應使鋁濃度升高，F/Al比和酸濃度降低。反應速度取決于原始HCl/HF之比、溫度、反應時間等。當pH=3.0～3.5時，三次反應停止。化學反應式如下：AlF+2+M-Al-Si+(3+1)H++H2O→2AlF2++M++Si(OH)4（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化反應機制▲酸液溶解力Williams等(1979年)提出的采用“溶解力”來表達化學方程式，溶解力的含義是：一定體積或質量的酸所溶解的礦物量。首先，重量溶解力β定義為給定質量的酸溶解的礦物量，為：V表示化學計量系數，MW礦物和MW酸分別代表礦物和酸的分子量（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化反應機制各種酸的溶解能力

（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化反應機制氫氟酸的溶解能力

（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化酸巖反應動力學

1．氫氟酸與砂巖的酸巖反應動力學

表明氫氟酸的反應級數大多為1級（а=1）。對于長石的反應，盡管鹽酸在反應中并沒有消耗，但是反應速度隨增加的鹽酸濃度而增加。因此，鹽酸催化氫氟酸—長石反應，Kline和Fogler（1981a）表明反應面積依賴于與鹽酸-氫氟酸混合酸反應的粘土礦物結構，反應面積一般僅為采用傳統測量方法得到的粘土礦物總面積的一小部分。（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化酸巖反應動力學

砂巖礦物的相對反應速度（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化酸巖反應動力學2.氟硼酸的反應動力學特征

在油田，用硼酸（H3BO3）和雙氟酸銨和鹽酸混合可得到氟硼酸。雙氟酸銨（NH4F·HF）是一種氫氟酸的銨鹽，首先和鹽酸反應生成氫氟酸。NH4F·HF+HCl→2HF+NH4Cl（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化酸巖反應動力學當硼酸與氫氟酸的反應形成四氟硼酸，根據：H3BO3＋3HF→HBF3OH+2H2O(快速反應)HBF3OH＋HFHBF4+H2O(慢速反應)氫氧氟硼酸（HBF3OH）在溶液狀態下是不存在，除非在氟硼酸平衡中（Wamser,1948）。上述慢反應過程是氫氟酸和HBF3OH的一級反應；這個反應產生1MHBF4，40分鐘后，這個反應的平衡可以在室溫下達到平衡。在75℉時，平衡常數K＝2.3×10-3（Wamser,1948）。對于1MHBF4時，在平衡時約6％（摩爾）HBF4變成HBF3OH。這些相對平衡意味著在任何給定的時間和地點，在常溫和212℉（100℃）時，僅僅有0.1%～0.2%（重量）的自由氫氟酸。（一）、砂巖酸化基本原理和機制●砂巖酸化酸巖反應動力學3．影響酸巖反應動力學的主要因素礦物學組成和反應的表面積氫氟酸的濃度鹽酸的濃度酸巖反應溫度壓力（一）、砂巖酸化基本原理和機制●酸巖反應產物及特征1．酸巖反應產物的溶解特性

在許多情況下，因酸的消耗引起的pH值的升高增大了沉淀生成的可能性。因此，能夠通過單液相的考慮來預測沉淀物。應當限制沉淀的范圍，如果無法限制，應該稀釋減少滲透率的潛在沉淀并將之從井筒附近驅替走。如果產生了沉淀，大多數鈣和鈉的化合物沉淀能夠用硼酸重新進行溶解，然而，對斜長石和一些鎂化物不行。實驗室和油田實踐都表明，斜長石的化合物的溶解性很小。（一）、砂巖酸化基本原理和機制●酸巖反應產物及特征2．氟化鈣生成物一些碳酸鹽巖在前置酸注入并進行反應之后仍然會存在，這是因為砂巖中碳酸鹽巖膠結物的起始數量或是碳酸鹽巖的初始硅酸鹽保護層的造成的。盡管有輕微溶解性，但當方解石與氫氟酸接觸時，容易形成CaF2細的晶體，這能導致相當大的堵塞：CaCO3+2HFCaF2+H2O+CO2這個沉淀形成但沒有完全堵塞地層孔隙，到施工結束時，隨著氫氟酸接近完全消耗，部分堵塞可以被重新溶解。這時，溶液中氟離子的濃度很低以致于鋁幾乎不反應，并主要以自由Al3+離子形式出現（Labrid,1971）。這些鋁離子能夠從CaF2沉淀中吸咐氟，正如它們對硅氟酸一樣，根據下列方程式CaF2部分重新溶解：3CaF2+2Al3+3Ca2++2AlF2+這個反應在不同的鋁和氟化合物中進一步平衡。（一）、砂巖酸化基本原理和機制●酸巖反應產物及特征3．硅氟酸堿金屬和氟鋁酸堿金屬一旦堿金屬的濃度高得足以形成不溶的氟硅酸堿金屬或是氟鋁酸堿金屬時，鋁或硅的氟化物能和從高含量的粘土和正長石中釋放的金屬離子反應。2Na++SiF62-Na2SiF6Ks=4.4×10-52K++SiF62-K2SiF6Ks=2×10-83Na++AlF3+3F-Na3AlF6Ks=8.7×10-182K++AlF4+F-K2AlF5Ks=7.8×10-10式中，Ks是溶解常數氟鋁酸堿金屬沉淀在高濃度的氫氟酸中容易產生。從土酸與正長石和粘土反應中產生的硅氟酸沉淀物能很好的結晶，并且堵塞嚴重（Bertaux,1989），這些沉淀也能在前置液的用量不足和氫氟酸接觸含有堿金屬離子的地層鹽水時形成。

（一）、砂巖酸化基本原理和機制●酸巖反應產物及特征4．氟化鋁和氫氧化鋁隨著酸的消耗，氟化鋁（AlF3）或氫氧化鋁（Al(OH)3）以水鋁礦的形式沉淀。AlF3沉淀物能在保持高比例的鹽酸比氫氟酸的溶液中減少（Walsh等，1982）。這些沉淀物根據下列反應形成Al33++3F-AlF3Al33++3OH-Al(OH)3Ks=10-32.5（一）、砂巖酸化基本原理和機制●酸巖反應產物及特征5．鐵化合物形成氟化鐵的機理僅僅可應用于相對純的砂巖。有粘土存在時，被溶解的鋁離子與氟比鐵離子與氟有更大的親和力，因此，不能形成氟化鐵，但是在pH值大于2.2的溶液中氫氧化鐵仍然能沉淀。沉淀的特征（結晶和非結晶的）隨陽離子的存在而發生變化（Smith等，1969）。氫氧化鐵能被靜電引力較強地吸附在石英顆粒的表面，這是由于同性電荷點的pH值大于7。如果存在過剩的碳酸鹽，被溶解的CO2能導致不溶的鐵碳酸鹽（菱鐵礦物和鐵白云石）沉淀。（一）、砂巖酸化基本原理和機制（二）、砂巖酸化液體體系

砂巖儲層復雜的結構和較多的礦物成分決定了砂巖酸化所用酸液類型較多。目前國內外砂巖酸化液體系主要有常規土酸、氟硼酸、自生土酸、膠束酸、有機緩沖土酸、濃縮酸等，不同的酸液體系，有一定的適用范圍及優缺點。常規土酸體系氟硼酸體系低傷害濃縮酸體系有機土酸體系復合酸體系膠束酸體系稠化酸體系泡沫酸體系●常規土酸體系▲由一定濃度的HCL、HF和添加劑組成，▲優點是溶蝕與解堵作用強，▲缺點是酸巖反應速度快，作用距離有限，易酸垮井壁●氟硼酸體系▲特點是可緩慢釋放HF，緩慢溶解地層和微粒，以達到深穿透目的，缺點是不耐高溫，通常用于60～70℃地層，同時對添加劑要求苛刻，僅限分子型和兩性緩蝕劑；●低傷害濃縮酸體系▲由H3PO4、HF及添加劑組成，俗稱濃縮酸，高溫下不能起到緩速作用，通常90℃以下，對緩蝕劑選擇性強；●有機土酸體系▲由甲酸或乙酸、HF和添加劑組成，適用于鹽酸敏感性地層，緩速效果好，成本相對較高；●復合酸體系▲由HCL、HF、HAc及氟硼酸組成，是一種通用性較強的商業酸液體系，缺點是成本高，對添加劑要求嚴格；●膠束酸體系▲由HCL、HF和膠束劑及其它添加劑組成，能夠延緩酸巖反應速度，但膠束劑在高溫（90℃以上）土酸中分散性較差，成本太高；●稠化酸體系▲由常規土酸和稠化劑及其它添加劑組成，可用于選擇性酸化和深度酸化及酸化，缺點是受溫度限制；●泡沫酸體系▲泡沫技術用于酸化歷史已久，可用于深度酸化、酸化和選擇性酸化，但受設備、溫度、成本限制?！裢了崤c砂巖儲層的反應特點(1)▲氫氟酸(HF)是溶解含硅物質的唯一普通酸，因此，所有用于砂巖基質酸化的配方均包含氫氟酸或其原始化合物，最常用的酸體系是“土酸，及鹽酸和氫氟酸以不同比例的混合酸。土酸中鹽酸不與含硅的化合物反應，但可溶解預沖洗后遺留下來的碳酸巖，另外還從三方面影響著氫氟酸與地層礦物的作用：▲首先，它改變反應物的平衡濃度，防止氟化鈣(鎂)的沉淀；▲其二：鹽酸濃度的大小，用量的多少直接影響氫氟酸的作用型體分布，進而影響氫氟酸對礦物的溶解能力，增加鹽酸的濃度，可以有效的減少昂貴的氫氟酸消耗；▲其三：鹽酸對氫氟酸和可溶性礦物(如長石)之間在多孔基巖中通過酸吸附在反應面上所進行的反應起催化作用。●土酸與砂巖儲層的反應特點(2)▲氫氟酸與灰巖反應速度最快，粘土、長石次之，石英最慢?！送?，氟硅酸與快反應礦物再反應生成的水化硅，氟硅酸根與地層水中鉀、鈉生成氟硅酸鉀(鈉)，及酸溶解含鐵礦物，乏酸時生成的氫氧化鐵，在含硫井中除S析出，還會有FeS沉淀生成。研究表明氟化鈣的物理結構(即離散的粒子晶格)所產生的堵塞流動孔道可能性小，而水化硅、氫氧化鐵、氟硅酸鉀(鈉)等膠狀沉淀對地層的傷害非常嚴重。●土酸與砂巖儲層的反應特點(3)▲酸與原油反應會形成乳狀液和酸渣，酸渣的傷害不僅很嚴重而且一般難以消除。▲從砂巖酸化的過程來看，酸進入地層一方面改造地層，另一方面有會對地層造成新的傷害，最終的效果，就看這兩個過程誰占主導地位。酸化優化設計的目的就是如何提高有利反應件少不利反應?！馠BF4酸液體系的應用特點(1)▲HBF4為主體的酸液體系適合于對敏感性地層，粘土含量相對較高的砂巖儲層，特別適合作為土酸酸化體系中使預沖洗液，可以穩定粘土微粒，防止微粒運移造成的孔喉堵塞。更適合于砂巖基質中膠結的碳酸鹽巖礦物成分含量較低的儲層，以及天然裂縫大多被粘土微粒堵塞的儲層。●HBF4酸液體系的應用特點(2)▲在砂巖儲層中含有鉀礦物時，特別適合使用HBF4酸液體系。其次HBF4適合于伊利石含量較高的儲層，生成的氟硼酸鉀對儲層基本上沒有傷害；土酸則會生成六氟硅酸鉀堵塞地層。高嶺石含量較高的儲層不適合HBF4酸液體系，HBF4不能很好地溶解純鋁硅酸鹽，石英的溶解率也較低，環境掃描電鏡觀察發現，有部分高嶺石被一種非晶體物質所包裹起來，并與石英顆粒粘結。●HBF4酸液體系的應用特點(3)▲使用HBF4酸液體系可以選擇較長的關井反應時間。由于HBF4的反應速僅為具有相同HF濃度的土酸的0.1%，在相同時間內HBF4溶解的礦物成分較少；▲

HBF4通過與硼酸鹽及氟硼酸鹽離子反應控制粘土及微粒的失穩，使粘土的陽離子交換能力，控制其膨脹的敏感性；●HBF4酸液體系的應用特點(4)▲在酸巖反應過程中，當酸液溶蝕掉部分巖石表面的礦物成分之后，僅有部分粘土礦物也被溶蝕掉，暴露在酸液中的粘土礦物微粒需要一定的時間才能被HBF4穩定，因此，有必要選擇較長的關井時間?！磻獎恿W研究表明HBF4在酸巖反應4小時之后滲透率的提高最大。●低傷害酸的特點簡介(1)▲低傷害酸既能解除油層原有的污染堵塞，又能減少酸化過程中的二次沉淀，達到保護油層，提高酸化效果的目的?！竦蛡λ岬奶攸c簡介(2)▲由于酸液體系能夠保持較低的pH值，因此可以預防難溶的氫氧化物沉淀。主體酸由H3PO4、HF和添加劑組成，酸液與碳酸鹽反應生成氟化碳酸鈣——磷灰石覆蓋膜，這層覆蓋膜可以保護砂巖油層骨架不被破壞，而且大大減少CaF2沉淀生成，使更多的HF酸用來溶解泥質，提高酸化效果。●低傷害酸的特點簡介(3)▲酸液體系具有反應速度慢、穿透距離深、防乳化、防酸渣、防腐蝕、防止粘土膨脹、助排功能強等特點；在碳酸鹽和泥質含量較高的砂巖地層中具有選擇性溶解泥質的性能，還具有穩定未被溶解的泥質微粒的性能。●不同酸液體系的特點比較（三）、砂巖酸化工藝頂替液后置液處理液前置液地層井筒洗井注前置液注處理液注后置液注頂替液典型砂巖酸化注液工序1常規酸化工藝--原理:利用酸液溶解砂巖孔隙及喉道中膠結物和堵塞物,改善儲層滲流條件,提高油氣產能--關鍵技術:針對儲層物性及礦物特性選擇酸液體系酸化工藝參數優選施工質量保證（三）、砂巖酸化工藝-常規酸化工藝1.洗井，用1－2m3HCl正替入油管后用清水正洗井一周目的：清除管壁臟物及鐵銹2.注前置液：5－15％鹽酸作預處理目的：溶解碳酸鹽巖類礦物，防止CaF2

頂走地層水，防止Na2SiF6、K2SiF6

清洗近井帶油垢保持較低的pH值3.注處理液：(5-15%)HCl+(1-3%)HF(常用)

作用：HCL溶解碳酸鹽類膠結物，并保持pH值，HF溶解石英長石及粘土礦物目的：溝通并擴大孔道，提高地層滲透性4.注后置液：油井用柴油等或7-15％HCl,氣井用酸或氣(N2,天然氣)目的：恢復地層固相及沉淀性酸反應物的親水性，防止乳化生成5.注頂替液:活性水或NH4Cl溶液6.分流/轉向考慮（三）、砂巖酸化工藝-常規酸化工藝砂巖酸化實例－1（三）、砂巖酸化工藝-常規酸化工藝砂巖酸化實例－2（三）、砂巖酸化工藝-常規酸化工藝砂巖酸化實例－3（三）、砂巖酸化工藝-常規酸化工藝（三）、砂巖酸化工藝-選擇性酸化工藝基質酸化常常是在注入能力不同的層狀多油層中進行的。注入能力的不同可以由滲透率差異造成，也可以由損害程度不同引起。酸液總是沿滲流阻力最小的方向流動，這是一種自然流向。要恢復油井產能或注水井的注入能力，必須消除大部分損害，因此有必要進行選擇性酸化。油井常用油溶性烴類樹脂作轉向劑，注水井常用水溶性細粒級苯甲酸作轉向劑。選擇性酸化技術特點比較（三）、砂巖酸化工藝-選擇性酸化工藝暫堵酸化原理:在酸液中加入暫堵劑,注酸時暫時堵塞高滲層,酸化低滲層,實現在多層油藏或大厚層油藏中沿縱向的均勻布酸,均勻解堵改善縱向出油剖面或吸水剖面達西定律，酸液線性流過產層小段時各小層均勻進酸（三）、砂巖酸化工藝-選擇性酸化工藝暫堵劑性能要求－物理要求

a.為了使暫堵功效最大，暫堵劑在井壁附近應盡可能生成滲透率小于等于最致密層或傷害嚴重層的濾餅。這樣可使酸液進入低滲層酸化地層，同時阻止高滲層過多進酸。

b.為了獲得最大的暫堵效益和最小的清洗問題，必須防止暫堵劑顆粒浸入油氣藏深部。關鍵技術：分析儲層孔隙結構（三）、砂巖酸化工藝-暫堵酸化工藝暫堵劑性能要求－化學要求

a.暫堵劑必須與處理液(酸液)及其添加劑諸如緩蝕劑、表面活性劑及防膨劑、鐵離子穩定劑、稠化劑等是配伍的；在油井處理溫度條件下，它必須不與攜帶液起化學反應(即保持化學惰性)。

b.暫堵劑必須在產出液(生產井)或注入液(注入井)中是完全可溶的，也即當酸化起到暫堵作用后，在生產過程中，它們必須能被快速而完全地清洗掉，恢復井處于無暫堵狀況。（三）、砂巖酸化工藝-暫堵酸化工藝化學暫堵劑性能注：①油氣井不產水，可能需要用稀酸或鹽水進行清洗作業②氣井無凝析物溶解OSR，不能使用③顆粒將通過20/40目礫石（三）、砂巖酸化工藝-選擇性酸化工藝▲暫堵劑性能評價1.暫堵劑的粒度分布2.溶解性試驗:

分別在靜態、常壓以及動態條件下及不同時間條件下進行溶解性試驗，保證殘渣量低而不傷害地層，而且不能永久封堵地層。3.暫堵劑在酸中的穩定性4.暫堵劑與酸液體系的配伍性暫堵劑的加入使原有的添加劑的性能不變，不降低添加劑及酸的使用效率（三）、砂巖酸化工藝-選擇性酸化工藝▲暫堵劑酸化流動工藝模擬試驗單個巖心暫堵試驗單個巖心暫堵試驗注液程序同上，但不同的是兩塊巖心滲透率不同（相差較大），分別測定兩塊巖心注不同液體時的滲透率變化，以研究暫堵劑的暫堵高滲層作用。暫堵酸化流動試驗考慮酸巖復雜反應，暫堵機理又有別于單純的鹽水或煤油試驗，故必須將合適濃度的酸液暫堵劑加入到實際酸液體系中進行暫堵酸化研究。（三）、砂巖酸化工藝-選擇性酸化工藝--關鍵技術

據井層條件選擇酸液體系

據井層條件選擇暫堵劑類型

據儲層物性及孔喉大小選擇暫堵劑粒徑分布

暫堵劑注入工藝。

暫堵酸化工藝參數的優化（三）、砂巖酸化工藝-暫堵酸化工藝原理:由于酸在砂巖多孔介質中的反應速度太快,酸化解堵半徑小,采用在地下生成鹽酸和HF技術，實現深部酸化目的。包括：

氟硼酸酸化工藝技術(HBF4)；

相繼注入工藝技術（SHF）

地下自生土酸技術(SGMA);

緩沖調節土酸技術(BRMA);

多氫酸酸化技術。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝氟硼酸酸化工藝砂巖地層HBF4處理屬于深部酸化工藝，用土酸處理砂巖地層，要增加處理深度就要增大酸量，但由于HF與地層粘土等膠結物反應快，過量的HF將破壞地層骨架的結構，使井筒附近巖石強度受到損害，因此土酸酸化不能獲得較深的穿透。此外，土酸處理井往往初期增產而后期遞減迅速，因此受到限制。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（HBF4）氟硼酸酸化工藝Thomas和Crowe(1981)推薦

混合硼酸(H3BO3)、氟化銨(NH4F.HF)及鹽酸很易配制。氟化銨，氫氟酸的一種酸性鹽，首先與鹽酸反應生成氫氟酸：NH4F

HF＋HCl

2HF+NH4Cl氟硼酸是作為硼酸和氫氟酸反應產物按下式生成的：H3BO3+3HF

HBF3OH+2H2O（快反應）HBF3OH+HF

HBF4+H2O（慢反應）（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（HBF4）氟硼酸－緩速、穩定粘土顆粒用HBF4處理可以克服酸化初期增產后期遞減快的普遍性問題。國內外現場使用表明是一種較為有效的方法，當HBF4進入地層時能緩慢水解生成HF，因而在酸耗盡前可深入地層內部較大范圍。此外還可以使任何不溶解的粘土微粒產生化學熔化，熔化后的微粒在原地膠結，使得處理后流量加大而引起的微粒移動受到限制.室內試驗還表明：通過不相溶流體的接觸，用HBF4處理過的粘土敏感性下降，不易膨脹或分散。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（HBF4）①HBF4的水解反應

HBF4在水溶液中發生水解反應，且是多級電離

HBF4+H2O←→HBF3ＯH+HF(慢)

氟硼酸羥基氟硼酸

HBF3OH+H2O←→HBF2(OH)2+HF(快)

HBF2(OH)2＋H2O←→HBF(OH)3+HF(快)

HBF(OH)3+H2O←→H3BO3+HF(快)（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（HBF4）

②影響HBF4水解速度的因素

HBF4的水解速度可表示為

HBF4水解速度主要受濃度和溫度的影響

·濃度對HBF4水解速度的影響25℃時，第一級水解反應的平衡常數為

顯然，當HBF4濃度增大，為了使K為常數，[HF]及[HBF3(OH)]也要增大，即HBF4濃度越大，水解的[HF]也越多，因而酸巖反應速度也加快。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（HBF4）·溫度對水解度的影響

溫度升高，HBF4第一級水解反應的平衡常數也增大

HBF4一級水解反應平衡常數隨溫度變化關系隨著溫度的升高，水解速度常數遵循Arrhenius經驗公式

K1=1.44×1017EXP(-26183/RT）壓力對HBF4反應速度的影響。壓力對HBF4反應速度幾乎沒有影響。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（HBF4）適用對象氟硼酸酸化適合于解除泥漿污染且粘土礦物含量高，地層溫度低，地層微粒易發生運移的地層，但其溶解能力有限，純粹的粘土酸酸化，要求關井候酸反應時間較長，這可能使靜態條件下的反應產物產生二次傷害；氟硼酸結合土酸形成多組分酸，或氟硼酸與土酸相繼注入工藝既可在一程度上發揮粘土酸的優點，又可在一定程度上避免粘土酸的缺點，進一步改善近井帶的流體滲流條件。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（HBF4）典型施工工序(1)清洗油管8－12％HCl(2)注鹽酸8－12％HCl(3)注HBF48－12％HBF4(4)注土酸12％HCl＋3％HF(5)注過量驅替液，可注幾種液體：柴油，4％NH4Cl液，活性水，粘土穩定劑。美國DS公司，EXXON公司也提出過HBF4施工工序，其不同之處是第(4)步改為第(3)步施工，而第(3)步改為第(4)步施工。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（HBF4）國外典型設計方案

(1)先用過濾淡水配制3%的NH4Cl溶液，確定注入速度；

(2)注15%HCl，用量為0.62~1.24m3/m；

(3)擠7.5%HCl+3%HF，用以清除井壁周圍的粘土礦物。其用量為1.24~1.86m3/m。

(4)用3%NH4Cl溶液作隔離液，以免氟硼酸與土酸混合。

(5)擠氟硼酸，其用量為1.24~1.86m3/m(6)用3%NH4Cl溶液或柴油頂替，將氟硼酸替入地層。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（HBF4）多元酸由磷酸+添加劑組成，其起主要作用的是磷酸?？紤]到對粘土礦物的溶解，可在磷酸體系中加入了氫氟酸，以增強酸液的溶解能力。文獻報道為PPAS體系。這種酸可解除硫化物、腐蝕產物及碳酸鹽類堵塞物。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（多元酸酸化）磷酸(H3PO4)可以解除硫化物，腐蝕產物及碳酸鹽類堵塞物，其主要反應是：

MCO3+2H3PO4=M(H2P04)2+CO2↑+H2OMS+2H3PO4=M(H2PO4)2+H2S↑FeO+2H3PO4=Fe(H2PO4)2+H2OFe2O3+6H3PO4=3Fe(H2PO4)2+3H2O（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（多元酸酸化）由于H3PO4是中強酸，又是三元酸，在水中發生分級電離，電離平衡式可表示如下：

H3PO4→H++H2PO-4(慢)

H2PO-4→H++HPO2-4H2PO42-→H++PO33-25℃條件下它的三級電離常數為：（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（多元酸酸化）磷酸酸化緩速原理酸性強弱由第一級電離所決定，H3PO4的K1=7.5×10-3，磷酸酸化可延緩反應，達到深穿透目的。反應產物CO2殘留在酸液中，也可抑制正反應的進行，起一定緩速作用。磷酸和地層的碳酸鹽巖反應后可生成磷酸二氫鹽，磷酸與磷酸二氫鹽可形成緩沖溶液，保持PH值在一定范圍（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（多元酸酸化）CreigJ.C1ark等人指出：在地層條件下磷酸便成為一種“自生緩速”的酸。與地層接觸時間較長，其PH值很少增加到3以上，室內常壓下的試驗表明，在碳酸鹽巖過量的情況下，24小時PH值仍在3以下，PH值低可防止許多不利產物的沉淀。磷酸緩速酸適合于泥質含量低，碳酸鹽含量高的地層。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（多元酸酸化）--技術關鍵酸液體系及針對具體儲層的酸液配方選擇。地下生成酸的效率（條件）據解堵要求的深部酸化工藝參數優化設計。（三）、砂巖酸化工藝-深部酸化工藝（多元酸酸化）SHF工藝是利用粘土的天然離子交換能力，在粘土顆粒表面生成氫氟酸，溶解巖石SHF工藝由相繼泵入鹽酸和氟化銨兩個步驟組成。首先把不含氟離子（F－）的HCl溶液泵入地層。HCl與地層中的粘土接觸，使粘土轉變為酸性粘土顆粒接著把中性或弱堿性氟化物溶液泵入地層，使F－與酸性粘土顆粒并與原來吸附的H+結合，在粘土表面生成HF，從而溶解一部分粘土（三）、砂巖酸化工藝-相繼注入法（SHF，SequentialHFProcess）工藝由于HCl和含F－溶液是相繼而不是同時泵入地層的，在兩種溶液都與粘土接觸之前絕對不會產生HF。

因此SHF能夠和一組互不相混的分段注入液達到同樣深度。而且這種相繼注入法還可根據需要重復多次，即所謂交替注入，以達到預定的HF穿透深度。SHF工藝的酸化深度主要取決于酸液和F－溶液的用量和強度。（三）、砂巖酸化工藝-相繼注入法（SHF，SequentialHFProcess）工藝SHF處理工藝Halliburton公司典型的SHF處理設計如下：（1）用5%HCl予處理，用量100USgals/ft。（2）泵入3%HF—12%HCl。用量50USgals/ft（3）泵入2.8%NH4F，(用NH4OH將pH值調整到7～8)，用量25USgals/ft（4）泵入5%HCl，用量25USgals/ft。（5）頂替。用量25USgals/ft（三）、砂巖酸化工藝-相繼注入法（SHF，SequentialHFProcess）工藝SHF工藝特點SHF方法只對含粘土的巖芯起作用，不易和砂子反應，對不含粘土的巖芯無作用；SHF方法在提高巖芯的滲透率和穿透深度方面都優于常規土酸；SHF酸化的酸化效果受SHF的交替次數的影響，一般情況下，次數越多，效果越好。工作劑成本較低，缺點是工藝較復雜，溶解能力較低。

（三）、砂巖酸化工藝-相繼注入法（SHF，SequentialHFProcess）工藝殼牌石油公司（ShellOilCo）研制出兩類高PH值緩速酸化系統用于砂巖地層深部酸化。一類通過酯類水解控制反應速度，叫做自生土酸系統(SGMA)；另一類通過弱酸和弱酸鹽的緩沖作用控制反應速度，叫做緩沖調節土酸系統(BRMA)。（三）、砂巖酸化工藝-高PH值緩速酸化工藝（PH值4－6）自生土酸系統（SGMA,Self-GeneratingMudAcid

）

用一種含有氟離子的溶液和另一種能以控制速度產生有機酸的酯類相互反應，在地層中以很慢的速度產生HF。SGMA系統根據所用酯類的不同分為三種：（1）SG—MF即甲酸甲酯(methylformate)；（2）SG—MA即乙酸甲酯(mathylacetate)；（3）SG—CA即一氯代醋酸銨(ammoniumsaltofmonochloroaceticacid)。適用于不同的井底溫度：SG—MF:130～180℉（54～82℃）；SG—CA:180～215℉（82～102℃）；SG—MA：190～280℉（88～138℃）。（三）、砂巖酸化工藝-高PH值緩速酸化工藝（PH值4－6）自生土酸系統（SGMA,Self-GeneratingMudAcid

）

SG－MF（甲酸甲脂）HOOHCH3＋H2O

HCOOH＋CH3OHHCOOH＋NH4F

NH4＋＋HCOO－＋HF適用溫度52～82℃SG－MA(乙酸甲脂)CH3COOCH3＋H2O

CH3COOH＋CH3OHCH3COOH＋NH4F

NH4＋＋CH3COO－＋HF適用溫度82－102℃SG－CA(一氯醋酸銨)CH2C1COONH4＋H2O

HOCH2COOH＋NH4C1HOCH2COOH＋F－

HOCH2COO－＋HFHOCH2COOH為乙醇酸適用溫度88－138℃以上脂類水解后與F－結合產生HF，與粘土就地反應。此外還有苯磺酰氯適用于地層溫度

25℃；

苯基氯適用于地層溫度90－100℃；三氯甲苯適用于地層溫度30－60℃。（三）、砂巖酸化工藝-高PH值緩速酸化工藝（PH值4－6）自生土酸系統（SGMA,Self-GeneratingMudAcid

）特點及應用注入混合處理液后產井時間較長（一般為6－30小時），待酸反應后再緩慢投產。這樣長的時間選擇添加劑難度大，工藝不當易造成二次傷害，應慎重選用，一般處理工藝如下：用土酸進行預處理；注隔離液(3％NH4C1水溶液)，用量一般3-4m3；注處理液(用量按處理半徑為1-2米孔隙體積計算)，每米射孔井段0.9-1.6m3；注頂替液(NH4C1)，用量據油井條件計算。該系統酸化適于泥質砂巖儲層，成功的SGMA酸化可獲得較長的穩產期。

（三）、砂巖酸化工藝-高PH值緩速酸化工藝（PH值4－6）BRMA系統(Buffer-RegulatedMudAcid

)原理：有機酸及其銨鹽的緩沖作用，與氟化銨混合作為氫氟酸限制溶液中HF和被電離的弱酸的濃度來保持HF和地層間較低的反應速度，而保證這種限制的措施則是弱酸和弱酸鹽間的緩沖作用。H+和HF的濃度都是通過弱酸和弱鹽間的緩沖作用來調節的，故將該系統稱之為緩沖調節土酸系統。用BRMA系統酸化硅質物時，低濃度的HF分子大大限制了HF與硅質物接觸的速度（三）、砂巖酸化工藝-高PH值緩速酸化工藝（PH值4－6）酸化背景：土酸液與砂巖中的粘土及近井地帶的非膠結基質的反應速度快；反應過程中HF與礦物反應的某些中間產物(如硅膠、氟化鹽類，溶解度很小)會沉淀下來，堵死部分孔喉，造成對地層的永久性二次傷害。

這在很大程度上限制了酸化效果，且由于穿透深度小，酸化井初期增產而后期迅速遞減.（三）、砂巖酸化工藝-

5H+酸酸化技術特性：能夠有效地解除砂巖儲層的堵塞5H+酸與氟化物反應生成的酸液體系反應產生有效溶解地層礦物的酸液較鹽酸而言要慢的多，對礦物的溶解速度較慢，而對礦物的總體溶解量較土酸體系大。反應產物溶解性較好，其本身是一種懸浮劑和分散劑，因而二次沉淀就得到有效控制（三）、砂巖酸化工藝-

5H+酸酸化技術▲乳化酸通常是指由油和酸在乳化劑作用下，混合而成油包酸型油基乳狀液。由于乳化酸是以油為連續相的酸液，整個酸系呈現親油特性，從而達到選擇性酸化油層的目的。油包酸使得該體系具有腐蝕性小的特點?！壳?，國外在170-180℃條件下穩定幾分鐘到幾小時的憎水乳化液。國內在華北、大慶先后有應用，但耐穩穩定性及酸化后徹底破壞仍是國內目前使用該技術的難點。（三）、砂巖酸化工藝-

乳化酸酸化技術▲該技術是利用硝酸與尿素反應生成硝酸粉末，這樣克服了硝酸的強腐蝕性、強刺激性和運輸不便等缺點，又保持了硝酸的強酸性和強氧化性，施工時用添加破乳劑的原油或柴油攜帶入油層與水混合后分解生成硝酸或鹽酸混合生成王水，有效的解除油層中的堵塞物腐蝕性小，無二次沉淀，在油層中產生150-200℃的高溫，不但解除酸溶性堵塞物，還可解除蠟、膠質、瀝青等有機垢，酸處理深度能達3-5米。（三）、砂巖酸化工藝-

粉末硝酸酸化技術▲粉末硝酸酸化技術特點該技術于1994年由烏克蘭專家引入中原油田，后期也在勝利、大慶等油田進行了現場實驗。在國外是利用工業廢料，國內運用該技術，如用工業硝酸和尿素制成硝酸粉末，雖有諸多的優點，但畢竟國內成本過高，推廣價值較小。（三）、砂巖酸化工藝-

粉末硝酸酸化技術一、概述二、酸化增產原理三、砂巖酸化技術四、碳酸鹽巖酸壓技術五、酸液分流(置放)技術主要內容裂縫具有較高的導流能力，可達到提高地層滲透性的目的。酸化壓裂：用酸液作為壓裂液實施不加支撐劑的壓裂，簡稱酸壓。原理：靠水力作用形成裂縫靠酸液溶蝕裂縫壁面酸壓停泵卸壓裂縫壁面不能完全閉合前言（1）、酸壓的凈壓力低，裂縫高度增長小；（2）、能獲得高導流；（3）、無脫砂之風險；（4）、無支撐劑回流的問題。（1）、酸液的高濾失限制了酸蝕裂縫的穿透深度；（2）、酸蝕裂縫穿透受限于溫度對反應速度的影響；（3）、酸蝕裂縫的導流能力難以預測；（4）、油井中潛在的乳化與地層中的軟泥問題。優點控制酸壓效果的因素有效作用距離裂縫導流能力酸巖反應速度酸液濾失降濾劑粘度酸濃度酸類型巖石類型酸液流速溫度面容比同離子效應酸液用量酸液流速巖石類型酸類型酸濃度閉合應力研究焦點尋求技術如何提高酸液有效作用距離Lef如何提高酸蝕裂縫導流能力WKf降低濾失的物質和技術延緩反應速度的物質和技術獲得非均勻刻蝕的物質和技術酸壓是依靠對裂縫（包括天然裂縫）、不整合的裂縫表面酸蝕以提供導流能力碳酸鹽巖酸壓技術酸壓裂室內試驗研究酸液濾失模擬試驗酸巖反應動力學研究多級注入閉合酸化模擬酸液流變學研究酸化工作液體系研究稠化酸地下交聯酸降阻酸泡沫酸乳化酸酸壓前置液酸化優化設計軟件三維酸壓優化設計軟件擬三維酸壓優化設計軟件多級注入酸壓閉合酸化設計酸壓試井解釋軟件酸壓壓力降落分析軟件基質酸化優化設計軟件現場應用技術前置酸酸壓技術多級注入酸壓閉合酸化技術稠化酸酸壓技術泡沫酸酸壓技術降阻酸酸壓技術乳化酸酸壓技術1、單井（單層）地質模型a、溶洞型該類型鉆井中常出現放空現象，漏失或井涌嚴重，鉆時一般小于6min/m，錄井現場解釋一般為油層。由于井漏井涌常常不能測井。該類型一般在殘丘斜坡或高點上鉆遇幾率大，反射特征在風化面附近常表現為弱反射，在風化面以下一般為強振幅異常反射。該類型一般自然建產且高產，是塔河油田奧陶系油藏中最好的一類儲層。b、小型溶洞型該類型鉆井中也出現放空現象，但井漏、井涌程度不嚴重，鉆時局部一般在12～6min/m，錄井現場解釋一般為油斑。測井解釋為Ⅰ類儲層，并有低電阻、低伽瑪、大井徑的特點。該類型一般在巖溶緩坡上鉆遇幾率大，反射特征一般為風化面弱反射。該類型一般與裂縫型儲層伴生，自然產能低，一般通過酸壓可以獲得高產。

（一）、酸壓選井選層原則c、裂縫型該類型根據裂縫發育程度的不同，又可以細分為三類：裂縫發育型、裂縫較發育型、裂縫欠發育型。該類型在鉆井中無放空現象，但可以出現低鉆時、輕微井漏、井涌或后效現象，鉆時一般在30～12min/m之間，錄井解釋從熒光顯示-油跡-油斑都可能出現，測井解釋儲層從Ⅰ類（裂縫發育）-Ⅱ類（裂縫較發育）-Ⅲ類（裂縫欠發育）都可以出現，曲線反映出電阻率較高、井徑略擴大、低伽瑪特點，并隨裂縫發育情況而有不同變化區間。該類型一般在巖溶斜坡+斷裂的地方出現，在風化面弱反射、強振幅異常反射和雜亂反射中均可能出現。該類型一般不能自然建產，酸壓后高產、中產、低產、無產能的都有。1、單井（單層）地質模型（一）、酸壓選井選層原則d、縫洞充填型該類型溶洞或裂縫發育，但被泥質或砂質或原生角礫質充填。鉆井中油氣顯示較好（一般油跡-油斑）、鉆時較低（有的可以出現近放空）。測井解釋有低電阻、高伽瑪、大井徑的特點，一般解釋為Ⅱ類（充填不嚴重，或被砂巖充填）、Ⅲ類（充填較嚴重）或非儲層（溶洞被泥質充填）。該類型井的地震反射特征與溶洞型或裂縫型相同，唯一的差別是在地震測井約束反演中可能表現為空白帶。該類井如是屬于溶洞泥質充填則一般不能建產，如屬于裂縫充填則經酸壓可以獲得中-低產。e、基質型該類型孔洞縫均不發育，錄井基本沒有任何顯示，鉆時一般在40min/m以上，測井解釋無儲層，該類型儲集空間為原生基質孔隙，基本沒有經過巖溶改造。該類型的地震反射特征為規則反射。

1、單井（單層）地質模型（一）、酸壓選井選層原則1、籠統選井酸壓階段該階段處于剛引進酸壓技術階段，只存在選井不存在選層工作，主要實行的是對油井進行全井段籠統酸壓。2、依靠儲層解釋選井選層階段：

經過第一階段的技術引進和分析總結后發展成主要依靠測井解釋結果和油氣顯示情況分析研究可能的縫洞發育分布情況，來決定油井是否酸壓或酸壓哪一層段。該技術應用于實踐后使酸壓有效井次和酸壓后增產效果有了大幅度提高。

3、依靠地震、實鉆、測井資料綜合選井選層階段：

在上階段的基礎上，逐漸認識到鉆井中的鉆時、地球物理儲層預測結果等信息來綜合研究油井或油層儲層可能發育分布情況，特別是有利縫洞體的距離，在此基礎上決定是否酸壓和酸壓規模等，該階段的選井選層技術在實際應用中取得了很好的效果，使一大批油氣顯示差測井解釋儲層不發育的井建產并高產，并對認識和評價油藏帶來了新的思路和方法。4、利用單井或單層地質模型綜合選井選層階段：

由地質綜合分析、巖溶及后期改造作用研究、溫壓系統分析、流體分布規律研究、地震反射模式和儲層預測結果、鉆井信息、測井解釋、生產動態、試井分析等資料的綜合研究，建立單井或單層地質模型，在地質模型研究分析的基礎上來對酸壓工藝進行選井選層，以及選擇不同的酸壓工藝、酸液體系、酸壓規模和壓后返排工藝等。該技術是在總結以前酸壓工作基礎上、在對油藏特征和縫洞發育帶分布規律的反復認識和研究的基礎上和全面總結地震反射特征、地球物理儲層預測技術的基礎上發展起來的綜合技術。

酸壓選井選層原則酸壓選井選層原則

酸壓前的選井應充分利用地震及測井資料。利用地震剖面、相干技術分析，確定儲層溶蝕孔洞的發育情況，搞清發育儲層在井筒周圍的分布范圍和方位；根據測井資料確定縱向上的儲層物性及分層應力剖面，利用全三維模擬技術研究在認識資料基礎上的酸壓裂縫延伸規律，從而確定酸壓注入層段/射孔層段，達到改造有利層段的目的。原則上，對預測的縫、洞發育位置距井眼平面距離超過200m的井不進行酸壓，同時，酸壓選層不再局限于Ⅰ、Ⅱ類儲層，部分Ⅲ類儲層經酸壓后也取得了較好的增產效果。

不同類型儲層及相應的酸壓工藝1、對于致密型儲層應采用大型酸壓或水力加砂壓裂進行增產，對于高含泥質的儲層可以采用水力加砂壓裂，主要目的是溝通遠處的縫洞系統；2、對于裂縫溶孔型、孔隙裂縫型的儲層應采用交替注入、閉合酸壓的工藝方式，溝通近井筒合著裂縫璧面周圍的縫洞系統，并盡可能延伸酸蝕裂縫的穿透深度；3、對于溶洞型儲層可以采用一級注入的方式，根據注入壓力變化情況確定具體的施工規模，如果注入壓力水平很低，并且井底壓力沒有一定的增長趨勢，應該采用較小規模的一級注入完成，如果井底壓力很快上升，說明井筒附近的溶洞規模較小，可以采用與裂縫溶洞型儲層同樣的技術思路。不同類型儲層及相應的酸壓工藝1、控制酸液酸巖反應速度的酸液體系和化學物質

注入粘的非反應的前置液以增大裂縫寬度并通過冷卻裂縫面減弱酸的反應速率。

添加阻滯劑

在碳酸鹽表面上形成親油的膜，烷基磺酸、烷基磷酸或烷基胺之類。

乳化酸

膠凝酸

泡沫酸

（二）、酸壓工作液①注入粘滯性的前置液和粘滯性的交聯前置液開啟裂縫并沉積濾餅，濾餅將起到降低酸液濾失的作用。近年來多采取多級粘性前置液注入酸壓，兼或加入了降濾失劑，包括油溶性的樹脂和粉砂等。②膠凝酸③膠束酸④泡沫酸⑤乳化酸2、控制酸液濾失的化學物質和技術

（二）、酸壓工作液3、增加酸蝕裂縫導流能力的化學物質與技術在裂縫中更高粘度液的存在促進酸的粘度指進，這減小了暴露于酸反應的表面積量。因而，給定的酸量具有非常大的穿透距離，因為這僅可占裂縫體積的約40%至50%。這種選擇性的指進有增大刻蝕裂縫有效導流能力的趨勢。①前置液酸壓技術針對酸蝕裂縫能力在較高的地層閉合應力作用下容易失效的矛盾，充分應用水力加砂壓裂與酸壓工藝的優勢，對儲層進行加砂壓裂后，再對水力裂縫表面進行處理，形成高導流穩定的酸蝕支撐裂縫。②復合酸壓技術4、目前國內外主要酸液體系

（1）、以鹽酸為主的膠凝酸酸液體系該酸液體系的最大優點是降阻性能良好，而且能有效的降低酸液的傳質速度和降低酸液的濾失速度，提高酸液的穿透深度和酸蝕裂縫的長度，擴大酸液的有效作用范圍，目前，國外，開發的膠凝酸體系，在15％的鹽酸中和100s-1的剪切速度條件下，剪切1小時以后，仍具有較高的粘度。隨著國內一些高溫碳酸鹽巖油藏的開發，如勝利油田的所屬的富臺油田、勃深6區塊、埕北30等油田和區塊的開發，由于這類油藏埋藏深（在3500m～5000m），油藏溫度高（溫度達到175℃），油藏破裂壓力高、裸眼完井且井段較長等特點，使得酸壓施工對膠凝酸體系的性能要求越來越高，研制一種在高鹽酸濃度（25％以上）和高溫條件下（170℃以上）的新型膠凝酸體系是目前的當務之急。（2）、乳化酸體及微乳酸

以高濃度鹽酸為內相、柴油或煤油為外相的乳化酸體系，在降低酸巖表面的反應速度，提高酸液的穿透深度和作用距離方面，比膠凝酸更具有優勢，目前，在新疆西北石油局塔河油田的酸壓施工過程中，已推廣應用了一些乳化酸體系，但是，乳化酸體系在施工過程中暴露出一些問題：如酸液的摩阻過大，大大限制了酸液的施工排量，一般的乳化酸的摩阻與清水摩阻十分接近，而膠凝酸的摩阻只有清水摩阻的25～40％。因此，用乳化酸施工，酸液的排量很難達到2m3/min。對此，國外研究者主要做了以下三個方面的研究工作：用有機烴類（如二甲苯）代替高粘度的原油；在油酸乳化液中充入氮氣，形成三相乳化液；開發低摩阻的微乳化酸。

（3）、變粘酸酸液體系變粘酸酸液施工體系主要是通過酸巖反應的進行，當殘酸的pH值降低到一定值以后，酸液的粘度升高，從而堵塞濾失通道、降低酸液的濾失，提高酸液的穿透深度和酸蝕裂縫的導流能力。D.J.White,B.A.Holms報導了變粘酸體系的研制和現場應用情況，該變粘酸在開始時具有比較低的粘度和摩阻，現場施工操作方便。隨著酸液與巖石反應的進行，酸液的pH值逐漸升高，酸液的粘度由開始時的30mPa.s（170s-1）左右上升到1000mPa.s（170s-1）左右，這樣變粘酸體系由于粘度的升高，可以封堵濾失的縫洞，從而達到降低酸液濾失的目的。隨著酸巖的進一步反應，酸液的pH值進一步升高，酸液的粘度又降低下來，以利于殘酸返排出地層。通過研究發現，該變粘酸體系，可以大大降低酸液的濾失，提高酸液的穿透深度和酸蝕裂縫的導流能力。根據在NorthDakota州MissionCanyoncarbonateformation的應用證明，該變粘酸可以大幅度的降低酸液的濾失、提高酸液的穿透深度和提高酸壓的施工效果。（4）：VES自轉向酸國外2003年7月份報導的一種新的酸液體系，其性能和原理與變粘酸基本相似，不同之處是隨pH值的升高，VES自轉向酸用粘彈性表面活性劑增粘，而變粘酸是用聚合物和交聯劑交聯，這樣，由于變粘酸中含有大量的高聚物，在降低對油藏傷害方面，VES粘彈性自轉向酸對油藏的傷害比變粘酸的的傷害小的多。粘彈性表面活性自轉向酸國內、外主要品牌：1、DiwertTMSAcidBJSERVICESCOMPANY2、SDVAACIDSchlumberger3、VDA-SL自轉向酸勝利采油院VDA-SL自轉向酸粘度隨HCl含量變化

前置壓裂液研究采用前置液酸壓和多級交替注入酸壓是進行碳酸鹽巖油藏酸壓改造最有效的方式。前置壓裂液在酸壓中起到造縫、降濾和冷卻地層等作用，其配方性能是影響酸壓效果的重要因素。為了提高前置壓裂液的性能，在試驗室內，我們研究成功了以0.6%的羥丙基瓜膠為主體的壓裂液體系，前置液基液配方組成為：0.6%羥丙基瓜膠+pH調節劑+助排劑＋殺菌劑＋粘土穩定劑5、酸壓工作液體系研制及評價技術

項

目技術指標外

觀均勻粘稠液體基液粘度

mPa·S（170S-1）80~90水不容物含量，%，≤9PH值9~10破乳率，%，

≥95表面張力，mNm，≤30與地層及地層流體和酸液配伍性不乳化、無沉淀、無潤濕反轉酸壓前置液基液性能指標項目技術指標外觀成膠體,可挑掛凍膠粘度mPa.s(常溫,剪切速率170S-1)400～600成膠時間,min3～5耐溫性≥℃175耐剪切性,170S-1,1h≥mPa.S100殘渣含量≤%,mg/l500前置液凍膠主要性能指標

新型耐溫壓裂液的流變性試驗主體酸－膠凝酸體系的研究膠凝酸種類試驗濃度不同溫度下的粘度（mPa.s）20%HCl+4%YLH-1室溫80℃120℃WD-13A4％38228.3AM-C184％211WD-134％3.51.21YL-11％78601目前勝利油田酸壓應用的膠凝酸的粘—溫性能對比塔河油田常用膠凝酸液體系性能指標CT1-9加量170S-1粘度（mPa.S）毛細管粘度（mPa.S）20℃90℃120℃20℃90℃120℃2%24.68.84.911.03.92.22.5%29.711.67.214.25.63.4鹽酸濃度TZC-1用量170S-1粘度（mPa.S）毛細管粘度（mPa.S）20℃120℃20℃120℃20%1.0%26.29.011.94.81.5%52.317.923.87.5625%1.5%48.316.521.76.64時間（