低渗砂岩油藏酸化解堵技术研究

＊王利民叶远辉董新军

（1.华北油田供水供电服务中心 河北 062552 2.华北油田天成公司 河北 062552 3.华北油田二连分公司 内蒙 026000）

低渗砂岩油藏酸化解堵技术研究

＊王利民1叶远辉2董新军3

（1.华北油田供水供电服务中心 河北 062552 2.华北油田天成公司 河北 062552 3.华北油田二连分公司 内蒙 026000）

在油田开发中，酸化是有效的解堵增注增产措施,能够有效解除地层堵塞,恢复地层渗透率,一定程度的改变地层物性,从而达到提高采收率的目的。文中分析低渗砂岩油藏堵塞原因，酸化解堵原理及常用的酸化解堵技术，通过对堵塞机理和影响砂岩酸化效果因素研究，确定了不同储层和不同伤害类型的酸化解堵工艺技术。

砂岩；酸化；解堵技术；提高采收率

酸化是一直以来是解除油井储层污染、堵塞，恢复储层渗透性的主要措施之一。根据油水井施工目的不同，又分为酸洗、基质酸化和酸压。由于储层地质情况不同，岩性疏松，酸压导致储层过早出砂，因此，在油气田开发过程中，基质酸化工艺应用较为广泛。

1.低渗透砂岩地层堵塞伤害因素分析

(1)泥浆微粒堵塞伤害。在钻井过程中，泥浆固相颗粒以及泥浆滤液在压力作用下易滤失进入储层，导致井筒附近地层污染，使渗透性降低，造成储层伤害。在油气生产过程中，地层中的粘土矿物颗粒或微细岩石颗粒在油水冲刷作用下，导致微粒运移，并随流体进入井筒，造成储层伤害，使得地层渗透性降低。(2)无机垢堵塞伤害。注入油水井流体与地层水不配伍，混合后形成无机盐沉淀或乳化液，油气生产中常见的无机盐沉淀有碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡等。(3)原油中有机质堵塞伤害。在油气生产过程中，由于地层中的油气的不断减少，外部流体进入地层，导致地层温度、压力、溶解气量等发生变化，使得原油中的蜡质、胶质沥青质等不断析出，造成油层堵塞伤害。(4)生物垢堵塞。在油田中最有危害的细菌是硫酸盐还原菌、氧化铁细菌、粘泥形成的细菌以及破坏压裂液和二次采油液体中的聚合物的细菌。硫酸盐还原菌是厌氧型细菌,它在氧气中生长率缓慢，它能将水中的硫酸盐或亚硫酸盐还原为硫化物，并产生H2S，这种还原过程为细菌生长提供能量，导致细菌大量繁殖发育，堵塞空隙喉道，造成地层伤害。

2.酸化效果影响因素

(1)地层中某些敏感性矿物遇水膨胀和速敏性矿物颗粒运移，造成油气储层伤害。通常，低渗透砂岩储层中粘土矿物类型和含量不同，其敏感性和敏感程度也不同，一般蒙脱石、蒙皂石伊—蒙混层等矿物遇水易膨胀，导致地层渗透率下降。粘土中的高岭石是速敏性矿物，在油水冲刷作用下容易使粘土矿物颗粒运移，堵塞地层渗流通道，使得地层渗透性大大降低，降低酸 化解 堵的作用，影响油井生产，注水井增注。(2)酸化施工后的生成物在地层中，与地层水中的无机盐离子不配伍，生成沉淀，造成油气层伤害。酸化后形成无机盐沉淀物主要有下面两种：①氟化物沉淀。砂岩储层中，会不同程度的含有钙、钠、钾长石，同时砂岩颗粒间的胶结物中含有钙质胶结物，导致砂岩储层的产出水中含有大量游离的钙离子、钠离子和钾离子，在酸化中与土酸生成氟化钙、Na2SiF6和K2SiF6等沉淀物。②氢氧化物沉淀。一方面由于酸液对施工油管的腐蚀作用，导致酸液中含有铁离子，并进入地层。另一方面由于地层中含有铁矿物，其溶解后，导致地层中含有大量铁离子。当酸化后的残酸在地层条件下，会生成氢氧化铁凝胶絮状沉淀，堵塞油气渗流通道，造成储层伤害，达不到酸化解堵的效果。③酸化残液返排不及时，造成油气储层伤害。酸化后残液若返排不及时，导致残液在储层 中停留 时间过长，当酸液浓度降低到一定程度时，易产生不溶于水的沉淀，使地层孔隙喉道堵塞，渗透性降低，达不到酸化理想效果。

3.低渗透砂岩酸化解堵机理

砂岩是在地层条件下，由胶结物将砂粒胶结在一起而形成的，砂粒的主要成分是石英、长石以及各种岩石碎屑；胶结物的主要成分是粘土颗粒、碳酸盐岩、硅质等胶结物。砂岩储层中油气主要储集在未被胶结的孔隙、裂隙空间。

砂岩油气层酸化是按照一定的泵注顺序，向地下储层中注入适合该地层的酸液及相关添加剂，以此溶解储层岩石的某些矿物成分，以及孔裂隙内的堵塞物，改善地层流体的渗流条件，便于油气渗流进入井筒，达到恢复提高油气井产能的目的。砂岩地层一般采用以氢氟酸和盐酸为主，按不同比例配制并添加其他添加剂而成的混合酸液，其后又发展了许多以土酸为主体酸的酸类。

4.砂岩酸 化解堵工艺技 术分析

(1)常规土酸酸化工艺。土酸与地层基质中的硅质或碳酸盐岩的反应比较简单，土酸一般用于酸化解堵泥质含量较高的低渗透砂岩或火成岩油层。土酸可以解除地层中粘土颗粒堵塞和近井地带泥浆污染，酸化施工产生物可返排出，对地层无伤害，从而解除地层污染，恢复或提高井筒附近地带的渗透性。(2)氟硼酸酸化。氟硼酸的主体酸液是土酸，该酸的研发主要用于岩性较疏松砂岩地层酸化施工，其能够深穿透地层，解除地层污染，同时对地层中易移动颗粒的影响较小，降低二次伤害。该酸是一种酸性较强的酸液体系，其酸化原理是依赖氟硼酸缓慢电离出氢离子并生成氢氟酸，利用氢氟酸对地层粘土矿物和胶结物等溶蚀作用，从而解除地层污染，恢复或提高储层 渗透性。(3)泡沫酸酸液体系。泡沫酸酸化技术是在常规酸液发展起来的，将二者有点结合，使该酸液体系具备了泡沫的流动性能和酸液对岩石的腐蚀能力，该酸液主要依靠起泡剂、稳泡剂，将起泡剂和稳泡剂加入常规酸液中混合，形成以酸为溶剂、气泡为溶质的泡沫酸液体系。按照泡沫特征值泡沫酸体系可以分为以下三类：①增能型。氮气被压缩后弹性能量增加，其增加的弹性量有助于酸化后液体的返排。同时由于该酸液还有大量气体，使得酸液液柱压裂降低，有利于降低返排所需压力，因此，该酸液适用于不易返排的地层得酸化施工。②泡沫型。这种类型的泡沫酸黏度高、滤失量小、缓速和分流效果好,主要用来增加酸液处理范围和改善高低渗透层之间的吸酸量矛盾,提高酸化效果,尤其适用于酸压增产。③雾化型。此种酸液以气相为溶剂，酸液为溶质。该酸低密度、低黏度，同时表面张力较低,流动性能优异,使注入压力比常规注酸压力低得多。

通常所用泡沫酸的泡沫特征值为60%～80%。与常规酸化相比,泡沫酸酸化具有选择性、缓蚀效果好、容易返排、对储层伤害小等优点。

5.结论与建议

(1)针对储层的生产矛盾，分析地层堵塞成因，完善施工工艺,提高酸化有效率。(2)选择合理的施工工艺。针对油层的特点，确定合理的排量、酸液用量、施工泵注程序，有效解除井筒附近地带堵塞，提高渗透性。同时通过对隔离液合理分段，使酸液在储层中充分反应，达到深穿透的作用，从而降低对储层的伤害甚至对地层无伤害的目的，有效提 高油井生产能力。(3)深入研究结垢成因，研发有效的防垢产品及防垢措施，减少油井结垢对油田生产开发的影响，降低油田 后期开采 的成本和 难度。

(责任编辑 责聪)

Study of the Acidification and Plug Removal Technique for Low-permeability Sandstone Oil Deposit

Wang Liming1, Ye Yuanhui2, Dong Xinjun3
（1 Water and Power Supply Service Center, North China Oil field, Hebei, 062552 2 Tiancheng Company, North China Oil field, Hebei, 062552 3 No. 2 Branch Of fice, North China Oil field, Hebei, 026000）

For the oil field development, the acidi fication is the effective plug removal, injection increase and production increase measure and it can effectively solve the formation plugging problem, recover the formation permeability ef ficiency and change the formation physical property to some extent, so that to achieve the purpose of recovery ef ficiency improvement. In this paper, it has analyzed the oil deposit plugging reason for low-permeability sandstone,principle of acidi fication and plug removal and the common used acidi fication and plug removal technique. Through the study of the plugging mechanism and factors in fl uencing sandstone acidi fication effect, it has determined the acidi fication and plug removal technique of different reservoir and different damage types.

sandstone；acidi fication；plug removal technique；recovery ef ficiency improvement

T

A

王利民（1973～），男，华北油田供水供电服务中心；研究方向：油气藏开采方面的研究。