消淀酸酸化技术研究与应用

许波兵 胡宝军

（江苏如通石油机械股份有限公司，江苏 如东226400）

1 概述

酸化是实现油气水井增产、增注的重要措施。为了保护油气层，提高酸化效果，必须根据油气层的特点和酸化液、添加剂的作用、性能，通过试验选择合适的酸化液及其配方，使之与油气层配伍，制定切实可行的施工工艺，才能达到措施的目的。否则将损害油气层，使产量减少。因此国内外石油工作者，对酸化增产技术十分重视，开展了大量的研究工作。

试验油田的储层物性及岩性都比较复杂，主要有：碳酸岩盐、砂岩、玄武岩、火成岩、辉绿岩等，由于岩石的成份不同，所以酸化时采用的酸液也就有所区别，不然会给地层造成伤害。碳酸岩盐主要采用盐酸酸化，氢氟酸一旦进入则会产生氟化物沉淀。砂岩则采用土酸酸化，土酸的主要成分是盐酸和氢氟酸，其酸化解堵的特点是能有效去除孔隙堵塞物的30～40%，改善和提高地层渗透率。其主要缺陷是去除堵塞物效率低，当地层钙质含量高或氢氟酸用量不当时，易于形成氟化物及硅氟酸盐的二次沉淀。同时常规土酸一个更为突出的不足是，解堵作业只能改善井眼周围渗透率，与地层中酸溶蚀性物质反应很快，有效半径不足1m，结果是井眼附近过度酸化，严重时会引起地层出砂，而深部地层得不到处理，达不到作业的目的。同时由于普通酸的挥发性强，刺激性气味大，环境污染严重，周边群众干扰大，给施工造成诸多困难。

XD-18 消淀酸是根据我油田地层物性，研制的一种新型砂岩地层处理液，它是以磷酸和氟硼酸为主体，复配其他酸及添加剂而成的一种混合酸，它与硫化物、氟化物、泥浆、腐蚀产物、碳酸盐、粘土、石英等都能发生反应。因为磷酸为中强酸，在水中发生三级电离，且电离常数比盐酸小得多，达到延缓反应速度，扩大酸化半径的目的。同时由于氟硼酸的存在，它使黏土产生化学熔化，熔化微粒在原地胶结，使得处理后因流量加大而引起的微粒移动受到限制。砂岩地层均含有不同程度的钙质和泥质，酸化时往往顾此失彼，影响酸化效果，XD-18 不仅能解决钙质和泥质同时存在的问题，且反应速度慢，酸化半径大，对地层无伤害，效果明显，同时具有缓蚀、铁离子稳定、粘土防膨、表面张力低等功能。特别是它降低了酸的挥发速度，无刺激性气味，环保，深受施工人员和周边群众的欢迎，是最有发展前景的一种酸化方法。

2 室内评价实验

2.1 实验仪器及岩心

分析天平、电热干燥箱、恒温水锅、塑料烧杯、量筒50、100ml 各1 个，现场使用的泥浆、Fe（OH）3。实验所用岩心选用段六拨油田段40-40 井岩屑，矿物成份（见表1）。

表1 岩芯矿物组成

2.2 实验方法

用分析天平称取2g 岩芯于50ml 塑料烧杯中，加入30ml 酸液，恒温反应至一定时间后取出过滤、冲洗至中性，将岩芯在105℃下烘至8h 后取出称重，并计算其溶蚀率。再用同样的方法做已烘干的泥浆和Fe（OH）3溶蚀实验，并计算其溶蚀率。

2.3 实验结果

2.3.1 XD-18 消淀酸与岩芯、泥浆、Fe（OH）3的溶蚀试验

表2 岩芯、泥浆、Fe（OH）3 的溶蚀试验

由上表可以看出, XD-18 消淀酸与岩心的反应比土酸反应速度慢，比盐酸反应快，有利于实现地层深部酸化。XD-18 消淀酸对泥浆和Fe（OH）3 都有很强的溶解能力。

2.3.2 温度对XD-18 消淀酸性能的影响。

表3 不同温度下XD-18 消淀酸的溶蚀率

由上表可以看出，随着温度的升高，反应速度加快，溶蚀率增加，说明XD-18 消淀酸不受地层温度的影响。

2.3.3 XD-18 消淀酸与地层水的配伍性能

试验条件：温度80℃ 酸液用量50ml 地层水用量50ml反应时间10h

表4 XD-18 消淀酸与地层水配伍试验结果

从上表可以看出，XD-18 消淀酸与地层水反应后，无沉淀生成，证明此酸液体系与地层水配伍性能良好。

2.3.4 XD-18 消淀酸与粘土膨胀的控制

试验条件：温度25℃ 酸液100ml

表5 防膨试验

从表5 可以看出：XD-18 消淀酸中加入FB-3 长效粘土稳定剂可以有效的抑制粘土的膨胀，阻止颗粒的运移，使地层渗透率得以改善。

2.3.5 XD-18 消淀酸对钢材腐蚀性能的评价

试验方法：失重法，试验程序和标准参照SY/T5405-1996 酸化缓蚀剂评价指标和试验方法。

试验条件：钢材：N80 酸液加量：20ml/cm2试片 试验时间：4h

表6 腐蚀性能评价结果（静态）

可见，XD-18 消淀酸对钢材腐蚀性很小。

2.3.6 配方优选试验

试验方法：将XD-18 与水按比例配好后，量取50ml 倒入反应杯中，在将称量好的并测量原始润湿角的板深51 井砂岩岩心放入反应杯中，并放入水浴锅内开始记时。到时取出再测酸后润湿角的变化情况。烘干称量，计算溶蚀率。

试验条件:温度90℃ 试验时间：2h

表7

由上表可见, 酸化前后的润湿角变化不大,不会产生润湿反转。

3 现场应用及酸化效果分析

XD-18 消淀酸自投入现场应用以来，先后在四个油田现场应用共计7 井次，施工成功率和有效成功率均为100%，酸后效果非常明显。

三个油田都是细砂岩油藏，一个油田玄武岩，粘土含量高，泥质胶结，粘土矿物，以高岭石、绿泥石含量最高，伊蒙混层其次，伊利石和绿泥石含量较少。岩石以石英、斜长石为主。胶结微密，油层物性差。在油田开采和注水开发过程中，有许多深部堵塞的井多次经盐酸或土酸处理无效或效果差。采用XD-18 消淀酸进行酸化（压）处理，获得了良好的效果。试验结果表明，该酸化工艺技术具有反应速度慢，施工简单，对设备腐蚀性小，有效期长，增产增注效果显著的特点（详见附表）。

实验证明，7 口井采用XD-18 消淀酸酸化后，都取得了很好的效果。如1 号井，井段1505.3～1560m，岩性为生物灰岩和玄武岩，泥质胶结，采用XD-18 酸化，酸化后效果明显,日增油达12.3t，有效期达3 个月以上。累计增油756t。2 号井，井段1743.6～1754.1m，岩性细砂岩和生物灰岩，两层间隙很小无法下封隔器进行选酸。采用消淀酸进行笼统酸化，酸后日产油达到21.05t，累计增油3162t。

3 号井这是一口非常典型的老百姓干扰的井，该井于先期就要进行酸化作业，因井周围都是民房，老百姓怕有毒有害气体伤害，几次搬上又几次搬下，后协商采用无刺激性气味的XD-18 消淀酸酸化，给老百姓的承诺是地不见酸、空气中不见味。卸酸时村民现场监督，待证实无味方离开现场。第二天进行酸压施工，酸后注水压力虽然下降不明显，但注水始终稳定在80m3左右，该井截止到目前，已经累计增加注水4753 m3，目前继续有效。

通过以上7 口井现场应用情况分析，我们认为消淀酸酸化技术符合我油田的地质情况；与地层水配伍性好；工艺合理，并渗透了保护油层技术，消除了可能产生的沉淀，保持了岩心的原来润湿性，使油层伤害减少到最低限度；最主要的是它解决了不同岩性笼统酸化的难题

4 结论

4.1 XD-18 消淀酸酸化技术效果明显,成功率高.

4.2 由于XD-18 消淀酸对钢片的腐蚀速度小, 表面张力低，所以酸液中可免加缓蚀剂和助排剂。

4.3 XD-18 消淀酸中加入FB-3 长效粘土稳定剂可以有效的抑制粘土的膨胀，阻止颗粒的运移，使地层渗透率得以改善。

4.4 XD-18 消淀酸对含钙质、泥质的砂岩地层都适用。

4.5 XD-18 消淀酸与普通酸化作业相比，施工简单，常规作业即可满足施工要求。

4.6 该项技术如推广应用，定能拓宽技术服务市场，产生很高的经济效益。