下载文档原格式
转向酸化技术在低渗透油田的应用探讨任怀丰,高立峰（大庆油田有限责任公司第七采油厂）摘要：葡萄花油田属大庆长垣外围“三低”油田，油层渗透率低、孔隙度低、储量丰度低。
开发过程中由于外来固液相的不配伍，油层极易发生污染堵塞。
在欠注井酸化解堵时酸液总是首先进入启动压力小的高渗透层，而低渗透储层酸液进入的却很少，不仅达不到酸化改造的目的，反而加剧了层内和层间矛盾；分层酸化虽然有针对性地对欠注层段进行解堵增注，但因酸化前后需投捞堵塞器，存在工作量大、工序繁琐的问题，影响了注水时间和注水质量。
转向酸化技术利用苯甲酸不溶于酸、溶于水的特性，有效地缓解了层间和层内矛盾，实现了低渗透层的解堵改造，减轻了工人的劳动强度，缩短了注水井关井周期。
关键词：暂堵；转向；酸化1引言欠注井油层酸化时，酸液优先进入渗透率最高、伤害最小的层段。
若产层污染严重，现场施工的结果是酸液不能进入主产层，导致酸化效果不理想。
酸化解堵成功的关键是有效控制酸液在储层的渗流方向，让各小层单位面积以相同的速度注酸。
转向酸化技术以盐酸为主剂，复配定量的暂堵剂，随着现场注酸施工的不断进行，在高渗透层吸收酸液的同时，大量暂堵剂也进入高渗透层，起到封堵大孔道的目的，迫使酸液进入渗透率较低或伤害严重的层段，达到各层均匀受效的目的。
2室内实验暂堵剂性能（1）分散性：为了避免发生凝聚现象，暂堵剂颗粒必须完全均匀地分散在携带液中。
（2）屏蔽性：为了达到最佳的暂堵效果，暂堵剂在井壁附近应生成渗透率小于等于最致密层或伤害严重层的滤饼，阻止高渗透层过多进酸，促使酸液进入低渗透层。
葡萄花油田有效渗透率较低，范围在1～130×10-3μm2之间，暂堵剂颗粒生成的滤饼渗透率要小于1×10-3μm 2。
（3）配伍性：为了防止固体颗粒随处理液发生运移，暂堵剂粒径必须与处理层的平均孔喉大小相适应。
同时暂堵剂必须与酸液及缓蚀剂、表面活性剂及防膨剂、铁离子稳定剂等添加剂相配伍，在井底高温下也不与之发生化学反应，以免生产沉淀造成二次污染。
转向酸化技术综述X贾新峰1,李建丽2(1.中国石油勘探开发研究院,北京 100083;2.西南石油大学,成都 610500) 摘 要:钻井、生产或修井过程中,大多数井会发生伤害,即近井地带渗透率降低,影响产能。
因此需要对其进行压裂或酸化等作业,以解除伤害,提高产能。
本文详细介绍了二次伤害形成的原因及转向酸化的作用机理,同时介绍了常规转向酸化技术——机械转向和化学转向技术及国外转向酸化技术近几年的发展方向。
关键词:地层伤害;转向酸化;常规转向酸化;黏弹性表面活性剂酸1 引言在钻井、生产或修井过程中,由于岩石挤压破碎、钻井液固相入侵、颗粒运移、润湿反转等〔1〕,绝大多数井会产生伤害——近井地带渗透率降低,因此需要对其进行酸化。
油水井酸化主要是通过向地层注入含有HF液,HCI酸或HFB酸等酸液,使酸液同许多硅质矿物包括石英和粘土反应,解去近井地带的堵塞物(如氧化铁、硫化亚铁、粘土等),恢复地层渗透率;还可溶解近井带的部分岩石,扩大孔隙结构的喉部,提高地层渗透率〔2〕。
2 地层二次伤害及解决办法2.1 二次伤害将含有HF的酸液注入地层后,HF酸与地层矿物发生发应,将其溶解。
在此过程中会产生很多一次、二次、三次反应产物,反应产物间又将再次发生化学反应,引起大量固体沉淀和非晶质凝胶。
这些固体沉淀和非晶质凝胶物质在近井地带和其他地方,将会导致对地层的二次伤害,从而影响酸化处理效果。
总的来说,地层中产生沉淀的主要反应如下: 2Na++H2SiF6Na2SiF6+H2O(1)为了防止Na2SiF6沉淀,在主酸液HF注入之前,需注氯化铵前置液,将地层盐水驱替进入井眼区域。
2H++2F-+CaCO3CaF2+CO2+H2O(2)为了防止CaF2沉淀,在主酸液HF注入之前,需注HCl或有机酸前置液,以除去钙基矿物(白云石、方解石、铁白云石等)。
26HF+Al2Si4O10(OH)24H2SiF6+2AlF (OH)2+8H2O(3)H2SiF6+6Al++2OH-6AlF2++SiO2・2H2O(4)为了防止硅的水化物的沉淀,需在主酸液中加入HCl或有机酸。
- 46 -工 业 技 术0 前言哈法亚油田位于伊拉克东南部米桑省，构造上位于美素不达米亚盆地前渊带，主力产层为中白垩纪碳酸盐岩储层的Mishrif 组[1]。
Mishrif 组又可以划分为4段15个亚段，部分小层是由泥粒灰岩和粒泥灰岩为主的碳酸盐岩构成的，夹少量粗粒升屑灰岩，储集层非均质强[2]。
随着开发井的逐年增多，酸化储层改造也面临一些问题：各类孔隙发育导致酸液滤失严重，酸液酸蚀穿透距离短；由于储层的非均质性，酸液优先进入高渗透率的储层，很难进入低渗透率层，因此导致低渗透层难以得到改造；开发后期地层压力下降很快，酸化后返排困难，残液容易造成二次污染，降低单井产量。
基于黏弹性表面活性剂发展起来的转向酸分流酸化技术，是近年来实现多层系、非均质储层改造的新工艺。
相比于传统的酸化技术，该转向酸具有已配制、滤失少、易返排以及对地层伤害小等特点[3]，能够实现酸液非伤害的就地自转向，达到碳酸盐岩非均质性储层均匀酸化的目的。
1 转向酸作用机理转向酸不含有固相颗粒及聚合物，以黏弹性表面活性剂为主体形成的酸液体系。
在鲜酸环境下转向酸的黏度很低，有利于降低酸液的摩阻，适合大排量泵注。
随着转向酸与高渗透层碳酸盐岩反应的进行，酸液浓度不断降低，并反应产生大量的MgCl 2和CaCl 2，使分子间的静电排斥力减小，形成了具有空间网状结构的冻胶体系，酸液黏度迅速增加，从而选择性地封堵高渗透层，迫使酸液流向低渗透层，达到自转向的目的[4]。
返排时冻胶与原油等烃类物质接触，烃类物质会和冻胶体系反应，破坏网状胶束结构，将其分散成球状结构，转向酸自动破胶；同时返排液中含有大量的水，通过水的稀释作用，也会降低转向酸中胶束的浓度，协助转向酸进行破胶，迅速破胶后的转向酸降低了对储层的二次伤害。
2 转向酸体系组成转向酸体系主要由盐酸溶液、两性表面活性剂和各类添加剂组成，转向剂是其关键组分，选用的转向剂需要具有较强的耐温抗剪切能力，又具有良好的封堵性能。
关于对化学转向酸化酸压技术的研究
【摘要】我国近几年的经济水平提高带动了个各行各业的发展，其中化学产业的发展空前绝后，这是由于石油产业的发展迅速带动了化学业的进展。
在石油开采和生产中会用到很多的化学物质或混合物，通过这些化学成分使得开发石油的难度大大减小，其中酸化酸压技术就是利用化学试剂去开发石油井的一种技术手段通过酸化压裂改造石油生产的措施，其高疏导能力和净化能力可以在石油井中形成一定长度的裂缝，使得原油顺利流出和开采并且可以打通输油通道和扩大储油空间可以实现油井正常投产和高产稳产。
酸化压裂技术属于化学转向压裂技术的一种，本文在介绍化学转向压裂技术时会重点介绍酸化压裂技术的优缺点以及未来的发展前景。
并且介绍了酸化压裂技术的基本原理基础和主要工艺特点。
【关键词】化学转向酸化酸压压裂技术酸化压裂技术现状未来发展
我国地形复杂地质结构种类多，碳酸盐岩油气资源量大，勘探开发程度低，由于原油总体埋藏较深，原油开发力度大比较困难，因此转向酸化酸压裂技术近几年正在兴起。
转向酸化酸压裂技术原理就是转向酸和酸化压裂技术的合成。
转向酸是指能够在特定条件下实现酸性化学溶剂或溶液从低渗层向高渗层转向的酸液体系即为转向酸，它的作用是在石油开发油井过程中遇到了低渗层或高污染层无法顺利进行开采工程时使用转向酸来改进目前的困难，使得低渗透压油层提高其压强原油能够上升另一方面时与高污染物进行反应解除困难。
目前经常用到的转向酸有泡沫酸、基于粘弹性表面活性剂的VES、DCA等酸液体系。
在使用这些化学溶剂发生油井转向的机理为：使用化学试剂和储层或者岩石反应后在岩石表面迅速形成片状胶束。
这样就地迅速变粘糊在岩石表面，阻止酸液的滤失并阻止了酸液继续入侵已经发生反应的岩石表面，从而达到降滤失和缓速效果。
该酸液体系形成的高粘凝胶减少酸液在裂缝和大的孔隙中滤失，酸液可以形成长的高导流的有效裂缝。
像转向酸这样的酸性溶剂体系的优点有很多比如：体系中不含聚合物，返排后储层无残留物，不至于造成井下出现废弃物，对储层具有良好的保护作用，从而达到对储层高效改造的目的。
其次，它是基于粘弹性表面活性剂技术，具有独特就地自转向性能，可以实现长井段均匀改造和形成长的高导流的有效裂缝。
因此，这种酸化压裂的技术手段又称为酸化酸压裂技术，扩大地层原有裂缝的压力下对地层进行酸处理工艺。
酸化酸压裂主要用于堵塞范围较深或者低渗透区的油气井。
比较转向酸来说酸化酸压裂技术程度更深解决的困难更大。
注酸压力高于油（气）层破裂压力的压裂酸化，人们习惯称之为酸压。
而酸化酸压裂技术的基本原理指在足以压开地层形成裂缝或张开地层原有裂缝的压力下对地层挤酸的酸处理工艺，主要用于油井中堵塞范围较深或者低渗压很低的油气井。
1 转向酸化酸压裂技术应用水平的现状
由于这种促进石油开发力度和质量的技术近几年正在兴起，国内外有许多的石油公司正在使用中，但是由于我国的地形和地质条件的差异，因此和国外来比此技术还没有达到合理利用的技术水平，有些细节和环节还有所欠缺，但是比传
统的开发技术手段提高了不少，在某些技术领域已经有所建树。
那么转向酸化酸压裂技术使用的现状如何呢？
1.1 转向酸化酸压裂技术在应用中的优点
可实现油井大排量和大规模施工；在施工中出现如果出现井下吸热使得酸性溶剂的粘度增大，可实现深穿透；由于使用的溶剂是酸性的所以自然可以和多种物质进行反应，可以后自动降解井内的难分解物质和堵塞物使得油井开发更容易，原油疏导能力增强，而且酸性溶还具有自动变粘特性，可对非均质储层或非均匀损害储层进行全面、均匀、深度改造。
在油井开发中容易出现热量的升高现象，酸性溶剂耐高温自乳化酸体系，酸液经过高温的作用其稳定性好，可以满足150℃井酸化酸压施工要求。
能够以高质量去实现对油井的清洁、均匀酸化，深穿透裂缝高导流酸压的目的。
1.2 转型酸化酸压裂技术的缺点
在油井酸化酸压裂作业次数和频率的增多，相应而来的机械设备也会增多、机械操作的环节多，技术含量要求高，因此直接导致施工场地小人员活动不方便，施工难度加大、作业环境恶劣、安全管理的工作难度大，极易酿成重大的人员伤亡和财产损失事故。
因此转向酸化酸压裂技术在施工时人员与设备高度集中，井场人员和设备密集，管理难度大，出现危险情况不能及时的进行安全撤离，对人员的管理难度增大。
井场布置易存在隐患由于受井场场地的限制，施工车辆距离井口过近，压裂仪表车、其他辅助车辆和仪器距离高压区的距离较近，存在安全隐患。
施工过程不论是老井还是新井施工危险性高井下酸化酸压裂技术时压裂作业施工，尤其是老井，众多的机械设备极易造成井身结构破坏和输油管线爆裂，等工程事故，在井口处承受压力太大时极易引发井喷事故和物体打击事故。
在危险发生时救援人员进行救援工作及施工人员逃生困难时会由于井场摆放着各种车辆机械设备，施工人员就会出现视觉障碍视野范围大大减少，一旦发生事故，很难迅速逃生和得到救援，极易升级为恶性事件，存在安全隐患。
2 转型酸化酸压裂技术的发展前景
随着油气勘探开发地质需求的提高，转向酸化酸压裂技术加速向独具特色的方向发展，向多功能方向发展，向不同系列的酸化压裂方向发展，转向酸也会向着多元化的方向发展。
转型酸化酸压裂技术在油井施工时会大大提高疏导能力，降低油井阻碍，全面改善油气的开发条件，增大原油的开采效率和质量，大大增加了经济效益。
3 结语
关于对化学转向酸化酸压技术的研究目前还不是特别的准确和完善，提高化学试剂在工业上的应用效率和质量还得继续进行研究。
转向酸化酸压技术在目前的应用已经得到了大力的推广，但是还存在着一些
不可避免的弊端，这就要求这项技术在日益发展中不断的适应生产提高工作效率和安全效率。
参考文献
[1] 张英芝等.特低渗透油藏开发技术研究[M].石油工业出版社，2004
[2] 阿卜杜勒·萨塔尔.油田注水开发综合管理[M].石油工业出版社，1990
[3] 刘祖文，唐敏康.SBR 工艺处理屠宰废水[J].江苏：南方冶金学院学报，2001.22（2）：117 -120
[4] 唐受印.水处理工程师手册.化学工业出版社
[5] 雷乐成，等.水处理新技术及工程设计[M].北京：化学工业出版社，2001。
