砂岩酸化应注意的问题分析与探讨

程俊 裴金贵(延安职业技术学院，陕西 延安 716000)

1 砂岩的结构及构成

砂岩是指主要由砂(1～0.8 粒级的陆源碎屑颗粒)组成的碎屑岩。在砂岩中砂的含量大于50%，砂岩的碎屑成分较为复杂。砂级碎屑组分以石英为主，其次是长石和各种岩屑，有时含云母和绿泥石等碎屑矿物。砂岩分类有各种不同方案，意见不一致。但是主要砂岩类型有三类，即石英砂岩、长石砂岩和岩屑砂岩。

2 酸化的原因及过程

然而在油井开采前或开采过程中，由于施工不当或入井液与储层流体不配伍；压裂液残留物的滞留及酸化时的二次沉淀等原因，难免使储层出现次生堵塞。针对这一问题就必须对储层进行酸化处理，即向地层泵入一种或几种酸液及添加剂的混合物，利用酸液的化学溶蚀作用及挤酸时的水力作用来提高地层渗透性能。其作用是：(1)沟通原生孔喉，增加油层的连通性。(2)解除次生堵塞。原理是：①利用酸与地层中某些矿物进行反应，溶蚀储层中的连通孔隙，天然裂缝及人造裂缝壁面岩石，增加流体在孔隙、裂缝中的流动空间。②与井底附近空隙中的堵塞物质起反应解除污染物堵塞，并尽可能地将其反应物返排至地面。以最大限度的恢复，提高近井地带的渗透率。

前述已及。砂岩地层的酸处理中常用的酸液体系有：(1)常规土酸。即10%～15%浓度的盐酸和3%～8%浓度的氢氟酸与添加剂所组成的混合酸液，主要用于处理近井地层。(2)氟硼酸，其注入地层能生成氢氟酸，目的在于达到低渗透砂岩油层的深部酸化，克服酸化初期增产而后产量迅速下降的普遍性问题。还可起到防膨固砂的作用。(3)自生酸体系：①用有机脂水解成为相应羧酸。②与铵盐反应生成氢氟酸土酸，能降低酸盐反应速度并增加酸的有效作用距离。

上述酸液体系中最常用的是常规土。其现场施工较为简单，一般施工顺序为：注前置液—注土酸—注后置液—注顶替液

3 酸化工作液的优化

酸化时必须针对施工井层的具体情况选用适当的酸液，选用的酸液必须符合以下几个要求：(1)能与油层岩石反应并生成易容的产物;(2)加入化学添加剂后，配置成酸液的化学性质和物理性质能满足施工要求；(3)施工方便，安全，易于返排；(4)价格便宜，来源广。在综合考虑的情况下得出合理优化的方案。

4 造成砂岩油层损害的原因

施工作业中酸化使油层受到损害。可归纳为两个主要方面。

(1)酸液与油层岩石和流体不配伍造成的损害 ①酸液与油层岩石不配伍造成的损害。a：酸液的冲刷及溶解作用造成的微粒运移。如：高岭石类粘土和伊利石类土、绿泥石类粘土，在酸化过程中会不同程度的使油层岩石的颗粒或微粒松散，脱落并运移，从而破坏岩石的结构，引起地层出砂或骨架破坏，堵塞地层，严重时则造成地层坍塌。b：酸液与岩石矿物反应产生二次沉淀，如铁质沉淀、氢氟酸反应产物沉淀。c：酸液不能穿透岩石和垢面上的有机覆盖层，而导致处理失败。②酸液与油层流体不配伍造成的损害。a：酸液与油层中原油不配伍。。当酸液与油层中沥青原油相接触，就会产生酸渣，即由沥青，树脂，石蜡和其他高分子碳氢化合物组成，是一种胶状不溶性产物，也是堵塞孔道的主要产物。b：酸液与油层中的水不配伍。由于油层中的水本身含钾离子K+、钠离子Na+、镁离子Mg2+、铁离子Fe2+、Fe3+铝离子Al3+等离子，或酸化过程中不断生成上述离子时就会产生有害沉淀，尤为氢氟酸与他们相遇时会生成氟化物沉淀：2K++SiF62-=K2SiF6↓ 2Na++SiF62-=NaSiF6↓

(2)不合理的施工造成的损害 ①由于施工管线设备锈蚀物带入油层生成铁盐沉淀。不论配液过程中或是施工设备、管线、管柱等，外来溶于酸液中的铁大多为三价铁离子，在地层中当残酸pH 值降到一定程度时，就会产生沉淀。②施工参数设计不合理。a.选择施工方式(正注、反注)。b.施工压力，压裂车台数若施工压力过大，则造成地层压穿或设计酸液量不够，致使酸化效果不明显或酸化失败。c.酸液浓度和有效距离的控制。

5 实例分析

延长油矿蟠龙采油厂，蟠2024—7 井位于蟠龙镇榆树峁，地属鄂尔多斯盆地陕北斜坡构造。储层为长2 油组，井深809.8米，油层厚1.5 米，孔隙度11.89%，含油饱和度41.25%泥质含量20%，渗透率3.18md。日产液0.8 吨，日产油0.4 吨，含水50%左右。分析认为该井产状不佳是由于前面施工作业中对油层污染所致，该井为典型的细小微粒运移造成孔喉堵塞所引起的产量下降。经酸化作业后该井产量由酸化前的0.2m3/日，到酸化后15 天测产，其产量能达1.44m3/日，到施工后3 个月后测其为1m3/日(测产时间为甲方连同施工单位，在施工后十天至三个月内分期进行测量)属于同批酸化增产作业中最成功的一例。

综上所述，根据酸化作业中造成油层损害的原因及方式，分析认为，砂岩油层酸化应该注意下列问题：(1)选用与油层岩石和流体相配伍的酸液和添加剂。(2)使用前置液隔离地层水，保护主处理液，减少酸化耗与二次沉淀生成。(3)使用合适的酸液浓度。(4)及时排液。(5)施工前弄清地层损害的类型和程度，堵塞物、岩石及胶结物的组成，选出优良的酸液体系。(6)选择合适的注酸工艺。

[1]赵福麟.油田化学[M].中国石油大学出版社,2000,6.

[2]于云琦.采油工程[M].石油工业出版社,北京,2006,5.