酸化增产技术研究新进展综述

闫钰

（大港油田石油工程研究院，天津300280）

1 引言

21世纪以来酸化技术的发展方向主要集中在针对特殊储层的特殊酸液体系和非常规酸化工艺两方面，随着各油田难采储量的逐步动用，酸化施工面对的储层情况日益复杂，为满足储层改造的需要，国内外已发展形成多种特殊工作液体系，针对各种岩性的油气藏酸化工艺逐步系列化。

2 国内外酸化工作液发展及应用情况

2.1 磷酸低伤害缓速酸体系

该体系是使用一种通过多级反应降低离子反应速度的多元酸，水解反应后生成可溶于水的酸式磷酸盐，而产物中的磷酸氢根发生多级离解后，可形成一种缓冲体系，使其在地层消耗后，依旧可以使体系保持较低的pH值。适用于碳酸盐含量较高的砂岩地层以及井下管柱锈蚀较严重的水井不动管柱酸化。

2.2 缓冲调节土酸体系

该体系是一种由弱有机酸+弱酸盐+氟化物按一定配比组成的复合酸液体系。该体系通过利用弱酸和弱酸盐之间的缓冲作用，限制溶酸岩反应速度，达到深部酸化的目的。但由于该酸液体系以造价较高的有机酸为主要成分，因此导致整体成本较高，加之酸液pH值调整困难，地面配制工艺较复杂，因此在国内现场较少使用。

2.3 乳化酸体系

乳化酸是将酸液与油相在适当的乳化剂作用下，形成的油包酸稳定乳状液，通常使用的乳化酸是油外相乳状液。适用于泥质含量高、具有较强水敏性的地层，并且对地层中的高粘原油、沥青、石蜡有溶解作用，可部分消除它们对地层的伤害。目前，国外发展了憎水型乳化酸液和加氮乳化酸液技术，用于储层基质酸化，在国内应用较少，其中高摩阻是妨碍乳化酸现场应用的重要问题。

2.4 清洁自转向酸体系

该体系在与岩石反应前其基液粘度与清水相当，初始粘度低可以降低挤注酸液时的摩阻，有助于酸在孔隙和裂缝内的穿透。随着酸岩反应的逐步进行，pH值升高，酸化基液在岩石酸蚀的孔、缝表面形成一层凝胶，减缓酸液中H+向已反应的岩石表面扩散的过程，增加酸液在高渗透层的渗透阻力，从而使酸液继续向深部穿透，并逐步转向其他的低渗和污染严重的储层。酸化作业技术后返排时，高粘残酸在接触油井及地层中存在的烃类的有机物后，彻底破胶，无须加入破胶剂。适用于渗透率差别较大、残酸反排困难的井。

2.5 多氢酸体系

多氢酸是一种氢氟酸混合酸液。随着多氢酸在储层内酸岩反应的进行，H+浓度降低时，多氢酸溶液体系逐步电离出H+，直到再次建立新的平衡。因此，只要溶液具备充足的浓度，多氢酸与储层岩石间的酸岩反应的速度是基本保持恒定的[1]。多氢酸体系还可以减少二次沉淀的生成，抑制HF与粘土以及硅铝酸盐反应活性，适用于砂岩油藏基质酸化。

2.6 自生酸体系

自生酸本身不是酸，进入油层后，在活化剂或温度的作用下产生强酸性物质与地层岩石反应，主要包括自生土酸体系和氟钛络合物酸液体系。具有反应速度较慢，穿透距离长，处理液对油套管的腐蚀小的特点。适用于粘土含量高的地层，特别适用于酸敏性地层，可用于高温地层深部处理。

3 国内外酸化工艺发展及应用情况

3.1 油水井酸化解堵综合配套工艺

通过地面实时监测注入系统、井下负压排液系统与多种不同的化学解堵工艺有机结合，形成的一项综合配套实时解堵技术，运用堵塞类型诊断软件对处理层的堵塞类型和程度进行先期分析、预判，有针对性地选择工艺方式及化学解堵剂的类型、用量；在挤注过程中通过实时监测系统，对目的层表皮因子的变化进行跟踪监测，确定最佳酸量等工艺参数，为解堵措施工艺提供依据；利用井下负压排液系统把化学解堵反应物与堵塞物强排到地面，实现二次解堵的目的，进一步提高措施效果。

3.2 自产气泡沫酸酸化工艺[2]

该工艺在前置液中，加入设计量的自产气剂和起泡剂，自产气剂进入地层后，与酸液相遇后或在地层温度的作用下，反应产生气体，气体和起泡剂在流动过程中产生泡沫。泡沫在地层孔隙内流动时，产生贾敏效应，可对孔隙起到封堵作用。

3.3 硝酸粉末酸复合解堵工艺

硝酸粉末复合解堵技术是使用硝酸粉末及其他固体有机酸，与常用系列酸液体系组成的复合酸液，作为处理液来解除储层污染的工艺措施。由于硝酸粉末液在储层酸化过程中的产物可溶性较好，沉淀物少，且始终处于强酸性状态，二次污染小且可降低原油黏度。

3.4 化学微粒分流暂堵酸化工艺

暂堵酸化技术通过前期注入暂堵剂，在地层高渗透层及部分中渗透层形成低渗透滤饼，从而使后续跟进酸液转向中、低渗透层，可以更加有效地清除中低渗透层伤害，提高酸液利用率。该技术可避免分层酸化在渗透率差异较大的同层中应用的不足，同时可以解决大厚层纵向非均质酸化解堵问题。

3.5 热酸复合解堵工艺

热酸解堵技术反应物为氮气和可溶性较强的盐类。其化学反应过程会释放大量热量并生成充足的氮气，加热近井地带流体，使长年沉积在地层孔隙中的有机质堵塞物液化，并增强其流动性，随着进入的酸液，可更有效地溶解储层无机堵塞物，较高的温度具有较好的稠油降粘效果。

3.6 “单步法”基质酸化工艺

该工艺使用了膦酸络合物(即HV酸)，具有缓速和高pH值的特点，对高含量的碳酸盐和硅铝酸盐，以及含有铁类和沸石类的矿物都有很好的作用效果。这种体系可以不加前置液而单独使用，减少了与储层岩石发生二次沉淀的可能性。适用于不同产层之间有不确定岩石和伤害矿物的多产层井[3]。

3.7 振动—酸压复合增产工艺

首先根据不同的地质情况采取相应的酸压技术，形成具有一定长度和一定酸蚀导流能力的裂缝，然后在相应的层位安装大功率井下振源，借助于井下振源把连续水流变成波动水流，从而消除地层孔隙中的贾敏及桥堵效应，并使孔道壁面的堵塞颗粒松动脱落，达到降低注水压力，延长注水周期的目的。适用于碳酸岩油藏中含有稠油、高凝油的储层。

3.8 前置多级交替注入酸压工艺

多级交替注入酸压是指将数段前置液和酸液交替注入地层进行酸压施工的工艺技术。该项技术是指：首先，使用高粘度前置液造开一条缝，并跟进酸液体系，刻蚀一定比例的裂缝面，形成酸蚀孔洞；然后，重复注入高粘前置液，通过渗流作用阻塞已形成的酸蚀孔洞，阻止后续酸液继续刻蚀这些孔洞，转而进入形成新的酸蚀孔洞，以增加酸蚀裂缝波及长度；接下来依次重复上面的交替作业，直到设计施工程序完结。该技术可搭配多种酸液体系进行多次注入，以达到延伸穿透距离，改善渗流能力的目的。近年来在大港油田，塔里木油田多次应用，取得良好效果。

4 酸化技术发展思路展望

酸化系列技术正向着实时化、信息化、可视化、集成化、自动化、智能化方向发展。各类酸液体系在国内前期推广应用中尽管成功率和措施有效率均很高，但效果差异仍较大，可重复性较差，为争取更大的效益，应立足做好基础工作，将理论研究重点应放在酸岩的反应机理研究、复合酸反应研究、多模式多级注入液体体系导流能力研究、酸液滤失以及溶蚀成洞方向研究等方面。在化学添加剂的开发上，应更加体现注重安全环保，以满足清洁矿山的发展要求。