油气田开发过程中酸化体系研究现状概述

油气田开发过程中酸化体系研究现状概述

邢海军1，车清文，杨国威，繆鸿志，丁文刚

中海油田服务股份有限公司 天津 300452

摘要：针对酸液有效作用距离短和二次沉淀严重的问题，通过一系列的实验和分析，认为HA混合酸液体系酸化体系效果较好，是未来石油领域油气田开发过程中的发展趋势，为将来油气田开发过程中HA酸化体系应用提供理论指导。目前研究出的HA酸化体系能够有效的实现深部、缓速酸化的效果，还具有降低腐化的效果，具有良好的应用价值。

关键词：酸化体系；油气田开发；缓速酸；压裂

0 引言

目前在油气田开发过程中，酸化解堵遇到了各种各样的问题，在常规的解决办法不能很好的解决问题时，不同学者针对不同地区的地质，研究出了不同的酸化体系，这些酸化体系的适用范围不同、优缺点各异。因此就酸化体系研究的现状进行分析，了解各酸化体系在油田应用过程中的优缺点，为油田绿色环保高效增产提供理论指导。

1 酸液体系研究现状

2005年庚文静^[1]等针对四川盆地裂缝—孔隙型砂岩气的特点，以及砂岩储层的损害严重这一问题，展开了对SD土酸解堵酸化体系的研究。通过SD土酸作用原理；土酸解堵酸化体系的稳定性能、土酸处理液对砂岩矿物和岩心溶解能力、土酸处理液对粘土及泥浆干粉的溶解能力、土酸处理液的缓蚀性能四个方面对其作出的室内评价；评层选井要点；应用实例及的效果分析等几个方面，最终得出结论：SD土酸解堵酸化体系配伍稳定性能优良，对土质堵塞物具有良好的溶解能力；该体系的最适合温度低于120℃。

2007年阎荣辉^[2]等针对在储层进行酸化处理时，会发生生酸—岩的液固反应，对储层造成损害的问题，开展了蒙脱石与酸化体系反应实验的研究。通过样品的制备、反应参数提取等实验过程，和实验后液相成分分析、实验后固相成分分析两方面的结果分析，最终得出结论：酸体系与蒙脱石反应，主要是以沉淀产物破坏储层。一般是在反应两小时后，硅、铝元素的离子浓度大小均呈下降趋势，酸体系中出现硅质沉淀，或有其它新生矿物的出现等。

2009年岳泉^[3]等针对低渗透性砂岩储层易伤害半径大、受渗流介质污染、强HF酸与岩石反应形成二次沉淀伤害储层等问题，开展了对其酸液——缓速酸酸化体系的研究。通过不同酸化体系溶蚀能力研究、酸化液添加剂的优选问题等对缓速酸酸化体系配方的研制，以及反应时间对酸化效果的影响、注酸用量对酸化效果的影响、动态长岩心酸化效果评价三个方面对缓速酸地层模拟酸化效果评价，得到了酸化体系配方：3％络合剂SMA、1.5％防膨剂 FPA、1.5％缓蚀剂 ACP、2％互溶剂 HRA、1％铁离子稳定剂TWJ。该体系现场应用结果表明，酸化改造效果明显。

2010年张卫东^[4]等针对解决常规酸液存在的问题，开展了对新型砂岩基质缓速酸化体系的研究。通过对OPSA体系主体酸的研制及性能评价、OPSA 酸液体系的室内研究、OPSA 酸液体系对砂岩油藏的作用机理和酸化施工工艺的优化的研究，以及工艺成功率可达100％，有效成功率也高达百分之九十以上这一现场应用结果来看，最终得出结论：该酸化体系对石英基质的改造作用强；其酸液缓速性能好，能深部酸化；腐蚀性和腐蚀速率皆降低等。

2011年陈华兴^[5]等针对酸液与储层矿物反应形成的沉淀，对储层会造成严重危害这一问题，展开了对于酸化体系中石英的稳定性实验研究。通过实验过程中反应液中可溶硅浓度变化特征、酸化后石英晶体结构变化特征、酸化后石英固相变化以及酸化体系中石英的稳定性机理并做出讨论，最终得出结论：表明残酸在停留在岩心中时间越长，沉淀的水化硅质量就越多，要想减轻水化硅质沉淀则可在酸化后迅速排液；其次进行酸化时使用低浓度的HF，浓度越低，硅质沉淀量就越少。

2013年刘平礼^[6]等针对砂岩酸化存在酸液有效作用距离短和二次沉淀严重等问题，开展了对新型缓速酸体系的研究。通过HA 酸液体系缓速机理、对缓速性测试和岩心流动实验的实验研究，以及一系列微观分析，最终得出结论：该新型缓速酸体系，即HA混合酸液体系，适合于高温砂岩储层，对于地层渗透率的提高有着显著的应用效果，能有效解决二次沉淀生成的问题，还有着稳定黏土的作用。

2017年孙晨祥^[7]等针对储层侏罗系阿合组在钻井时极易受到污染及伤害，使其产能降低这一问题，展开了对致密砂岩储层酸化体系研究。通过酸敏室内评价实验、酸溶蚀实验、岩心流动实验三方面的实验，和对其实验结果的分析，最终得出结论：该储层的酸敏损害程度强，是因为绿泥石粘土矿物的含量较高；碱的浓度越高，岩心被三元体系的腐蚀程度越强烈，岩心会受到更大程度的伤害。

2018年唐长久和杨山川^[8]针对常规酸化存在増注机理存有缺陷、效果不理想、有效期短的问题，开展了对胶束酸酸化体系的研究。通过对JSJ-1酸化胶束剂的结构分析，从悬浮固体微粒能力、酸岩反应速率两方面对该体系作出的室内评价，以及对现场典型井例的分析，最终得出结论：对于JSJ-1胶束酸酸化体系来说，其固体微粒悬浮能力和缓速能力均为良好，能促进酸化有效期延长，并实现深层处理。该体系与常规酸化工艺相比，性能优良、增产效果显著。

2019年张磊^[9]针对同乳化酸相比微乳酸具有更多的优良性能，在大量实验的基础上，开展了对碳酸盐岩油藏微乳酸化体系的研究，并复配出了一种酸液-微乳盐酸。通过酸盐反应机理、缓速机理、低界面张力机理、润湿反转机理以及零电位机理等微乳盐酸的作用机理，和乳酸盐配置、溶蚀性测试、缓蚀性测试以及耐盐性测试等实验步骤，最终该体系室内实验结果表明，微乳盐酸相对于盐酸在碳酸盐岩油藏酸化增产中更具有优势。

2020年东野升富^[10]等针对由于鄂尔多斯盆地 ML 区块长8的储层特性，和其容易受到堵塞这一问题，展开了对该地储层酸化的研究。通过对储层矿物分析、酸液体系优化实验和实验结果来看，得到酸化体系配方：氢氟酸质量分数百分之三点五、盐酸质量分数百分之十二。最终得出结论：孔道分布形态对热量传导速度基本没有影响；且对于孔道复合材料来说，体积分数不变时，温度场和应力场受到的影响在粒径越小时越明显; 粒径不变时，应力场和温度场受到的影响在体积分数越大时越大。

2 酸液体系研究进展

2021年姚二冬^[11]等针对解除压裂酸化过程中的储层伤害问题，同时达到一体化减少施工成本，开展了对自生酸滑溜水压裂液体系的研究。通过对自生酸的生酸能力测试与优选、自生酸的生酸浓度优选与温度影响的研究，和通过自生酸压裂液体系的配伍性研究、自生酸压裂液摩阻测试、压力传导伤害测试实验对自生酸压裂液体系与性能评价。得到了酸化体系配方：自生酸主剂 SEG-C+0.2% 助排剂（HSC-25）+0.2% 黏土稳定剂（有机季铵盐 与氯化钾）+0.1% 滑溜水DR800+0.1% 铁离子稳定剂（乙二胺四乙酸二钠）。该体系室内结果显示能解除致密储层伤害的问题，并实现一体化目标。

2021年田凯^[12]针对每种矿物的性质不同，与酸反应后造成的伤害也不相同，不同区地质条件、储层特征合适的酸化技术不同等问题，展开了对储层注水井酸化解堵配方体系研究。通过对酸化机理、储层岩石特征、储层物性特征以及储层敏感性的分析，对黏土稳定剂、表面活性剂、缓蚀剂等的注水井酸化液研究和酸化配方体系研究，得到了酸化体系配方：油水比=1：1，OP-30+ABS复合起泡剂、基液白油、HV-4 增黏剂、DS-2 降滤失剂。该体系研究结果表明具有良好的抗高温性。

3 结论及展望

经过人们的探索，油气田开发所采用的酸化体系整体已经得到显著的提升，但仍存在很大的进步空间。经过改进的酸化体系，一般性能都会较之前更加良好，也能解决在实际开发过程中遇到的一些问题。只是不断经过改进后的酸化体系仍然优缺点各异，譬如SD土酸酸化体系，其性能优良，但适用温度范围在120摄氏度以下。

实践就是真理，如今酸化体系正在飞速发展，各项指标性能正在日益完善，向着更好的方向发展进步，相信在未来，绿色环保高效的酸化体系会在各大油田广泛使用。

参考文献

[1]庾文静,罗邦林,蒲祖凤,李建忠,管彬.SD土酸解堵酸化体系研究与应用[J].天然气工业,2005(03):102-104.

[2]阎荣辉,唐洪明,李皋,卢蜀秀.蒙脱石与酸化体系反应实验研究[J].天然气地球科学,2007(04):626-628.

[3]岳泉,张大椿,刘罡,唐善法.某低渗油田用缓速酸酸化体系研究[J].石油天然气学报,2009,31(01):315-318.

[4]张卫东,姚亦明,邢德钢.新型砂岩基质缓速酸化体系的性能研究及应用[J].化学工业与工程技术,2010,31(04):38-42.

[5]陈华兴,唐洪明,刘义刚,黄波,向问陶,高波,高建崇.酸化体系中石英的稳定性实验研究[J].重庆科技学院学报(自然科学版),2011,13(03):13-16.

[6]刘平礼,孙庚,李年银,邢希金,山金成,赵立强.新型高温砂岩酸化体系缓速特性研究[J].钻井液与完井液,2013,30(03):76-78.

[7]孙晨祥,欧阳传湘,何梦莹,许博文,吴俣昊.致密砂岩储层酸化体系研究—以迪北气藏为例[J].当代化工,2017,46(02):223-225.

[8]唐长久,杨山川.胶束酸酸化体系的室内评价及现场应用[J].石化技术,2018,25(01):94.

[9]张磊.碳酸盐岩油藏微乳酸化体系研究[J].石油化工应用,2019,38(04):51-54+76.

[10]东野升富,苗军,李静瑞,张威.鄂尔多斯盆地ML区块长8储层酸化体系研究[J].云南化工,2020,47(10):66-67.

[11]姚二冬,邬国栋,赵龙昊,麦尔耶姆古丽·安外尔,刘晏池,周福建.中性酸化压裂一体化滑溜水体系研究[J].钻井液与完井液,2021,38(02):259-264.

[12]田凯.储层注水井酸化解堵配方体系研究[J].当代化工,2021,50(12):2914-2917.

1 邢海军（1985），男，汉族，黑龙江人，大学本科，中级工程师，主要从事增产技术方面研究工作，邮箱：xinghj@cosl.com.cn