酸化

是強(qiáng)化采油(EOR)的一種措施，是油氣井增產(chǎn)、注入井增注的一項(xiàng)有效的技術(shù)措施。其原理是通過酸液對巖石膠結(jié)物或地層孔隙、裂縫內(nèi)堵塞物等的溶解和溶蝕作用，恢復(fù)或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。酸化按照工藝不同可分為酸洗、基質(zhì)酸化和壓裂酸化(也稱酸壓)。酸洗是將少量酸液注入井筒內(nèi)，清除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及垢等，并疏通射孔孔眼?；|(zhì)酸化是在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層，依靠酸液的溶蝕作用恢復(fù)或提高井筒附近較大范圍內(nèi)油層的滲透性。酸壓(酸化壓裂)是在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層，在地層內(nèi)形成裂縫，通過酸液對裂縫壁面物質(zhì)的不均勻溶蝕形成高導(dǎo)流能力的裂縫。酸化施工使用諸如水泥車、泵車一類的施工車輛，將酸性水溶液(如，鹽酸、氫氟酸、有機(jī)酸)注入地層。注入的酸液會溶解地層巖石或膠結(jié)物，從而增加地層滲透率，使油氣的產(chǎn)出、驅(qū)替水注入更加方便。在酸化施工中，為了提高酸化效果，可以采用聚合物稠化酸注入、有機(jī)緩速酸注入、變粘酸酸化、粘彈性表面活性劑酸化等新工藝。

目前的酸化技術(shù)主要分為三類:

(1)酸洗酸化;

(2)解堵酸化;

(3)壓裂酸化。

要根據(jù)酸化的目的來選擇不同的酸和用酸量。例如要使砷酸鈉(Na3AsO4)溶液氧化碘化鉀，必須用強(qiáng)酸硫酸或鹽酸將溶液酸化至強(qiáng)酸性。因?yàn)橹挥性趶?qiáng)酸性下砷酸鈉才具有較強(qiáng)的氧化性。

所謂酸化就是在溶液中加氫離子使溶液的pH值變小且加入的酸不會與原溶液中的離子發(fā)生反應(yīng)。例如:酸化的高錳酸鉀溶液，即在高錳酸鉀溶液中加入稀硫酸等非還原性酸調(diào)節(jié)酸度以增加高錳酸鉀溶液的氧化性。

所謂堿化與酸化類似。鹽化這個概念很少在高中課本中提到。鹽化的概念就是在溶液中增加與原溶液中離子不反應(yīng)的鹽增強(qiáng)其的導(dǎo)電能力。

電解質(zhì)在水溶液中和在熔融狀態(tài)下的區(qū)別則是:電解質(zhì)在水溶液中其實(shí)質(zhì)是電解質(zhì)要與水溶液中的水分子及其少量電離的氫離子和氫氧根離子產(chǎn)生一定的作用。有些弱堿弱酸鹽在水溶液中就不能存在。如:碳酸銨鹽在水溶液中會雙水解為氨氣和二氧化碳和水。電解質(zhì)在熔融狀態(tài)下就是單純電離成相應(yīng)的陽離子和陰離子。碳酸銨鹽在熔融狀態(tài)下也能夠電離為銨根離子和碳酸根離子。

酸化解堵工藝技術(shù)是解除油氣儲層近井地帶污染，恢復(fù)油氣井產(chǎn)能的一種有效措施。"九五"期間通過大量的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)踐，形成了適合冀東油田不同油藏類型、不同堵塞特點(diǎn)的系列酸化解堵工藝技術(shù)。

(一)概念

酸化:就是利用酸液的化學(xué)溶蝕作用，溶解地層堵塞物，擴(kuò)大或

延伸地層縫洞，以恢復(fù)和提高地層的滲透率，減少油流入井阻力或注水阻力，從而達(dá)到油井增產(chǎn)、水井增注的目的。

(二)地層堵塞的原因分析

就油氣層損害而言，地層堵塞是由儲層本身潛在的傷害因素和外界共同作用的結(jié)果。儲層本身的傷害因素包括儲層敏感性礦物、儲滲空間、巖石表面性質(zhì)及儲層流體性質(zhì)、儲層溫度、壓力等受外界條件影響導(dǎo)致儲層滲透性降低;而外在因素則指的是鉆井、固井、生產(chǎn)及修井等過程中外來流體與巖石或儲層流體不配伍，毛細(xì)管阻力以及固相顆粒對儲層滲流通道造成的堵塞。

(三)主要的堵塞類型及形成機(jī)理

1.鉆井泥漿固相顆粒、水泥封層固相顆粒及泥漿和水泥漿濾液對儲層滲透率的損害

以高104-5區(qū)塊為代表的淺層高孔高滲儲層，在鉆井過程中，受泥漿固相顆粒污染極為嚴(yán)重。高104-5儲層孔喉半徑為13.7~44.2μm，泥漿中固相顆粒平均粒徑為10~40μm，鉆井過程中較大密度的泥漿固相顆粒及其濾液極易進(jìn)入儲層，堵塞半徑相對較小，致使近井地帶的滲透率大幅度下降。

另外，在高104-5等油藏物性較好的區(qū)塊實(shí)施老井挖潛措施時(shí)，對于高含水井找水后通常采用水泥進(jìn)行封層并對有潛力的層重新補(bǔ)孔。在施工過程中，水泥固相顆粒及水泥漿濾液對儲層近井地帶滲透率的損壞也相當(dāng)嚴(yán)重。

在所有泥漿和水泥污染的油井中，高104-5塊污染井?dāng)?shù)占60%;其次為高淺、唐南及外圍，占20%;老爺廟油田占11%，高尚堡和柳贊深層污染井?dāng)?shù)較少。

2.外來流體對儲層滲透率的損害

外來流體主要是指完井、試油、生產(chǎn)及修井過程中洗井液、壓井液等外來的各種水基工作液。高尚堡和柳贊油田深部如高5、高10、高30、柳13等區(qū)塊，由于強(qiáng)水敏和中低孔滲的油層特性，受上述外來流體的傷害尤為突出。

外來流體對各區(qū)塊油層都有不同程度的污染，但高尚堡深層和柳贊油田是受外來液污染的主要區(qū)塊，分別占污染總數(shù)的47.6%和23.8%。

3.正常生產(chǎn)過程中微粒運(yùn)移對儲層的傷害

生產(chǎn)過程中的微粒運(yùn)移是指儲層中粘土礦物或微細(xì)顆粒，如石英、長石等隨著流體逐漸產(chǎn)出，其中一部分與原油混合形成油泥沉積在近井地帶，造成儲層滲透率的下降。這種堵塞極易發(fā)生在儲層膠結(jié)疏松的稠油油藏。

微粒運(yùn)移對油層的堵塞應(yīng)歸因于儲層內(nèi)、外因素的共同作用，高104-5塊和廟28-1館陶組膠結(jié)疏松，存在著較嚴(yán)重的水敏及速敏特征。在開發(fā)生產(chǎn)過程中主要表現(xiàn)為周期性產(chǎn)量下降，解堵作業(yè)后產(chǎn)量回升，生產(chǎn)一段時(shí)間后產(chǎn)量又緩慢下降，動液面逐漸加深，最后不出，又需要進(jìn)行解堵作業(yè)。然而修井作業(yè)、解堵作業(yè)以及較高的采液強(qiáng)度又會在不同程度上加重微粒運(yùn)移堵塞地層的現(xiàn)象發(fā)生。

在冀東油區(qū)的主力區(qū)塊中微粒運(yùn)移最嚴(yán)重的區(qū)塊是高104-5，占總數(shù)的92.8%，這與該區(qū)塊儲層本身的地質(zhì)特征和原油物性較差是密不可分的。

冀東油區(qū)各區(qū)塊同時(shí)存在著水敏、鹽敏、速敏等潛在傷害因素。其中高104-5區(qū)塊主要傷害因素為微粒運(yùn)移及泥漿、水泥污染油層;高尚堡深層主要傷害因素為外來流體和泥漿;柳贊油田以外來流體為主要傷害因素;老爺廟、唐南等油田均存在著一定程度的泥漿、外來液及微粒運(yùn)移等油層污染。