《固体酸酸化体系与应用效果综述》
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[摘 要]固体酸是近年发展起来的一种用于酸化或酸压的特殊状态酸液体系,通常具有地面地腐蚀性,缓慢释放,延长有效作用距离的特点,本文对固体酸酸化体系研究和应用情况进行了分析整理.
[关键词]固体酸；酸化；研究；应用
中图分类号：TP3-4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）02-0205-01
一、固体酸酸化作业原理
固体酸通常在地面及井筒内具有较低的酸性和腐蚀性,其作业时或采用非反应性液体携带（如低温水,原油等）,或使用包裹束缚技术直接应用于措施液中,泵注至地层后,随液体进入储层深部,通过设计一定的注入程序,使固体酸颗粒在裂缝中呈一定规律分布,常用的做法包括：①待固体酸泵注完毕后,注入一级释放液.固体酸与释放液段塞接触后,溶解并电离出大量的氢离子与裂缝壁面岩石发生反应.②待固体酸酸液进入储层后,随温度升高,包覆胶囊破裂,释放出大量氢离子,与裂缝壁面反应.
二、固体酸酸化体系研究及应用
1.砂岩油藏固体硝酸酸化技术
针对砂岩油藏,通常采用的是土酸酸化.但由于低渗、特低渗砂岩油藏,通常孔喉较细返排困难,与地层反应产物容易造成二次沉淀堵塞,影响酸化效果.因此乌克兰石油工业科学院研制了非活性硝酸粉末酸化工艺,对油管的腐蚀速度仅为3.3g/（m2·h）,其反应产物几乎全部溶解,避免了因返排时间、返排程度、返排工艺的制约造成的酸化再次污染.
①作用原理
硝酸粉末酸化作用的基本原理是“王水” 酸化,该粉末遇水生成HNO3.以携带液为载体,将HNO3粉末注入到井底岩层中再注人一定比例的HCl（或土酸）等酸化液体,HNO3粉末在后注入的酸液中水解成为HNO3；当酸液流到各个微观局部点并以HNO3：HCl等于1：3时,便形成“王水”.“王水”对各种金属、化合物有很高的溶解能力,能强烈地溶蚀局部堵塞物,而不破坏地层结构,从而疏通油路,提高地层渗透率.
措施特点
解除無机物堵塞（较强溶蚀能力）
暂堵作用（颗粒架桥原理）
深穿透作用（王水酸化+缓慢释放）
二次污染小（硝酸酸化溶解产物较多,沉淀物少）
原油降粘作用（反应大量放热）
解除油、水堵（非水溶性有机化合物及高沥青胶质的碳链断裂,分子量下降）
②应用效果
辽河油田2001-2002年,累计进行硝酸粉末酸化工艺施工35井次,施工成功率达100%.其中开发井13井次,有效11井次,措施有效率84.6%,当年累计增产原油29495.4t,平均单井累计增产原油2268.88t,获得较好应用效果试油22井次,获工业油流井7口,有效18井次,措施有效率81.8%.施工井主要集中在小龙湾粗面岩、沈625井区的白云岩、雷家地区的泥质白云岩等一些特殊岩性裂缝性储层探区和开发区块.
中原油田砂岩酸压注水井时采用固体硝酸粉末液酸压技术,现场施工的酸液配方：前置液为5% HCl + 10%CH3COOH+酸化添加剂,处理液为10% XS固体酸+酸化添加剂.该井酸压前日注水量12m3,酸压后日注水量为36 m3；注水压力由酸压前的23. 5MPa降到10. 5MPa；并且酸压后3个月内日注水量基本保持不变,注水压力有所上升,达到15MPa.
华北油田在泥质灰岩处层中应用乳化酸+硝酸粉末固体酸压技术.采用前置液+高温乳化酸+固体硝酸酸压多级注入的方式,对晋116x井4085. 0～4117. 0 m井段进行改造.
2.复合有机固体酸酸化解堵技术
复合有机固体酸主要由混合脂肪酸及芳香酸组成, 外观为白色或淡粉末状固体.在10%水溶液中乙酸含量为2.0%—5.0%,90℃条件下对N80钢试片的腐蚀速率<3.0g/m2·h,与原油混合不产生酸渣,主要作用在于溶解地层中的有机堵塞,同时可部分溶解无机物.
①作用原理
固体潜伏酸在地层温度下在一定时间内释放出土酸及多元羧酸,主要溶解无机物堵塞.两种酸都能络合地层中的多价金属离子,防止二次沉淀的产生.添加剂包括助溶剂、烃类溶剂、反应控制剂及反应时间调节剂等,使酸液能适应不同区块的地层条件.使用时用热的（50—60℃）油田污水配成10%的水溶液,其中固体有机酸与潜伏酸的质量比一般为3∶1.
②应用效果
辽河油田在锦州采油厂选择了10口稠油井进行了复合有机固体酸酸化解堵试验,施工成功率为100%.10口措施试验井中有3口井由于机械设施损坏而不能正常生产,其余7口井均均由停产状态转为正常生产,累计增产原油4648吨.通过经济核算表明,复合固体酸酸化的投入产出比可达到1：7.47.
3 高温固体酸酸化技术
高温固体酸适用于90℃以上的储层酸压改造,其粒径在20-150目见可调,可有效暂堵天然裂缝,降低液体滤失,同时具有一定强度,可短暂支撑裂缝.
①作用原理
高温固体酸为包覆状态潜伏酸,需要与相应悬浮液体系配合,常规状态下随体系温度升高缓慢释放出盐酸,在需要生产土酸是,可在相应悬浮处理液中加入土酸引发剂,在地层中释放出氢离子后,合成氢氟酸.
②应用效果
中原油田石油勘探局采油工程技术研究院曾经对2个Es3层岩样和5个Es2层岩样、分别用盐酸、常规无机土酸、固体酸进行溶蚀实验结果表明,岩样平均失重率依次为1O.57%、14.O5%、3O.32%,展示出酸化能力特别强.
大港油田曾进行固体酸配制成固体酸液与岩粉进行溶蚀性试验,并与盐酸溶蚀率比较,分析固体酸的溶蚀效果.实验证明固体酸对岩石溶蚀率达90%以上,说明固体酸释放的酸液对碳酸盐岩具有较高的溶蚀能力 ,相当于 15%～20%盐酸的溶蚀率 ,完全满足酸化施工的要求.
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