转向酸化技术综述VIP专享VIP免费

2008年第22期内蒙古石油化工79转向酸化技术综述贾新峰1，李建丽2(1．中国石油勘探开发研究院．北京100083；2．西南石油大学，成都610500)摘要：钻井、生产或修井过程中，大多数井会发生伤害，即近井地带渗透率降低，影响产能。因此需要对其进行压裂或酸化等作业，以解除伤害，提高产能。本文详细介绍了二次伤害形成的原因及转向酸化的作用机理，同时介绍了常规转向酸化技术——机械转向和化学转向技术及国外转向酸化技术近几年的发展方向。关键词：地层伤害；转向酸化；常规转向酸化；黏弹性表面活性剂酸1引言在钻井、生产或修井过程中，由于岩石挤压破碎、钻井液固相入侵、颗粒运移、润湿反转等n3，绝大多数井会产生伤害——近井地带渗透率降低，因此需要对其进行酸化。油水并酸化主要是通过向地层注入含有HF液，HCI酸或HFB酸等酸液，使酸液同许多硅质矿物包括石英和粘土反应，解去近井地带的堵塞物(如氧化铁、硫化亚铁、粘土等)，恢复地层渗透率，还可溶解近井带的部分岩石，扩大孔隙结构的喉部，提高地层渗透率眈)。2地层二次伤害及解决办法2．1二次伤害将含有HF的酸液注入地层后，HF酸与地层矿物发生发应，将其溶解。在此过程中会产生很多一次、二二次、三次反应产物，反应产物间又将再次发生化学反应，引起大量固体沉淀和非晶质凝胶。这些固体沉淀和非晶质凝胶物质在近井地带和其他地方，将会导致对地层的二次伤害，从而影响酸化处理效果。总的来说，地层中产生沉淀的主要反应如下：2Na++HzSiF6一Na2SiF6+H20(1)为了防止Na2SiF。沉淀，在主酸液HF注入之前，需注氯化铵前置液，将地层盐水驱替进入井眼区域。2H++2F一+CaC03——CaF2+C02+H20(2)为了防lkCaF：沉淀，在主酸液HF注入之前，需注HCI或有机酸前置液，以除去钙基矿物(白云石、方解石、铁白云石等)。26HF+A12SLOlo(OH)2——．-4H2SiF6+2A1F(OH)2+8H20(3)H2SiF6+6A1++20H一—一6AlF2++Si02·2H20(4)为了防止硅的水化物的沉淀，需在主酸液中加入HCl或有机酸。26HF+A12Si401。(0H)2+4HCI——，4H2SiF6+2AlF2++12H20+4CI一(5)以上五个方程表明砂岩酸化过程是极其复杂并存在风险的，在高温地层，风险更高n1。2．2二次伤害的解决方法二次伤害可依具体情况通过以下几种方式解决：①向HF中加入过量的HCI，以降低HF的pH值，低的pH值可溶解更多的反应产物。这是土酸(HF：HCI=1t4)和当前许多其他酸，如Cdanski酸(HFlHCI=1l9)的基础；②用“延迟酸配方”，缓慢产生HF，使其能深度酸化且稀释反应产物。这是粘土酸(HBF4)和SGMA(自转向酸)采用的方法；．⑧中强度土酸是另一种降低反应产物浓度的策略；④采用缓冲酸技术，限制氢离子(H+)的释放来控制HF的生成，可实现深度酸化；⑤使用顶替液，通常是稀HCI或NH。CI盐水，将含有反应产物的HF残酸驱出近井地带；(6)快速返排技术。经常当pH还在低值时就要尽快返排。然而，不仅硅酸盐会引起沉淀，许多砂岩都含有碳酸盐矿物，从而引起CaF。沉淀。这也是油层伤害的一个潜在因素。因此经常采用前置液(HCl或其他收稿日期：2008一05—12作者简介：贾新峰(1983一)，男(汉族)．河南省巩义市人。2006年7月毕业于西南石油大学石油工程专业．获工学学士．在读硕士，主要从事酸化压裂、防砂方面的研究。万方数据80内蒙古石油qE．r_2008年第22期不含F的酸液)去溶解碳酸盐矿物。3常规转向技术在实际应用中，HCl前置液通常会首先进入连通孔隙而避开渗透率低的伤害区域，随之HF主酸液也进入高孔隙度区域，导致堵塞区域的粘土和硅酸盐矿物得不到处理。在多级酸化中，这种情况就更严重。并最终导致大部分酸液流入少数蚓孔，而主要目标区域没有得到有效酸化。因此，需要使酸液转向，从而均匀酸化整个地层。转向剂的作用即是平衡酸液流动，使不同渗透率的地层均能得到酸化。按作用机理，转向酸化技术主要分为机械转向和化学转向等‘玎。3．1机械转向机械转向可主要分为封隔器转向和堵球转向。机械转向技术很笨重，所需的现场装置设备既费时又昂贵，其有效性受到孔眼圆度、光滑度和射孔数量的影响且颗粒转向剂很难排出，容易引起地层伤害。因此机械转向技术的应用范围已经很小。3．2化学转向’化学转向剂是不溶于酸...