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摘要：内蒙古探区乌力吉构造储层多为砂砾岩。技术人员对内蒙探区白云质泥岩酸压工艺技术研究，取得了较好的效果。介绍了内蒙古探区的必要条件和酸压酸液配方确定，开展了酸液对储层岩石刻蚀形态试验和现场实施，为今后类似砂砾岩储层改造提供理论依据和技术指导。
关键词：内蒙古探区 砂砾岩 酸压
中图分类号：TU521.1
1 内蒙古探区砂砾岩酸压的必要条件
2002年以来，内蒙古探区乌力吉构造毛11井、毛10井先后成功完成了酸压施工任务，为中原油田在内蒙古探区酸压施工开辟了新的领域。内蒙古探区乌力吉构造储层多为砂砾岩，易产生多裂缝，缝高难以控制，而且对储层伤害严重。
酸压是靠酸蚀裂缝来改善地层渗流能力的，酸压效果与酸蚀裂缝导流能力大小密切相关，因此酸压绝大多数都在碳酸盐地层进行，一般不对砂砾岩储层进行酸压改造，这是由于：①酸压可能产生大量沉淀物堵塞流道；②酸压时可能由于酸液对岩石大量溶蚀致使岩石结构破坏，引起油井出砂；③由于砂砾岩矿物分布的相对均匀性，酸液对裂缝壁面非均匀刻蚀程度低，不易形成明显沟槽，施工结束后裂缝大部分闭合，酸蚀裂缝导流能力低。
砂砾岩酸压如果要想获得较好效果，必须合理解决上述问题，确定砂砾岩储层进行酸压需具备的必要条件：①酸压酸岩反应产物对酸蚀裂缝或储层产生的二次伤害较小，不能因酸化后的反应产物对其造成堵塞而引起产能的下降；②砂砾岩储层胶结好，酸压时不因酸液对储层岩石的溶蚀而引起岩石结构破坏，造成储层岩石垮塌和出砂；③储层岩石壁面经酸液刻蚀后能形成一定的裂缝导流能力。
2 酸压酸液配方确定
根据内蒙古探区储层岩性分析、岩石结构情况以及储层岩粉在80℃条件下溶蚀率试验结果，综合考虑储层黏土矿物中均含有30%左右的绿泥石，盐酸进入后，绿泥石与作用生成了胶状物或沉淀，堵塞了孔道，导致渗透率降低，采用“12% HCl +5% HAc”作为前置液。
新型酸化液非活性硝酸具有很强的酸性和氧化性，对无机物和有机物具有很强的溶解作用，因此能很好地疏通无机物的堵塞。由于硝酸粉末液酸化的产物中溶解物多，沉淀物少，且始终处于酸性状态，钙及镁沉淀很少，同时反应过程为放热反应，因此二次污染小且可降低原油黏度，解除油堵和水堵。同时对黏土含量高的砂砾岩储层进行酸化时推荐采用氟硼酸。因此选用10% HNO3和6% HCI +5%HAc+10% HBF4作为处理液。
3 开展酸压试验
3.1酸液对储层岩石刻蚀形态试验
酸岩刻蚀形态试验就是在动态条件下，酸对岩心端面和裂缝壁面酸蚀的形状，不同的酸液类型、岩石矿物成分、以及酸液与岩石表面接触的不同，其刻蚀形态不同。试验采用非活性硝酸、氟硼酸复合酸对平行板岩心裂缝进行刻蚀。
从刻蚀形态可以看出：酸对砂砾岩的刻蚀基本上是一种均匀刻蚀形态。岩石裂缝和壁面在经过不同的酸液连续处理后，观察可见裂缝表面有一些坑蚀现象，但没有形成明显的刻蚀沟槽，而岩石强度有一定的降低，有破碎的痕迹，与碳酸盐岩表面刻蚀有明显的不同。
3.2 小岩心柱酸蚀裂缝导流能力试验
用岩心加工制成人工裂缝，应用SLD酸液流动仪，在模拟酸压施工条件（温度、压力）下，先注入一定量的基液（4% NH4Cl水溶液），其次注入前置液，前置液注入一定量后再注入处理液，最后用基液驱替，测定岩心渗透率。然后改变不同围压，测得岩心在不同围压下的导流能力见图1和图2。试验温度80℃；闭合压力2～8MPa。
从上述两块岩心的试验结果表明，采用硝酸和氟硼酸复合酸处理后，酸蚀裂缝导流能力随闭合压力的增大而降低，但闭合压力升至6MPa以上时，裂缝导流能力随闭合压力增大降低较慢，且最终导流能力高，说明酸化后可以获得一定的导流能力。
图1 裂缝导流能力随闭合压力 图2 裂缝导流能力随闭合压力
3.3酸蚀裂缝导流能力试验
酸蚀裂缝导流能力是衡量酸压成功与否的关键参数之一，必须通过室内试验。
确定储层岩石过酸后酸蚀裂缝的导流能力。
试验采用3组岩心，分别为1号、2号和3号组，每组2块，其中1号和3号组为锡14-平1井井2678.04～2678.65m井段，岩性致密，裂缝及孔洞不发育，石英62%，钾长石10%，钠长石8%，岩屑20%，胶结物为碳酸盐岩，粒径0.05一0.20μm； 2号组为达平3井2440.01-2449. 10m井段，储层特征与沙19井相似。
试验采用美国的CER多功能酸液环流装置。由于担心硝酸腐蚀设备，试验酸液配方只采用了氟硼酸和土酸酸液，试验所用酸液配方为：
配方1：8% HBF4+12% HCl+添加剂；
配方2：3% HF+12% HCl+添加剂。
基液：4% NH4 Cl水溶液；
酸液用量：配方1、2各10L， 4%NH4Cl水溶液20L。
闭合压力：0～60MPa。
三套试验排量分别为20mL/s， 25mL/s、25mL/s，模拟温度75℃。
观察酸化后3组岩心酸蚀裂缝面，缝面都溶蚀均匀且出现一层明显的细粉状溶蚀物，没有明显的刻蚀沟槽，但手感较为粗糙；岩石结构完整，并没有由于酸蚀作用而引起岩石松散与垮塌。岩心导流能力随着闭合压力的增加，导流能力下降，后期导流能力随闭合压力增加而下降缓慢。
4 现场实施
针对内蒙探区低渗透砂砾岩油藏注水井注水压力高，注水量达不到配注要求的问题。分析原因主要是地层深部堵塞，常规酸化半径有限，堵塞难以解除。在室内研究的基础上，进行了酸压现场施工，酸压后不返排，经防膨处理后直接注水。
5 几点结论
（1）砂砾岩储层能否进行酸压，关键是形成的酸蚀裂缝是否具有导流能力。砂砾岩储层酸蚀后裂缝壁面结构完整，无岩石结构破坏现象，也无沉淀物产生。在储层闭合应力条件下裂缝导流能力保留较高值，进行酸压改造是可行的。
（2）采用硝酸、氟硼酸复合酸压是一种好的酸液体系，即能提高酸液的作用时间和距离，也能获得深部处理效果，作为砂砾岩酸压酸液体系是合理的。
（3）闭合压力对酸蚀裂缝导流能力影响很大，浅储层或注水井作用在酸蚀裂缝上的有效闭合压力相对较小，酸压更易获得成功。从注水井酸压获得很好的增注效果也说明了这一点。
关键词：内蒙古探区 砂砾岩 酸压
中图分类号：TU521.1
1 内蒙古探区砂砾岩酸压的必要条件
2002年以来，内蒙古探区乌力吉构造毛11井、毛10井先后成功完成了酸压施工任务，为中原油田在内蒙古探区酸压施工开辟了新的领域。内蒙古探区乌力吉构造储层多为砂砾岩，易产生多裂缝，缝高难以控制，而且对储层伤害严重。
酸压是靠酸蚀裂缝来改善地层渗流能力的，酸压效果与酸蚀裂缝导流能力大小密切相关，因此酸压绝大多数都在碳酸盐地层进行，一般不对砂砾岩储层进行酸压改造，这是由于：①酸压可能产生大量沉淀物堵塞流道；②酸压时可能由于酸液对岩石大量溶蚀致使岩石结构破坏，引起油井出砂；③由于砂砾岩矿物分布的相对均匀性，酸液对裂缝壁面非均匀刻蚀程度低，不易形成明显沟槽，施工结束后裂缝大部分闭合，酸蚀裂缝导流能力低。
砂砾岩酸压如果要想获得较好效果，必须合理解决上述问题，确定砂砾岩储层进行酸压需具备的必要条件：①酸压酸岩反应产物对酸蚀裂缝或储层产生的二次伤害较小，不能因酸化后的反应产物对其造成堵塞而引起产能的下降；②砂砾岩储层胶结好，酸压时不因酸液对储层岩石的溶蚀而引起岩石结构破坏，造成储层岩石垮塌和出砂；③储层岩石壁面经酸液刻蚀后能形成一定的裂缝导流能力。
2 酸压酸液配方确定
根据内蒙古探区储层岩性分析、岩石结构情况以及储层岩粉在80℃条件下溶蚀率试验结果，综合考虑储层黏土矿物中均含有30%左右的绿泥石，盐酸进入后，绿泥石与作用生成了胶状物或沉淀，堵塞了孔道，导致渗透率降低，采用“12% HCl +5% HAc”作为前置液。
新型酸化液非活性硝酸具有很强的酸性和氧化性，对无机物和有机物具有很强的溶解作用，因此能很好地疏通无机物的堵塞。由于硝酸粉末液酸化的产物中溶解物多，沉淀物少，且始终处于酸性状态，钙及镁沉淀很少，同时反应过程为放热反应，因此二次污染小且可降低原油黏度，解除油堵和水堵。同时对黏土含量高的砂砾岩储层进行酸化时推荐采用氟硼酸。因此选用10% HNO3和6% HCI +5%HAc+10% HBF4作为处理液。
3 开展酸压试验
3.1酸液对储层岩石刻蚀形态试验
酸岩刻蚀形态试验就是在动态条件下，酸对岩心端面和裂缝壁面酸蚀的形状，不同的酸液类型、岩石矿物成分、以及酸液与岩石表面接触的不同，其刻蚀形态不同。试验采用非活性硝酸、氟硼酸复合酸对平行板岩心裂缝进行刻蚀。
从刻蚀形态可以看出：酸对砂砾岩的刻蚀基本上是一种均匀刻蚀形态。岩石裂缝和壁面在经过不同的酸液连续处理后，观察可见裂缝表面有一些坑蚀现象，但没有形成明显的刻蚀沟槽，而岩石强度有一定的降低，有破碎的痕迹，与碳酸盐岩表面刻蚀有明显的不同。
3.2 小岩心柱酸蚀裂缝导流能力试验
用岩心加工制成人工裂缝，应用SLD酸液流动仪，在模拟酸压施工条件（温度、压力）下，先注入一定量的基液（4% NH4Cl水溶液），其次注入前置液，前置液注入一定量后再注入处理液，最后用基液驱替，测定岩心渗透率。然后改变不同围压，测得岩心在不同围压下的导流能力见图1和图2。试验温度80℃；闭合压力2～8MPa。
从上述两块岩心的试验结果表明，采用硝酸和氟硼酸复合酸处理后，酸蚀裂缝导流能力随闭合压力的增大而降低，但闭合压力升至6MPa以上时，裂缝导流能力随闭合压力增大降低较慢，且最终导流能力高，说明酸化后可以获得一定的导流能力。
图1 裂缝导流能力随闭合压力 图2 裂缝导流能力随闭合压力
3.3酸蚀裂缝导流能力试验
酸蚀裂缝导流能力是衡量酸压成功与否的关键参数之一，必须通过室内试验。
确定储层岩石过酸后酸蚀裂缝的导流能力。
试验采用3组岩心，分别为1号、2号和3号组，每组2块，其中1号和3号组为锡14-平1井井2678.04～2678.65m井段，岩性致密，裂缝及孔洞不发育，石英62%，钾长石10%，钠长石8%，岩屑20%，胶结物为碳酸盐岩，粒径0.05一0.20μm； 2号组为达平3井2440.01-2449. 10m井段，储层特征与沙19井相似。
试验采用美国的CER多功能酸液环流装置。由于担心硝酸腐蚀设备，试验酸液配方只采用了氟硼酸和土酸酸液，试验所用酸液配方为：
配方1：8% HBF4+12% HCl+添加剂；
配方2：3% HF+12% HCl+添加剂。
基液：4% NH4 Cl水溶液；
酸液用量：配方1、2各10L， 4%NH4Cl水溶液20L。
闭合压力：0～60MPa。
三套试验排量分别为20mL/s， 25mL/s、25mL/s，模拟温度75℃。
观察酸化后3组岩心酸蚀裂缝面，缝面都溶蚀均匀且出现一层明显的细粉状溶蚀物，没有明显的刻蚀沟槽，但手感较为粗糙；岩石结构完整，并没有由于酸蚀作用而引起岩石松散与垮塌。岩心导流能力随着闭合压力的增加，导流能力下降，后期导流能力随闭合压力增加而下降缓慢。
4 现场实施
针对内蒙探区低渗透砂砾岩油藏注水井注水压力高，注水量达不到配注要求的问题。分析原因主要是地层深部堵塞，常规酸化半径有限，堵塞难以解除。在室内研究的基础上，进行了酸压现场施工，酸压后不返排，经防膨处理后直接注水。
5 几点结论
（1）砂砾岩储层能否进行酸压，关键是形成的酸蚀裂缝是否具有导流能力。砂砾岩储层酸蚀后裂缝壁面结构完整，无岩石结构破坏现象，也无沉淀物产生。在储层闭合应力条件下裂缝导流能力保留较高值，进行酸压改造是可行的。
（2）采用硝酸、氟硼酸复合酸压是一种好的酸液体系，即能提高酸液的作用时间和距离，也能获得深部处理效果，作为砂砾岩酸压酸液体系是合理的。
（3）闭合压力对酸蚀裂缝导流能力影响很大，浅储层或注水井作用在酸蚀裂缝上的有效闭合压力相对较小，酸压更易获得成功。从注水井酸压获得很好的增注效果也说明了这一点。