前置液酸压工艺可采用多种酸液类型搭配，除了前置液与常
规盐酸搭配使用外，前置液还可图7-22 酸液在压裂液中的指进现象
与胶凝酸、乳化酸或泡沫酸进行(西南石油大学模拟实验) 搭配应用。上述搭配有各自的特点和应用范围，现场应用中可根据储层和井的情况进行选择。
b. 缓速酸类酸压工艺
缓速酸酸压技术在工艺特点上与普通酸压技术相同，不同之处在于其采用的酸液是胶凝酸、乳化酸、化学缓速酸或泡沫酸等缓速酸，通过缓速酸的缓速性能达到酸液深穿透的目的。不同缓速酸的特点参见酸液类型部分。 c. 多级交替注入酸压工艺
Coulter＆Crowe等人(1976)提出前置液与酸液交替注入的一种酸压工艺，类似前置液酸压工艺，但其降滤失性及对储层的不均匀刻蚀程度优于前置液酸压。80年代中期后开始得到较为广泛的应用，90年代成为实现深度酸压的主流技术。它适用于滤失系数较大的储层，对储层压力小，岩性均一的地层。如果能有好的返排技术，可取得较好的效果。为获得理想的酸液有效作用距离，有时交替次数多达8次。这一工艺在中、低渗孔隙性及裂缝不太发育储层，或滤失性大，重复压裂储层均有较好成效。
美国在棉花谷低渗白云岩储层、卡顿伍注湾油田曾在大型重复酸压中采用了该项技术，油藏模拟表明有效酸蚀裂缝长度达到91－244m，增产效果显著。国内在长庆气田、塔河油田、塔里木轮南油田、普光气田和川东等气田等增产改造中取得了显著效果。
（3）特殊酸压工艺
针对某些特殊类型储层或为实现特定要求，提出了一些不同于上述酸压工艺、具有独特理论及工艺特点的一些特殊酸压工艺，如闭合酸压、平衡酸压、变粘酸酸压及不同酸化技术的复合工艺。限于篇幅，在此简要介绍目前应用较多的闭合酸压工艺。
某些油气层用上述酸压工艺不能创造出满意的必需的流动通道和高导流能力，这类储层主要特征如下：
ａ. 酸裂缝面溶解不均一，不能产生明显的流道，也不能获得必需的裂缝导流能力； ｂ. 油层被酸不均匀刻蚀后，产生了理想的沟槽，但由于油层太软（如Chalk地层）或是因为大量的酸滤失使整个裂缝面软化，刻蚀的流道在裂缝闭合时被压碎；
ｃ. 高泵注排量下，酸与裂缝面的反应时间不足，酸岩反应不彻底，难于实现为获得适当裂缝导流能力所必需的非均匀刻蚀。
为克服这些困难，获得高的酸蚀裂缝导流能力，提出了闭合酸压工艺，工艺原理是在实施酸压处理的地层或已处理的地层中的闭合或部分闭合的裂缝中注入酸液，其特点是井底注入压力大于闭合压力，而又小于破裂压力。其优点是注入速度低、排量小、窄缝易形成湍流，有助于提高由于大面积刻蚀后因闭合应力而损失的导流能力，裂缝即可是水力压裂的裂缝，也可是地层本身存在的裂缝。 2. 砂岩储层酸化工艺
砂岩酸化主要是进行基质酸化。为了满足不同的储层特性、污染类型及增产的实际需要，目前发展了多种砂岩酸化工艺，不同的工艺其不同之处主要体现在处理液和工序上。按其注入处理液的类型及能否实现深穿透可分为常规酸化和深部酸化技术，不同的工艺其注液顺序也不同。
1) 常规土酸酸化
常规土酸酸化用常规土酸作为处理液的酸化工艺，是使用时间最早，也是最为典型的砂岩酸化工艺。该酸化工艺用液包括：前置液（preflush fluid）、处理液（treating fluid）、后置液（overflush fluid）和顶替液（displacement fluid），一般注液顺序为：注前置液?注处理液(土酸)?注后置液?注顶替液。 （1）前置液
一般用3~15％HCl作为前置液，具有以下作用：
a. 前置液中盐酸把大部分碳酸盐溶解掉，减少CaF2沉淀，充分发挥土酸对粘土、石英、长石的溶蚀作用；
b. 盐酸将储层水顶替走，隔离氢氟酸与储层水，防止储层水中的Na+、K+与H2SiF6作用形成氟硅酸钠、钾沉淀，减少由氟硅酸盐引起的储层污染； c. 维持低pH值，以防CaF2等反应产物的沉淀； d. 清洗近井带油垢(添加高级溶剂清洗重烃及污物)。
（2）处理液
处理液(土酸)主要实现对储层基质及堵塞物质的溶解，沟通并扩大孔道，提高渗透性。 （3）后置液
后置液的作用在于将处理液驱离井眼附近，否则，残酸中的反应产物沉淀会降低油气井产能。
一般后置液采用：
a. 对油井，一般用5%～12％HC1，NH4C1水溶液或柴油；
b. 对气井，一般用5%～12％HC1，或NH4Cl水溶液。 （4）顶替液
顶替液一般是由盐水或淡水加表面活性剂组成的活性水，其作用是将井筒中的酸液顶入储层。
2) 砂岩深部酸化工艺
砂岩储层深部酸化是为获得较常规酸化工艺更深的穿透深度而开发的工艺，其基本原理是注入本身不含HF的化学剂进入储层后发生化学反应，缓慢生成HF，从而增加活性酸的穿透深度，解除储层深部的粘土堵塞，达到深部解堵目的。主要包括SHF工艺、SGMA工艺、BRMA工艺、HBF4工艺及磷酸酸化工艺等。
（1）顺序注盐酸一氟化铵工艺(SHF，Sequential HF Process)。该工艺利用粘土的天然离子交换性能，向储层注入HCl和NH4F，这两种物质本身不含HF，但注入储层的两种溶液混合后，在粘土表面生成HF而就地溶解粘土。
注液时，HCl和NH4F可根据需要多次重复使用，以达到预期的酸化深度，SHF法的处理深度取决于HCl和NH4F的用量和浓度。SHF工艺对不含粘土的储层无作用，在提高储层渗透率和穿透深度方面都优于常规土酸。
该方法的优点是工作剂成本较低，穿透深度较深，适于由于粘土造成的污染储层处理。缺点是工艺较复杂，溶解能力较低。
（2）自生土酸酸化工艺(SGMA，Self-Generating Mud Acid)。该工艺是向储层注入一种含F-的溶液和另一种能水解后生成有机酸的脂类，两者在储层中相互反应缓慢生成HF、由于水解反应比HF的生成速度和粘土溶解速度慢得多，故可达到缓速和深度酸化目的，脂类化合物按储层温度条件进行选择。如甲酸甲脂的作用原理：
HOOCCH3＋H2O?HCOOH＋CH3OH
＋－
HCOOH＋NH4F?NH4＋HCOO＋HF
－
其它如SG－MA(乙酸甲脂)、SG－CA(一氟醋酸铵)等脂类水解后与F结合产生HF，与粘土就地反应。
自生氢氟酸酸化的特点是，注入混合处理液后关井时间较长，待酸反应后再缓慢投产。这样长的时间选择添加剂难度大，工艺不当易造成二次污染，应慎重选用。 该系统酸化适于泥质砂岩储层，成功的SGMA酸化可获得较长的稳产期。
（3）缓冲调节土酸工艺(BRMA，Buffer-Regulated Mud Acid)。该系统由有机酸、铵盐和氟化铵按一定比例组成，通过弱酸与弱酸盐间的缓冲作用，控制在储层中生成的HF浓度，使处理液始终保持较高的pH值，从而达到缓速的目的。
该工艺可用于储层温度较高的油井酸化，在温度高达185℃的含硫气井进行BR－A系列试验，效果良好。因此，可用于处理高温井而不用担心腐蚀问题，可不加缓蚀剂。
（4）氟硼酸处理工艺。氟硼酸处理砂岩储层，既可控制粘土膨胀及颗粒运移，又能获得深穿透。但其溶解岩石的能力不及土酸，国内外广泛采用氟硼酸及土酸联合施工，这就要求适当的施工工序及合理选择施工参数。
西南石油大学与胜利油田合作研究给出的典型施工工序为： 注盐酸前置液?注氟硼酸?注土酸?注后置液。
酸液用量应以氟硼酸能达到的深度进行计算。如胜利油田现场应用的用量范围为
盐酸浓度为7%～12%，每米井段用量0.5～1.0m3； 氟硼酸浓度为8%～12% 每米井段用量1.0～1.5m3；
土酸浓度为 12％HCl＋3％HF，每米井段用量0.5～0.7m3。
（5）砂岩储层磷酸/氢氟酸处理工艺。储层碳酸盐含量、泥质含量高，含有水敏及酸敏性粘土矿物，污染较重，又不易用土酸深度处理的储层可用磷酸/氢氟酸处理。磷酸可以解除硫化物，腐蚀产物及碳酸盐类堵塞物。
（6）多氢酸酸化工艺
多氢酸酸化工艺是由西南石油大学提出的一种新型砂岩储层酸化工艺。多氢酸为中强酸，本身存在电离平衡，多氢酸可以在不同条件下通过多级电离分解释放出多个氢离子，并同盐类反应生成氟化氢。由于多氢酸释放出氢离子的速度较慢，因此该体系具有较好的缓速性；同时多氢酸具有较强的抑制二次沉淀物、溶解石英、分散和悬浮细小颗粒的能力，是砂岩储层酸化较为理想的新型酸液体系。 3. 水平井酸化工艺
水平井基质酸化原理与垂直井基质酸化原理基本相同，但由于水平井酸化时其处理井段往往很长，使得设计方法、酸液体系等要求显著有别于常规井层的酸化，其作业也更为复杂和困难。水平井酸化措施成功的关键是酸液在整个酸化井段的合理置放，以使所有生产层段与足够体积的酸接触。一般而言,水平井酸化时存在以下技术难点：
1）水平井段较长，沿着井段方向孔隙度和渗透率等物性参数变化大，注酸时必须根据不同的完井方式，选择适当的分流工艺，保证酸液在处理井段上的合理分布，以防止酸液沿着高渗透或裂缝发育井段局部突进，导致低渗透或伤害严重井段未能得到有效处理；
2) 易污染面大，钻、完井等作业过程中储层容易受到伤害，且水平段踵部(heel)在泥浆中暴露时间较长，而趾部(toe)暴露时间短，不能像通常对直井的假设那样简单地认为水平井井筒周围的伤害是一渗透率降低的圆柱；并且由于渗透率的各向异性，形成伤害带的形状往往是一头大、一头小的椭圆锥台形状（图7-23），酸化时为了节约酸液用量并且做到有效解堵，要考虑模仿伤害带形状进行合理的酸液分流。
特殊的伤害几何形状，产生一个类似于垂直井Hawkins公式表达的表皮系数，称之为等效表皮系数。假设aH,min=av,min=rw,则等效表皮系数为
Seq?K??1???1?ln?K??1?d???2??4?aH,maxaH,max??1??2???3?rrw?w?? （7-47）
式中 Kd——伤害带渗透率；
aH,max、av,max——踵部伤害带水平向半轴和垂向半轴，m； aH,min、av,min——趾部伤害带水平向半轴和垂向半轴，m； ?——渗透率各向异性系数。
aH,max
aH,min av,max
踵部
av,min 图 7-23 水平井椭圆锥台形伤害模型
Lw
趾部
3) 水平井长井段酸化时确定酸液用量及规模难度较大，一般应在生产剖面和伤害特征描述的基础上，选择相对较小的注酸强度；
4) 酸液用量较大，泵注时间长，酸液的选择除了应满足配伍、有效解堵等基本要求以外，还应考虑长时间泵注和返排过程中对管柱的腐蚀问题，必须选择长效、高效酸化缓蚀剂；
在长时间返排过程中，二次沉淀物的控制也不容忽视，选择的酸液还应具备低伤害的特点。若采用连续油管等小内径的管柱注液时，酸液体系中还应考虑加入降阻剂，以减小摩阻，降低井口压力，提高注酸排量。
水平井酸化施工时原则上都必须考虑分流问题。目前可采用的分流工艺除了跨隔式封隔器分段酸化(主要针对射孔完成井)、化学分流和泡沫分流等方式以外，还有连续油管(coiled tubing unit)注酸变速拖动分流技术。图7-24是连续油管拖动酸化施工示意图，该施工方法是将连续油管下到水平井段的趾部，在注入酸液同时，按照一定的速度回拉连续油管。通过控制连续油管的拖动速度和处理液通过连续油管的注入速度控制地层的吸收率。为了提升分流效率,连续油管常与其它分流技术复合应用，常用的做法有两种：
(1) 连续油管与跨隔式封隔器分段注入，该工艺可分段或选择性处理水平井筒；
(2) 连续油管沿井筒在处理区段交替注入酸液和分流剂段塞，以均匀的处理整个水平段。
图7-24 连续油管拖动酸化施工示意图
1－连续油管滚筒；2－连续油管盘管；3－注入头；4－密封和防喷装置；5－套管；6－油管；7－封隔
器；8－扶正器；VCT－连续油管拖动速度
除了采用工艺方法实现酸液的合理分布以外，为了保证酸化等增产措施的成功率和有效率，在选择完井方式和设计完井工艺时就应考虑酸化措施的实施问题，例如选择性射孔、优化射孔参数及设计合理的完井管柱等。 三、酸压设计
目前压裂酸化工艺常用的有用盐酸直接酸压(也称常规酸压)、前置液酸压和多级交替注入酸压等。在此重点介绍前置液酸压的设计方法和步骤。 1. 酸化处理设计应收集的资料
酸化处理设计是酸化系统工程的具体体现。完善的酸化处理设计应包括下列数据项；井的数据、储层参数、岩石力学数据、压裂液、酸液数据、岩心分析数据及泵注数据等。 2. 酸化处理设计包括的内容
酸化处理设计应包括下列内容：井的基本数据，钻井、试油、采油简史，综合分析施工目的及效果预测，主要施工参数及泵注程序，施工准备，施工步骤，施工质量要求及安全注意事项，施工后井的管理，施工劳动组织及环境保护，施工所需设备、材料及费用预算等。
根据施工目的、井及储层条件、室内岩心数据等选择适合的酸化工艺，确定酸化工作液(前置液、酸液、顶替液)的类型、配方、用量及施工压力、排量等参数。
对前置液的基本要求是：(1)遇酸不降解，具有较好的滤失控制性能；(2)在储层条件下具有足够的粘度；(3)对储层无污染，易于返排；(4)成本低，使用安全。
前置液用量的选择一般主要根据施工经验和施工规模及施工的要求而定，也可用计算机进行优化而得到。
碳酸盐岩储层的酸化处理采用的酸液常用的是盐酸体系，主要有常规盐酸体系、稠化酸体系、泡沫酸体系、乳化酸体系、化学缓速酸体系，在设计时可根据实际情况进行选择。
酸浓度可由溶蚀试验确定。国内酸化处理盐酸浓度多介于15％～20％。酸液用量则据酸化改造的范围和力度来确定。酸液用量一般为动态裂缝体积的1.5～5倍，也可根据优化设计的要求由计算机模拟确定。
压裂酸化处理时要求施工排量大于储层的吸收能力，以保证裂缝的形成及延伸。在井身质量等不存在问题时，应充分发挥设备的能力，以高的排量注入，有利于造宽缝、长缝，也有利于酸液快速向储层深部推进，提高有效作用距离。 3. 酸化施工设计计算 1) 施工参数确定
内容包括：储层最大吸入能力、破裂压力、液柱压力、摩阻计算，井口极限施工排量、井口施工泵压和入井液量等。这些施工参数的确定应结合室内试验研究和模拟计算结果，并参照水力压裂一章中有关公式进行计算。
2) 酸化过程的模拟计算及效果预测
综合应用前面部分碳酸盐岩酸压模拟数学模型：动态裂缝尺寸、酸液浓度分布规律及有效作用距离、酸蚀裂缝导流能力及增产倍比等进行酸化设计模拟，分析不同施工参数对酸化效果的影响，指导酸化设计，优选施工方案，减少酸化施工盲目性。 四、基质酸化处理设计
基质酸化包括砂岩基质酸化和碳酸盐岩基质酸化，这里介绍砂岩基质酸化设计方法。 砂岩基质酸化设计包括酸化工艺选择、酸液类型、酸液配方、酸液用量、施工排量、注酸顺序等主要施工参数设计及酸化效果的预测。 1. 酸化工艺确定
酸化工艺的确定主要是指选择适当的酸液配方、注酸顺序和工艺，一般说来，用酸选择及注酸顺序应结合岩芯流动试验等室内研究而确定，注酸工艺主要依据产层情况（包括产层厚度、水层分布等）以及各产层吸酸能力等因素综合决定。
常用的注酸工艺有笼统注入酸化和分流注入酸化工艺。笼统注入酸化即全井段酸化，整个酸化井段处于一个压力系统下，施工工艺较为简单，但由于酸化井段的储层渗透率不尽相同，各井段的吸酸强度也不同，导致高渗透层可能酸化强度过大，而低渗透层则可能得不到酸化，容易引起或扩大层间矛盾。
分流注入酸化工艺有机械封隔分流、化学微粒暂堵分流、泡沫分流和稠化酸液分流等方式。
机械封隔酸化的首要条件是各层之间要有足够的夹层厚度，便于坐封封隔器和桥塞。 化学微粒暂堵分流酸化工艺通过在酸液中加入适当的分流剂，暂时性地堵塞高渗透率段，逐步改变进入各小层的酸量分布，最终达到各层均匀进酸的目的。这种方法特别适用于套管变形无法下入封隔器的井和多层段的井，通过分流剂暂堵高渗透层，可酸化低渗透层。 2. 最大施工排量确定
基质酸化要求在不压破储层的情况下向储层注酸。因此，可根据储层破裂压力确定最大施工排量qmax，施工时控制排量q低于最大排量qmax。
考虑井底压力达到破裂压力pF时储层即被压开。因此，最大排量根据pF由下式确定。
Kavh(pF-ps)μ??ln?rerw??S?? (7-48)
式中Kav——储层平均渗透率（多层油藏可按小层厚度加权平均），10-3 ?m2。
qmax?3.77?10－4 若施工排量q 施工排量确定后，即可确定地面施工泵压，比较地面设备的承压能力，确定最终施工排量。 3. 酸化工作液类型、浓度及用量的确定 1) 注前置液 用量根据解堵范围和碳酸盐岩含量确定，其方法如下：