高温碳酸盐岩储层新型环保酸液综合酸压性能评估：G酸的反应特性与协同效应研究

针对传统盐酸(HCl)在高温碳酸盐岩储层酸压中反应速率快、有效作用距离短及CO2 排放量大等问题，研究人员开发了环保型螯合酸(G酸)，通过溶解实验、酸岩反应动力学测试和酸蚀裂缝导流能力评估，结合3D激光扫描与扫描电镜(SEM)分析，发现G酸具有负反应级数特性，与HCl交替注入可协同增强非均匀刻蚀效果，为深层储层绿色酸压技术提供新思路。

　　

随着地热能与油气资源持续成为地下能源开发的核心，酸压技术通过改善储层渗透性、延长井筒寿命成为关键手段。然而，传统盐酸(HCl)因反应速率过快导致近井地带过度溶蚀，有效作用距离有限，且伴随大量CO₂
排放；胶凝酸等缓速酸虽能延缓反应，但存在刻蚀均匀性差、导流能力维持困难等问题。在全球碳捕集与封存(CCUS)技术兴起的背景下，螯合剂作为新型缓速酸崭露头角，但其在酸压中的系统性研究仍显不足。为此，中国石油相关创新联盟成员单位的研究团队在《Geoenergy Science and Engineering》发表论文，针对高温碳酸盐岩储层开发了一种环保型缓速酸(G酸)，通过多维度实验评估其酸压性能，为深层储层高效开发提供技术支撑。

研究团队采用溶解实验、酸岩反应速率测定、酸蚀裂缝导流能力测试等核心方法，结合3D激光扫描量化表面粗糙度，并利用扫描电镜(SEM)观察微观结构变化。实验选用四川盆地茅口组露头岩样(99%方解石)，对比了20% HCl、胶凝酸与G酸的性能差异。

酸溶解结果显示，G酸在岩块溶解试验中最大溶解量仅0.5 g(溶解率3%)，远低于20% HCl的12 g(溶解率75%)，证实其低溶解特性。酸岩反应动力学实验进一步揭示G酸具有负反应级数——浓度升高时反应速率反而降低，与传统酸液行为相反。裂缝导流能力测试表明，HCl单独或交替注入时岩面刻蚀强烈，而G酸单独作用较弱；但交替注入时二者产生协同效应，既增强HCl整体刻蚀强度，又提升酸系非均匀刻蚀特性。微观结构分析发现，酸溶作用使岩石孔隙度增加，促进G酸与基岩后续反应；胶凝酸中的聚合物会在岩面形成薄膜，部分抑制G酸反应。

讨论与结论指出，G酸的低溶解性与负反应级数使其适用于远井地带处理，但需与强酸(如HCl)联用以提升效果。表面粗糙度可作为刻蚀效果与导流能力的评价指标。研究首次系统验证了螯合酸在酸压中的协同作用机制，为高温储层绿色酸压技术提供了理论依据与实践方案，对推动CCUS背景下油气田低碳开发具有重要意义。