海上油田的开采特点和要求是安全、快速、经济和高效。酸化技术是解除伤害实现油田高效开采、提高产量的有力技术手段。我国海上最大的MM油田储层非均质性和敏感性强,钻完井及注采过程中导致储层伤害类型复杂,常规酸化技术虽然有效,但是在海上特殊环境条件下,实施过程中仍然面临诸多问题而导致效率低,例如多层长井段非均质储层酸化实现均匀布酸问题、作业程序复杂、费用高和酸化后返排液处理困难等问题尤为突出。本文以MM油田非均质砂岩储层为研究对象,针对性开展油井、注水井高效酸化液体、工艺方法及油井残酸返排液处理技术与对策研究,形成海上非均质砂岩储层高效酸化配套技术,强力支撑了油田高效开采。(1)从高效酸化角度,对目标储层岩矿、微观孔喉结构、储层物性及流体性质特征进行了分析,剖析了储层潜在伤害因素和矿物敏感性程度,为酸化工艺及酸液体系选择奠定了基础。(2)针对海上作业特点,提出油井不动管柱酸化工艺,进行了高效解堵液、转向酸均匀布酸、不动管柱腐蚀机理、酸化返排液处理技术研究。通过化学键、配位化学机理分析,设计出一种新型螯合酸体系,不仅具有低伤害、且抑制二次伤害效果好,同时是一种环保型酸液体系;开发出一种复合有机解除剂SA-AD,兼顾无机物和有机物的解除,对油井酸化可实现更高效的酸化解堵作用;开发出适合于砂岩储层新型粘弹性双子表面活性剂转向酸体系,有效解决了非均质砂岩储层均匀布酸的关键问题,建立了分流转向模拟方法,从而可对转向酸化参数进行优化。研究表明缓蚀剂是降低酸液对管柱腐蚀的关键,且不动管柱酸化对管柱、设备的腐蚀主要发生在残酸返排初期。(3)酸化返排液导致油水乳化严重的主要原因是由于铁离子、表面活性剂等导致乳化液稳定所致。针对性研发了铁螯合剂,利用化学药剂注入管线向酸化井内注入,使螯合剂与返排液中的亚铁离子络合,降低返排液中亚铁离子的含量,进而减少乳化液的形成。(4)提出了中和、破乳、氧化混凝过滤的酸化返排液处理工艺,并以单井酸化返排液为处理对象(而非进入生产流程后再总体处理)的方案,采用“物理+化学”的技术,基于油井返排液性质和采油平台现有流程和设施,设计、加工了酸化返排液处理装置(化学剂注入、超声波油水分离和除铁过滤装置等)。处理后酸化返排液大幅度降低了残酸对生产流程的冲击,困扰油井酸化作业的残酸处理难题得到突破性进展。(5)针对海上作业特点,提出注水井在线单步法酸化技术,开发出单步法酸液代替常规复杂的“前置液→处理液→后置液→注顶替液”四步法酸液体系高效低伤害新型螯合酸体系,研制了在线酸化优化和实施监测软件,通过实时记录施工压力、注入排量实现酸化效果实时监测、自动调整施工参数,实现海上油田注水井在线、快速、高效、规模化酸化,同时可实现变浓度、变液量等酸化,并保证了最佳酸化效果。本文研究成果推动了海上油田酸化增产增注技术重大进步与发展,已在MM油田进行了应用,成功有效率高,实现了油井大幅增产、水井增注,确保了油田快速高效开采,为油田上产及稳产提供了有效技术保障,本文的研究成果可为类似油田的增产增注提供有益借鉴。