甜菜碱类自转向酸酸化技术室内实验研究

地层非均值性的存在使得基质酸化处理必须采用转向技术,黏弹性表面活性剂自转向酸技术是最近发展起来的1种低伤害转向酸化新技术,其性能评价对指导自转向酸化技术的施工具有重要意义。为此,在室内合成甜菜碱的基础上,通过实验对甜菜碱自转向酸液进行性能评价。结果表明,pH值和Ca2+均能使体系黏度增大且具有协同效应;鲜酸、残酸体系黏度均随甜菜碱浓度增大而增大,随剪切速率增大而减小,剪切顺序对体系黏度基本上没有影响;pH值为2时,体系黏度最大,约为350 mPa.s;煤油和盐水能够使残酸体系破胶;通过渗透率分析和无因次注入倍数分析发现,油酸酰胺丙基甜菜碱具有良好的转向分流能力。     

高温气井非均质碳酸盐储层自转向酸的研制与应用

针对高石19井区西北部气井温度高、常规自转向酸高温降黏导致酸化效果不理想的问题,以含芥酸酰胺羟磺基两性表面活性剂黏弹性转向剂、抗高温酸化缓蚀剂、阳离子低聚物抗温剂等为原料制得自转向酸。评价了自转向酸的抗温性、缓蚀性、缓速性能和自转向性能,并在天东110井进行了现场应用。结果表明,自转向酸适宜的配方为20% HCl+8%转向剂EP-306B+2%铁离子稳定剂TYL+2%酸液缓蚀剂GSY+1%酸液缓蚀增效ZXJ+1%阳离子低聚物DJW+6%有机酸YJS。自转向酸的抗温性和缓蚀性能较好,在150℃下与岩屑反应后的最高黏度为48 mPa·s,对钢片的腐蚀速率为49.8 g/（m2·h）。自转向酸的缓速性能良好,与岩屑反应40 min后酸液质量分数仅降低3%。对高110井渗透率倍数为21.4的2块岩心进行酸化,对低渗透率岩心的改造率为72.2%,具有良好的自转向性能。在天东110井自转向酸酸化中取得预定的酸化效果,残酸返排率达到70%,实现储层有效均匀改造。该自转向酸体系在高温气井非均质地层具有良好的酸化效果。     

一种地下胶凝的深穿透低伤害盐酸酸化液

加有抗酸、抗盐特殊添加剂VPH 110 (3% )、缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂等的 12 %～ 2 0 %盐酸液 ,鲜酸粘度很低 ,与岩石反应后pH≥ 2 .5时可在酸蚀面上形成高粘度冻胶层 ,使后续酸液向深部穿透 ,转向低渗层 ;冻胶接触原油 (烃类化合物 )时彻底破胶 ,破胶后的乏酸粘度低 ,易返排。给出了基本配方。测定了加入VPH 110等的 2 0 %盐酸液的性能与常规的 5 %盐酸液进行了比较。与大理石反应后的VPH 110酸液 2 5℃时的粘度 ,pH =0 .5时为 4mPa·s,pH =2 .5时达到 14 4 0mPa·s,pH >2 .5时高粘度基本不变。在渗透率低且级差不大的两组平行三岩心实验中 (渗透率约为 0 .0 5 ,0 .0 4 ,0 .0 31μm2 ) ,VPH 110酸液提高中、低渗透岩心渗透率的幅度及产生的酸蚀孔洞长度均远大于常规酸液 ,VPH 110酸液的注入压力通过极大值 ,指示深度穿透和转向的发生。pH =7的VPH 110乏酸冻胶破胶液对高、中、低渗岩心渗透率的伤害率仅分别为 0 ,1.5 7%和 0 .79% ,在 2 0～ 80℃下的粘度与常规乏酸液大体相当。图 3表 2参 3。     

一种新型两性表面活性剂自转向酸体系

常规自转向酸体系在乏酸(2< pH< 4)时变黏,影响转向效率,使转向酸化具有一定的局限性。根据黏弹性表面活性剂的变黏机理,研制了一种新型两性表面活性剂(VES)自转向酸,该转向酸在酸岩反应过程中黏度逐渐升高,乏酸时黏度又降低。考察了表面活性剂、盐酸、钙离子对转向酸黏度的影响;模拟了酸岩反应过程,根据酸岩反应速率拟合了酸岩反应动力学方程;对新型VES体系耐温、流变和破胶性能进行了研究。结果表明:酸岩反应至盐酸浓度为5%时VES黏度最大(144 mPa·s),酸液转向;温度高于90℃时VES黏度下降,因此该转向酸适用于中低温储层;该转向酸体系具有较好的耐剪切性能,剪切黏度恢复率大于90%;VES酸岩反应速率约为普通盐酸酸岩反应速率的1/2,有利于缓释转向;乏酸黏度较低(小于30 mPa·s),遇烃类或地层水容易破胶水化,破胶液具有较低的黏度和表/界面张力,对地层不产生污染。该新型两性表面活性剂自转向酸现场应用后,增油效果明显,具有较好的应用前景。      

泥灰岩致密油自转向酸体系

为解决束鹿凹陷泥灰岩致密油储层以往改造中面临施工压力高、改造距离短和导流能力低的难点,根据泥灰岩酸岩反应特征,优化了自转向酸体系配方,开展了转向酸体系黏度性能、流变性能及破胶性能评价。利用岩心流动实验方法,研究了酸液对裂缝网络的沟通作用,明确酸液体系与施工参数对酸蚀裂缝网络的影响。实验结果表明,自转向酸具有低伤害、易破胶和易均匀布酸的优点,残酸浓度降低到5%时黏度可达到96mPa²s;酸液能够实现侧向对天然裂缝的大幅度沟通,满足泥灰岩储层改造的要求。对比不同改造工艺下裂缝导流能力,形成一套适合泥灰岩储层的转向酸压与加砂压裂复合的体积改造模式,该技术在ST1H井等3口井15段中综合应用,稳定日产量是以往的10倍。      

粘弹性表面活性剂自转向酸液体系研究进展

粘弹性表面活性剂自转向酸液体系是最近发展起来的一种非均质地层酸化处理新技术.相比于目前常用的转向酸液体系,该体系具有配制简单、破胶容易、对地层伤害少及缓速、降滤失的优点.在合适的外界条件下,该酸液体系依靠粘弹性表面活性剂排列结构的变化实现酸液的转向、破胶.为了更好地研究粘弹性表面活性剂自转向酸液体系,调研了中外关于粘弹性表面活性剂自转向酸液体系的研究现状及最新进展,并系统地总结了粘弹性表面活性剂自转向酸液体系的转向及破胶机理、自转向酸主剂的选择原则、酸液体系的流变性分析.同时,对粘弹性表面活性剂自转向酸液体系的转向性能及反应动力学方面的研究也进行了详细说明.最后,提出了粘弹性表面活性剂自转向酸液体系下一步的工作重点和研究方向.     

高磨地区灯影组室内酸化效果评价方法探讨

针对高磨地区震旦系灯影组裂缝-孔洞型为主的储层特征,常规的短岩心酸化效果主要模拟解除储层的表皮伤害,而对于储层的深度酸化模拟无法满足需求。为了更好地指导酸液的选择,从长岩心处理、流体选择、实验参数选择等方面进行研究,探讨了针对高磨地区灯影组的长岩心酸化效果评价方法,并通过对比转向酸与胶凝酸酸化效果室内实验,明确了转向酸对低渗储层无法突破长岩心,对高渗储层酸化效果显著,渗透率提高了12.1倍;胶凝酸对低渗储层与高渗储层酸化效果均显著,渗透率分别提高5.6倍与20倍。现场应用4井次,其改造效果与室内评价结果相吻合,从而说明长岩心酸化效果评价方法对高磨地区灯影组储层酸液的选择具有一定的指导作用。     

温度稳定剂对自转向酸高温流变性的影响

针对川东北元坝气田对高温自转向酸的需求,自行研制出自转向酸用温度稳定剂,并深入研究了温度稳定剂对自转向酸鲜酸、乏酸流变性及破胶性能的影响.结果表明:温度稳定剂对自转向酸鲜酸高温黏度几乎没有影响,鲜酸黏度较低而利于泵注;但稳定剂含量对自转向酸乏酸高温黏度具有关键性作用,在高温条件下可使乏酸体系具有良好的剪切恢复能力,在120℃,170s-1条件下转向酸黏度约为140 mPa·s;另外,稳定剂不影响酸液破胶性能,体系破胶彻底.     

加入内部破胶剂的黏弹性表面活性剂转向液在酸处理中的应用

基质酸化和酸化压裂措施已广泛应用于油气增产过程中。成功的酸化增产需要将酸液均匀分布到各个层段,特别是对于处理裸眼完井的直井、水平井、延伸井及多分支井尤为重要。黏弹性表面活性剂体系的特殊性质可以阻塞高渗透率层段的流动,使处理液转向进入低渗储层。据最新的SPE文献报道,作为转向酸的清洁处理液在基质酸化和酸化压裂过程中,特别是在处理低渗储层及衰竭式开采的气藏中,由于需要更长的回流时间,产生了地层伤害。在水力压裂和压裂充填过程中发展了内部破胶技术,内部破胶剂能控制黏弹性胶体的破胶时间和地点,使其易于返排。本文介绍了一种含有破胶剂的清洁转向酸来处理碳酸盐岩储层。这种酸液体系很独特,酸岩反应之前黏度很小。当酸液耗尽或者鲜酸到达新的位置时,体系中的表面活性剂黏度达到最大。酸化处理过后,内部破胶剂活化使黏弹性表面活性剂破胶,体系黏度降低,同时残酸酸液在生产过程中返排,最大程度地减少了可能存在的伤害。实验结果证实,酸化过程中的黏弹性胶体溶液在低剪切速率下产生了很高的黏度,且其在接触烃类物质后才加速破胶。进一步研究了在控制内部破胶剂降低残酸黏度的可行性。碳酸盐岩岩心流动实验表明,在矿物油清洗过程中,使用不含破胶剂的清洁处理液在蚓孔中产生的压降要高于使用含破胶剂的清洁处理液产生的压降。     

黏弹性表面活性剂自转向酸增黏转向的判别标准

黏弹性表面活性剂自转向酸酸液体系是油田酸化领域的研究热点,但在如何评价其是否达到转向效果及转向效果判别标准方面鲜有报道。将酸液在储层中的流动视为达西渗流,采用物理模拟实验和理论推导相结合的方法研究自转向酸增黏转向的原理,推导增黏转向的判别标准,并采用岩心并联实验验证判别标准的准确性。研究表明：必须同时满足pH值和阳离子浓度的要求,体系才能增黏;沿自转向酸液流动剖面上可将其分为高渗透区域、阻力区域、酸液滤液区域和原始地层区域,阻力区是实现自转向的关键;引入阻力孔隙体积倍数和无因次最大压力比推导了自转向酸均匀推进的判别依据;影响自转向酸实现理想转向的关键参数有无因次最大压力比、储层的渗透率和孔隙度等参数。自转向酸驱替后,并联岩心的渗透率均显著提高,根据推导的判别标准,判断该酸化处理并没有达到最佳转向效果。该项研究为深入掌握黏弹性表面活性剂自转向酸的作用机理提供了技术指导。     

自转向酸酸化体系的室内研究及现场应用

长庆三叠系油藏非均质性强,微裂缝发育,常规酸化时酸液易进入高渗带或微裂缝,进一步扩大出水通道,酸化后含水大幅度上升。针对这一问题,研制出一种新型黏弹性表面活性剂SUA-3—Gemini季铵盐自转向酸液体系,由于SUA-3分子结构中含有两个烷基和两个季铵盐,所以用其配置的胶束流体具有良好的黏弹性。该体系在60℃时与碳酸钙反应过程中黏度能迅速达到460 mPa.s,待体系pH值升高到6时,遇油黏度迅速降低至78 mPa.s,在地层中能够形成自转向,达到均匀布酸,自动破胶的目的。在现场进行了初步的应用,增产效果显著。     

自转向酸用缓蚀剂的研究与应用

目前在筛管完井方式的水平井中,酸化中采用转向酸酸液体系是实现均匀布酸最便捷、有效的方法,缓蚀剂是转向酸酸化安全实施的重要保障,但是目前已有的缓蚀剂大多与自转向酸体系不配伍,影响转向效果,且缓蚀效果大大下降。针对此问题,研制出一种自转向酸用缓蚀剂ZXHS,并对其进行了基本性能评价。由评价结果可知,加有ZXHS的自转向酸在90℃下的静态腐蚀速率可控制在5 g/（m2wh）以内,在120℃下动态腐蚀速率可控制在20 g/（m2wh）以内,均可达到行业一级品要求。加入ZXHS后自转向酸转向黏度仍可保持在160 mPa·s以上,因此ZXHS的缓蚀效果良好并且不影响自转向酸的转向性能。ZXHS在大港油田和伊拉克艾哈代布油田进行了现场应用,施工效果良好。      

潜山油藏智能转向酸化技术研究与应用

胜利油田潜山油藏储层埋藏深、温度高、跨度大、缝洞系统较为发育,针对酸化过程中酸液易漏失、低渗储层区域酸化程度低、施工后层间渗透率差距大的问题,通过引入羟烷基磺酸提高长链脂肪酸酰胺甜菜碱溶解性和耐温性,制得一种速溶耐温的转向剂,将该转向剂和HCl复配得到转向酸。对酸液体系配方进行了优选,研究了转向酸的各项性能。研究发现,该速溶耐温转向酸体系起黏速率快,具有良好的耐温耐剪切性能,适用于160℃的储层。转向酸体系在pH值3～7范围内黏度保持较好,具有良好的转向性能。双岩心酸液流动驱替实验表明,对于渗透率级差在10以下的并联岩心,酸液转向体系具有较好的均匀酸化效果。在胜利油田潜山油藏成功施工37井次,平均单井日增油量为7.3 t/d,日增液量为11.5 m³/d,控水增油效果显著。     

一种W/O乳化液在海上高温砂岩储层分流酸化中的评价与应用

针对目前酸化常用分流剂无法简便有效地应用于海上高温砂岩储层油田酸化作业的现状,研制了一种由活性柴油与地层采出水配制的W/O乳化液分流体系。实验优选出的活性柴油与地层采出水比例为3∶7的乳化液在130℃和170 s-1剪切速率下仍然具有40 mPafs的黏度,单管岩心封堵实验表明,其对模拟水层与油层岩心的封堵率分别为大于80%和小于21.6%,并联双管岩心封堵分流实验表明其对低渗油层的分流率均能达到80%以上,分流酸化物理模拟实验表明,乳状液分流酸化后低渗油层岩心的渗透率增大170%左右,高渗水层岩心的渗透降低60%左右。该技术在南海西部油田矿场应用中取得了日增油103.3 m3/d、含水率降低18.8%的显著增油降水效果,具有较大推广价值。      

四川盆地下寒武统龙王庙组气藏转向酸酸化模拟及其应用

四川盆地下寒武统龙王庙组气藏白云岩储层溶蚀孔洞、天然微裂缝均发育,储层较强的非均质性和严重的钻完井液伤害导致均匀布酸困难,特别是对于长井段大斜度井和水平井酸化改造则更加困难。为此,从黏弹性表面活性剂转向酸转向变黏机理和流变行为研究入手,优选转向性能好且二次伤害低的转向酸作为主体酸液,根据流变行为实验结果拟合有效黏度经验模型,耦合双尺度蚓孔扩展模型,建立自转向酸酸化数学模型,模拟长井段大斜度井非均匀伤害下转向酸酸化的pH值、Ca~(2+)浓度、有效黏度和蚓孔形态等,并对比了胶凝酸和5%VES转向酸酸化的蚓孔形态、流量分配和吸酸剖面。结果表明:转向酸可明显地改善强非均质性储层的吸酸剖面,增强对低渗透储层的改造力度。针对该盆地龙王庙组白云岩储层强非均质性和钻完井液伤害复杂性,形成了长井段割缝衬管完成大斜度井和水平井变VES浓度转向酸酸液置放技术,现场应用8井次,累计获井口测试天然气产量1 233.46×10~4m~3/d,平均单井增产倍比达到1.95,该技术有力地支撑了对龙王庙组特大型气藏的高效开发。     

耐高温低伤害VES-HT01压裂液的性能

用具有超分子结构的阴离子型表面活性剂VES-HT01与6% KCl复配,得到新型耐高温低伤害的阴离子VES压裂液。压裂液性能评价结果表明,在100 s^-1剪切速率下,随温度升高,压裂液黏度先增加后降低,在100℃左右达到最高值180 mPa·s,150oC时的黏度为55 mPa·s。在140℃、170 s^-1下剪切60 min,黏度基本保持不变。黏弹性较好。25℃、100℃下陶粒在压裂液中的沉降速率分别为5、33 mm/min,悬砂性较好。在50℃、100℃下分别加入2%、1%柴油静置120 min后,压裂液黏度为3 mPa·s,无残渣,破胶液表面张力为23.5 mN/m。抗菌性良好。成本与常规瓜尔胶压裂液相当。     

转向酸转向性能影响因素研究

采用双岩心流动试验方法,首次就温度、渗透率倍数、酸液配方以及注酸排量4个因素对转向酸转向性能的影响进行了研究。研究结果表明,酸液的转向范围及转向程度随温度、渗透率倍数的升高而降低;随配方中转向剂加量的增加而提高;不同的注酸排量影响酸液的转向性能;排量较小时,适当地提高排量利于提高其转向效果,而排量太大可能对转向不利。     

CT高温转向酸的研制及应用

介绍了一种适用于高温深井、长井段厚层井均匀酸化的CT高温转向酸。该酸液通过降低转向剂杂质含量、提高产品纯度．提高了酸液体系的耐温性及转向性能,使用温度提高到150℃,酸液从接触岩石到反应至酸液浓度5％均为粘弹体;150C下即使渗透率倍数高达40倍,仍能变粘封堵转向,对低渗透储层实施改造;残酸自动破胶,粘度均在5mPa·s以下。CT高温转向酸在龙岗构造的长兴组、飞仙关高温储层进行了12井次现场应用,取得了显著的施工效果,平均单井次产量达．17×10^4m^3/d.