转向酸体系室内评价及其在伊拉克现场的应用

伊拉克Mishrif层属于孔隙型碳酸盐岩油藏,常规的酸液酸岩反应速度快,因此通常选用转向酸作为重要的酸化体系,不但延缓酸岩反应速率,而且可以实现储层内暂堵和均匀布酸的效果,达到提高酸化效率的目的。本文通过对自主生产的转向酸体系进行评价,结果显示抗腐蚀性、铁稳、破乳等性能优异,满足酸化施工要求,与Mishrif储层岩心反应表明,该转向酸体系具有很好的均匀布酸效果。应用该体系在伊拉克ADM-X井进行应用,酸化效果良好。     

特殊岩性储层岩心与酸液适应性研究

近年来,以火山岩、泥岩、碳酸盐岩和砂砾岩等特殊岩性为主要储层的油气勘探开发不断取得新突破,特殊岩性储层的增产措施研究变得越来越重要。在分析特殊岩性储层岩心矿物成分的基础上,开展了特殊岩性储层岩心与酸液适应性研究。通过考察盐酸、土酸、磷酸、多氢酸等对查干油田的三种特殊岩性储层岩心(意2井火山岩,力平1井灰岩,锡3-69井白云泥质岩)的酸化适应性发现:盐酸、土酸对于这三种特殊岩性岩心的溶蚀率过高,不适合作这三种特殊岩性储层酸化液,而具有多级电离特性的磷酸和多氢酸酸液对该类岩心的溶蚀率适中,且能有效降低酸岩反应速率,适合作该类储层的酸化液。     

塔中北坡奥陶系碳酸盐岩酸岩反应动力学实验研究及应用

酸岩反应动力学的实验研究是储层改造技术的重要组成部分,其实验结果直接影响酸化压裂施工设计和效果分析准确度。文章首先阐述了碳酸盐岩与盐酸反应以及各动力学实验参数测定的原理,其次针对目前塔中北坡奥陶系施工井储层改造面临的问题,利用旋转岩盘实验仪测定从该区块S井取出的标准岩心在胶凝酸、交联酸两种不同酸液体系中,不同酸浓度下酸岩反应速率、不同温度下表面反应活化能、仪器不同转速下氢离子有效传质系数这三项反应动力学参数。实验结果表明,在相同条件下,交联酸比胶凝酸反应速度更慢、缓速性能更好,浓度的变化对反应速度影响更小,同时两种酸都存在最小传质系数,参考该系数可以确定让酸岩反应速度降低的最佳注酸速度范围。最后利用实验结果,为区块内邻井改造中液体选择提供可靠支撑,现场应用效果显著,在区块内具有较好的推广意义。     

塔中Ⅰ号气田碳酸盐岩储层酸岩反应动力学实验

塔中地区碳酸盐岩储层极其致密,酸化/酸压措施是该地区常用的增产措施,而酸岩反应动力学参数是酸化/酸压设计及分析酸岩反应速度规律的重要参数。首先阐述灰岩与HCl的反应原理及各动力学参数的求取方法,其次通过室内实验,用酸岩反应及腐蚀速率测定仪测定塔中Ⅰ号气田碳酸盐岩与20%胶凝酸反应的相关数据,经处理后求取酸岩反应速度常数、反应级数、反应活化能、H＋有效传质系数等酸岩反应动力学参数。这些参数真实可靠,为该地区酸化/酸压优化设计及酸岩反应规律分析提供了科学依据。     

致密碳酸盐岩酸蚀蚓孔研究

基质酸化是碳酸盐岩储层最早使用的解除储层污染的增产技术之一。但现场实践表明,对于微裂缝不发育的致密碳酸盐岩储层,基质酸化效果往往不佳。该文利用压裂酸化工作液动态滤失实验系统,进行了系统的岩心驱替实验。通过改变酸液注入速率、实验温度及使用不同酸液体系等方法,对致密碳酸盐岩储层孔隙基质在酸化过程中蚓孔产生的可能性进行了实验研究。研究表明：对于致密碳酸盐岩,由于基质渗透率非常低,在10MPa的驱替压差下．酸液仍然很难进入岩心基质,所以酸岩反应仅能在岩石表面进行,即使部分酸液进入基质孔隙内,由于残酸难以快速滤失,所以鲜酸难以迅速补充,使得酸岩反应的类型仅能停留在密集型溶蚀阶段,难以形成深穿透的酸蚀蚓孔。此外,通过岩心流动实验对比,分析了高渗露头及致密岩心的流动反应特点,证实酸液在高渗透岩心表面及天然裂缝发育处能形成酸蚀蚓孔。最后,通过理论分析认为．对于致密碳酸盐岩储层基质酸化很难形成深穿透的酸蚀蚓孔。     

碳酸盐岩酸化反应机理分析

为进一步阐明酸液化学添加剂与碳酸盐岩储层开采的关系，文章通过讨论酸岩反应动力学模式，归纳出酸岩扩散与表面反应控制速率方程，并结合实际酸/岩（液/固）反应动力学分析导出无量纲动力学参数的表达式。鉴于酸液是一种电解质浓溶液，文章还从流体动力学和电解质溶液理论的角度，对影响H⁺扩散传质的各种影响因素作了理论分析，并通过研究边界层的形成和工作液流动状态下的酸/岩反应，提出盐酸与碳酸盐岩的反应主要受H⁺液相扩散传质和液/固表面反应动力学影响的观点，而H⁺液相扩散传质速率又取决于工作液在边界层的流动状态。     

一种高温就地自生酸酸液体系的性能评价

随勘探开发的不断深入,深层和超深层碳酸盐岩油气藏被发现并相继投入开发,逐渐形成的一系列非常规酸液体系面临着酸岩反应速度快、酸蚀作用距离短等难题。本文研发了一种在地层高温条件下缓慢反应生成盐酸的自生酸体系（高聚合度羰基化合物自生酸A剂和铵盐类自生酸B剂按质量比1:1配制而成）,并对其性能进行了评价。自生酸体系反应2 h时,90℃下可产生12.94%的盐酸含量,120℃以上可产生20%左右的盐酸含量,具有良好的生酸能力;自生酸体系的低温稳定性一般,但A、B单剂低温稳定性好,现场施工前建议分开配液、当天使用。耐温实验表明该自生酸体系适用于温度为90~150℃的储层。该自生酸体系酸蚀导流能力优良,酸岩反应速度比胶凝酸体系更缓慢,酸岩反应时间大于2 h,能起到深部酸化的作用,且反应后岩心凹凸不平,可进一步增加裂缝导流能力。     

高钙质致密油酸岩反应动力学参数试验研究

准噶尔盆地二叠系芦草沟组致密油储层主要为白云岩与碎屑岩过渡的云质岩沉积,目前,主要采用直井分层压裂、水平井分段压裂等进行开发生产,也尝试过酸化/酸压改造。采用旋转岩盘试验仪系统测试了常规盐酸体系、胶凝酸体系和转向酸体系与吉251井岩心的反应速度常数、频率因子、活化能、反应级数和H+有效传质系数等反应动力学参数,建立了反应动力学方程,可为酸压优化设计提供可靠的依据。与典型石灰岩、白云岩、复杂岩性油气藏的反应动力学方程对比表明,该储层的酸岩反应为传质-表面反应共同控制。     

碳酸盐岩酸化储层微观孔隙结构研究

M油田为低孔、中低渗碳酸盐岩储层,油井必须经过酸化才能建产。本次通过铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射和CT扫描技术,定量分析M油田储层岩石矿物成分、含量和孔隙结构在酸蚀作用前、后的变化,研究盐酸与M油田不同储层岩石的反应规律,为酸化工艺方案优化提供依据。     

不同酸液体系蚓孔发育实验研究

由酸蚀蚓孔造成的酸液滤失是影响酸压优化设计和压后增产效果的重要因素,而蚓孔发育状况的深入研究有助于酸液滤失的准确预测。分别用20%的盐酸和胶凝酸进行了酸岩反应控制因素实验,对比了两种酸液体系的反应速率和传质控制区与表面反应控制区的圆盘临界转速。针对碳酸盐岩储层孔隙性和裂缝性两种不同的孔隙类型,分别采用人工钻孔和人工剖缝方式模拟大孔隙和天然裂缝的酸液流动反应特征,研究了不同酸液作用下酸液滤失及酸蚀蚓孔发育机理。实验结果表明,盐酸的酸岩反应速率比胶凝酸快。盐酸和胶凝酸传质控制区与表面反应控制区的临界转速分别为800 r/min和600 r/min。胶凝酸较慢的反应速率更有利于酸蚀蚓孔的扩展。裂缝性碳酸盐岩储层中形成酸蚀蚓孔的机率要远远大于孔隙性碳酸盐岩储层。