VES自转向酸存在的问题及解决对策

近年来,VES自转向酸以其"变粘、缓速、降滤、低伤害"等特点,被广泛应用于长井段、多层分支井的分流酸化和酸压中,并且取得了良好的效果。随着研究的深入和现场应用的增多,该体系存在的一些问题也凸显出来。主要体现在耐温性差、破胶不彻底、地层伤害、对Fe3+敏感等。这些问题的存在会严重影响VES自转向酸的应用范围和应用效果。总结了国内外对VES自转向酸体系的研究与应用情况,详细分析了VES在应用过程中存在的问题及其影响规律,并指出了解决这些问题的方向与方法。     

VES自转向酸变黏机理实验研究

从胶束聚集体结构、尺寸的表征入手,通过动态光散射仪、激光粒度仪、冷冻刻蚀透射电镜研究酸液浓度、无机盐对胶束尺寸及酸液变黏过程的影响。结果表明,随着盐酸浓度增加,VES自转向酸黏度先增加后降低,酸质量分数为10%时溶液黏度达到72 mPa.s。盐酸质量分数为15%、10%、5%时胶束聚集体的水动力学平均直径分别为58.1...     

VES自转向酸变黏机理研究

VES自转向酸分流酸化技术是近年来发展的能够实现大井段、多层系储层改造的新方法,依靠酸液特殊的变黏特性实现酸液的自主分流,提高分流酸化设计针对性以及施工成功率和有效率。从影响VES自转向酸黏度变化的pH值以及无机盐入手,通过系统实验发现：在无CaCl2等无机离子的情况下,酸液pH值变化能使VES自转向酸具有较高的黏度,在鲜酸环境下,加入CaCl2对酸液黏度不会产生太大影响,在残酸环境下,加入CaCl2使酸液黏度明显增加;此外,与不加CaCl2的残酸相比,加入CaCl2后酸液达到最大黏度所对应的pH值较低。     

VES自转向酸反应动力学研究

VES自转向酸分流酸化技术是近年来发展的实现大井段、多层系储层改造新方法。酸岩反应动力学参数对预测酸液变粘时间以及变粘位置有着至关重要的影响。本试验在90℃、8fMPa的实验条件下,利用旋转圆盘仪来测定VES自转向酸体系酸岩反应动力学的相关参数。研究表明：在不同酸液浓度下反应速率方程中反应级数m=0．7079,反应速率常数k=5．8439×10-6（mol／L）-m·mol／s·cm2。对不同浓度酸液体系的系统传质速率研究表明,在三种不同酸液浓度下系统传质速率分别为：1．0475×10-5mol／cm2·S、8．6567×10-4mol／cm2·S和5．3371×10-6mol／cm2S,从实验数据看,在高温下VES自转向酸体系反应速率较快,体系pH值上升快,酸液进入储层后迅速建立起粘性堵塞,达到转向分流的目的。     

VES自转向酸体系研究进展

黏弹性表面活性剂(VES)基自转向酸酸化技术是近年来兴起的一项针对非均质储层改造的新方法。本文总结了目前自转向酸酸化所用黏弹性表活剂的种类及类型,系统分析了阳离子型、两性离子型、非离子型以及孪连黏弹性表面活性剂自转向酸酸液体系之间的性能差异,确定了不同类型自转向酸体系的适用范围,指出了当前自转向酸应用中存在的问题,并据此展望了自转向酸体系的研究方向及发展前景。     

VES自转向酸体系流变性能

VES自转向酸分流酸化技术是近年来发展起来的实现大井段、多层系储层改造的新方法,VES自转向酸体系是实现该技术的关键.把室内合成的油酸酰胺丙基甜菜碱作为稠化剂,优化形成VES自转向酸体系,并对VES自转向酸体系的流变性能进行了研究.系统测试了酸液体系的pH值、环境温度以及剪切速率对残酸体系表观粘度的影响.实验结果表明,在不同环境下VES自转向酸体系的表观粘度都能保持在100mPa·s以上,能够保证分流酸化施工的顺利进行.酸液主要添加剂(缓蚀剂以及铁离子稳定剂等)都使残酸体系表观粘度有一定的下降,所以在优选酸液体系过程中必须进行酸液体系配伍性测试.当VES自转向酸体系中的铁离子质量浓度超过1g/L后,体系发生相分离或者絮凝,失去分流转向的能力.     

自转向酸体系分流及性能实验研究

开发了BA1-27自转向酸，酸液中的粘弹性的表面活性荆与盐类化舍物接触时，能形成非常高的黏度，而与烃类物质接触时会降解黏度变低，易于反排，不仅具有自转向作用，又具有布酸控水的功能。     

FRK-VDA清洁转向酸

FRK-VDA清洁转向酸体系具有很高的剪切稳定性和热稳定性,其变黏范围出现在酸液作用的主要阶段,具有低滤失、低伤害、强分流的特性.因此需要加大无残渣低伤害的清洁白转向酸酸压酸化推广应用,提高增产效果.     

聚丙烯酰胺类交联酸破胶新方法

聚丙烯酰胺类交联酸已广泛应用于高温深井地层酸压改造中,提高其破胶效率有利于降低地层伤害和提高增产效果。通过室内试验分析了交联酸中酸的加量、温度以及破胶剂加量对交联酸破胶效果的影响,利用螯合剂络合金属离子方法,对交联酸破胶效果进行了优化。结果表明,当温度小于60 ℃、酸的加量大于15%时,交联酸的黏度大于400 mPa·s,不发生破胶;当交联酸中酸的加量为20%时,过硫酸铵加量由0.1%增至0.6%对破胶效果影响不大;温度为90 ℃时,交联酸的黏度在10 min后降至5 mPa·s,残渣含量1 470 mg/L,破胶不均匀。对比不同破胶方式下的破胶效果可知,交联酸中加入0.1%EDTA和0.1%胶囊破胶剂,60 min后其黏度降至8 mPa·s,残渣含量387 mg/L,破胶效果好。这表明,应用胶囊破胶剂和EDTA（螯合剂）的组合破胶方式,可延缓破胶剂有效成分的释放速度和降低交联酸的黏度,达到改善交联酸破胶效果的目的。      

VES自转向盐酸液变粘特性研究

实验研究了未指名孪二连型粘弹性表面活性剂(VES)自转向盐酸液的变粘特性。5%VES HCl CaCl2模拟酸液的粘度在pH值高于-0.57后迅速上升,pH值1~2时有最大值,这与前人的实验结果略有不同。将2%~6%VES 1%HCl 18.25?Cl2模拟酸液的pH值调至~2,得到的凝胶粘度随VES浓度增大而增大,随温度升高(25~70℃)经历不同的极大值(30~50℃)。5%VES 20%HCl酸液与CaCO3完全反应、pH升至4~5时,形成的凝胶粘度也随温度升高而经历极大值(67℃),但在30~40℃区间粘度急剧波动。G′和G″的频率关系曲线表明0.1%HCl 5%VES 18.25?Cl2模拟酸液的弹性和粘性均大于含0.01%和1.0%HCl的模拟酸液。pH值改变(0.17~13.0)不会使6%VES溶液增粘;加入56~219 g/L CaCl2不会使20%HCl 6%VES酸液增粘;加入3.4mol/L Na 并调pH值至中性或加入2.3 mol/L Ca2 并调pH值至弱酸性,使0.1%HCl 5%VES酸液粘度增大至78~80 mPa.s;因此同时加大pH值和阳离子(Ca2 或Na )浓度,才能使VES酸液增粘。图7表2参10。     

适合特低渗透油田的VES清洁压裂液性能

分析了VES清洁压裂液的黏弹性形成机理、抗剪切机理和破胶机理.室内实验表明,该清洁压裂液具有高弹性、低黏度的特性,其形成过程和流变性质对造缝、携砂、降低施工摩阻和控制缝高有重要的应用价值;稠化剂和激活剂之间有一个最佳比值;无机盐在较高的温度下不仅没有提高反而使得压裂液黏度降低,这是因为这些小分子在热运动中的剧烈振动,会增加对清洁压裂液中网络的破坏;复合物FH-1(30％C8醇和70％C10-14烷烃)可满足清洁压裂液在无烃类物质存在下的破胶,其可以有效控制清洁压裂液的破胶速度.该压裂液具有配液方便、使用添加剂种类少、不存在残渣等特点,采用内外相相结合的破胶剂可实现清洁压裂液在油层快速破胶排出地层,从而减少对地层伤害.     

缓速酸种类及乳化酸应用研究进展

简要介绍了缓速酸种类及作用机理,缓速酸包括自生酸、稠化酸、泡沫酸、活性酸及乳化酸。重点介绍了乳化酸作用机理、改造地层特点及应用研究进展,即利用乳化酸的缓速性及其黏度,降低酸岩反应速率和酸液滤失速率,使酸液进入地层深部,增加酸液穿透距离,改善油层渗透率,达到提高油井产量的目的。用缓速酸对油田酸化施工,结果表明,乳化酸的缓速率是空白酸的4—6倍,施工成功率达100％,有效率达80％以上,油气增产效果显著。     

乳化酸配方室内研究

针对乳化酸的特性及应用性质，选择适当的乳化剂、稳定剂，调节不同的油／酸比，并通过对乳化酸的破乳率、溶蚀率、缓蚀性、残酸再乳化性的研究，研制出一种稳定性好、酸化后残酸破乳率高，并且不具备再乳化性，具有一定缓速效果的新型乳化酸体系。     

Fe3+对自转向酸用VES性能的影响

针对Fe~(3+)会减弱VES自转向酸酸化效果的问题,基于三种VES自转向酸体系与Fe~(3+)配伍性实验,运用流变性测试、HPLC–CLND、ICP和XPS等方法,进一步了解了Fe~(3+)与表面活性剂作用机理。实验结果表明,随着Fe~(3+)质量浓度增加,VES体系黏度呈先增后降趋势,反应越来越剧烈,Fe~(3+)和VES质量浓度大幅降低,且当Fe~(3+)质量浓度大于4 000 mg/L时,体系会出现非混相状态。XPS结果表明,VES与[FeCl_4]-形成螯合物沉淀,使体系黏度下降,酸化效果减弱。实验结果为VES表面活性剂合成与复配优选提供了依据。