新型低氯根螯合酸液体系研究及性能评价

目前库车山前储层酸化大多数是以土酸为主的酸液体系,该类酸液体系存在反应速度快,二次伤害严重,酸化后残酸中Cl-质量浓度高,对钢材设备腐蚀严重,尤其容易造成超级13Cr局部腐蚀而导致高压气井出现井筒完整性失效等问题。为确保储层增产改造的有效性,减少残酸中Cl-对完井管柱造成的腐蚀伤害,降低高压气井出现井筒完整性失效的几率,需要研发新的低Cl-质量浓度、低伤害、高溶蚀率的酸液体系。研究并提出了一种复合磷酸盐与酯、醚复配的螯合酸液体系,该酸液体系基本配方为:5%甲酸+8%大分子酸+2%氢氟酸(配方中的百分数为质量分数),使用高温高压腐蚀仪研究该酸液体系对13Cr腐蚀性能的影响,同时结合岩粉溶蚀试验与岩心酸化流动仪考察该酸液体系性能,试验结果表明该酸液体系对13Cr腐蚀速率低,同时具有高效、缓速、缓蚀等特点。研究的酸液体系对于高温、酸性气藏储层进行酸化改造具有很强的参考价值。     

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。     

砂岩储层酸化自转向酸研究与应用

利用一种长链甜菜碱表面活性剂在酸液中的聚集形态变化,形成了以土酸为主体酸的自转向酸体系:15%HCl+3%HF+4%转向剂+1%缓蚀剂+0.5%铁离子稳定剂。该体系在酸化改造过程中不需要大量钙镁离子的"交联"作用,仅依靠自身聚集形态随酸浓度的变化即可增黏,胶束平均水合直径最大可达330.5 nm,酸液黏度最大可达180 m Pa·s,能有效实现砂泥岩储层暂堵转向酸化的目的。体系缓速性能出色,酸岩反应20 min后,含转向剂的土酸酸液溶蚀率仅为13%,并且具有良好的耐高温流变性,在90℃下剪切90 min后的黏度依然保持在60m Pa·s以上。自转向酸残酸凝胶与地层原油接触120 min后,酸液黏度降至10 m Pa·s左右,能加快残酸返排。现场试验表明,自转向土酸酸液体系在砂岩储层增产效果明显。     

海上油田酸液预解堵体系筛选及评价

某海上油田属于砂岩油藏,完井采用砾石充填。钠土矿物中主要含蒙脱石,其次为石英、斜长石等。针对海上砂岩油藏伤害的特点以及对无机絮凝剂稳定化钠土的成分分析,研究了酸化预解堵体系。经过酸液类型及浓度的确定、添加剂的筛选以及物理模拟实验,确定了酸液预解堵体系配方。初步筛选出的前置酸和后置酸体系为7%盐酸(HCl),主体酸体系为5%HCl+5%氟硼酸(HBF4)+1%醋酸(HAc),其对稳定化钠土的溶蚀率分别为2.78%、21.77%,其对砾石的溶蚀率分别为0.38%、1.04%。缓蚀剂BJ最佳加量0.5%,缓蚀率大于95%;黏土稳定剂WS-1最佳加量为3%,防膨率为85.96%。优选出的酸化解堵配方为:前置酸和后置酸为7%HCl+0.5%BJ+3%WS-1,主体酸为5%HBF4+5%HCl+1%HAc+0.5%BJ+3%WS-1。酸液体系配伍性良好。酸液体系解堵效果较好,提高渗透率倍数达7倍以上。该酸液体系能溶解絮凝物,产生较大孔隙,可在一定程度上提高岩心渗透率,达到解堵的目的。     

多级电离缓速酸体系在水平井酸化中的应用

针对变质岩储层水平井酸化的特点,研制了2种具有多级电离特性的缓速酸体系。多元酸体系组成:8%多元酸DA+6%盐酸+1%缓蚀剂CT 1-2+2%铁稳剂PG-1+2%黏土稳定剂YBNW-3+0.2%破乳助排剂CF-5A;多氢酸体系组成:3%多氢酸MA+3%盐酸+3%助剂+1%缓蚀剂YBH-1+2%铁稳剂PG-1+2%黏土稳定剂YBNW-3+0.2%破乳助排剂CF-5A。研究结果表明,2种缓速酸体系具有良好的缓速及缓蚀性能,能达到深部酸化的效果,多元酸体系在大民屯凹陷静安堡油田安1-H 5井取得了良好的现场应用效果。     

砂岩储层酸化的新型螯合酸液体系研制

砂岩储层基质酸化采用常规土酸体系酸化时存在酸岩反应速度快、有效作用时间短、近井带过度溶蚀等问题,且酸化过程中产生的氟硅酸、硅铝酸、氟化钙沉淀,硅胶薄膜扩散及沉淀,会对储层造成严重的二次伤害。为此,研制了一种对岩石骨架溶蚀能力强,同时又能对酸化可能出现的沉淀有效抑制的新型可降解有机螯合酸体系。通过实验对该种新型螯合酸的性能进行了分析,主要考察螯合酸对钙、铁、铝、镁等容易成垢的金属离子的螯合能力,螯合酸缓速性能、腐蚀性能、酸化流动效果及微观扫描电镜分析等。结果表明:该螯合剂与常规无机酸配伍性好,对铁、钙、铝、镁离子螯合能力强,腐蚀速率低,缓速性能好,岩心酸化流动后渗透率提高幅度大,且酸化前后岩心端面扫描电镜结果显示该新型螯合酸酸化能够有效稳定黏土及微粒运移,同时也能够形成明显的溶蚀孔洞。     

无返排精细酸化技术在临南洼陷低渗透油藏中的应用

临南洼陷低渗透砂岩储层经工艺改造后油水井酸化解堵无效或不理想,返排出来的酸液较难处理,可能会造成环境污染。以组成油层架构的岩石矿物研究为基础,研发溶除黏土矿物和胶结物的特种酸,配套超分子耐高温缓蚀剂及不返排工艺设计,并兼顾溶蚀外部机械杂质,为临南洼陷南部的油井解堵提供了切实有效的无返排酸化工艺技术方案。现场应用表明,选择超分子缓蚀阻垢剂,在金属表面形成优于纳米膜的超分子膜,缓蚀和阻垢的效果接近100%。     

低渗低压油藏多功能活性酸化工作液体系研究

针对低渗低压油藏增注过程采用的常规酸化技术中所存在的酸化工作液溶蚀率高、酸化半径小、工作液对有机垢不产生作用等问题,研制了一种适合低渗低压油藏的多功能活性酸工作液。通过对酸液体系处理剂优选、复配得到多功能活性酸体系配方(质量分数):20%SZJ+6.7%SFJ+10%盐酸+2.5%ZRJ+5.0%溶垢剂+水。该酸液在45℃下具有较好的缓速效果和溶蚀能力,对地层中的有机垢具有较好的增溶能力,同时还具有优良的缓蚀能力和防膨能力,其腐蚀速率小于2.5g/(m2·h),酸化前后工作液体系防膨率分别大于90%和85%。     

酸化返排液处理技术研究

油水井酸化是油田增油增注的主要措施之一,而酸化后返排的大量废液的处理一直是各油田面临的难题,一般采用罐车收集拉运集中存放。随着新两法的实施,国家对影响环境的相关问题越来越重视,由于酸液体系中含有盐酸、氢氟酸、有机酸等主体酸,还有稠化剂、胶凝剂、转向剂、缓蚀剂、黏土稳定剂、铁离子稳定剂等多种添加剂,因此酸化返排液pH值低,总铁含量高,化学需氧量高,悬浮物含量高,具有较强的腐蚀性,直接接触可能造成烧伤,排入地下会使土壤酸化,与硫化物积垢作用还可能产生有毒气体硫化氢。为实现绿色清洁作业,保护环境,将酸化返排液进行妥善处理,使其能够达标排放、回注或重复利用,具有重要的意义。本文提出一种新型有效的酸化返排液处理工艺,即纳米零价铁+中和+混凝沉淀的酸化返排液处理工艺,处理效果良好,能够达到排放标准。     

高温碳酸盐岩酸化用胶凝酸体系研究

深井、超深井日益增多,常规的酸液体系缓速能力有限,不能形成较长且具有一定支撑能力的酸蚀裂缝,而伴随油田开发技术的深入,对酸液体系的性能也提出了更高的要求。通过自主合成具有增黏、耐温、抗盐等性能良好的胶凝酸分子,并合理筛选与其配伍的缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂,研制出高温碳酸盐岩酸化用胶凝酸体系,体系配方为:20%HCl+0.6%胶凝剂+4%BZGCY-S-HS缓蚀剂+2%BZGCY-S-03助排剂+2%BZGCY-S-04铁离子稳定剂(配方中百分数为质量分数,下同)。该体系达到了高温碳酸盐岩储层的酸压施工要求。     

一种弱溶蚀酸液在砂岩储层酸化中的应用研究

为避免触发酸化储层改造中使用强溶蚀酸液体系造成的二次伤害和储层出砂,通过酸-岩溶蚀能力、抑制二次沉淀、天然岩心酸化模拟和单轴抗压分析研究了一种弱溶蚀酸液体系.该酸液体系溶蚀能力只有常规土酸酸液溶蚀能力的30％ 左右,对各种二次沉淀物质抑制能力均强于标准土酸.弱溶蚀酸液处理后岩心抗压强度下降率为土酸处理后的35.4％,综...     

油田酸化用铁离子稳定剂 ＦＷ-１的制备与评价

现今在油井增产、水井增注中,酸化作业是一项重要的措施。铁离子稳定剂是在酸化过程中,为克服铁离子的沉淀给地层带来二次伤害而使用的一种酸液添加剂。文章研究了一种在酸化条件下使用的铁离子稳定剂,考察了草酸、冰醋酸、乙二胺四乙酸（EDTA）和柠檬酸四种铁离子稳定剂的稳铁能力,制备出新型铁离子稳定剂 FW-1并对其稳铁能力进行了评价实验。研究表明,新型铁离子稳定剂FW-1具有螯合性、还原性和pH控制性等特性。在室温下,FW-1对Fe³⁺的稳定能力为65.04 ｍｇ/ｍＬ;FW-1具备较好的热稳定性,在 90℃下测得稳铁能力基本不变;在 20％盐酸、土酸（12％ HCl＋３％ HF）中具备优异的溶解分散性;与酸液中其他添加剂配伍性好;在 10％使用浓度下,FW-1铁离子稳定剂相比母液的稳铁能力提高了 121.68 ｍｇ/mL;在1％浓度下,与现场使用的铁离子稳定剂 LX-2009相比提高了 20.04 ｍｇ/ｍＬ。     

新型深部缓速酸的室内研究

采用潜在酸FA与H3P04、HCl复配，通过正交试验确定最佳复配方案。对缓速酸的评价结果表明，该方案酸化效果良好，岩心流动试验表明具有较好的缓速性能。缓冲酸中形成缓冲体系能使pH值在一定时间内保持较低水平（反应12h后残酸的pH仍小于2）；同时酸液中所含有机酸及所加的铁离子稳定剂对Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋等多价金属离子有较强络合能力，阻止了二次沉淀物的产生，减少了对地层的伤害；缓速酸腐蚀试验中缓速酸对N-80钢试片的腐蚀速率只有0．35g／（m^2·h），远远低于行业标准。     

新型低伤害络合酸体系评价实验

华北油田砂岩油藏具有低孔低渗、敏感性矿物含量高、储层温度高的特征。为了解决常规酸液体系存在与储层反应速度快、有效穿透距离短、二次沉淀显著等问题,采用实验研究方法对新型络合酸体系的分子结构和性能进行分析评价。研究包括络合酸的核磁共振碳谱和核磁共振氢谱、缓速性能、对金属离子的螯合能力、缓蚀性能以及从岩心流动实验和润湿性测定两方面表征酸化效果。实验结果表明:新型络合酸体系的酸岩反应速度低于常规土酸体系酸岩反应速度的40%;对Ca2+、Fe3+、Mg2+金属离子的螯合值分别是272 mg/g、455 mg/g、167 mg/g;对钢片的腐蚀速率是2.873 g/（m2·h）,远远低于行业一级标准（10~20 g/（m2·h））;地层岩心酸液流动实验渗透率增加倍数大于2;酸化后岩心的润湿性均偏水湿。研究一种具有缓速、抑垢、深穿透的新型络合酸体系,对于华北油田砂岩油藏低渗透储层的酸化增产,提高油气采收率具有重要意义。     

中性酸化压裂一体化滑溜水体系研究

常规压裂作业后,通常采用酸化解除储层伤害,施工步骤多,经济性较差,研发能够实现压裂酸化一体化的液体体系具有重要的现实意义。通过测定中性且水溶性的脂类在不同温度和浓度条件下的有效生成H+浓度及对碳酸盐的溶蚀率,优选了自生酸压裂添加剂,并与滑溜水复配形成新型抑制与解除伤害的自生酸滑溜水压裂液体系;采用摩阻仪和压力传导实验对该体系的摩阻、伤害抑制与解除能力进行研究。研究结果表明:自生酸常温下基本不生酸,在储层温度下具有明显的缓速生酸效果,最终生酸浓度高达8%的等效盐酸,溶蚀碳酸岩量为0.41 g/mL;优选的自生酸与滑溜水配伍性能良好,减阻率达到72.3%;压力传导实验表明传统滑溜水产生了34.8%的储层伤害,该体系不仅不产生伤害,处理后的岩心反而高出原始岩心渗透率29.9%,体现出明显的一体化增产改造效果。      

川东石炭系低压气井解堵工艺研究与应用

川东石炭系气井生产时间长,部分气井出现不同程度的井筒堵塞影响产能,常年反复酸化导致气井井周形成大的近井酸蚀通道,酸液未发挥作用就已漏失,酸化效果差且稳产周期短。鉴于目前川东石炭系气井解堵难的问题,通过井筒堵塞物分析明确了堵塞物主要由铁的氧化物、碳酸盐、BaSO₄和SiO₂等无机物和月桂醇聚醚类有机物组成,推荐的解堵工作液体系(15%(w)HCl+1%(w)缓蚀剂+2%(w)铁稳剂+3%(w)表面活性剂)在地层温度下对垢物的溶蚀率最高达77.6%。对不同堵点位置的堵塞提出了针对性的解堵工艺,油管堵塞推荐连续油管或油管注酸解堵,套管堵塞推荐真空回位抽砂工艺,地层堵塞推荐泡沫酸酸化解堵。采用研究的解堵液体系和工艺开展现场试验6口井,解堵有效率100%,为本区和同类型低压气井解堵提供了有效的技术手段。      

HCM酸液添加剂的研制

对油田酸化改造过程中使用的酸液添加剂进行了研究,它主要包括粘土稳定剂、缓蚀剂和铁离子稳定剂等。对合成的粘土稳定剂PCM进行了防膨实验和地层伤害评价,筛选并评价了缓蚀剂(H2),它在缓速酸中具有较好的配伍性和很低的腐蚀性能。还评价了各种铁离子稳定剂,选出合适的铁离子稳定剂。研制的酸液添加剂在酸体系中配伍性能好,地层伤害程度小,综合性能完全满足酸化液在油田中的要求。