胶凝酸体系的性能研究及应用

通过对胶凝酸体系的添加剂浓度进行优化,优选出适合于大安寨大一亚段灰岩储层改造的高黏、缓速、防腐胶凝酸体系。考察了胶凝酸体系的耐温抗剪切性、缓蚀性、流变性及缓速性。结果表明,研制的胶凝酸体系具有良好的耐温抗剪切性能,70℃,170 s-1条件下剪切2 h,黏度大于20 mPa·s;具有良好的防腐性,70℃,8 MPa条件下,对BG80钢片的腐蚀速率仅为1.78g/(m2·h);具有明显的缓速效果,70℃下反应60 min,缓速率高达70.10%。在涪陵区块大安寨涪页HF-1井应用结果表明,该胶凝酸体系适用于此区块及类似储层的酸压改造。     

高温深部碳酸盐岩储层酸化压裂用交联酸体系制备及性能

常规酸液体系不适用于高温（＞140℃）深部碳酸盐岩储层酸化压裂改造。为了获得耐温性能优良的酸液体系, 按质量比 12∶15∶30∶15∶0.125将氧氯化锆、 水、 异丙醇、 乳酸和木糖醇混合后在 50数 55℃条件下反应 3数 4h 合成了耐温有机锆交联剂 ECA-1, 优选出了酸化压裂用稠化剂 EVA-180, 确定了交联酸体系最佳配方： 20%HCl+0.8%～ 1.2% 稠化剂 EVA-180+3.0%～ 5.0% 交联剂 ECA-1+0.03%破胶剂 EBA, 研究了该交联酸体系的高温流变性能、 缓速性能、 破胶性能及体系微观结构。结果表明, 该交联酸体系的耐温抗剪切性能良好, 成胶强度＞0.06 MPa, 140℃、 170 s^-1条件下剪切 1 h后的黏度在 100 mPa·s左右; 与大理石反应 10 h后溶蚀率为 60%, 具有良好的缓速性能, 可实现深部酸化。此外, 该交联酸体系破胶彻底, 无残渣, 破胶液黏度为 3 mPa·s, 易于返排。微观结构分析表明, 有机锆的加入使稠化酸形成了具有错综致密网状结构的交联酸, 从而提高了交联酸体系的耐温抗剪切性能和缓速性能。图8表3参17     

胶凝酸与交联酸一体化耐高温缓速酸研究

胶凝酸和交联酸是高温碳酸盐岩酸压常用的缓速酸体系,该体系存在耐温能力不足、配伍差等问题,同时现场交联酸和胶凝酸为不同酸液体系,存在配制使用流程繁琐的问题。为解决上述问题,优化形成了一体化酸液体系,交联酸基液可作为胶凝酸使用,加入交联剂作为交联酸使用。交联酸配方为:20%盐酸+1%稠化剂SRAP-2+2.5%高温缓蚀剂主剂SRAI-1+0.5%增效剂+1%酸压用铁离子稳定剂SRAF-1+1%酸压用破乳剂SRAD-1+1%交联剂SRAC-2A和延迟交联剂SRAC-2B（2:12）。胶凝酸在160℃、170 s-1下,恒温剪切120 min后黏度为20 mPa·s。交联酸体系交联时间为93 s,具有良好的延迟交联特性;在160℃、170 s-1下恒温剪切90 min后黏度为55 mPa·s,一体化酸液体系室温可放置10 d以上,在140℃动态腐蚀速率为46.1021 g/（m2·h）。研究结果表明,该体系可满足高温储层对缓速酸的要求,实现酸液体系一体化,方便现场施工,具有较好的发展前景。      

一种高温乳化酸的研制与评价

随着勘探开发的不断深入,川渝地区面临高温深井储层改造酸液技术的拓宽与提升。通过对不饱和双键酯和山梨醇酐油酸酯为主要组分的乳化剂CT1-36的研发,形成了耐温140℃的高温乳化酸,其油酸界面强度高、亲油基接触面积大。实验室对高温乳化酸放置稳定性、高温下的黏度、耐剪切性能、反应速率、腐蚀性能、配伍性能等进行了研究。结果表明,高温乳化酸在140℃下,1h内无酸析出;在140℃、170s-1剪切60min后黏度保持在40mPa·s,酸岩反应速率为常规酸的1/25,残酸黏度10mPa·s,与原油配伍性良好。     

180℃酸化用胶凝酸体系研究与现场应用

深井、超深井日益增多,储层埋藏深、温度高,对酸液体系的性能也提出了更高的要求。常规胶凝酸体系一般耐温150℃以下,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。通过大量室内实验,自主合成具有增黏、耐温等性能良好的180℃酸化用胶凝剂,加量少,耐温性能好。与其配伍使用缓蚀剂、破乳助排剂、铁稳定剂,研制出180℃酸化用胶凝酸体系。该体系在180℃,170 s-1下剪切60 min后酸液黏度仍能保持在20 m Pa·s以上;并具有较好的缓蚀性、铁离子稳定性等特点,达到了超高温深井酸压施工要求。目前国内已施工多口井,最高井温168℃,施工成功率100%,具有良好的增产效果。     

新型耐温乳化酸的室内研制

乳化酸具有滤失量小,缓速性能好的特点,可以产生较长酸蚀裂缝,但是目前的乳化酸应用温度不超过120℃,为了提高乳化酸的耐温性能,通过大量实验,研制出由聚氧乙烯醚(OP)类表面活性剂OP-4、OP-10和咪唑啉复配的耐温耐酸乳化剂,实验表明,该乳化剂具有较好的耐温能力。以盐酸、柴油、自制表面活性剂等为原料,研制出一种抗高温乳化酸,并对其耐温性能、缓速性能、缓蚀性能进行了室内评价。结果表明:自制乳化剂形成的乳化酸能抗130℃高温,可以满足高温深井酸化需要,且具有很好的缓速性能和缓蚀性能,有利于深部酸化,并有利于管路保护。     

一种新型耐高温碳酸盐岩酸压胶凝酸及其应用

酸压改造是高效开发碳酸盐岩储层油气资源的关键措施,酸压工作液的性能及其与储层的适用性是成功增产的前提。针对现有酸液不能很好满足深层高温储层酸压改造需求的难题,优选研发了一种新型耐高温碳酸盐岩酸压胶凝酸体系,对其进行了综合性能评价和现场试验。性能评价和现场试验结果表明:新型胶凝酸使用的胶凝剂（0.8%）降阻率达68.5%;180℃下缓蚀剂和新型胶凝酸对N80试片的缓蚀率达96.70%和98.03%;新型胶凝酸在180℃和170 s-1连续剪切70 min后黏度保持在23.0 mPa·s;在180℃下老化4 h后,胶凝酸保持均相,未出现沉淀、残渣、分层等现象。新型胶凝酸的酸岩反应速率约为现场在用常规胶凝酸的一半。这些性质有利于降低施工难度和风险,实现深穿透储层,形成更长的酸蚀裂缝,实现深度改造和有效提产。新型胶凝酸在高温碳酸盐岩酸压现场试验中获得了初步成功。该新型胶凝酸能够满足180℃碳酸盐岩酸压改造需求,将进一步推广应用。      

耐高温聚乙醇酸缓速酸的制备与性能评价

针对现有常规酸液增产体系高温稳定性较差、酸岩反应速率过快且破乳困难的问题,以聚乙醇酸流体为酸 液内相、柴油为外相,并加入适当的表面活性剂和其他添加剂制备了一种新型PGA缓速酸体系,评价了该缓速酸 体系的稳定性、抗剪切性、产酸能力、溶蚀性。结果表明,优化的PGA 缓速酸在90 ℃时可保持76 h 不破乳, 130 ℃时3 h可产生7.91 mol/L的H⁺,持续反应时至多可生成9 mol/L以上的H⁺;130 ℃时剪切120 min后表观黏度 为31.22 mPa·s,150 ℃时为28.4 mPa·s,均符合行业标准。130 ℃时体系对岩心的静态缓速率分别为同浓度土酸 缓速酸和多氢酸缓速酸的2.7倍和2.1倍。PGA缓速酸与岩心的动态反应速率与同浓度的多氢酸缓速酸相比可降 低一个数量级,与土酸缓速酸相比可降低两个数量级。PGA缓速酸对N80钢片的静态腐蚀率仅为3.453 g/（m²·h）。 PGA缓速酸的缓速性能良好,对金属的腐蚀性弱,且最终降解生成物对环境无害,符合现场工艺要求,具有良好 的可持续发展前景。     

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。     

华北油田碳酸盐岩及复杂砾岩储层酸压改造技术

碳酸盐岩和复杂砾岩储层在华北油田具有广泛的分布,而且该部分储层的地质特征复杂,认识难度大,储层非均质性强,埋藏较深,使用常规的酸化技术很难实现长距离改造的目的.优选出一种新型的能提高酸液作用距离的清洁酸液体系及前置液酸压或者多级注入酸压技术.该体系具有良好的缓速性能,在80℃下的酸岩反应速率仅为盐酸的65%左右,抗温达120℃,破胶彻底,降摩阻性能好,对储层的伤害程度低,残酸对储层的伤害率仅为胶凝酸的32%左右,为常规瓜胶压裂液的20%左右.在虎X井的现场试验应用表明,该酸液体系结合新的工艺方法可以提高裂缝的深穿透性,有利于提高改造效果.     

油气开发中二氧化碳腐蚀的研究现状和趋势

本文综述了二氧化碳腐蚀的机理，分析了钢铁材料、ＣＯ２分压、温度、介质组成、ｐＨ、流速、钢铁表面膜和载荷等对二氧化碳腐蚀的影响，介绍了二氧化碳腐蚀的研究水平和研究趋势。     

强渗透缓速酸液体系研究与评价

在碳酸盐岩储层的酸化压裂改造过程中,酸液质量的优劣直接影响着最终的改造效果。目前,常用的酸液体系存在渗透性差、腐蚀高、缓速效果不佳等问题。通过室内实验,研选出了适宜的复合有机缓速酸主体酸液以及酸用降阻剂、缓蚀剂和铁离子稳定剂等助剂,开发出了一套适合碳酸盐岩储层的新型强渗透缓速酸液体系。实验室综合评价结果表明,该强渗透缓速酸液体系具有良好的缓速性能、较低的腐蚀速率以及更优的渗透性能。此项研究对碳酸盐岩油藏储量的充分动用及高效开发具有重要的理论指导意义和实际应用价值。      

一种吸附型酸化缓速剂的制备及性能研究

针对酸化作业中存在的酸岩反应速度快、残酸返排困难、二次伤害大等问题,以丙烯基聚氧乙烯醚（APEE）、酯类单体（EX）、丙烯酰胺（AM）为原料,通过乳液聚合成功制备出一种吸附型酸化缓速剂。通过单因素优化法,确定了最佳合成条件为:m(AM)∶m(APEE)∶m(EX)＝10.66∶1.05∶0.17,单体质量分数加量15%,引发剂质量分数加量0.25%,反应温度50 ℃ ,反应时间6.0 h采用红外光谱对缓速剂分子进行了结构表征,并研究了缓速剂加量、温度和钙盐含量对缓速剂延缓酸岩反应性能的影响。 结果表明,缓速剂质量分数加量为0.8%时,酸岩反应时间可延长至120 min;在70 ℃下,缓速剂依然具有良好的缓速性能;缓速剂配制而成的缓速酸具有优良的抗钙盐性能。 通过SEM成功观察到缓速剂吸附在岩石表面,有效延缓了氢离子与碳酸钙表面的接触,从而降低了酸岩反应速率。      

高温高粘胶凝酸体系合成及性能评价

为了适应富台油田和渤深6井区深层、高温碳酸盐岩油藏酸化压裂改造的需要,通过反相乳液聚合反应合成了一种新型的YLG-1高分子共聚物,将该共聚物溶解到盐酸中,可以形成一种新型的耐高温胶凝酸体系。室内实验表明,该胶凝酸体系在质量分数为25%的盐酸中,当温度达到170℃时,其粘度值仍大于25mPa·s。利用YLG-1胶凝剂配制的胶凝酸体系,可以有效地提高酸液的粘度,降低胶凝酸岩与碳酸盐岩岩心的反应速度,提高酸刻蚀裂缝的穿透深度。在富台油田和渤深6井区碳酸盐岩油藏的酸化压裂中取得了较好的应用效果。     

一种砂岩缓速酸酸岩反应模型的建立

砂岩酸压增产改造工艺技术在复杂岩性、低渗透、特低渗透、非常规及特殊油气藏的勘探开发中,得到了越来越广泛的应用。砂岩储层酸压的关键在于形成较高导流能力的酸蚀裂缝,为了有效改造储层和减轻二次伤害,常采用缓速酸液体系进行砂岩酸压。为了完善砂岩缓速酸的酸压理论,科学指导砂岩酸压设计和现场施工,基于酸液缓速机理和酸岩反应机理,建立了砂岩缓速酸酸压中裂缝内和滤失区的酸液浓度分布和矿物浓度分布模型,并用于计算酸蚀裂缝导流能力、酸液滤失区孔隙度和渗透率的改善程度。实例模拟结果表明：缓速酸酸压可保证酸蚀裂缝和滤失区具有较高的HF浓度,有利于增加酸液有效作用距离和改善基岩孔隙度和渗透率,但过高的HF浓度则会产生硅胶沉淀,对储层造成二次伤害,从而降低酸压效果;单一氟硼酸和氢氟酸的复合缓速酸液体系产生的导流能力随裂缝长度的增加呈现出先增加后降低的趋势,因而应考虑采用多种酸液多级交替注入酸压。     

元坝气田超深水平井防漏型乳化酸解卡技术

元坝气田水平井在钻进长兴组地层时常发生卡钻事故,采用常规泡酸易井漏且无法解卡.为解决该问题,在深入分析卡钻原因的基础上,研究了超深水平井防漏型乳化酸解卡技术.其基本思路是:利用乳化酸的缓速原理使酸液返至卡点位置,配合使用惰性堵漏材料来减缓形成漏失通道后的漏失速度,增长酸液与基岩的反应时间从而达到解卡的目的.通过室内试验形成了一套防漏型乳化酸配方,试验表明,该乳化酸与长兴组岩屑以及滤饼的酸溶率能分别达到50%和40%;酸液中的堵漏材料能有效提高封堵效果,封堵率达到99%;同时,乳化酸具有较好的缓速酸性能,破乳温度可达到140 ℃.该乳化酸在YB205-1井长兴组地层压差卡钻中进行了试用,成功解决了卡钻问题.研究表明,防漏型乳化酸能解决高渗碳酸盐岩超深水平井中的压差卡钻问题.      

New formula for acid fracturing in low permeability gas reservoirs: Experimental study and field application

One of the main stimulation techniques to enhance gas production in low permeability reservoirs is acid fracturing. Controlling the leak-off of reactive fluids is the key to a successful acid fracturing. In this study, new chemicals and techniques have been developed to control the leak-off by increasing the viscosity of the fluid systems after the acid fracturing fluids were injected into formations. The initial viscosity of the acid fluids was low. The viscosity increased with the increase in the amount of acid injected. Experiments have been conducted in laboratory to prove the efficiency of leak-off control using the new chemicals. The experimental results showed that the new fluid systems reduced the leak-off significantly compared to the gelled and normal acids. The leak-off rate of the new fluid systems was close to that of non-reactive fluids. Because the targeted reservoirs had a high temperature, the thermal stability was also tested and the results showed that the new chemical fluids were stable at 120 °C. Because of the remarkable experimental results, acid fracturing stimulations have been conducted using the new chemical fluid systems in 26 wells in Changqing gas field. The production performance has been evaluated after acid fracturing using the new chemicals. The field test results showed that the gas production was increased remarkably using the new chemical fluids and techniques, compared to the routine gelled acid fracturing. A plan has been embarked to apply the proposed techniques in Changqing gas field widely because of the satisfactory pilot field test results and the low cost of the chemicals.     

苏里格气田东区碳酸盐岩储层酸压用单剂稠化酸

为了解决鄂尔多斯盆地苏里格气田东区下古生界碳酸盐岩储层进行酸压改造所用的稠化酸配制流程复杂、无法连续混配的问题,研发了一种多功能酰胺类稠化剂(GA),将其加入浓度为20%的盐酸溶液,搅拌后得到稠化酸(GAS);然后,通过室内实验评价不同GA加量下GAS的黏度、缓蚀性能、缓速性能、耐温抗剪切性、GAS对岩心的改造能力、铁离子稳定性、GAS破胶性能和残渣含量;在此基础上,利用GA加量为3%和6%的GAS酸液在苏里格气田东区碳酸盐岩储层进行了酸压改造试验。研究结果表明:①GA稠化剂在盐酸溶液中能快速溶解,为稠化酸的连续混配提供了前提条件;②GAS酸液的黏度远高于常规稠化酸,且GAS酸液具有良好的缓蚀性能、缓速性能、耐温抗剪切性和对岩心的改造能力,同时GAS酸液破胶速度快、残渣含量少,铁离子稳定性好;③GAS酸液在配制过程中只在基础酸液中加入一种添加剂GA,简化了稠化酸酸液配制流程,实现了现场酸液连续混配,解决了配置常规稠化酸需要加入多种添加剂所导致的配置流程复杂、施工效率低的难题;④GA加量为3%和6%的GAS酸液在苏里格气田东区碳酸盐岩储层进行酸压改造试验,现场酸压15井次,成功率达86.7%,在储层物性稍逊的情况下,试验井采用GAS酸液进行酸压后测试的天然气无阻流量高于酸压采用常规稠化酸的对比井。结论认为,GAS酸液对碳酸盐岩储层的改造效果更好。