多氢酸技术在沈阳油田的应用

砂岩储层酸化的常规土酸体系存在与矿物反应速度快、酸化液的有效距离短和容易产生二次沉淀等问题。现存的缓速酸酸液体系不能克服粘土和石英界面反应速率的巨大反差,新的深度酸化工艺可以在一定程度上增加酸液的穿透距离,但工艺繁琐,且仍然不能解决沉淀、堵塞问题。多氢酸体系与现存的HF酸体系相比,其反应速度慢,溶解能力强,且具有良好的防垢性能和分散性能,可以抑制井眼附近的地层伤害,有效控制二次沉淀等优点。     

多氢酸酸液体系酸度特性实验分析

一般砂岩的主要成分含有大量的硅质（包括石英和硅酸盐），由于氢氟酸能与石英和硅酸盐反应，迄今为止对于砂岩酸化都是用含有HF的酸液体系。但是，氢氟酸会快速的与黏土反应，同时产生二次、三次沉淀，这不利于保护岩矿的胶结和防止酸化过程中的储层伤害。为了减少这些负面效应的产生，提高油气藏酸化效果，国内外一直致力于酸液体系和酸化工艺改进研究。为此，对多氢酸酸液体系的特性进行了进一步的实验研究，结果表明：多氢酸酸液体系是一种多元弱酸，在酸化过程中能逐渐释放H⁺，可以保持溶液的pH值变化较小，即保持酸液的HF浓度变化较小；多氢酸酸液体系的初始pH值较高，可减少缓蚀剂的用量；多氢酸酸液体系是一种缓冲酸液体系；对于砂岩酸化，多氢酸比传统的含HF酸液体系更好；对于高温砂岩地层油气藏酸化，使用多氢酸酸液体系可延长酸液有效作用范围。     

多氢酸酸化技术研究及应用

常规土酸体系与矿物反应速度快、酸液的有效距作用离短和容易产生二次沉淀;新的深部酸化工艺可以在一定程度上增加酸液的穿透距离,但工艺繁琐,且仍然不能解决沉淀、堵塞问题。针对以上问题,2010年我厂引进多氢酸酸化工艺,本文通过对多氢酸酸液体系的性能研究,总结出了多氢酸酸液体系诸多优越性,并在现场进行试验,取得了较好的现场应用效果。     

多氢酸+氧化复合酸解堵工艺应用及评价

随着油田开发时间的延长,地层有机垢污、细菌产物堵塞、无机垢、聚合物、水泥浆等造成的油层堵塞伤害,造成单井产量下降;酸化解堵技术均采用含有HF的酸液体系,然而,HF与粘土矿物反应非常迅速,酸液大部分消耗在井筒附近,造成酸液穿透距离短,甚至还会产生二次沉淀,造成储层的永久性伤害。多氢酸+氧化复合解堵技术实现了缓速、无机、深部解堵,本文就该技术在五里湾油田的应用及效果进行了分析评价。     

多氢酸体系酸化效果的室内试验研究

针对渤海辽东湾某区域油井采用常规酸液体系进行酸化处理效果不佳的现状,开展了多氢酸氢离子浓度测定以及多氢酸体系的溶蚀率、润湿性、流动效果等室内试验研究。结果表明:多氢酸原液的氢离子浓度较高,可以保证酸液体系中具有充足的氢离子与氟盐反应生成氢氟酸;多氢酸体系对石英的溶蚀率大大高于土酸和氟硼酸体系,而且对粘土矿物具有抑制反应速度的作用;多氢酸体系可以保持地层的水湿性质,不会对储层的油气渗流产生不利影响;多氢酸体系对砂岩储层的酸化效果要好于土酸和氟硼酸等常规酸液体系,应用多氢酸体系进行酸化处理后的岩心渗透率比可达3.0。采用本次试验研制的新型多氢酸体系对渤海辽东湾3口油井进行酸化处理,单井增油效果明显。     

砂岩酸化用多氢酸体系螯合性实验分析

为了进一步研究多氢酸与砂岩矿物的反应特性,分析多氢酸体系的螯合性,在用X射线(X-ray)衍射仪分析长庆油田长3、长8储层岩心矿物含量的基础上,通过长岩心酸化流动仪进行岩心酸化流动模拟实验,使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP)和核磁共振(~(19)F NMR)技术分析多氢酸螯合性。ICP实验结果表明,多氢酸在实验条件下具有良好的螯合性,随着酸液浓度的增加,多氢酸的螯合性加强,但当浓度增加到6%以后,其螯合性加强不明显;多氢酸的螯合性会随着反应温度和酸液注入速率的增加而下降,且温度大于150℃后酸液不能起到良好的螯合作用。~(19)F NMR结果显示废液样共检测出3组吸收峰(-167.6~-163.6、-155.7~-154.7和-146.4),表明多氢酸与砂岩矿物反应生成了氟铝酸盐(AlF~((3-x)+x))系列化合物,抑制二次沉淀AlF_3的生成。实验结果可以为多氢酸的应用推广提供依据。     

川西须家河气藏地层水与蓬莱镇气藏地层水和储层配伍性探讨

酸化可有效疏通地层渗流通道,改善地层流体渗流能力,实现油气井增产、注水井增注。但酸化过程中铁离子的存在容易在地层中形成沉淀,堵塞地层孔隙喉道,影响酸化效果。针对砂岩储层,开展了常规土酸、氟硼酸、多氢酸三种酸液体系中铁离子沉淀机理研究。研究结果表明:在砂岩储层酸化中,铁离子以多种复合物的形式存在于沉淀产物中,不同于碳酸盐岩储层采用盐酸酸化时铁离子以Fe(OH)3沉淀的形式出现。对于不同酸液体系,铁沉淀形成的条件不同。常规土酸在较低的pH值条件下即出现沉淀,且在pH值为1.2时完全沉淀,氟硼酸形成铁沉淀的pH值较土酸大。多氢酸对金属离子具有较好的螯合作用,使得其在一个较小的pH值范围内才会出现铁的沉淀,而且出现沉淀时pH值较大,采用该酸液体系进行砂岩储层酸化,形成铁离子沉淀的风险较小。     

应用多氢酸技术实现大港油田段六拨区块降压增注

多氢酸酸液体系可以抑制二次沉淀的生成,实现深穿透。该体系中的氟盐和多氢酸是一个自动调节酸液体系,随着酸液中H 的消耗,多氢酸会逐渐电离出H ,与氟盐生成可供反应的HF,且具有缓速性,其反应速度约是其它酸液的30%左右。另外,多氢酸酸液体系极强的吸附能力的性质,能催化HF酸与石英的反应;酸岩反应环境中,其对硅酸盐沉淀的控制能力明显优于常规土酸、缓速酸,具有很好的延缓、抑制近井地带沉淀物的生成能力;该体系能够保持或恢复地层的水湿性,在对油层进行改造的同时不会对地层造成更大的伤害。结合大港油田段六拨区块高压、低孔、低渗的特点,采用新型的多氢酸体系,优化配方和施工方案,实现了段六拨区块注水井降压增注。该技术为同类油藏的油层解堵措施提供了依据和指导。     

复杂砂岩气藏酸化酸液体系优选

砂岩矿物组成的复杂性决定了酸化酸液体系选择困难,采用室内物理模拟实验,结合电镜扫描技术,分析了经验选择的酸液体系对TZ气藏两类典型砂岩储层的酸化效果影响,根据酸化物理模拟实验优选了两类储层的酸液体系。实验结果表明,碳酸盐矿物含量高(大于20%(w))、岩石胶结疏松的储层,仅用15%(w)HCl酸化不能解除钻井液污染,需采用前置酸(15%(w)HCl)与主体酸(12%(w)HCl+1%(w)HF)相结合,并适当减小用酸量;泥质含量高、岩石胶结强度高的储层,采用前置酸(12%(w)HCl)与主体酸(13.5%(w)HCl+2%(w)HF)相结合,适当增加用酸量。实验研究表明,一套酸液体系难以解决复杂砂岩储层的酸化问题。现场应用试验表明,实验优选的酸液体系能较好地解除储层污染,提高酸化效果。     

砂岩基质酸化模型研究与应用

在砂岩基质酸化中,优化设计所采用的“一酸两矿物”模型没有考虑HF与矿物反应后所生成的H2SiF6与粘土类矿物的进一步反应。研究表明,这一反应在砂岩油气藏酸岩复杂反应的整个过程中是十分重要的。尤其在高温地层中该反应更普遍,对酸化效果的影响更大。为此提出了一个新模型,能真实模拟这一酸岩反应化学过程。新模型考虑了流速对酸岩反应的影响,以及H2SiF6与快反应矿物再反应生成Si（OH）4沉淀,并且Si（OH）4作为第三种矿物与HF反应这一复杂的酸一岩反应过程;同时,新模型还考虑了砂岩储层纵向上的非均质性。采用新模型和软件能实时模拟高温地层酸化过程中酸液在储层岩石中的流动和溶蚀以及储层渗透性和孔隙的变化,能直观反映酸化过程中酸液对储层伤害的解除情况,可以更好地指导砂岩储层基质酸化优化设计。应用实例验证了新模型的科学性、适用性。易于现场推广应用。