清洁转向酸H~+表面传质行为实验研究

清洁转向酸是一种可应用于碳酸盐岩储层酸化压裂的酸液体系。该体系在与碳酸盐岩反应后形成冻胶,可有效降低泵送磨阻,形成的冻胶可以暂堵酸蚀蚓孔,抑制酸液滤失,延长酸压酸蚀有效裂缝。通过对清洁转向酸在碳酸盐岩表面传质行为及其影响因素的实验研究。结果表明,清洁转向酸传质过程受地层温度场和液体流场影响较大。随温度升高,传质过程加速,酸岩反应速度变快,形成的冻胶稳定性变差,酸滤失量增加,酸蚀裂缝长度缩短;随流速的增加,对流传质过程加速,酸岩反应速度变快。     

磺酸型表面活性剂清洁压裂液的性能研究

为研制新型清洁压裂液,采用脂肪酸甲酯磺酸钠与芥酸酰胺丙基甜菜碱复配得到了一种增稠剂MC-1,研究了MC-1及无机盐加量对压裂液黏度的影响,考察了压裂液(3%MC-1+5%KCl)的耐温性、耐剪切性、悬砂性和破胶性能。结果表明,MC-1与多种无机盐KCl、NH4Cl和Na Cl均有较好的协同性,其中与KCl的协同性最好,压裂液黏度随MC-1和KCl加量增大而增加;该压裂液具有较好的耐温耐剪切性和悬砂性,在80℃、砂比40%的条件下,砂子的沉降速度为1.18 mm/s;与煤油混合后在80℃下2 h内完全破胶,破胶液黏度为4.5 m Pa·s,表面张力为24 m N/m,界面张力为0.8764 m N/m。该压裂液可适用于小于90℃的地层使用。     

清洁转向酸在塔河油田储层改造中的应用

为了解决塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏酸压施工液体滤失量大,酸蚀裂缝距离短以及压后沟通下部水体,造成含水上升快且后期快速水淹等难题,开发了清洁转向酸复合酸压技术。该酸液不仅能够实现转向暂堵功能,具有良好的缓速性和耐高温流变性,而且还能快速返排,对油层兼具控水功能。该技术在TK259井应用后获得了成功,不仅对裂缝发育的储层段起到了很好的暂堵作用,而且压后获得了可喜的产量。酸压后初期日产油23.6 m3/d,日产水3.8m3/d,日产气1.6×103m3/d。截止2012年12月累产油2.5万吨,累产水0.47万吨,累产气1.8×103m3。该技术在塔河油田的成功应用为以后类似井的施工提供了很好的借鉴作用。     

碳酸盐岩自转向酸酸岩反应动力学实验研究

酸岩反应动力学参数为正确分析酸岩反应速率规律、指导基质酸化/酸压施工设计提供了基础。利用旋转岩盘实验仪进行碳酸盐岩自转向酸酸岩反应动力学参数的测定,建立了酸岩反应动力学方程,并分析其影响因素。结果表明,自转向酸具有较低的反应速率及传质速率,其在80℃、500r/min、7.5MPa条件下,酸岩反应级数m=1.144,反应速率常数K=4.34×10-(7mol·L)-m·mol(/cm2·s),反应速率方程为J=4.34×10-7Ct1.144;其活化能Ea=34991J·mol-1,频率因子K0=6.53×10-2(mol·L)-m·mol(/cm2·s),酸岩反应动力学方程为J=6.53×10-2e-34991/RTC1.144;并通过转速～De及Re～De分析可知,影响H+有效传质系数的因素包括转速和酸液浓度。     

清洁转向酸酸压技术在塔河油田的应用

塔河油田3号区块奥陶系储层在酸压过程中缝高较发育，沟通下部水体后造成含水上升快且后期快速水淹。为了改善非均质储层酸压效果，同时控制压后产水，开发了清洁转向酸复合酸压技术。酸液中的黏弹性表面活性剂与盐类化合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，黏度降低，易于返排，不仅具有自转向作用，且具有布酸控水功能。该技术在TK332井获得了成功应用，措施完成后初产油30m3/d，产气1.9×104 m3/d，且压后不产水。施工时发现，转向酸不适合高排量作业，排量控制在2～3 m3/min时布酸控水效果更明显。该技术的成功应用，为以后同类井施工提供了较好的借鉴。     

塔里木盆地塔中碳酸盐岩储层酸岩反应动力学实验研究

阐述了灰岩与HCl之间的反应原理及各动力学参数的表达式,用旋转岩盘腐蚀测定仪．系统地测定了中1井20％胶凝酸的酸岩反应动力学方程,求取了反应活化能、酸岩反应速度常数、H^＋有效传质系数等酸岩反应动力学参数,可以为酸压优化设计提供可靠的依据。     

长庆油田高桥区块碳酸盐岩储层酸岩反应基础研究

测定了长庆油田高桥区块碳酸岩储层的酸岩反应动力学参数,并对反应机理及影响因素进行了研究。结果表明:反应速度常数K随着酸液黏度升高而降低,反应级数m也随着酸液黏度升高而降低;普通酸的反应活化能方程为J=8.6×10-5 EXP(-2122.01/RT)C1.0389,而稠化酸的为J=1.51×10-5EXP(-1201.59/RT)C0.7861;随着转速升高普通酸H+传质系数上升更快;对酸岩反应机理及影响因素研究发现,体积分数为20%的普通酸的反应速率是15%时2.1倍,而体积分数为20%稠化酸的反应速率是15%时的1.6倍;110℃条件下普通酸是稠化酸反应速率的2.5倍,普通酸110℃是70℃条件下的反应速率的3.8倍,稠化酸110℃是70℃下的反应速率的2.4倍;普通酸800r/min是100r/min下的反应速率的5.7倍,稠化酸800r/min是100r/min下的反应速率的5.2倍。     

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.     

清洁转向酸在磨溪嘉二高压气藏水平井完井酸化中的应用

针对磨溪嘉二气藏埋藏较深、高温、高压,水平井段长度大、有效储层分散及非均质的特点,成功用于磨溪雷气藏水平井完井酸化的连续油管拖动酸化工艺,由于受注入压力、管径的限制,施工排量、规模受限。不能完全满足嘉二气藏完井酸化的需要。新开发的清洁转向酸技术是依靠反应生成的盐类物质（CaCl2、MgCl2）的浓度及pH值的变化自然调节酸液的粘度,实现酸液的转向。达到封堵已酸化储层（高孔、高渗、裂缝性产层）的目的,从而实现非均质储层（长水平井段）的均匀酸化。该工艺技术在M005-H3井获得了成功应用,射后初测产气3．5706×10^4m^3／d,采用加重酸解堵酸化后,测试产量减至2．61×10^4m^3／d,采用清洁转向酸措施后气产量增至4．7888×10^4m^3／d,采用胶凝酸重复酸化后产量又减至3．3366×10^4m^3／d,表明清洁转向酸体系在该井的应用中具有明显的优势。     

碳酸盐岩油藏酸岩反应动力学实验研究

叙述了灰岩与盐酸之间的反应及各动力学参数的表达式。针对塔河灰岩油藏 (温度 12 0～ 130℃ )采用的大量前置液酸压裂作业 (裂缝平均温度 90℃ ) ,考察了实验条件的模拟 :使用不同浓度的乏酸模拟同离子效应 ;反应压力大于 7MPa ,以建立真实的固液相反应条件 ;反应温度为 30℃ ,6 0℃ ,90℃ ,12 0℃ ;通过岩盘转速控制酸液Re,以模拟酸液流态。实验仪器为经改进的美国TEMCO公司CRS 10型酸岩反应动力学实验仪 ;实验用油藏岩心孔隙度0 .1%～ 4 .8% ,渗透率 0 .1× 10 -3 ～ 2 5 2× 10 -3 μm2 ,含CaCO3 ～ 98% ;酸液为含 2 0 %HCl的配方凝胶酸 ;酸岩反应速率由岩盘失重数据计算。重点报道了一个岩心的酸岩反应动力学参数 :在 90℃ ,5 0 0r/min ,Re=12 .87条件下 ,由不同酸浓度下的反应速率J求得反应级数m =0 .4 86 3,反应速率常数K =7.82 0× 10 -6(mol/L) -m·(mol/cm2 ·s) ;在 90℃下随Re增大 ,J出现最大值而有效H+ 传质系数De 趋于下降 ;由 4个温度下 5 0 0r/min ,Re=12 .87条件下求得的J值求出反应活化能Ea=11.398kJ/mol,频率因子K0 =8.343× 10 -4。给出了 12井层岩心的酸岩反应动力学参数值范围。图 2表 3参 3。     

泥灰岩致密油自转向酸体系

为解决束鹿凹陷泥灰岩致密油储层以往改造中面临施工压力高、改造距离短和导流能力低的难点,根据泥灰岩酸岩反应特征,优化了自转向酸体系配方,开展了转向酸体系黏度性能、流变性能及破胶性能评价。利用岩心流动实验方法,研究了酸液对裂缝网络的沟通作用,明确酸液体系与施工参数对酸蚀裂缝网络的影响。实验结果表明,自转向酸具有低伤害、易破胶和易均匀布酸的优点,残酸浓度降低到5%时黏度可达到96mPa²s;酸液能够实现侧向对天然裂缝的大幅度沟通,满足泥灰岩储层改造的要求。对比不同改造工艺下裂缝导流能力,形成一套适合泥灰岩储层的转向酸压与加砂压裂复合的体积改造模式,该技术在ST1H井等3口井15段中综合应用,稳定日产量是以往的10倍。      

碳酸盐岩气藏的酸化压裂技术

Khuff碳酸盐岩气藏由于其固有的非均质特性 ,使其成为实施酸化压裂的理想储层。采用一些类型的酸液对这种致密白云岩气藏进行了酸化压裂增产处理 ,建立起了一个 70余口气井酸化压裂处理的大型数据库 ,用于研究酸液 /岩石的相互作用关系 ,继而确定岩性与酸液类型之间的关系。本文论述了增产处理的目标、目前在用的酸液、对返排试样的分析、根据返排试样对储层中白云岩与方解石的测试、施工作业的有关数据资料、对酸化压裂增产处理的分析和测井岩相与酸液的关系等研究成果。     

碳酸盐岩酸压中酸蚀蚓孔的认识与思考

酸蚀蚓孔效应作为影响酸压中酸液滤失的一个重要因素,已经引起人们的重视。国内外学者在酸蚀蚓孔效应的形成机理、影响因素以及考虑蚓孔效应的酸液滤失模型方面进行了大量的研究,到目前,国内外关于酸化压裂设计中的蚓孔动态扩展模型的研究还很少,并且现有的蚓孔模型在应用上也有一定的局限性。据此就目前国内外在酸蚀蚓孔效应方面的研究工作进行了概括总结,并提出了现存的问题和今后研究的重点,对研究酸压中的滤失问题及蚓孔模型的建立有一定的指导意义。     

塔河油田碳酸盐岩储层用新型长效酸液体系的实验研究

塔河油田碳酸盐岩储层酸压要求酸液具有耐高温、延缓反应速率和降低滤失速率的性能,为此需要研发一种新型长效酸液体系。通过优选聚合物、破胶剂和助排剂,筛选出一种新型长效酸液体系配方：20%HCl＋0.9%聚合物A＋2.5%缓蚀剂H＋1.0%助排剂C＋1.0%破乳剂Q。评价结果表明,该长效酸液体系耐温耐剪切性能好,腐蚀速度低,缓速性能及助排性能好。     

碳酸盐岩储层缝内暂堵转向压裂实验研究

顺北油气田碳酸盐岩储层非均质性强、连通性差,采用暂堵转向压裂技术可提高裂缝复杂程度,改善开发效果,但碳酸盐岩储层暂堵条件下的裂缝起裂扩展规律尚不明确。为此,采用改进后的三轴压裂物模模拟实验装置,进行了碳酸盐岩暂堵转向压裂实验研究。依次注入压裂液和加有暂堵剂的压裂液,分析了注入暂堵剂前后的施工压力曲线变化情况和暂堵转向压裂后的裂缝形态,从而明确了裂缝暂堵转向规律和实现缝内暂堵转向压裂的条件。研究表明,暂堵可增大裂缝复杂程度;为了实现缝内暂堵转向压裂,岩样内要发育有天然裂缝或层理面,同时暂堵剂能够进入裂缝内并实现封堵,使施工压力升高,从而实现新缝开启或转向。碳酸盐岩缝内暂堵转向规律研究结果为顺北油气田碳酸盐岩储层压裂改造提供了理论依据。      

塔河碳酸盐岩储层大型酸化压裂技术介绍

塔河奥陶系油藏是缝洞型碳酸盐岩油藏,酸化压裂是碳酸盐岩储层改造的有效手段,经过几年的探索、实践,塔河油田碳酸盐岩深层酸化压裂在酸压选层、酸液体系、施工规模、泵注程序、管串结构、酸后排液、酸压监测和压后评估等方面都形成了独具特色的一套技术。本文此作了简要介绍。     

高温碳酸盐岩储层双重缓速酸的制备与性能评价

针对高温碳酸盐岩储层酸化中缓速酸缓速效果不佳、注入困难等问题,以二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰 胺、K₂S₂O₁和NaHSO₃为原料制备了缓速稠化剂（CPAM）。将CPAM、缓速剂（十二烷基三丁基溴化膦）、缓速分散 剂（尿素）复配制得双重缓速酸体系。研究了双重缓速酸在高温下的缓速效果和酸蚀裂缝导流能力,通过扫描电 镜和接触角的测定分析了缓速机理。结果表明,双重缓速酸主要依靠CPAM和尿素提高缓速剂在岩石表面的附 膜效果来实现缓速。优选的双重缓速酸体系为1%～2%缓速剂+0.1%～0.3% CPAM+1.5%尿素。在90 ℃、170 s^-1的条件下,该双重缓速酸对应的鲜酸和残酸剪切后的黏度均小于10 mPa·s。在90 ℃下,双重缓速酸的缓速效 率高达97%,缓速效率明显优于稠化酸;在180 ℃高温环境下,其导流能力保持率高,抗压能力强。该双重缓速 酸具有易注入、抗高温、缓速效果好的优点,适用于180 ℃以上深层超深层碳酸盐岩储层的酸化改造。     

An Acid Fracturing Integrated Model to Enhance Productivity of a Tight Carbonate Formation

Acid fracturing is one of the commonly used well stimulation treatment in tight carbonate reservoirs. Carbonates are generally low permeable but with high storability and are good candidate for acid fracturing. The success of acid fracture depends on the penetration of live acid and fracture conductivity. This article presents a program integrating fracture geometry, acid flow, fracture surface characterization, and fracture closure. Sensitivity analysis shows that the conductivity correlates with the fracture width. The conductivity increases linearly with the initial roughness of fracture face. The conductivity decreases with the closure stress. This work would predict conductivity and productivity at different conditions and help adjust the treatment parameters to give optimal productivity.     

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。     

缝洞型碳酸盐岩储层暂堵性堵漏配方研究

暂堵性堵漏是针对缝洞型储层漏失控制提出的新技术,具有堵漏剂粒度分布广、固相粒子架桥快速、形成的封堵层致密并可以双向承压等特点。人工制成了缝宽为150 μm的缝洞岩样,在暂堵性堵漏机理的基础上,优选了封堵150 μm缝宽裂缝的暂堵性堵漏材料,进行了"架桥粒子粒径"、"架桥粒子加量"和"变形粒子加量"的3因素3水平正交试验。试验结果表明,架桥粒子与裂缝宽度匹配关系为1∶1、架桥粒子体积分数为2.0%、变形粒子体积分数为1.5%是最佳复配组合。用端面为缝和端面为洞两类缝宽150 μm的缝洞人工岩样,进行了动态损害评价试验和酸溶解除滤饼试验。试验结果表明,优化配方均在3 min内形成暂堵率达99.999 9%的滤饼,其承压能力至少为12 MPa,自然返排恢复率大于65%,酸溶助排恢复率达85%以上,较好地实现了暂堵性堵漏目的。