变粘酸用转向稠化剂VCA的研制

由长链脂肪酸衍生物合成了分子量~480、易溶于水和酸的阳离子表面活性剂VCA,实验考察了VCA作为自变粘盐酸液稠化剂的性能。VCA为50%水溶液,呈棕红色,粘度~10 mPa.s,在22%盐酸中当温度<40℃时可稳定存在7天以上。在25℃模拟酸岩反应中,含VCA的22%盐酸液逐步被Ca(OH)2中和,当酸浓度降至17%以下时,在Ca2 作用下VCA球形胶束变为蠕虫状胶束并形成网状结构,酸液变为粘弹性凝胶,20和40 g/L VCA酸液粘度最高达~450和接近900 mPa.s(乏酸浓度3%时),酸岩反应完成、pH值升至4以上时凝胶完全破解。VCA酸液耐温性良好,浓度由22%被中和至16%的含40 g/L VCA的盐酸液,在90℃、170 s-1粘温性测定中,初始粘度~82 mPa.s(~25℃),最高粘度~95 mPa.s(90℃),1小时后粘度≥19 mPa.s(90℃)。含20 g/L VCA的22%盐酸液与大理石在90℃、常压、静态反应100 min,大理石剩余质量>50%,表明该酸液缓速性良好。含40 g/L VCA的22%盐酸液在相同条件下与大理石完全反应后,乏酸液粘度<5.0 mPa.s,无沉淀,与水完全混溶。图3参5。     

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。     

两性表面活性剂芥子酰胺丙基甜菜碱的合成与应用

针对非均质储层或者特殊性储层（高温、高渗、含H2S、裂缝性）酸化时对酸液的有效置放和克服基于聚合物的酸液体系对地层潜在伤害的问题,研制出了一种能较好解决上述问题的酸液体系,它的主要物质是合成出的一种新型两性表面活性剂--芥子酰胺丙基甜菜碱,简称SAP-BET.SAP-BET属于具有很长疏水碳链的两性粘弹性表面活性剂,用其配制的流体具有良好的粘弹性行为.恰当配方的SAP-BET酸液体系,在高温地层条件下与储层矿物反应后,会形成足够高的粘度,使其具有分流、控制滤失、增加有效作用距离等作用;这种高粘度的流体遇到地层中的碳氢化合物时自动破胶,因此不会对地层造成二次伤害.研究了SAP-BET酸液的粘弹性行为和流变性,以及各种酸液添加剂对其流变性的影响,从研究酸岩反应和酸液变粘机理入手,采用SAP-BET配制出了适用于砂岩酸化的分流酸和适用于碳酸盐岩酸化的清洁变粘酸,介绍了SAP-BET酸液在现场应用中应注意的问题.     

酸液稠化剂TT-1的性能研究

以丙烯酰胺、丙基氯化铵、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸、丙烯酸为单体,以过硫酸铵和亚硫酸氢钠氧化还原体系为引发剂,在45℃,单体总浓度为25%,引发剂加量为单体质量0.12%和氮气保护条件下,用水溶液聚合方法制备了一种酸液稠化剂TT-1并对其性能进行了评价,结果表明TT-1的酸溶性好,酸溶时间约为22 min;增黏能力强,60℃时2.5%的TT-1可使酸液黏度在40 mPa·s以上,剪切稳定性好,在170 s-1剪切速率下表现出了较强的抗剪切稀释能力;在NaCl和CaCl2总浓度为10%条件下表现出良好的抗盐性能,与常用酸液添加剂的配伍性好.     

清洁自转向酸液的研制及性能评价

均质酸化、酸液滤失和酸-岩反应速度是影响酸化作业的重要因素。为获得更理想的酸化效果,实验室研究了一种甜菜碱类表面活性剂在季铵盐类表面活性剂复配下形成的VES自转向酸液体系：5％VES＋0．8％CTAB＋0．6％水杨酸钠＋3％KBr,当pH值高于1时,酸液粘度迅速上升,pH值上升到3时,酸液粘度达到最大值（600mPa·s）,从而能够有效地使酸液转向。当pH值为6时,体系彻底破胶,易于返排。首次初步讨论了盐酸浓度大小对变粘酸变粘特性的影响,并分析了酸液由线性胶转变成螺旋状胶束的因素,证实了离子浓度对酸液变粘特性具有举足轻重的作用。     

高温酸化胶凝剂YJN-1的研究

阴离子单体AMPS、阳离子单体H-DMDAAC及AM在水溶液中进行氧化还原体系引发的共聚合，得到液体产物，即高温酸液胶凝荆YJN-1。将共聚产物用乙醇多次沉淀，得到了粉末状三元共聚物，用红外光谱确认了共聚物结构。在搅拌下（1701／s），YJN-1在20％盐酸中的溶解时间为20-25分钟。20％盐酸的黏度随YJN-1加量的增大而增大。YJN-1加量1％的20％盐酸，30℃时黏度（1701／s）为87．2mPa·S，150℃时降至37．5mPa·s，在30℃、1701／s剪切120分钟后黏度仅下降7．8％，在90℃、面容比1：4条件下与石灰石反应40分钟后，乏酸中盐酸质量分数为儿．9％，高于国内常用CT1-9胶凝酸（5．3％），反应60分钟后乏酸质量分数在6％左右。YJN-1与各种酸液添加荆配伍。讨论了YJN-1在盐酸中的增黏、耐温、缓速机理。图6参6。     

一种地下胶凝的深穿透低伤害盐酸酸化液

加有抗酸、抗盐特殊添加剂VPH 110 (3% )、缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂等的 12 %～ 2 0 %盐酸液 ,鲜酸粘度很低 ,与岩石反应后pH≥ 2 .5时可在酸蚀面上形成高粘度冻胶层 ,使后续酸液向深部穿透 ,转向低渗层 ;冻胶接触原油 (烃类化合物 )时彻底破胶 ,破胶后的乏酸粘度低 ,易返排。给出了基本配方。测定了加入VPH 110等的 2 0 %盐酸液的性能与常规的 5 %盐酸液进行了比较。与大理石反应后的VPH 110酸液 2 5℃时的粘度 ,pH =0 .5时为 4mPa·s,pH =2 .5时达到 14 4 0mPa·s,pH >2 .5时高粘度基本不变。在渗透率低且级差不大的两组平行三岩心实验中 (渗透率约为 0 .0 5 ,0 .0 4 ,0 .0 31μm2 ) ,VPH 110酸液提高中、低渗透岩心渗透率的幅度及产生的酸蚀孔洞长度均远大于常规酸液 ,VPH 110酸液的注入压力通过极大值 ,指示深度穿透和转向的发生。pH =7的VPH 110乏酸冻胶破胶液对高、中、低渗岩心渗透率的伤害率仅分别为 0 ,1.5 7%和 0 .79% ,在 2 0～ 80℃下的粘度与常规乏酸液大体相当。图 3表 2参 3。     

变黏酸稠化剂甜菜碱的合成及性能评价

以油酸和3-二甲氨基丙胺为反应物,在一定条件下通过缩合和季铵化反应合成了十八烷基酰胺丙基甜菜碱( BET-18).分别考察了反应物配比、温度及时间对缩合反应的影响,并评价了甜菜碱在不同质量分数(或pH值)盐酸体系中的增黏性能.实验结果表明,缩合反应的最佳反应条件为:3-二甲基氨基丙胺与油酸的物质的量比为1.08:1.0、反应温度为160℃、反应时间为8h;当BET- 18加量为5％ (m/m)时,能使模拟酸岩反应的酸液体系表现出2次增黏的过程;在温度为80℃、剪切速率为170 s-1的条件下,pH值为3～4的BET-18残酸黏度能达到280 mPa·s.根据BET- 18清洁变黏酸液体系的变黏特性,可将其应用到碳酸岩盐基质酸化及酸压增产措施中.     

速溶型智能转向酸的开发与应用

为解决长庆油田酸化液添加剂种类多、无法“在线即时”混配的难题,以油酸与N,N-二甲基-1,3-丙二胺等为原料制得两种两性表面活性剂(CQYS-1、CQYS-2),并与多烷基吡啶季铵盐缓蚀剂复配形成酸液稠化剂。以该复合型稠化剂作为酸液的唯一添加剂,按2.2%~2.6%的加量加入15%HCl中配制成转向酸。对稠化剂配方进行了优选,研究了转向酸的各项性能,并在长庆油田苏里格气田进行了现场应用。结果表明,稠化剂中CQYS-1、CQYS-2、缓蚀剂的最佳质量比为67.2∶12.8∶20。稠化剂遇水快速分散(溶解)、遇酸立即起黏,在2~30℃下的起黏速率大于95%。转向酸的耐温耐剪切性较好。在盐酸加量为15%时,转向酸黏度约为60 mPa·s。随着酸岩反应的进行,盐酸质量分数降至8%~10%时的黏度可达110 mPa·s,当盐酸质量分数小于6%时转向酸黏度降至5 mPa·s以下,实现了转向酸的智能转向和智能破胶,转向酸驱替后岩心渗透率明显增大。在长庆油田苏里格气田成功施工15井次,配液实现了“即时在线”的连续混配模式,转向作用明显,效果良好。     

粘弹性表面活性剂压裂液VES-70工艺性能研究

粘弹性表面活性剂VES 70压裂液由复配表面活性剂VES 70和粘土稳定剂组成 ,其中VES 70为C16、C18烷基三甲基季铵盐与有机酸、异丙醇等的复配物。实验考察了VES 70胶束凝胶压裂液的应用性能。在 30℃下 ,VES 70溶液的表观粘度 (170s-1)随VES 70体积分数的增加而增大并趋于恒定值 :2 %溶液为 5 7mPa·s,4 %溶液为 175mPa·s,5 %溶液为 180mPa·s;4 %VES 70溶液的表现粘度随 pH值增大而增大 ,pH =1时不增粘 ,pH为 2～7时迅速增粘 ,pH为 9～ 11时增粘减慢。在 6 5℃、170s-1进行的 90min耐温剪切测试中 ,4 %VES 70溶液粘度降至 6 0mPa·s左右并保持稳定 ,这是VES压裂液的一个特点。在振荡频率为 6 .2 4rad/s时 ,随温度升高 (2 5～70℃ ) ,4 %VES 70压裂液的G′减少 ,G″增大 ,在 5 3℃时由G′ >G″变为G″ >G′ ,但G′值均 >2 .0Pa。 4 %VES 70压裂液以不同体积比与吉林原油混合 ,在 6 5℃破胶时间为 31.2～ 14 .1min ,破胶液粘度 5 .6～ 6 .1mPa·s ;与柴油等体积混合 ,6 5℃破胶时间 13.6min ,破胶液粘度 2 .7mPa·s ,表面张力 2 9.6mN/m ,界面张力 0 .33mN/m。在 6 5℃、3.5MPa下 4 %VES压裂液在低渗 (0 .0 80 7× 10 -3 μm2 )储层岩心中动态滤失系数为 7.5 2× 10 -4m/min0 .5,初滤失量为 2 .11× 10 -4     

盐酸酸化缓蚀剂DS-1的合成及性能评价

为研究适用于盐酸介质的高效酸化缓蚀剂,首先利用曼尼希反应合成不同结构的曼尼希碱并对其缓蚀性能进行评价,同时运用正交实验设计法对曼尼希反应过程的各种影响因素进行优化,对具有最佳缓蚀效果的曼尼希碱进行复配。结果表明,在其它反应条件一定时,所选芳香酮较环烷酮、脂肪酮生成的曼尼希碱具有更好的缓蚀效果;反应介质中盐酸的加量及反应温度对曼尼希反应的发生起重要作用;合成的曼尼希碱DS-1及其复配产物适用于120℃以下地层的盐酸酸化缓蚀且具有使用浓度低、缓蚀效率高的特点。     

陕甘宁盆地中部气田碳酸盐岩储层酸化工艺技术研究

本文介绍了近年来在陕甘宁盆地中部气田试验和应用的酸化工艺技术。从室内实验的研究方法、结果讨论及现场实施效果与分析等方面,论述了酸化工艺技术的研究思路。并突出介绍了多级注入与闭合酸压新工艺的室内实验、现场实施方法及效果。     

硝酸粉末酸化工艺技术及应用效果

硝酸粉末酸化工艺技术,是利用固体硝酸粉末与盐酸以一定的比例混合后,生成氧化能力很强的氯化亚硝酰.它能够激烈地局部溶蚀岩石及其堵塞物,而不破坏地层结构,从而疏通油路,提高地层的渗透率.与常规酸化工艺技术相比,硝酸粉末具有解除无机物堵塞、暂堵、穿透深、二次污染小、解除油堵和水堵等作用.现场应用表明,该工艺技术不仅对碳酸盐岩储层有明显的作用,而且对埋藏较深的粗面岩也具有较好的应用效果.因此,该工艺技术具有广泛的推广应用价值.     

含多功能添加剂TS-2的酸化液与自生气热剂结合用于百色油田低产能井解堵

常规酸化液用于百色低产油井解堵的效果不佳。研制了一种多功能添加剂TS 2。考察了加入TS 2的8%盐酸 3%醋酸 0.3%柠檬酸酸化液KS 1和1.5%氢氟酸 8%盐酸 3%醋酸 0.3%柠檬酸酸化液KS 2的性能:洗油泥能力强,可防铁离子二次沉淀,悬浮细小固体颗粒性能好,表面活性好(表面张力为31.4和31.0mN/m),与采出水完全混溶,能促进原油充分破乳脱水。加入0.3%缓蚀剂CT1 3使KS 1和KS 2在70℃时的腐蚀速率降至1.125和1.415g/m2·h。在模拟油井条件下,岩心被污水污染后渗透率由28.46×10-3μm2降至7.28×10-3μm2,酸洗、注入前置酸KS 1、酸化处理液KS 2后恢复至18.59×10-3μm2。研制了含催化剂TS 2C和助效剂TS 2D的NaNO2 NH4NO3生气热剂,以促进乏酸残液返排。在两口低产井上进行了解堵试验,注入生气热剂—KS 1 KS 2—生气热剂段塞,均获得了增产效果。表5参3。     

高温碳酸盐岩自生酸酸液体系研究

以高温下反应能产生HCl的物质A和B以及水解产生羟基氯乙酸的氯乙酸盐Ⅰ为生酸母体,调配出了一种适合高温碳酸盐岩储层改造的自生酸,对其性能进行了研究。高温下,自生酸释放出的有效H^＋浓度达3．8mol／L以上,有效溶蚀率达72％以上,能对碳酸盐岩储层起到较强的溶蚀作用,且酸岩反应时间大于lh,能起到深部酸化的作用,对N80碳铜的动态腐蚀速率可控制在60g／m^2·h以内。岩芯流动实验和扫描电镜实验验证了自生酸在高温下对碳酸盐岩储层的改造能力,其改造效果明显优于其它酸。     

酸化新技术研究及应用

常规酸压往往不能在某些特殊地层形成和保持导流能力较高的裂缝,因而增产(或增注)效果不好;而采用闭合酸压技术能够在酸蚀裂缝表面形成刻蚀程度较高的渗流通道,尤其是对均质碳酸盐岩储层或者软地层,应用效果十分显著。     

四川油气田压裂酸化液体技术新进展

四川油气田油气储层在地质上呈低渗、低孔、非均质特征,且大多数低渗油气藏具有深埋、高温、高压、高含硫、多产层等特点,压裂酸化是提高油气开采效果的一种重要手段.本文概述了四川油气田40多年来形成的各种压裂酸化液体体系及应用情况,详细介绍了"九五"期间新发展的压裂酸化液体技术,包括改进的胶凝酸体系、降滤失酸液体系、油藏加砂压裂液体系、低温压裂液体系、高效化学助排技术以及压裂液现场质量控制与返排残液分析技术等.     

砂岩酸化非常规土酸酸液综述

文章较全面地介绍了用于砂岩酸化非常规土酸酸液体系,包括:氟硼酸酸化、磷酸酸化、硝酸酸化、5H+酸酸化、氟硅酸酸化、顺序注盐酸—氟化铵酸化、自生土酸酸化、缓冲调节土酸酸化、有机酸—土酸酸化、铝盐缓速酸化。对各种酸液体系的原理、特点及现场应用情况作了不同程度的论述。