多元复合酸酸化工艺的应用

卫城油田是典型的高压、低渗断块砂岩油藏,历年来酸化效果较差。从卫城油田的油藏物性等方面出发,分析了制约其酸化效果的因素:酸渣的影响、铁离子二次沉淀的影响,残酸返排的影响。针对这些问题,研究应用了多元复合酸酸化工艺技术,该工艺采用了独特的挤酸排酸一体化管柱。室内试验表明:该酸液具有缓速性能好、能有效防止铁离子二次沉淀、有效防止酸渣生成、与地层水配伍性好、防膨能力强、排残酸迅速等特点。现场应用高压注水井7口,平均降低注水压力12.8MPa,累计增加注水量27652m3,取得了较好的降压、增注效果。     

氟硼酸深部酸化技术在石南油田中的应用研究

对石南油田选用的氟硼酸酸化体系从酸液缓蚀性能、配伍性能、缓速性能、残渣试验、铁离子稳定试验、防膨性能等方面进行了较全面的室内静态评价和岩芯酸化动态评价。从氟硼酸酸化技术应用研究结果表明,所选用添加剂与氟硼酸具有很好的配伍性,优选出的酸液配方表面张力低、破乳效果好、络合铁离子能力强、产生的酸渣量少,防粘土膨胀能力强等特点,对储层伤害小;氟硼酸酸化效果最佳,酸化后岩石骨架结构破坏小,能有效控制微粒运移;氟硼酸深部酸化工艺达到了深部防膨酸化解堵的目的。     

氟硼酸深部酸化在商河油田的应用

本文介绍了以胜利商河油田为代表的低渗透砂岩油层氟硼酸深部酸化机理,通过对商河油层岩心的静态和流动模拟试验,获得了氟硼酸深部酸化所用的合理酸液配方及施工工序,其酸化效果高于土酸及盐酸酸化,经济效益是盐酸酸化的4.4倍,是土酸酸化的14倍。     

抗高温乳化酸酸化技术的研究与应用

乳化酸作为一种缓蚀酸,可降低酸岩反应速率,从而可完成更深部位的酸化,极大提高地层的油气渗透率。研制出了一种油包酸型抗高温乳化酸,并对其性能进行了评价,该乳化酸具有优良的缓蚀性、热稳定性和抗酸敏能力,能抗90℃高温。其在辽河油田4口井的碳酸盐岩储层改造中应用获得了较好的增产效果,酸化作业后,4口井平均日产增油量为51t／d。建议在现场施工时,先用压裂液压开地层再注入乳化酸,可以降低注酸压力,再大排量注入胶凝酸,这样可以实现酸液的深穿透。     

不返排绿色可降解酸的研制与性能评价

针对目前常规酸液环境不友好、酸化后需及时返排等问题,在考察乳酸、葡萄糖酸溶蚀能力、谷氨酸N,N-二乙酸GLDA的螯合容量以及优选添加剂的基础上,确定了绿色可降解酸液体系配方:20%乳酸+葡萄糖酸(摩尔比1∶1)+1.5%谷氨酸N,N-二乙酸GLDA+2%缓蚀剂HLS-1+1%铁离子稳定剂CA-1+2%黏土稳定剂COP-2,研究了该体系的溶蚀性能、缓蚀性能、可降解能力及对储层的伤害性。研究表明:绿色可降解酸液体系具有较好的缓蚀、缓速及螯合性能,对岩心伤害率低,不会产生二次沉淀,无酸渣,残酸稳定。该体系的溶蚀反应速率常数为3.37×10^-7(mol/L)^-m/(cm²·s),是常规稠化盐酸的0.1倍,在酸化过程中生成了溶解度较大的乳酸葡萄糖酸钙,红外光谱分析进一步证明了酸液的可降解性。该酸液具备不返排酸化的性能特点,有助于降低酸化施工成本和实现绿色环保作业。图14表6参10     

新型酸化缓蚀综合添加剂的研制

通过大量的室内试验,研制成功了适用于盐酸或土酸压裂酸化液的缓蚀综合添加剂系列配方。该添加剂是将水溶性氟碳表面活性剂用作酸液缓蚀增效剂。它在高温浓酸中是一种很好的缓蚀剂,同时兼备缓速、三价铁离子稳定、破乳、降低表面张力和低伤害等多种特性。现场施工方便,有一定的实用性和潜在的经济及社会效益。     

地层温度下疏松砂岩酸溶实验研究

生产测试表明，文昌油田6个疏松砂岩储层都存在不同程度的储层伤害，欲进行酸化解堵。6个储层岩石与盐酸、土酸、氟硼酸、醋酸的酸溶实验表明，储层岩石均可溶蚀但程度不同。同种酸液不同浓度溶蚀率不同，不同酸液溶蚀率也不同；不同酸液的有效成分溶蚀了岩石的不同组成，包括岩石骨架、基质和胶结物。4种酸对疏松砂岩溶蚀率不同的原因与酸的强度、浓度、反应条件以及岩石的成分有关，用四种酸液酸化疏松砂岩会影响储层岩石强度进而影响油井寿命，应慎重使用。     

一种突破性的流体技术在砂岩储层增产中的应用

虽然砂岩酸化已经在近十年取得很大进展,但仍面临挑战.它们包括:多种同时存在的地层伤害;不确定的岩石矿物学特征;多流体和抽吸阶段;流体和地层矿物间的复杂化学反应;高温下快速的动力反应.其他因素:酸液区域覆盖率不够;活性酸穿透深度有限;酸岩反应引起岩石胶结变差;酸液乳化作用和形成酸渣;腐蚀以及环保问题.这些因素导致砂岩酸化作业的成功率低,特别是在对酸敏感、富含黏土及碳酸盐的高温砂岩地层.文章回顾了工业中的一些实践并提出一种可提高砂岩酸化作业成功率的新方法.该方法需要用地球化学模拟器通过为地层选择最安全的流体、优选用酸量及射孔段以及一种可以简化酸化作业和降低地层伤害的酸液来"设计成果".间歇反应研究表明,新的流体同铝硅酸盐的反应比常规无机酸的反应慢得多,从而防止了二次、三次沉淀.岩心流动实验表明新流体防止近井筒地带的弱胶结问题通常出现在使用HF酸化体系的砂岩高温酸化作业中.现场岩样实验和地球化学模拟证实了室内研究结果,特别是对于富含黏土和碳酸盐的砂岩地层的研究.大量的室内研究也表明了该流体能减小乳化作用和酸渣形成趋势;减小对设备的腐蚀;更加环保(其pH值几乎为中值)以及更好地适应地层条件.     

YZ-1酸化缓蚀剂的合成及其性能

以甲醛、丙酮和乙二胺为原料，经过Mannieh反应合成了曼尼希碱酸化缓蚀剂YZ-1。通过正交实验得出最佳合成条件为：反应温度70℃，反应时间4h，酮醛胺摩尔比为2：2：1，HCl加量1．0％。用静态失重法在不同温度、不同加量以及不同酸液类型及酸液浓度下，对其缓蚀性能进行了综合评价。结果表明，缓蚀剂YZ-1在盐酸、氢氟酸和土酸中均有良好的缓蚀效果，其耐温性高达150℃，是一种很好的高温酸化缓蚀剂。     

白云岩酸蚀蚓孔模拟实验与分析

酸蚀蚓孔能大大改善低渗透白云岩储层渗流条件、提高酸化增产效果,而蚓孔发育条件是关系到该类储层酸化施工中酸液体系和施工参数优化的关键问题。采用稠化酸和盐酸进行了缓蚀性能实验对比;针对低渗白云岩储层天然裂缝发育的特征,采用人工剖缝方式模拟天然裂缝中酸液流动反应特征,实验分析了注酸排量、酸液粘度、温度以及用酸量对蚓孔发育的影响。实验结果表明：稠化酸较高的粘度有利于增加酸液有效作用距离和酸蚀蚓孔的扩展;酸岩反应温度过高,限制了酸化施工对地层渗透率的改善效果;酸液用量存在最优值,过多的酸量注入只会造成浪费。     

酸敏研究进展

酸化也会产生某些不溶性物质堵孔喉,给储层带来新的损害,即产生所谓酸敏反应。综述了有关酸敏的研究进展。盐酸引起的酸敏及其防止对策为：石膏的二次沉淀,防止对策为在酸化液中加入CaCl2,但只要酸化液进入储层后不是优先与石膏接触,酸溶解碳酸盐矿物生成的钙离子就足以抑制石膏溶解,而无需外加钙离子;氢氧化钱沉淀,应用EDTA和NTA络合剂,并与乙酸复配,可有效抑制酸化液残液中析出氢氧化钱沉淀,由于亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀的pH值远大于残酸的pH值,所以应用抗坏血酸等还原剂将铁离子还原为亚铁离子也是抑制氢氧化铁沉淀的有效方法;水合二氧化硅,在储层中占优势的铝硅酸盐矿物的T50低于储层温度时,用醋酸代替盐酸可以防止生成水合二氧化硅。土酸引起的酸敏及其防止对策为：碱金属的氟硅酸盐沉淀,降低氢氟酸的浓度;铝垢,增大盐酸的浓度;氟化钙沉淀,用盐酸作前置液除去钙质。     

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。     

H-Beta酸改性对甲苯叔丁基化性能的影响

分别采用无机酸(磷酸、硝酸、盐酸)和有机酸(乙酸、酒石酸、柠檬酸)对H-beta分子筛进行酸处理改性,并将其用于催化甲苯叔丁基化反应.采用XRD、XRF、SEM、TEM、FT-IR、NH3-TPD、Py-IR等手段对酸改性H-beta分子筛进行表征.结果表明:无机酸对分子筛的骨架铝溶解作用较强,总酸量下降,催化活性降低...     

无溶剂条件下Brönsted酸离子液体催化丙三醇与醋酸的酯化反应

在无溶剂条件下,以Brönsted酸离子液体为催化剂催化丙三醇与醋酸酯化反应,考察了离子液体的循环使用效率;比较了不同结构离子液体的催化性能,并讨论了离子液体的相对酸强度与其催化性能的相关性;同时对反应时间、反应物摩尔比、反应温度以及离子液体用量等条件进行了优化。结果表明,在n(Acetic acid)/n(Glycerol)=8、n[HSO₃-bmim][HSO₄])/n(Glycerol)=0.02、反应温度100℃、反应时间30min的优化条件下,丙三醇转化率达到97%。     

乙酸在酸化工作液中的作用

研究了乙酸的相对反应速度,乙酸与柠檬酸对稳定铁离子的协同效应,乙酸的腐蚀速度及其对酸液局部腐蚀钢铁表面的影响。结果表明,乙酸具有缓速、协同柠檬酸稳定铁离子的作用,可以有效地降低高温下酸液的腐蚀速度,能够协同缓蚀剂有效地控制高温动态条件下高浓度土酸溶液对钢片表面的局部腐蚀。     

螯合酸完井液体系的研究及应用

针对渤中某油田的储层和原油特性,研发了一种螯合酸完井液体系。室内实验评价结果表明,螯合酸完井液在60℃下对渤中某油田油砂溶蚀率为3.62%、与渤中某油田油砂按质量比为1︰1反应72h后pH值为6.98,防膨率达到88.7%,对渤中某油田岩心渗透率恢复值达到127.6%,对铁离子螯合能力为110.15mg/g,对钙离子螯合能力为878.3mg/mL,体系的腐蚀速率能够满足现场要求。经渤中某油田应用表明,螯合酸完井液作为射孔液取得了增产效果。      

负载型杂多酸催化2-丁烯与醋酸直接酯化

采用加热回流法制备了SiO2负载磷钨酸催化剂,并用于催化2-丁烯与醋酸的直接酯化反应;考察了反应条件对酯化反应的影响;用电导率法测定了催化剂的活性组分磷钨酸在产物中的溶脱量;采用傅里叶变换红外光谱、吡啶吸附红外光谱、BET比表面积测定等方法对失活催化剂进行了表征并探讨了催化剂的失活原因。实验结果表明,酯化反应的优化条件为:反应温度110℃、反应压力1.5MPa、n(2-丁烯):n(醋酸)=2、反应时间9h、催化剂用量m(磷钨酸):m(醋酸)=0.03、水用量V(水):V(醋酸)=0.02,在此条件下,醋酸的转化率为33.5%,醋酸仲丁酯的选择性为92.7%;催化剂重复使用3次后失活,磷钨酸的最大溶脱量约54%,失活催化剂中磷钨酸的Keggin结构被破坏,L酸酸量下降,B酸完全消失。     

氨基酸功能化杂多酸盐的制备及其在无溶剂条件下催化正十二醇与乙酸酯化反应性能

以甘氨酸、磷钨酸为原料,在水溶液中采用一步法合成出氨基酸功能化杂多酸盐[Gly]₃ PW,并采用NMR、MS、FT-IR以及XRD等手段对其结构进行了表征。考察了其在正十二醇与乙酸酯化高选择性合成乙酸正十二酯反应中的催化性能。结果表明,在n([Gly］₃ PW)/n(正十二醇) = 0.002、n(乙酸)/n(正十二醇) = 2.0、反应温度373 K和反应时间7 h条件下,正十二醇转化率和乙酸正十二酯选择性分别达到98%和100%,且整个反应过程无需加入任何溶剂,[Gly]₃ PW显示了良好的催化性能。[Gly]₃ PW是一种有潜力的新型有机-无机杂化酯化催化剂。     

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。