缓速酸多级酸压闭合酸化增注工艺研究及应用

靖安油田大路沟一区由于储层岩性致密、胶结物含量低、水敏、速敏严重,地层堵塞类型复杂,导致注水压力高居不下,在采取多种增注措施无效后,研究试验了针对性较强的缓速酸深部酸化压裂技术,完善了现场应用工艺及解堵液配方,在实施降压增注3井次,累计增注水量2 786 m3,取得了较好的效果。     

多氢酸酸液体系的性能评价

多氢酸酸液体系是应用于砂岩油藏的一种新型酸液体系,它在国内的应用处于探索阶段。然而对于这种新型酸液的实验性能研究,尚未见国内有相关报道。在室内进行了多氢酸酸液体系的性能研究,实验包括多氢酸酸液体系与实际岩心溶蚀试验、多氢酸酸液体系与硅酸钠的溶蚀试验、多氢酸与碳酸钙反应氢离子浓度测定试验等。通过多氢酸酸液体系与常规酸液体系如土酸、氟硼酸等酸液的对比实验,探讨了多氢酸酸液体系的特性和实验规律;实验证明,多氢酸比常规酸液的性能优越。     

非均匀酸蚀裂缝表面三维酸液浓度计算方法

酸化压裂是碳酸盐岩储层重要的改造措施,酸蚀裂缝的长度和导流能力是酸化压裂方案优化的重点,研究酸液在裂缝表面的反应过程及浓度分布描述对提高酸化压裂模拟精确度具有重要的作用。文章通过酸蚀裂缝表面酸岩反应数学模型推算,建立了非均匀酸蚀裂缝表面酸浓度分布方程、裂缝表面变化方程、酸液漏失方程,并进行了数值求解,得到了裂缝内三维酸液浓度分布特征。通过室内CT扫描酸蚀岩板与模拟得到的裂缝酸蚀深度结果进行对比,两者匹配度良好,误差仅7.4%,验证了该模拟方法具有良好的适用性和准确性。对山西奥陶系马家沟组灰质白云岩储层进行酸蚀模拟计算,从结果可知酸岩反应及酸蚀蚓孔的漏失会大量消耗酸液,导致端部裂缝处酸液浓度低、溶蚀效果差、导流能力低。在酸压改造时,应综合考虑酸液浓度分布、有效酸蚀裂缝长度和导流能力,进行酸压参数的优化。     

缝中酸液流动反应模拟研究

酸液在缝中的流动反应是酸压设计中的一项重要内容,大部分二维酸液流动反应模拟模型都假设了缝宽不变,并且在求解时引入传质系数将二维模型一维化来求解,影响了计算精度。为此,基于物质守恒原理建立了新的酸压缝中酸液流动反应模拟模型。该模型避免了缝宽为恒值的假设,在求解时直接沿缝长和缝宽方向差分化并采用"追赶法"求解,不需引入传质系数以减少模型维数。计算实例表明,所提出的酸岩反应模型能较真实地反映酸液在缝中的流动反应。     

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。      

酸压裂缝中酸液流动反应行为研究综述

酸压是低渗透油气藏的重要增产措施.影响酸压效果的关键参数是酸蚀裂缝导流能力和酸液有效作用距离.这2个参数在很大程度上受控于酸液在酸压裂缝中的流动反应过程.回顾了数十年来酸液流动反应研究中取得的重要成果,尤其是酸蚀蚓孔滤失和酸液指进研究方面的最新进展;归纳了当前酸液流动反应研究在思维、研究内容和研究方法3方面的存在问题;井分别从这3个方面给出了酸液流动反应深入研究的建议.     

酸液溶蚀作用对支撑剂性能的影响

前置酸液加砂压裂是提高致密储层有效动用的技术之一.注入酸液能有效降低储层破裂压力、清洁地层、提高压裂效果,但酸液同时也会与裂缝中的支撑剂接触而发生化学反应,从而降低支撑剂抗压性能,不利于维持较高的导流能力.文中模拟现场压裂施工方案,进行支撑剂酸溶解度测试实验,评价了酸液溶蚀作用对支撑剂抗压强度、导流能力的伤害程度.结果...     

新型提高采收率缓速酸外加剂合成及其酸液性能评价

针对酸化过程中,酸岩反应速度较快、穿透距离短、酸化有效期短等缺点,研制出一种新的酸化外加剂单体,用以提高酸化效果.该单体通过曼尼希反应合成而得,其最优合成条件为:单体配比甲醛:胺A:磷B为18.5:8:14(质量比),反应温度为90℃,反应时间为14 h,阻聚剂对苯二酚加量为0.25％,产品转化率可达91％以上;通过红外光谱分析,证明该合成方案正确、可行;将外加剂单体和AMPS共聚,得到了一种新型的外加剂,其合成条件为:单体配比为24.2:4(单体:AMPS,质量比),单体浓度为40％,引发剂加量为2.0％,聚合时间1h,聚合温度为80℃.研究了缓速酸液体系溶蚀、二次伤害性能,结果表明该外加剂配制的缓速酸工作液具有优良的缓速效果、防二次伤害能力;岩心驱替实验进一步证实该缓速酸具有很好的缓速性能.     

新型砂岩酸化酸液体系酸度特性室内实验评价

用于砂岩油气层的一般酸化施工作业采用的酸液体系多数含有氢氟酸,其有效作用距离短,活性酸达不到储层深部,并且还会形成一系列不溶性沉淀物,对储层造成新的伤害。通过室内实验研究提出一种新的酸液体系——氟钛络合物（FTC）酸液体系。由室内实验的FTC酸液体系酸度曲线及FTC酸度曲线应用于砂岩酸化的可行性分析表明：FTC缓慢释放出氢氟酸,酸度变化较小,降低了酸岩的反应速度,增大了有效作用距离,同时也具有一定的缓蚀性,在酸化中能降低缓蚀剂的用量,较常规土酸更具有砂岩酸化优势。     

新型低伤害络合酸体系评价实验

华北油田砂岩油藏具有低孔低渗、敏感性矿物含量高、储层温度高的特征。为了解决常规酸液体系存在与储层反应速度快、有效穿透距离短、二次沉淀显著等问题,采用实验研究方法对新型络合酸体系的分子结构和性能进行分析评价。研究包括络合酸的核磁共振碳谱和核磁共振氢谱、缓速性能、对金属离子的螯合能力、缓蚀性能以及从岩心流动实验和润湿性测定两方面表征酸化效果。实验结果表明:新型络合酸体系的酸岩反应速度低于常规土酸体系酸岩反应速度的40%;对Ca2+、Fe3+、Mg2+金属离子的螯合值分别是272 mg/g、455 mg/g、167 mg/g;对钢片的腐蚀速率是2.873 g/（m2·h）,远远低于行业一级标准（10~20 g/（m2·h））;地层岩心酸液流动实验渗透率增加倍数大于2;酸化后岩心的润湿性均偏水湿。研究一种具有缓速、抑垢、深穿透的新型络合酸体系,对于华北油田砂岩油藏低渗透储层的酸化增产,提高油气采收率具有重要意义。     

高黏度酸液体系研究

酸化技术是油井增产、水井增注的主要改造措施之一。但是沿储层厚度的污染和伤害通常呈不均匀分布,以及储层问的非均质性使各储层的渗透性相差悬殊,给酸化过程中的均匀布酸带来了难题。针对该难题构建了一套峰值黏度超过400mPa·s的酸液体系,与地层水配伍性良好,受矿化度影响较小,具有较好的分流转向作用和酸化改造效果。     

中东M油田碳酸盐岩储层酸液体系研究及应用

中东地区M油田主力开发层系为中高孔中低渗的孔隙-裂缝型碳酸盐岩油藏,酸化是储层改造的主要技术手段。由于储层裂缝溶洞发育,非均质性强,酸液滤失量大,作用距离有限,需要结合缓速及暂堵转向技术,实现对非均质储层的深度处理。针对该油田储层特征,对目前碳酸盐岩主要缓速酸液体系（胶凝酸、转向酸、交联酸、乳化酸和螯合酸）性能进行了综合评价对比,优选转向酸体系。转向酸体系在现场累计应用30余井次,作业后单井平均增油量逾200 m3/d,增产效果显著。     

海上油田酸液预解堵体系筛选及评价

某海上油田属于砂岩油藏,完井采用砾石充填。钠土矿物中主要含蒙脱石,其次为石英、斜长石等。针对海上砂岩油藏伤害的特点以及对无机絮凝剂稳定化钠土的成分分析,研究了酸化预解堵体系。经过酸液类型及浓度的确定、添加剂的筛选以及物理模拟实验,确定了酸液预解堵体系配方。初步筛选出的前置酸和后置酸体系为7%盐酸(HCl),主体酸体系为5%HCl+5%氟硼酸(HBF4)+1%醋酸(HAc),其对稳定化钠土的溶蚀率分别为2.78%、21.77%,其对砾石的溶蚀率分别为0.38%、1.04%。缓蚀剂BJ最佳加量0.5%,缓蚀率大于95%;黏土稳定剂WS-1最佳加量为3%,防膨率为85.96%。优选出的酸化解堵配方为:前置酸和后置酸为7%HCl+0.5%BJ+3%WS-1,主体酸为5%HBF4+5%HCl+1%HAc+0.5%BJ+3%WS-1。酸液体系配伍性良好。酸液体系解堵效果较好,提高渗透率倍数达7倍以上。该酸液体系能溶解絮凝物,产生较大孔隙,可在一定程度上提高岩心渗透率,达到解堵的目的。     

裂缝性碳酸盐岩储层蚓孔分布及刻蚀形态实验研究

酸液沿酸蚀蚓孔的滤失是酸液滤失的主要控制因素,酸液滤失严重制约了酸蚀主裂缝的延伸,减小了与远井优势储集体沟通的几率,影响酸压改造的有效率。利用长岩心平板流动实验,模拟酸压改造中酸液在裂缝内的二维流动反应过程。实验发现,酸蚀蚓孔的数量及尺寸主要与酸液注入速率有关,而蚓孔的产生位置具有很强的规律性,主要沿天然裂缝生长发育。通过变裂缝开度酸刻蚀实验研究了酸液不同开度微裂缝中的流动反应过程,实验发现岩面的主要刻蚀形态包括：大于1mm尺度裂缝对应的全岩板均匀溶蚀;1mm～0．5mm尺度裂缝对应岩板大面积非均匀刻蚀;0．1mm左右尺度裂缝对应的局部较深、较窄圆柱形溶蚀通道。实验测试结果对针对性地采取降滤失措施具有一定的指导意义。     

酸压模拟的三维模型及计算

针对地层的实际情况,考虑产层、盖层、底层的岩石力学参数,如泊松比、弹性模量、断裂韧性和地应力互不相同时,建立了包括三维裂缝延伸模型和酸液运移分布模型的酸压模拟三维模型,并编制了酸压设计软件.该软件全面考虑了温度场、同离子效应、反应活化能变化等影响,能模拟碳酸盐岩油气层各种应力分布和酸压裂缝延伸及酸液运移情况.     

注水井酸液体系的研究

随着国内油田注水开发的深入,注水井污染堵塞和欠注现象越来越严重,注水井酸化增注越来越被重视。如何解除注水井伤害,以及延长注水井酸化周期是目前国内油田开发生产亟待解决的问题。分析了注水井伤害的主要原因,通过室内实验结果提出了适用于注水井酸化增注的酸液体系。     

滨南油田低渗透油藏增注酸液体系研究

针对滨南低渗透油田注水效果不好，欠注严重，高压水射流等增注方法效果不理想的实际情况，开展欠注机理研究，并进行酸化增注体系液的配方优选。矿场9口水井的应用表明，研制出的低伤害高效酸液体系有效率100％，起到了显著的增注与增油效果。     

高温携砂酸液体系及其性能评价

携砂酸压已经成为碳酸盐岩地层储层改造的重要措施之一，而实现携砂酸压的关键问题是选择性能良好的耐高温可携砂酸液体系。针对目前国内外交联酸液体系剪切变碎、脱酸严重、交联剂用量大、成本高等问题，通过设计合成了新型酸用疏水缔合稠化剂和高效交联剂，优选出了最佳交联酸体系配方，并对该体系进行综合性能评价室内实验。具体配方为20%盐酸+0.8%稠化剂SRAP-1+0.8%交联剂SRACL（2:10）+2%高温缓蚀剂SRAC-1+0.2%铁离子稳定剂DF-1+1.0%助排剂SRCU-1+0.05%胶囊破胶剂JSP-8。综合性能评价结果表明，在大幅度降低交联剂用量的同时，该体系交联时间为89 s左右，具有良好的延迟交联特性；在140℃、170 s-1条件下恒温剪切2 h后黏度仍大于60 mPa·s，且交联状态仍然良好，无脱酸现象，完全满足现场施工要求，有很好的推广意义。      

酸液稠化剂TP-1的合成及性能

国内稠化剂产品多表现出受剪切影响大、酸液增黏能力弱、现场配制时间长等缺点.为了提高酸液黏度,降低酸液在地层中的反应速度,采用反相乳液聚合的方法合成了分子量在(800～1100)×104的酸液稠化剂TP-1.性能评价试验结果显示,稠化剂TP-1的酸溶时间小于10 min,具有很好的溶解能力;TP-1对酸液的增黏作用明显,(4%TP-1+20%HCl)酸溶液90℃下表观黏度达到46 mPa·s,120℃下表观黏度27 mpa·s.同时TP-1表现出较强的耐剪切能力和良好的配制稳定性,有利于酸化措施效果的提高.     

酸液胶凝剂CT1-6的合成及应用研究

本文采用先合成不饱和酸叔胺酯,再合成不饱和酸季铵盐,最后通过反相乳液共聚制备终产品的三步法合成工艺,得到了适用于油气田酸化的不饱和酸季铵盐与丙烯酰胺的水溶性无规共聚物乳液胶凝剂 CT1-6。评价结果表明,CT1-6在盐酸中能快速溶解,配制的胶凝酸具有良好的对热、剪切稳定性、缓速性好、滤失低、摩阻小,是一种新型的深度酸化工作液。以中试产品所进行的8口井现场试验均取得良好的酸化效果,其中川东地区5口井的增产效果十分显著,与此同时,一套适用于胶凝酸化施工的工艺技术已初步形成。