180℃酸化用胶凝酸体系研究与现场应用

深井、超深井日益增多,储层埋藏深、温度高,对酸液体系的性能也提出了更高的要求。常规胶凝酸体系一般耐温150℃以下,缓速能力有限,不能形成较长且具有一定支撑能力的酸蚀裂缝。通过大量室内实验,自主合成具有增黏、耐温等性能良好的180℃酸化用胶凝剂,加量少,耐温性能好。与其配伍使用缓蚀剂、破乳助排剂、铁稳定剂,研制出180℃酸化用胶凝酸体系。该体系在180℃,170 s-1下剪切60 min后酸液黏度仍能保持在20 m Pa·s以上;并具有较好的缓蚀性、铁离子稳定性等特点,达到了超高温深井酸压施工要求。目前国内已施工多口井,最高井温168℃,施工成功率100%,具有良好的增产效果。     

流花4-1油田缓速酸酸化体系性能试验研究

流花4-1油田储层岩性为礁灰岩,碳酸盐岩含量高,酸岩反应速度快。为延缓酸-岩反应速度,增加盐酸的穿透距离,研究了稠化酸酸化体系。通过试验优选出性能优良的稠化剂JAT-2和稠化酸配方:15%HCl+0.7%稠化剂JAT-2+0.5%缓蚀剂ACP+0.5%铁离子稳定剂CA+1.0%互溶剂EGMBE+0.5%助排剂SAB。稠化酸性能测试结果表明,酸液添加剂配伍性好,热稳定性好,抗盐能力强,缓速效果明显,对储层改造效果显著。     

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。     

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。      

胶凝酸与交联酸一体化耐高温缓速酸研究

胶凝酸和交联酸是高温碳酸盐岩酸压常用的缓速酸体系,该体系存在耐温能力不足、配伍差等问题,同时现场交联酸和胶凝酸为不同酸液体系,存在配制使用流程繁琐的问题。为解决上述问题,优化形成了一体化酸液体系,交联酸基液可作为胶凝酸使用,加入交联剂作为交联酸使用。交联酸配方为:20%盐酸+1%稠化剂SRAP-2+2.5%高温缓蚀剂主剂SRAI-1+0.5%增效剂+1%酸压用铁离子稳定剂SRAF-1+1%酸压用破乳剂SRAD-1+1%交联剂SRAC-2A和延迟交联剂SRAC-2B（2:12）。胶凝酸在160℃、170 s-1下,恒温剪切120 min后黏度为20 mPa·s。交联酸体系交联时间为93 s,具有良好的延迟交联特性;在160℃、170 s-1下恒温剪切90 min后黏度为55 mPa·s,一体化酸液体系室温可放置10 d以上,在140℃动态腐蚀速率为46.1021 g/（m2·h）。研究结果表明,该体系可满足高温储层对缓速酸的要求,实现酸液体系一体化,方便现场施工,具有较好的发展前景。      

耐高温可携砂交联酸配方优化与评价

酸压携砂可以实现加砂压裂的高导流能力及常规酸压的多裂缝效果,而选择耐高温可携砂的酸液体系是实现酸压携砂的关键。针对目前国内外适于深层高温施工交联酸体系较少的现状,通过室内实验研制了一种耐高温可携砂交联酸压裂液体系,配方为20%盐酸+1.0%稠化剂YT-217+1.6%交联剂JQ-1+0.4%交联剂JP-2+2%JG-1高温缓蚀剂+1.0%助排剂JZ-1+1.5%铁离子稳定剂JF-1。评价结果表明,该体系交联时间为95 s左右,具有一定的延迟交联特性;该体系的耐温、抗剪切性能良好,在150℃、170 s-1条件下剪切120 min后的黏度大于50m Pa·s,且具有破胶彻底、与地层配伍性好、携砂能力强等优点,可以满足现场施工要求。     

腰英台青二段气藏水泥污染层酸化解堵技术研究

随着开发天然气的需求不断提高,需要对青二段气藏进行整体开发。由于前期对部分井青二段进行了水泥封堵,常规测试难以获得良好效果,为了解除水泥浆污染,针对水泥物对水泥污染层进行酸化解堵室内试验,优化了主体酸液配方,并对缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂以及黏土稳定剂等主要添加剂进行了优选,形成了酸液体系配方为10.0%HCL+5.0%HF+2.0%TS04(缓蚀剂)+1.5%WD-8(铁离子稳定剂)+1.0%WD-12(助排剂)+1.0%WD-5(黏土稳定剂)。现场应用获得显著的增产效果。     

温控交联酸体系研究及应用

针对常规酸液穿透距离有限,以及交联酸体系交联时间短、初始黏度高导致管柱摩阻高和地面施工压力高等问题,通过研制温控交联剂,优选耐酸稠化剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂,开发了一套耐温可达150℃的温控交联酸体系,并进行了流变性能、缓速性能、滤失性能和破胶性能的分析评价。结果表明:该体系交联时间可控,并具有良好的抗剪切能力,150℃、170 s-1下剪切3 h后黏度保持在70 mPa·s以上;14 h后溶蚀率达68.5%;滤失系数Cw=7.68×10~(-4)m/min~(1/2);胶囊和氧化破胶剂配合使用可实现2 h破胶,破胶液黏度小于5 mPa·s。此体系成功应用于塔河油田THX井6 704.00 m～7 077.00 m井段,同等排量下降阻效果明显优于滑溜水,完全能满足超深高温碳酸盐岩储层大规模酸压改造要求。     

新型酸化解堵剂与体系研究

在对辽河油田欢喜岭采油厂地区注水压力高、地层堵塞严重等问题原因分析的基础上,研发了一种新型酸化解堵剂(ABRer-1).室内实验表明,与土酸相比,20％的新型解堵剂水溶液具有良好的缓速性能、防二次沉淀性能.根据辽河油田欢喜岭地区的岩性特征,室内优选了缓蚀剂、黏土稳定剂、助排剂、破乳剂等酸液添加剂,并确定了各添加剂加量,得到了新型酸化解堵体系配方:20％酸化解堵剂+0.1％缓蚀剂BSA-602+3％黏土稳定剂BSA-101 +0.5％助排剂EL-11 +0.1％破乳剂YBP-1.两口井的现场试验表明,新型酸化解堵体系可以降低注水压力5 MPa以上,大幅度提高了日注水量.     

高含硫气井酸压液体技术研究

通过对普光1井、普光2井岩心分析,确定该区域储层为纯碳酸盐岩储层,碎屑岩和粘土矿物含量很低,盐酸溶蚀率均在90%以上,研究确定采用以盐酸为基液的酸压液体系列技术,进行了不同酸液浓度对钢片的腐蚀试验分析,鲜酸和残酸腐蚀速率对比试验,饱和H2S的鲜酸和残酸腐蚀速率对比试验,筛选了合适的缓蚀剂,研发了适合该储层酸压条件的铁离子稳定剂和硫沉淀控制剂、助排剂。根据储层高温、高含硫、低孔与低渗的物性特征,研发并形成了适合储层酸压改造的前置液加胶凝酸多级交替注入的深度酸压工艺技术以及配套的酸压液体体系。为普光气田主体及周边储量评价和该类气藏的进一步改造提供了可靠的参数和技术支撑。     

国内外酸化技术发展近况

介绍了 80 年代以来,国内外酸化作业中一些主要酸液添加剂——缓速剂、缓蚀剂、粘土稳定剂和铁离子稳定剂等产品的技术现状和目前国内外现有的几种主要缓速酸——胶凝酸、乳化酸、胶束酸等的发展应用状况。     

HCM酸液添加剂的研制

对油田酸化改造过程中使用的酸液添加剂进行了研究,它主要包括粘土稳定剂、缓蚀剂和铁离子稳定剂等。对合成的粘土稳定剂PCM进行了防膨实验和地层伤害评价,筛选并评价了缓蚀剂(H2),它在缓速酸中具有较好的配伍性和很低的腐蚀性能。还评价了各种铁离子稳定剂,选出合适的铁离子稳定剂。研制的酸液添加剂在酸体系中配伍性能好,地层伤害程度小,综合性能完全满足酸化液在油田中的要求。     

十屋油田用酸化解堵液配方优选及性能评价

针对十屋油田在注水开发过程中普遍出现的注水压力高、注水压力上升速度快、注水前沿推进速度慢、注水以及前期酸化效果不理想等诸多问题,优化了酸液配方。前置酸配方为8%～12%HCl＋2%WD-11缓蚀剂＋1.5%WD-8铁离子稳定剂＋0.5%WD-12助排剂＋0.5%WD-5黏土稳定剂＋0.5%BM-B10＋1.0%WD-6破乳剂,在前置酸中加入2%HF即得到主体酸。该酸液稳定性良好,前置酸和主体酸的表面张力分别为24.6和25.4 mN/m,腐蚀速度均小于5 g/m2.h,铁离子稳定能力大于2500 mg/L,均达到规定要求。对十屋油田4口井天然岩心的酸化效果实验表明,酸化后的岩心渗透率大幅提高,酸化效果良好。图4表5参2     

阳离子型酸液胶凝剂P（DMC-AM）的合成及性质研究

以碳酸盐岩油藏的高温深井酸化增产为切入点,从提高胶凝酸液体系抗温抗盐性、溶解性以及减少地层伤害等实际应用性能出发,采用阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）、丙烯酰胺（AM）为原料合成了阳离子型酸液胶凝剂P（DMC-AM）。实验表明,胶凝剂P（DMC-AM）具有较好的耐盐性,在酸液中具有较好的抗温耐水解性能,与常规胶凝酸相比,能明显延缓酸岩反应速度。     

高温缓速酸解堵技术研究与应用

为解决中原油田文东文南高温低渗油层解堵存在的技术难题,研制了高温缓速、深部穿透的解堵剂配方.用缓速酸主剂、高温酸化缓蚀剂,以及油水互溶剂、粘土防膨剂、铁离子稳定剂等酸液添加剂进行复配,优化筛选,得到综合性能优良的高温缓速解堵剂配方.文中对解堵剂配方性能进行了全面评价.该解堵剂比常规土酸缓速率提高94%,可应用于150 ℃的地层,现场应用增油增注效果显著.     

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/(cm^2·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。     

耐温耐盐深穿透泡沫酸体系的研制及应用

泡沫酸具有黏度高、滤失小和易返排的优点,但耐高温能力差和和不耐高盐等问题严重制约着泡沫酸体系在塔河油田的应用。为了提高塔河油田水平井的酸化效果,研制了一种配方为20%HCl+1%铁离子稳定剂XC-16+2%缓蚀剂XC-13+1%破乳剂XC-08+0.9%起泡剂FRC-1+0.3%稳泡剂CNC+1.5%无机纳米SiO_2颗粒的耐高温、耐盐深穿透泡沫酸体系,考察了该体系的泡沫稳定性、耐温耐盐性能及酸岩反应性能。研究表明,该泡沫酸体系在150℃、170 s-1下剪切30 min的条件下,泡沫酸的黏度仍大于40 mPa·s,耐温性能明显优于胶凝酸(相同实验条件下的黏度仅为20 mPa·s);该泡沫酸体系的耐盐性能优良,在10×104mg/L的高矿化度条件下仍能保持较好的起泡和稳泡性能,起泡体积为400 m L,泡沫半衰期为2435 s;在150℃下不同酸液体系的酸岩反应速率按从小到大排序为:泡沫酸冻胶酸转向酸胶凝酸,泡沫酸低反应速率有利于形成深穿透酸蚀缝。该泡沫酸体系已在TPP井成功应用,压后日产油32 t,取得较好效果。     

抗180℃高温低腐蚀酸液体系构建及应用

针对高温深井酸化施工井下温度高、井下管柱和工具腐蚀严重的恶劣工况,笔者通过分子结构设计和合成,研发了抗180℃高温的新型高温缓蚀剂,并在此基础上优选其他助剂构建了2套抗180℃高温低腐蚀酸液体系。实验结果表明：①该缓蚀剂在180℃下,N80钢片在常规酸腐蚀速度为70 g/m2·h,具有良好的缓蚀性能;②体系无沉淀,不分层,具有良好的配伍性能和较高的抗滤失性;③在180℃下,N80钢片在0.4%和0.8%胶凝酸体系的平均腐蚀速率分别为87.3g/m2·h、95.8 g/m2·h。现场应用表明,抗180℃高温低腐蚀酸液体系满足高温深井酸压施工井下管柱和工具安全要求,施工结束后出井油管内壁光滑,酸压前后酸液性能表现良好,井下安全正常。     

抗180℃高温低腐蚀酸液体系构建及应用

针对高温深井酸化施工井下温度高、井下管柱和工具腐蚀严重的恶劣工况,笔者通过分子结构设计和合成,研发了抗180℃高温的新型高温缓蚀剂,并在此基础上优选其他助剂构建了2套抗180℃高温低腐蚀酸液体系。实验结果表明:①该缓蚀剂在180℃下,N80钢片在常规酸腐蚀速度为70 g/m2·h,具有良好的缓蚀性能;②体系无沉淀,不分层,具有良好的配伍性能和较高的抗滤失性;③在180℃下,N80钢片在0.4%和0.8%胶凝酸体系的平均腐蚀速率分别为87.3g/m2·h、95.8 g/m2·h。现场应用表明,抗180℃高温低腐蚀酸液体系满足高温深井酸压施工井下管柱和工具安全要求,施工结束后出井油管内壁光滑,酸压前后酸液性能表现良好,井下安全正常。      

高温气井非均质碳酸盐储层自转向酸的研制与应用

针对高石19井区西北部气井温度高、常规自转向酸高温降黏导致酸化效果不理想的问题,以含芥酸酰胺羟磺基两性表面活性剂黏弹性转向剂、抗高温酸化缓蚀剂、阳离子低聚物抗温剂等为原料制得自转向酸。评价了自转向酸的抗温性、缓蚀性、缓速性能和自转向性能,并在天东110井进行了现场应用。结果表明,自转向酸适宜的配方为20% HCl+8%转向剂EP-306B+2%铁离子稳定剂TYL+2%酸液缓蚀剂GSY+1%酸液缓蚀增效ZXJ+1%阳离子低聚物DJW+6%有机酸YJS。自转向酸的抗温性和缓蚀性能较好,在150℃下与岩屑反应后的最高黏度为48 mPa·s,对钢片的腐蚀速率为49.8 g/（m2·h）。自转向酸的缓速性能良好,与岩屑反应40 min后酸液质量分数仅降低3%。对高110井渗透率倍数为21.4的2块岩心进行酸化,对低渗透率岩心的改造率为72.2%,具有良好的自转向性能。在天东110井自转向酸酸化中取得预定的酸化效果,残酸返排率达到70%,实现储层有效均匀改造。该自转向酸体系在高温气井非均质地层具有良好的酸化效果。