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。     

重晶石滤饼堵塞机理与螯合解堵决策技术论评

钻井液加重剂重晶石在储层中的迁移、转化、沉淀形成了难以酸溶的重晶石泥饼,对油气藏造成严重伤害,需要安全可靠地解除重晶石堵塞。而对重晶石堵塞重视程度不够、堵塞机理与解堵机制不明、解堵决策设计不当、投入产出得不偿失、商家技术保密等种种原因,制约了我国重晶石解堵技术的进步。以氨基多羧酸盐为主要组分的螯合型解堵剂是解除重晶石堵塞最有前途的工艺选择,而螯合剂结构（氨基种类、羧基数量、环链大小、化学稳定性等）、金属离子的性质（电荷、离子半径、电离电位或碱度、共伴生金属离子等）、介质环境（pH值、温度、压力等）等对重晶石的溶解效应都有较大影响。经济高效的螯合型解堵剂及其解堵工艺的设计必须要考虑不同螯合剂的解堵特点、使用浓度、催化剂、碱性转化剂、聚合物溶蚀剂、井底温度、环境友好性、腐蚀性、地层岩石基质、解堵过程造成的二次储层伤害等因素。借助滤饼溶蚀、溶蚀产物组分及形貌、岩心流动等现代实验技术测评,精心设计解堵剂注入量、注入压力、浸泡时间、返排液处理等螯合解堵工艺细节,以便全面了解重晶石堵塞机理、螯合型解堵剂设计及其在油气田重晶石解堵决策中的应用。综述了近几年先行研究者在解除重晶石滤饼堵塞方面所做的比较系统的工作,希望能为读者提供一个新视角,以提高我国钻井液与完井液技术创新水平。      

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。     

碳酸盐岩溶蚀窗的形成及地质意义

设计了温度压力同时变化的溶蚀模拟实验,得到了一组近似箱状曲线的溶蚀率变化曲线。溶蚀作用在开始阶段随温度、压力的上升,溶蚀率上升,在60～120℃（13～31MPa）形成一个高峰箱顶。该曲线表明,在一定深度（溶蚀窗）范围内,CO₂对碳酸盐岩的溶蚀能力保持在较高的水平。而当深度进一步增加时,溶蚀能力急剧下降,当埋深相当于4 000 m左右时,溶蚀能力达到最低,此时的溶蚀能力仅比常温下略高一些。该溶蚀试验结果对于深埋溶蚀作用的理解及有利储层的预测有着重要的意义。     

有机解堵剂和非酸解堵体系性能评价与现场应用

稠油油藏黏度高,流动性差,开发过程中极易在近井地带形成有机垢沉淀和无机固相堵塞,降低近井地带渗透率,导致地层产量急剧下降。针对渤中油田明化镇组D11和D34-H油井特殊的油藏物性和堵塞类型,通过沥青溶蚀、溶蜡和降黏实验等筛选出TC-4有机解堵剂,通过溶蚀碳酸钙、溶蚀黏土和岩心流动实验等评价DH-1非酸解堵体系的性能,并将其用于矿场试验。结果表明,TC-4有机解堵剂对沥青和石蜡的溶蚀能力及降黏效果较好,对储层的伤害小,适于解除有机堵塞;DH-1非酸解堵体系具有良好的缓速、缓蚀和溶垢能力,对岩石骨架不会造成严重的破坏,与原油的配伍性好,在运移过程中能及时破乳,适于解除无机固相堵塞。在D11井使用TC-4有机解堵剂、在D34-H井用TC-4有机解堵剂进行有机清洗和DH-1非酸解堵体系相结合的方法进行解堵,两井的日产油量、日产液量和含水率基本恢复至解堵前水平。两种解堵体系均能较好地解除稠油油藏堵塞问题。图2表2参25     

用于解除储层深部粘土堵塞的氟硅酸／盐酸体系研究

在Bryant的最新砂岩基质酸化模型（1991）基础上,提出了由不与石英反应而选择性地与粘土反应的氟硅酸（H2SiF6),可减少硅胶和氟硅酸盐沉淀的盐酸（HCl)组成的混合酸化液,用于解除砂岩储层深部粘土堵塞,通过岩心流动实验考察了H2SiF6/HCl混合酸液体系与含粘土14％的砂岩储层岩心之间的反应,实验结果如下：（1）该体系适用于解除砂岩油层深部粘土造成的堵塞,解堵效果优于常规土酸（3％HF／12％HCl);（2）温度越高（30－120℃）,该体系与岩心之间的反应速度越快;（3）对于H2SiF6/12%HCl体系,H2SiF6浓度（3％－10％）控制体系与岩心间的反应速度,对于解除深部粘土堵塞,H2SiF6的最佳浓度为6％。     

碳酸盐岩储层损害机理及保护技术研究现状与发展趋势

碳酸盐岩是重要的储集岩，但是对其储层损害机理的认识及深入程度与碎屑岩的研究相比差距较大。笔者系统地介绍了碳酸盐岩储层的主要损害机理及屏蔽暂堵和酸化技术等碳酸盐岩储层的保护措施，认为碳酸盐岩油气层损害机理主要包括流体敏感性、应力敏感和水相圈闭；采用屏蔽暂堵技术时，应注意确保固相颗粒大小与裂缝宽度相匹配，这样才能形成致密的屏蔽层，达到保护油气层的目的；酸化技术成本低、效果好，酸液对碳酸盐岩缓速作用越强，酸化效果就越好，乳化酸是较优的缓速酸。同时指出了碳酸盐岩储层损害机理及保护技术的发展趋势。     

新型碳酸盐岩储层酸化解堵体系合成及解堵影响因素分析

针对碳酸盐岩储层钻井过程中岩屑及钻井液颗粒堵塞储层喉道严重现象,基于有机化学理论和酸化体系制备原则合成了一类新型碘磺酸乙酯并配制新型碳酸盐岩储层酸化解堵体系。室内以碳酸盐岩溶蚀率和渗透率为评价指标,分析了盐酸含量、碘磺酸乙酯含量、体系温度及初始渗透率对新型酸化解堵性能影响,并揭示其解堵机理。实验表明,盐酸及碘磺酸乙酯含量、体系温度及初始渗透率增加均有助于储层溶蚀率和渗透率提高,含7%盐酸的新型酸化解堵体系使地层溶蚀率及渗透率恢复率达96.1%和111.3%,远高于传统土酸体系的80.3%和76.1%。体系中含有的碘磺酸乙酯可延长溶蚀时间,提高解堵效率,展现出优异解堵和环保性能。      

CO2驱酸化溶蚀作用对原油采收率的影响机理

CO₂驱酸化溶蚀作用对储层会产生一定程度的伤害。为揭示这种伤害作用对原油采收率的影响机理，选取6块同级别渗透率的岩心样品，在地层温度、压力条件下进行物理模拟实验，通过核磁共振技术评价酸化溶蚀作用对原油采收率的影响机理。实验结果显示，驱替产出流体的pH值低于原始地层水，且通过离子浓度变化发现驱替过程中有长石和碳酸盐矿物发生溶蚀；岩心的渗透率在驱替结束后出现一定程度降低，且反应时间越长，渗透率的降幅越大；岩心样品的最终采收率与反应时间呈反比，反应时间为240 h的岩心样品相比反应时间为0 h的岩心样品，其最终采收率降幅达到27.31%。综合分析认为，CO₂驱长时间的酸化溶蚀反应产物及脱落的黏土颗粒会堵塞孔喉，导致储层渗流能力下降，进而影响CO₂驱的驱油效率及最终采收率。     

坪北特低渗透油藏堵塞机理及复合解堵技术研究

坪北油田为典型的特低渗透油藏,主要属于小孔细喉道,油层温度低,开采过程中容易形成有机质及无机垢堵塞,影响油井正常生产。在分析了油井堵塞机理的基础上,评选了有机解堵剂YCB-5A、无机质解堵剂YHG-5B,同时开展了复合解堵工艺技术研究,现场应用取得了较好的解堵增产效果。图4表4参6     

单液法无机沉淀调剖体系的研制和性能评价

无机沉淀型调剖体系具有良好的溶解性和耐温耐盐性能,但存在反应物接触即沉淀的问题,施工方式多为双液法。为改善这一问题,以阻垢剂为缓沉剂,将其加入含碳酸钠和钙镁离子的水中制得可单液法注入的无机沉淀调剖体系。研究了缓沉剂浓度、水矿化度和钙镁离子浓度、温度对该调剖体系生成沉淀起始稀释倍数和稀释后沉淀量的影响,通过填砂管驱替实验考察了该调剖体系的注入性和封堵性。结果表明,缓沉剂的引入可以暂时抑制沉淀的产生以保证无机沉淀调剖体系能以单液法注入;当稀释至生成沉淀起始稀释倍数后缓沉剂将失去对沉淀的抑制作用,调剖体系重新产生沉淀以起到封堵作用。缓沉剂浓度越高,生成沉淀起始稀释倍数越大。增加水中钙镁离子浓度会降低生成沉淀起始稀释倍数,但可提高调剖体系的沉淀量。高温、高盐条件会降低生成沉淀起始稀释倍数,但沉淀量略有升高。组成为10%碳酸钠和2%缓沉剂聚天冬氨酸钠的调剖体系的注入性良好,对填砂管的封堵率约为70%。该无机沉淀调剖体系可用淡水、地层水、海水配注,适用于干旱缺水、海上平台等缺少淡水资源的特殊环境。图7表3参15     

酸化缓蚀剂缓蚀性能的实验和理论评价

为深入研究酸化缓蚀剂的缓蚀作用机理,将实验方法与量子化学、分子动力学相结合分析缓蚀剂分子结构与缓蚀率之间的关系。采用挂片失重法测得五种酸化缓蚀剂甘氨酸,N-[N-[(苯甲氧基)羰基]氨基乙酰基]-,4-硝基苯酯(A)、N-α,N_ω-二苄氧羰基-L-精氨酸(B)、(R)-2-[N-(N-苄基脯氨酰)氨基]二苯甲酮(C)、4-[(4-甲氧亚苄基)氨基]肉桂酸乙酯(D)、5-羟基色氨酸(E)在15%HCl溶液中的缓蚀率,并用金相显微镜观察了腐蚀后N80钢挂片的3D形貌,最后用量子力学和分子动力学相结合的模拟方法对5种缓蚀剂的缓蚀性能进行了理论分析。结果表明,5种酸化缓蚀剂的缓蚀率均大于93%,酸化缓蚀剂缓蚀效果按缓蚀率大小排序为:BADCE,按平均点蚀深度排序为:BADCE,按最大点蚀深度排序为:ABDCE,其中B、D抑制点蚀效果较差;通过量子化学计算得到的酸化缓蚀剂缓蚀性能从大到小依次为:ABDCE,通过分子力学计算得到的缓蚀性能从大到小依次为:ABCDE,理论分析与实验结果基本相符。     

海水基压裂液用螯合剂的研制及性能评价

海水矿化度和钙镁离子含量高,配液时会对压裂液溶胀、交联、破胶等造成影响。为降低海水对压裂液的影响,以甲醛、亚磷酸、多乙烯多胺为原料制备有机膦酸类螯合剂SW-CA,研究了影响其螯合效果的因素,通过扫描电镜观察晶体形态、分析其作用机理,评价了其对压裂液交联性能和破胶的影响。结果表明,螯合剂SW-CA对Ca²⁺、Mg²⁺的螯合值分别为276、218 mg/g,螯合效果随SW-CA用量增大而增大,随矿化度、温度、pH值增大而减小。加入螯合剂后,沉淀晶体颗粒变得疏松分散,作用机理主要为螯合作用和晶格畸变作用。在海水中加入1%SW-CA可改善基液的交联性能,提高基液的黏度和耐温耐剪切性。加入1%SW-CA压裂液的破胶时间可控,破胶性能良好,残渣含量为113 mg/L。将陶粒在加入螯合剂的压裂液破胶液中浸泡4 h后,陶粒表面只有少量胍胶残渣吸附,避免了无机盐的沉淀析出,降低了对支撑剂导流能力的影响。螯合剂SW-CA与压裂液的配伍性良好,满足现场施工要求。图13表1参19     

无机地质聚合物凝胶堵剂的性能评价

针对胶结疏松易形成大孔道的高温高矿化度油田,以渤海油藏储层和流体为研究对象,用增黏剂蒙脱土、交联剂氢氧化钠、缓凝剂柠檬酸和主剂粉煤灰等制得无机地质聚合物凝胶堵剂,研究了堵剂的成胶速度及影响因素、耐温耐盐性能、封堵效果、液流转向效果以及封堵后的调驱效果。结果表明,随着主剂与交联剂浓度和温度的增加,无机地质聚合物凝胶成胶速度增大。配液水矿化度对无机地质聚合物凝胶成胶效果基本无影响,配液水中较高浓度的碳酸根和碳酸氢根会延长聚合物胶液的交联时间。当岩心水测渗透率大于18800×10^-3μm²时,无机地质聚合物凝胶对岩心的封堵率随渗透率的增加而增大,且封堵率均大于90%。无机地质聚合物凝胶的耐冲刷能力和液流转向效果较好,可对高渗透层大孔道有效封堵,提高低渗岩心分流率。对于大孔道或特高渗透条带,封堵长度越大,增油降水效果越好。无机地质聚合物凝胶的封堵效果好于常规的聚合物凝胶和淀粉胶,可用于高温高矿化度油田大孔道的封堵。图5表5参19     

炼油厂缓蚀剂的现场应用和性能评价

现场试验了一种油溶性缓蚀剂和两种水溶性缓蚀剂。结果显示:在不注中和剂(氨水)的条件下,注入12~13μg/g IMC-石大1号油溶性缓蚀剂能将二价铁离子浓度降低到2mg/L左右。注入15-20μg/g水溶性缓蚀剂才能将的二价铁离子浓度降低到3-33mg/L。IMC-石大2号油溶性缓蚀剂的防腐蚀效果优于水溶性缓蚀剂。     

ERI-1缓蚀剂的合成及性能评价

介绍了一种有机胺缓蚀剂的合成工艺及评价方法 ,并进行了缓蚀性能评定。试验结果表明 :ERI- 1是一种咪唑啉酰胺类吸附膜型缓蚀剂 ,能有效抑制电化学腐蚀的阴极过程 ,从而起到缓蚀作用。ERI- 1缓蚀剂受pH值波动影响小 ,可有效抑制初凝区的腐蚀     

低伤害低腐蚀的无固相修井液体系研制与性能评价

在南海西部油田修井作业过程中,修井液滤失进入地层造成储层伤害。为解决现场修井液对管材腐蚀严重、易引发黏土水化膨胀、降低储层渗透率等问题,研制了一种低伤害低腐蚀的新型无固相修井液,对黏土防膨剂、助排剂和弱酸MHA进行了筛选,确定了修井液体系的最佳配方,研究了修井液的缓蚀性和对岩心渗透率的影响。结果表明,修井液体系组成为过滤海水、5%有机盐黏土防膨剂TFB-2、0.5%黏土防膨剂HAS、1%MHA、0.5%助排剂FC310时可有效抑制黏土水化膨胀,其黏土防膨率(约90%)大于现场修井液(70%);对管材的腐蚀速率低,70℃下对钢片的腐蚀速率为1.2361 g/(m~2·h),仅为现场修井液的43.8%;新型修井液可提高岩心渗透率,处理岩心后的岩心渗透率恢复率约为110%,大于现场修井液的70%。新型修井液油水界面张力低、易于返排,可有效提高近井地带的储层渗透率,性能优于现场修井液。     

清洗缓蚀剂YSW602的研制与性能评价

研制了一种循环水不停车清洗缓蚀剂YSW602,并采用静态和动态试验方法对其缓蚀性能进行了评价.结果表明,在时间为48 h的动态评价试验中,被监测的换热管腐蚀速率为0.29 g/m2·h,低于HG/T2387-1992<工业设备化学清洗质量标准>中的规定.     

一种盐酸酸化缓蚀剂的合成及性能评价

以腐蚀速率为评价指标,通过单因素合成实验,确定了曼尼希碱缓蚀剂主剂的最佳合成条件:pH=4,环己胺、甲醛、苯乙酮摩尔比1∶2∶1,反应温度90℃,反应时间8 h.将合成的曼尼希碱与2.5％增溶剂脂肪醇聚氧乙烯醚、溶剂甲醇复配,得到盐酸酸化缓蚀剂.分别用静态挂片失重法和电化学方法考察其缓蚀性能.结果表明,90℃下,N80钢片在15％工业盐酸介质中的腐蚀速率随缓蚀剂加量的增大而减小;随盐酸质量分数增大而增大;腐蚀速率随温度升高而增大.90℃下,缓蚀剂加量为1.0％时的腐蚀速率为3.635g/(m2·h),满足酸化缓蚀剂一级品≤4g/(m2·h)的要求.该缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂,作用机理主要为几何覆盖效应.图6表4参6