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。     

新型砂岩自转向酸体系的研究与应用

渤海主力油田储层层间渗透率级差大、非均质性强,酸化过程中酸液大量进入高渗层,引起渗透率级差进一步加剧,不能有效改善中低渗层,酸化解堵效果不理想。针对该问题,以新型两性离子表面活性剂ZX-1为稠化剂,优化形成了砂岩自转向酸体系,对该体系开展了流变性、配伍性、破胶性能、转向酸化效果评价实验。结果表明模拟鲜酸黏度6mPa·s,利于注入储层;模拟自转向酸变黏体系黏度60 mPa·s,耐剪切性强;模拟残酸黏度2 mPa·s,利于返排。自转向酸与缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂及助排剂配伍性良好,无沉淀、残渣产生;体系破胶容易,异丙醇、破乳剂、乙二醇丁醚及酸液消耗均能使自转向酸完全破胶,破胶后溶液黏度均低于10 mPa·s;体系具有自我清洁的作用,即使现场酸液未能完全破胶,经过一段时间能自动破胶,不会对储层造成永久性伤害。该自转向酸体系具有良好转向分流能力,随着初始渗透率级差从比2.00增大到10.70,酸化后低渗岩心渗透率改善倍数明显增大,高低渗岩心渗透率级差比减小,当渗透率级差达到10.7时,体系仍能实现有效分流酸化。ZX-1自转向酸现场应用效果明显,具有良好应用前景。      

自转向酸主剂的合成及其转向性能实验研究

储层的非均质性和受伤害程度的差异性,使得碳酸盐岩储层的基质酸化处理必须采用转向技术。相比常规转向技术,黏弹性表面活性剂自转向酸由于其独特的优点成为研究热点。基于理论分析,筛选出油酸酰胺丙基甜菜碱作为自转向酸主剂,利用灰色关联分析法了正交实验方案,优选出了合成条件,并确定了各因素对反应的影响程度。红外光谱分析结果表明,合成的产品与油酸酰胺丙基甜菜碱结构基本一致。性能评价结果表明,Ca2+和VES含量是影响油酸酰胺丙基甜菜碱残酸体系变黏的主要因素,Na+使体系黏度略有增大,Mg2+则对体系黏度没有影响。利用多岩心驱替实验,以最大注酸压差、无因次注入孔隙体积倍数、无因次注入压差衡量油酸酰胺丙基甜菜碱自转向酸的分流转向性能,结果表明该体系具有良好的分流转向能力,符合碳酸盐岩地层转向酸化的需要。     

潜山油藏智能转向酸化技术研究与应用

胜利油田潜山油藏储层埋藏深、温度高、跨度大、缝洞系统较为发育,针对酸化过程中酸液易漏失、低渗储层区域酸化程度低、施工后层间渗透率差距大的问题,通过引入羟烷基磺酸提高长链脂肪酸酰胺甜菜碱溶解性和耐温性,制得一种速溶耐温的转向剂,将该转向剂和HCl复配得到转向酸。对酸液体系配方进行了优选,研究了转向酸的各项性能。研究发现,该速溶耐温转向酸体系起黏速率快,具有良好的耐温耐剪切性能,适用于160℃的储层。转向酸体系在pH值3～7范围内黏度保持较好,具有良好的转向性能。双岩心酸液流动驱替实验表明,对于渗透率级差在10以下的并联岩心,酸液转向体系具有较好的均匀酸化效果。在胜利油田潜山油藏成功施工37井次,平均单井日增油量为7.3 t/d,日增液量为11.5 m³/d,控水增油效果显著。     

加入内部破胶剂的黏弹性表面活性剂转向液在酸处理中的应用

基质酸化和酸化压裂措施已广泛应用于油气增产过程中。成功的酸化增产需要将酸液均匀分布到各个层段,特别是对于处理裸眼完井的直井、水平井、延伸井及多分支井尤为重要。黏弹性表面活性剂体系的特殊性质可以阻塞高渗透率层段的流动,使处理液转向进入低渗储层。据最新的SPE文献报道,作为转向酸的清洁处理液在基质酸化和酸化压裂过程中,特别是在处理低渗储层及衰竭式开采的气藏中,由于需要更长的回流时间,产生了地层伤害。在水力压裂和压裂充填过程中发展了内部破胶技术,内部破胶剂能控制黏弹性胶体的破胶时间和地点,使其易于返排。本文介绍了一种含有破胶剂的清洁转向酸来处理碳酸盐岩储层。这种酸液体系很独特,酸岩反应之前黏度很小。当酸液耗尽或者鲜酸到达新的位置时,体系中的表面活性剂黏度达到最大。酸化处理过后,内部破胶剂活化使黏弹性表面活性剂破胶,体系黏度降低,同时残酸酸液在生产过程中返排,最大程度地减少了可能存在的伤害。实验结果证实,酸化过程中的黏弹性胶体溶液在低剪切速率下产生了很高的黏度,且其在接触烃类物质后才加速破胶。进一步研究了在控制内部破胶剂降低残酸黏度的可行性。碳酸盐岩岩心流动实验表明,在矿物油清洗过程中,使用不含破胶剂的清洁处理液在蚓孔中产生的压降要高于使用含破胶剂的清洁处理液产生的压降。     

甜菜碱类自转向酸酸化技术室内实验研究

地层非均值性的存在使得基质酸化处理必须采用转向技术,黏弹性表面活性剂自转向酸技术是最近发展起来的1种低伤害转向酸化新技术,其性能评价对指导自转向酸化技术的施工具有重要意义。为此,在室内合成甜菜碱的基础上,通过实验对甜菜碱自转向酸液进行性能评价。结果表明,pH值和Ca2+均能使体系黏度增大且具有协同效应;鲜酸、残酸体系黏度均随甜菜碱浓度增大而增大,随剪切速率增大而减小,剪切顺序对体系黏度基本上没有影响;pH值为2时,体系黏度最大,约为350 mPa.s;煤油和盐水能够使残酸体系破胶;通过渗透率分析和无因次注入倍数分析发现,油酸酰胺丙基甜菜碱具有良好的转向分流能力。     

季铵盐双子表面活性剂类变黏分流酸的实验研究

季铵盐双子表面活性剂GQA-2的黏弹特性能使酸化时达到均匀布酸的目的。本文研究了变黏分流酸体系。通过室内实验考察了酸液变黏特性;GQA-2浓度、温度、剪切速率对酸液黏弹性的影响;反应时间、原油、地层水对降低残酸黏度的影响。通过双岩心流动实验考察了变黏分流酸的分流能力。实验结果表明该酸液体系适用于非均质碳酸盐岩、砂岩地层,或高含水油井的酸化施工。     

新型高性能转向酸的制备及性能评价

碳酸盐岩储层微裂缝发育,酸化压裂改造过程中酸液单向突进,造成储层有效裂缝沟通困难,酸化压裂改造效率低。为了提高碳酸盐岩储层酸化压裂改造效率,制备了一种对CO₂敏感的新型高性能转向酸体系,该体系主要由盐酸、SDS、TMPDA及缓蚀剂组成,配方为3.96% SDS+1.09% TMPDA+24% HCl+0.5% MZ-1缓蚀剂。虽然该体系本身不具有黏弹性,但在CO₂存在的条件下,体系中的TMPDA作为联接基与普通的SDS生成黏弹性极好的类Gemini型表面活性剂,CO₂消除之后可恢复到初始状态。相关性能评价及研究表明,该体系抗温、抗剪切性好、转向性能优越,酸液驱替前后岩心渗透率明显增大,而且渗透率差异较大的2组岩心的渗透率极差基本消除,可以有效地提高碳酸盐岩储层酸压改造效率,而且有希望实现循环利用。      

江苏油田水平井酸化酸液置放工艺应用研究

江苏油田水平井大部分为低渗油藏,储层非均质严重。这部分水平井在钻井、完井及生产过程中都会造成伤害,需要应用酸化解堵技术恢复或释放产能。与直井酸化相比,水平井酸化的难点之一在于酸液的置放,针对此问题,在室内分别使用并联岩心流动实验装置和水平井转向分流实验装置开展了暂堵剂和自转向稠化酸的转向性能实验研究。实验结果表明：在两种实验条件下,暂堵剂和自转向稠化酸在高渗段岩心的转向率均能达到90％以上,起到均匀布酸的目的。在现场开展了暂堵剂转向和机械分段两种酸液置放技术试验,现场应用取得了成功。     

江苏油田水平井酸化酸液置放工艺应用研究

江苏油田水平井大部分为低渗油藏,储层非均质严重。这部分水平井在钻井、完井及生产过程中都会造成伤害,需要应用酸化解堵技术恢复或释放产能。与直井酸化相比,水平井酸化的难点之一在于酸液的置放,针对此问题,在室内分别使用并联岩心流动实验装置和水平井转向分流实验装置开展了暂堵剂和自转向稠化酸的转向性能实验研究。实验结果表明：在两种实验条件下,暂堵剂和自转向稠化酸在高渗段岩心的转向率均能达到90％以上,起到均匀布酸的目的。在现场开展了暂堵剂转向和机械分段两种酸液置放技术试验,现场应用取得了成功。     

黏弹性表面活性剂转向酸缓蚀剂研究进展

我国碳酸岩油气藏储量大,非均质性强、埋藏深,常规酸化技术改造不理想。近年来研发的黏弹性表面活性剂自转向酸技术显示良好的改造效果,缓蚀剂是该技术安全实施的重要保障。黏弹性表面活性剂与常规盐酸缓蚀剂存在相互作用,缓蚀效果受到影响。目前,已研发出中低温条件下的缓蚀剂产品,高温缓蚀剂产品仍处于研发中。以水溶性良好的缓蚀剂作为黏弹性表面性活性剂自转向酸缓蚀剂的主剂是未来研究的主要方向。     

高磨地区灯影组室内酸化效果评价方法探讨

针对高磨地区震旦系灯影组裂缝-孔洞型为主的储层特征,常规的短岩心酸化效果主要模拟解除储层的表皮伤害,而对于储层的深度酸化模拟无法满足需求。为了更好地指导酸液的选择,从长岩心处理、流体选择、实验参数选择等方面进行研究,探讨了针对高磨地区灯影组的长岩心酸化效果评价方法,并通过对比转向酸与胶凝酸酸化效果室内实验,明确了转向酸对低渗储层无法突破长岩心,对高渗储层酸化效果显著,渗透率提高了12.1倍;胶凝酸对低渗储层与高渗储层酸化效果均显著,渗透率分别提高5.6倍与20倍。现场应用4井次,其改造效果与室内评价结果相吻合,从而说明长岩心酸化效果评价方法对高磨地区灯影组储层酸液的选择具有一定的指导作用。     

一种新型两性表面活性剂自转向酸体系

常规自转向酸体系在乏酸(2< pH< 4)时变黏,影响转向效率,使转向酸化具有一定的局限性。根据黏弹性表面活性剂的变黏机理,研制了一种新型两性表面活性剂(VES)自转向酸,该转向酸在酸岩反应过程中黏度逐渐升高,乏酸时黏度又降低。考察了表面活性剂、盐酸、钙离子对转向酸黏度的影响;模拟了酸岩反应过程,根据酸岩反应速率拟合了酸岩反应动力学方程;对新型VES体系耐温、流变和破胶性能进行了研究。结果表明:酸岩反应至盐酸浓度为5%时VES黏度最大(144 mPa·s),酸液转向;温度高于90℃时VES黏度下降,因此该转向酸适用于中低温储层;该转向酸体系具有较好的耐剪切性能,剪切黏度恢复率大于90%;VES酸岩反应速率约为普通盐酸酸岩反应速率的1/2,有利于缓释转向;乏酸黏度较低(小于30 mPa·s),遇烃类或地层水容易破胶水化,破胶液具有较低的黏度和表/界面张力,对地层不产生污染。该新型两性表面活性剂自转向酸现场应用后,增油效果明显,具有较好的应用前景。      

阳离子VES转向酸体系的研制及性能评价

针对非均质储层均匀布酸难题,采用芥酸酰胺丙基二甲基叔胺和环氧氯丙烷合成一种依靠酸浓度变黏的黏弹性表面活性剂,并以其为转向剂构建了VES转向酸体系,研究了酸浓度、温度、剪切速率对其流变性能的影响。通过并联岩心驱替实验模拟了VES转向酸在地层中的转向性能。结果表明,在酸液质量分数为3%时,VES转向酸的表观黏度达到峰值,为217 mPa·s。VES残酸体系在120℃、170 s~(-1)下剪切30 min后,黏度仍可以保持100 mPa·s,具有良好的耐温耐剪切性能。与常规酸相比,VES转向酸能使低渗透岩心的渗透率提高2.35倍,具有良好的转向性能,可同时改造高渗透岩心和低渗透岩心。     

粘弹性表面活性剂自转向酸液体系研究进展

粘弹性表面活性剂自转向酸液体系是最近发展起来的一种非均质地层酸化处理新技术.相比于目前常用的转向酸液体系,该体系具有配制简单、破胶容易、对地层伤害少及缓速、降滤失的优点.在合适的外界条件下,该酸液体系依靠粘弹性表面活性剂排列结构的变化实现酸液的转向、破胶.为了更好地研究粘弹性表面活性剂自转向酸液体系,调研了中外关于粘弹性表面活性剂自转向酸液体系的研究现状及最新进展,并系统地总结了粘弹性表面活性剂自转向酸液体系的转向及破胶机理、自转向酸主剂的选择原则、酸液体系的流变性分析.同时,对粘弹性表面活性剂自转向酸液体系的转向性能及反应动力学方面的研究也进行了详细说明.最后,提出了粘弹性表面活性剂自转向酸液体系下一步的工作重点和研究方向.     

VES自转向酸体系研究进展

黏弹性表面活性剂(VES)基自转向酸酸化技术是近年来兴起的一项针对非均质储层改造的新方法。本文总结了目前自转向酸酸化所用黏弹性表活剂的种类及类型,系统分析了阳离子型、两性离子型、非离子型以及孪连黏弹性表面活性剂自转向酸酸液体系之间的性能差异,确定了不同类型自转向酸体系的适用范围,指出了当前自转向酸应用中存在的问题,并据此展望了自转向酸体系的研究方向及发展前景。     

转向酸酸化工艺研究与应用

酸化工艺作为增产增注的主要措施之一,在江苏油田得到广泛应用,取得了较好的增产增注效果,但是陈堡油田随着重复酸化井数的增加,由于对地层大孔道的过度酸化带来了地层出砂、含水升高等一系列的问题,如陈3-32井、陈3-51等井重复酸化导致酸化效果变差甚至全水生产。针对本厂酸化工作中存在的问题,开展了转向酸化工艺的研究,将常规酸液与粘弹性表面活性剂混合形成自转向酸,注入地层以后,酸液先进入大孔道及高渗透层,随着酸岩反应的进行,酸液的浓度会逐渐的降低,同时,酸液的粘度会逐渐增大,对原有大孔道进行暂堵,使后续酸液转向进入新的渗流层,从而使不同渗透的储层得到改造。     

变黏酸的室内合成及性能研究

酸化是油气井增产的重要手段,而均匀有效地解除地层污染是酸化成功的关键.对于非均质性储层,酸液会优先处理高渗透层,难以进入低渗透层,无法实现均匀酸化.常规变黏酸、胶凝酸中由于含有聚合物,酸岩反应结束后酸液破胶困难,且残酸中含有残渣不溶物,对低渗透油气储层伤害严重.为此,在室内合成了一种黏弹性表面活性剂JX,利用该表面活性...     

砂岩储层酸化自转向酸研究与应用

利用一种长链甜菜碱表面活性剂在酸液中的聚集形态变化,形成了以土酸为主体酸的自转向酸体系:15%HCl+3%HF+4%转向剂+1%缓蚀剂+0.5%铁离子稳定剂。该体系在酸化改造过程中不需要大量钙镁离子的"交联"作用,仅依靠自身聚集形态随酸浓度的变化即可增黏,胶束平均水合直径最大可达330.5 nm,酸液黏度最大可达180 m Pa·s,能有效实现砂泥岩储层暂堵转向酸化的目的。体系缓速性能出色,酸岩反应20 min后,含转向剂的土酸酸液溶蚀率仅为13%,并且具有良好的耐高温流变性,在90℃下剪切90 min后的黏度依然保持在60m Pa·s以上。自转向酸残酸凝胶与地层原油接触120 min后,酸液黏度降至10 m Pa·s左右,能加快残酸返排。现场试验表明,自转向土酸酸液体系在砂岩储层增产效果明显。     

黏弹性表面活性剂转向酸的性能分析

黏弹性表面活性剂转向酸又称VES转向酸,它的表面活性剂一般为pH值较小的双子季铵盐类.当该酸液进入地层后,按照流动原理酸液会流入高渗透储层,同时和地层中的岩石发生反应,产生Ca2+,并且酸液的pH值会逐渐升高.普光气田具有明显的四川气田高温、埋深、高压、多产层和高含硫的特点,这些特点对酸化工作液的各方面性能要求都比较高.通过酸压施工,普光气田某井产量得到大幅度提升,产气量由施工前的6.35×104 m3/d提高到目前的17.64×104 m3/d,几乎提高了三倍;产水量由酸压施工前的0提高到目前的19.8 m3/d.