新型抗高温酸化缓速剂的研制与性能评价

以丙烯酰胺、对苯乙烯磺酸钠、烯丙基聚氧乙烯醚和十六烷基二甲基烯丙基氯化铵为单体,采用水溶液聚合法合成了一种抗高温、低黏酸化缓速剂。实验结果表明：在200℃、w(酸化缓速剂)=1%时,缓速率可达35%。该缓速剂可抗w(NaCl)=10%及w(CaCl₂)=10%污染;酸化缓速剂对酸化工作液配方稳定铁离子能力和表面张力的改变均小于1%。川西南低渗砂岩气藏增产实验表明,在相同的地层条件下,新型酸化缓速剂构建的酸液体系增产效果为0.99%～3.88%。     

化学缓速酸的缓速机理概述

本文简要分析了常规酸化不理想的原因,探讨了国内外各油田现场应用的化学缓速酸的机理,并就酸化工作液的发展提出了一些建议。     

高温深部碳酸盐岩储层酸化压裂用交联酸体系制备及性能

常规酸液体系不适用于高温（＞140℃）深部碳酸盐岩储层酸化压裂改造。为了获得耐温性能优良的酸液体系, 按质量比 12∶15∶30∶15∶0.125将氧氯化锆、 水、 异丙醇、 乳酸和木糖醇混合后在 50数 55℃条件下反应 3数 4h 合成了耐温有机锆交联剂 ECA-1, 优选出了酸化压裂用稠化剂 EVA-180, 确定了交联酸体系最佳配方： 20%HCl+0.8%～ 1.2% 稠化剂 EVA-180+3.0%～ 5.0% 交联剂 ECA-1+0.03%破胶剂 EBA, 研究了该交联酸体系的高温流变性能、 缓速性能、 破胶性能及体系微观结构。结果表明, 该交联酸体系的耐温抗剪切性能良好, 成胶强度＞0.06 MPa, 140℃、 170 s^-1条件下剪切 1 h后的黏度在 100 mPa·s左右; 与大理石反应 10 h后溶蚀率为 60%, 具有良好的缓速性能, 可实现深部酸化。此外, 该交联酸体系破胶彻底, 无残渣, 破胶液黏度为 3 mPa·s, 易于返排。微观结构分析表明, 有机锆的加入使稠化酸形成了具有错综致密网状结构的交联酸, 从而提高了交联酸体系的耐温抗剪切性能和缓速性能。图8表3参17     

新型砂岩缓速酸的研制

针对南阳油田地层中Ｆｅ＾３＋含量和泥质含量高的特点，研制了以有机酸和含氟盐为主要成分的ＲＡ－３７酸液，并对作用机理进行了探讨。室内试验结果表明，ＲＡ－３７酸液的缓速性能好，其残酸不会造成二次沉淀物，具有较强的Ｆｅ＾３＋稳定能力；该酸液对油管的腐蚀性小，适合于中高温地层的酸化作业。ＲＡ－３７酸液的长岩心流动试验表明，该酸液对长岩心有很好的酸化效果，有效作用时间长（可达１２ｈ）。     

耐高温聚乙醇酸缓速酸的制备与性能评价

针对现有常规酸液增产体系高温稳定性较差、酸岩反应速率过快且破乳困难的问题,以聚乙醇酸流体为酸 液内相、柴油为外相,并加入适当的表面活性剂和其他添加剂制备了一种新型PGA缓速酸体系,评价了该缓速酸 体系的稳定性、抗剪切性、产酸能力、溶蚀性。结果表明,优化的PGA 缓速酸在90 ℃时可保持76 h 不破乳, 130 ℃时3 h可产生7.91 mol/L的H⁺,持续反应时至多可生成9 mol/L以上的H⁺;130 ℃时剪切120 min后表观黏度 为31.22 mPa·s,150 ℃时为28.4 mPa·s,均符合行业标准。130 ℃时体系对岩心的静态缓速率分别为同浓度土酸 缓速酸和多氢酸缓速酸的2.7倍和2.1倍。PGA缓速酸与岩心的动态反应速率与同浓度的多氢酸缓速酸相比可降 低一个数量级,与土酸缓速酸相比可降低两个数量级。PGA缓速酸对N80钢片的静态腐蚀率仅为3.453 g/（m²·h）。 PGA缓速酸的缓速性能良好,对金属的腐蚀性弱,且最终降解生成物对环境无害,符合现场工艺要求,具有良好 的可持续发展前景。     

高温碳酸盐岩储层清洁变黏酸技术

为提高清洁变黏酸的耐温性,实现在高温碳酸盐岩裂缝性储层中的转向均匀布酸功能,通过分析清洁变黏酸作用机理及高温失效原因,提出了针对性的研究对策及高温助剂分子结构模型,研制出清洁变黏酸周高温稠化剂,优化确定了盐酸、高温稠化剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、无机盐等种类及用量,形成了高温清洁变黏酸技术.实验结果表明:①清洁变黏酸在碳酸盐岩心中具有良好的转向作用及理想的pH值变黏特性;②在120℃,170 s-1条件下,变黏酸鲜酸剪切70 min黏度不超过17 mPa·s,具有良好的可泵性;乏酸剪切70 min仍保持黏度高于90 mPa·s,具有良好的高温变黏能力,验证了分子结构设计的正确性.     

缓速酸种类及乳化酸应用研究进展

简要介绍了缓速酸种类及作用机理,缓速酸包括自生酸、稠化酸、泡沫酸、活性酸及乳化酸。重点介绍了乳化酸作用机理、改造地层特点及应用研究进展,即利用乳化酸的缓速性及其黏度,降低酸岩反应速率和酸液滤失速率,使酸液进入地层深部,增加酸液穿透距离,改善油层渗透率,达到提高油井产量的目的。用缓速酸对油田酸化施工,结果表明,乳化酸的缓速率是空白酸的4—6倍,施工成功率达100％,有效率达80％以上,油气增产效果显著。     

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。      

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.     

碳酸盐岩储层深度酸压用固体颗粒酸的研制

在采用常规酸液对高温碳酸盐岩储层进行酸化改造时,存在酸岩反应速率快、有效作用距离短和难以实现深部酸化的难题,为此,以磺基酸为心材,以有机磺酸和乙基纤维素复合材料为壁材,采用喷雾干燥工艺固化造粒,研制了一种新型固体颗粒酸。试验评价表明,该固体酸在80～90 ℃温度下可逐步释放出酸液,120 ℃下的完全释放时间为25 min,有效酸质量分数达10.3%以上,反应速率低,可由液体介质携带到裂缝深处。塔河油田THX井应用固体颗粒酸酸化后,日产油量大幅提高。研究表明,固体颗粒酸能有效沟通远端储层,为碳酸盐岩储层高效开发提供了一种新的技术手段。      

耐高温酸液稠化剂的合成与性能评价

为了构造可长期适用于深穿透酸压工艺的稠化酸体系,以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺基-2 甲基丙磺酸（AMPS）为原料,以及是否引入疏水单体AT100,分别制备了阴离子稠化剂PAP-1和疏水缔合稠化剂 PAP-2,考察了各反应条件对稠化剂性能的影响,并使用黏度计和高温流变仪对最佳反应条件下制备的稠化剂进 行了性能研究。确定了稠化剂PAP-1的最佳合成条件为：AM、AA和AMPS物质的量之比为90∶9∶1,引发剂占单 体总质量的0.03%,单体质量分数为25%,反应温度为55℃;稠化剂PAP-2最佳合成条件除疏水单体占其余单体 物质的量0.2%,其余与稠化剂PAP-1的一致。研究结果表明：常温下,0.8%稠化剂PAP-1和PAP-2在20%盐酸中 的酸溶时间分别为20、50min,酸液黏度分别39和54mPa·s,且与其余添加剂配伍性好。质量分数为0.8%的稠 化剂PAP-1和PAP-2与添加剂复配后,在160℃、170 s^-1下酸液黏度分别为10、31 mPa·s,黏度保留率分别为 25.6%和57.4%。相比于稠化剂PAP-1,稠化剂PAP-2具有更优异的增黏耐温性能。因此,稠化剂PAP-2完全满足 酸化压裂现场要求,在深井及超深井中有着良好的应用前景。     

碳酸盐岩储层完井铝基耐酸易钻油管性能评价

在碳酸盐岩储层采用钢质支撑油管完井,可以解决井壁坍塌问题,但是带来钻磨时间长、费用高的难题。铝合金的强度、硬度较钢低,是最有潜力的易钻油管材料。但是,铝合金在盐酸溶液中会剧烈反应,不适用于酸化工况。设计了在6061T6铝合金管内、外表面涂覆耐酸涂层的铝基耐酸易钻油管。基于标准拉伸试样实测的6061T6铝合金强度值,借鉴ISO/TR 10400—2018中钢质油管强度计算方法,结合内压强度、外挤强度试验,建立并验证了铝基耐酸易钻油管的强度与厚度的数学模型。该模型计算的6061T6铝合金油管的内压强度、外挤强度与实测结果的误差分别为8.6%、0.2%。采用失重法及交流阻抗法评价6061T6铝合金油管的耐酸性能,结果表明,在100 ℃、质量分数20%的盐酸溶液中浸泡12 h,该油管内、外表面涂层无开裂、无破损、无脱落,因吸水使质量略微增加,增加速率为0.008%/h。采用钻磨试验对比测试了6061T6铝合金油管、P110钢质油管的钻磨性能,结果表明,在钻压为10 kN、转速为300 r/min时,6061T6铝合金油管的钻削速度是P110油管钻磨速度的3.5倍。     

碳酸盐岩气藏的酸化压裂技术

Khuff碳酸盐岩气藏由于其固有的非均质特性 ,使其成为实施酸化压裂的理想储层。采用一些类型的酸液对这种致密白云岩气藏进行了酸化压裂增产处理 ,建立起了一个 70余口气井酸化压裂处理的大型数据库 ,用于研究酸液 /岩石的相互作用关系 ,继而确定岩性与酸液类型之间的关系。本文论述了增产处理的目标、目前在用的酸液、对返排试样的分析、根据返排试样对储层中白云岩与方解石的测试、施工作业的有关数据资料、对酸化压裂增产处理的分析和测井岩相与酸液的关系等研究成果。     

碳酸盐岩储层裂缝评价方法探讨

对于碳酸盐岩储层,裂缝是非常常见的一种储集空间类型,因此,裂缝以及裂缝类型的识别显得尤其重要。通常认为,识别裂缝最有效的方法是利用成像测井进行直观解释,不足之处就是测井成本较高,尤其对于已开发油气田来说。因此如何利用低测井成本方法识别裂缝,是能否提高碳酸盐岩油田开发能力的重要途径。以中东某油气田大量的常规以及成像资料为基础,以成像测井刻度常规测井,运用交会图技术建立了以常规测井为基础的裂缝以及裂缝类型识别方法,并在TAB油田取得很好的应用效果。     

一种保护碳酸盐储层的可液化钻开液的研发与性能评价

针对伊拉克Missan油田储层的特点以及水平井裸眼完井的需要,设计了一种无需破胶的可液化钻开液体系,通过考察流型调节剂VIS-B、降失水剂STARFLO、润滑剂Lube加量对钻开液性能的影响,确定了非破胶可液化钻开液体系的基本配方,评价了该钻开液体系的抗温性能、抗地层水污染能力、抑制性能以及完井液对钻开液体系泥饼的破胶能力和储层保护效果。研究结果表明,配方为淡水+0.2%NaOH+0.2%Na₂CO₃+16%NaCl+3%KCl+1.0%VIS-B+3%STARFLO+0.5%碱度调节剂DUALSEAL+5%酸溶性暂堵剂JQWY+1.5%Lube+40%HCOONa(1.28 g/cm³)的钻开液体系,抗温可达130℃,滚动回收率达到了95.34%,并具有较好的抗高矿化度地层水侵污能力;体系形成的滤饼在酸性条件下可溶解,不需要破胶处理。储层保护效果评价表明,该体系侵污的岩心经配套的完井液处理后,渗透率恢复值可达97.58%。该钻开液体系无需破胶处理,能减少作业程序,降低作业成本,提高生产效率。表4参12     

高温灰岩储层新型微乳盐酸体系的构筑及性能评价

为了提高微乳酸在高温储层中的稳定性,以0#柴油为油相、20%盐酸为水相,固定水油比为7∶3、微乳化剂SMT-3及助乳化剂SRA-5总加量为15.5%,通过考察微乳化剂与助乳化剂质量比对所形成微乳酸耐温耐盐性能的影响,优化构筑了可在100℃稳定10 h的耐高温微乳酸体系,研究了该体系的静态特性及在储层中的流动特性。研究表明,该微乳酸体系(SMT-3、SRA-5质量比为0.5∶1)分散相液滴平均粒径为30 nm,在100℃下保持10h澄清透明,抗Ca²⁺能力达到20%;在170 s^-1下剪切2 h依然稳定,具备较高的抗剪切性。由于该微乳酸的酸液被油相紧密包裹,故对N80钢片的腐蚀性和对石灰岩的溶蚀性都显著低于同浓度盐酸与稠化酸;该微乳酸体系在100℃下酸岩反应速率仅为盐酸的1/30,具备优良的深部穿透性。岩心流动实验表明该微乳酸体系可使岩心渗透率提升至酸化前的500%,且对储层伤害性低,是一种较理想的高温石灰岩储层深部酸化工作液。     

碳酸盐岩酸压中酸蚀蚓孔的认识与思考

酸蚀蚓孔效应作为影响酸压中酸液滤失的一个重要因素,已经引起人们的重视。国内外学者在酸蚀蚓孔效应的形成机理、影响因素以及考虑蚓孔效应的酸液滤失模型方面进行了大量的研究,到目前,国内外关于酸化压裂设计中的蚓孔动态扩展模型的研究还很少,并且现有的蚓孔模型在应用上也有一定的局限性。据此就目前国内外在酸蚀蚓孔效应方面的研究工作进行了概括总结,并提出了现存的问题和今后研究的重点,对研究酸压中的滤失问题及蚓孔模型的建立有一定的指导意义。     

碳酸盐岩储层半定量评价技术

勘探实践表明 ,碳酸盐岩是油气的重要储层 ,但由于碳酸盐岩沉积时代久远 ,经历多次构造运动 ,遭受强烈的风化、剥蚀和淋滤作用 ,地层的非均质性极强 ,导致碳酸盐岩储集岩的定量评价成为困扰该类油气藏勘探的主要技术难题之一。目前对碳酸盐岩储层的评价仍停留在定性—半定量的水平 ,常用的方法可以分为三类 :即地质预测法、地球物理法和地质 -地球物理综合计算法。地质预测法主要有曲率法、构造应力场模拟法、断层应力强度因子计算法 ;地球物理法主要包括多分量地震法、Seislog反演技术、时频分析法、相关分析裂缝预测等 ;地质 -地球物理综合计算法包括非线性大变形数值模拟法及有限变形转动场法等。这些方法在国内外很多油区得到广泛的应用 ,并取得了较好的效果     

多功能环保酸的制备与性能评价

为了实现高效、快速、均匀酸化,达到深部解堵、延长酸化有效期的目的,制备了有机多元酸YJS-1、转向剂GX-2、高效缓蚀剂GH-X,并将其与盐酸、氢氟酸和水混合制得多功能环保酸DHS-1.考察了DHS-1的解堵性能、螯合性能、破胶性、腐蚀性、转向性等,并在新疆塔里木盆地进行了现场应用.实验结果表明,配方为10％HCl+2...