多氢酸酸液体系酸度特性实验分析

一般砂岩的主要成分含有大量的硅质（包括石英和硅酸盐），由于氢氟酸能与石英和硅酸盐反应，迄今为止对于砂岩酸化都是用含有HF的酸液体系。但是，氢氟酸会快速的与黏土反应，同时产生二次、三次沉淀，这不利于保护岩矿的胶结和防止酸化过程中的储层伤害。为了减少这些负面效应的产生，提高油气藏酸化效果，国内外一直致力于酸液体系和酸化工艺改进研究。为此，对多氢酸酸液体系的特性进行了进一步的实验研究，结果表明：多氢酸酸液体系是一种多元弱酸，在酸化过程中能逐渐释放H⁺，可以保持溶液的pH值变化较小，即保持酸液的HF浓度变化较小；多氢酸酸液体系的初始pH值较高，可减少缓蚀剂的用量；多氢酸酸液体系是一种缓冲酸液体系；对于砂岩酸化，多氢酸比传统的含HF酸液体系更好；对于高温砂岩地层油气藏酸化，使用多氢酸酸液体系可延长酸液有效作用范围。     

多氢酸对砂岩矿物的缓速性能分析

迄今为止,砂岩酸化均采用含有HF的酸液体系。然而,HF与粘土矿物反应非常迅速,酸液大部分消耗在井筒附近,造成酸液穿透距离短,甚至还会产生二次沉淀,造成储层的永久性伤害。因此,对HF与砂岩酸化作用机理进行研究,优选酸液体系,降低酸与粘土矿物的反应速率,避免在施工中产生二次沉淀,改善酸化效果具有重要意义。文中以HF与砂岩主要成分铝硅酸盐的一、二次反应动力学为基础,进行了多氢酸酸液体系特性、多氢酸与砂岩矿物的溶蚀实验评价分析。分析研究表明,多氢酸酸液体系能长时间的维持HF处于低浓度状态;多氢酸与砂岩矿物的反应速率比较慢且产生二次沉淀的几率较小;对于高温砂岩储层和蒙脱石、高岭石与黑云母含量较高的储层推荐采用多氢酸进行酸化。     

多氢酸酸化技术在海上油田中的应用与研究

为解决和提高渤海油田多个区块油气产能,结合油藏地质、岩性和储层物性参数等实际情况,发现该区块适用酸化储层改造工艺。经过对多个酸液体系的性能研究和解堵效果室内评价结果显示,多氢酸酸液体系具有缓速、深穿透、粘土溶蚀率低、水湿性、抑制沉淀等优点,可达到地层深部解堵的目的。现场应用结果表明,多氢酸解堵增产效果良好。可成功解决和提高油田产能。     

多氢酸技术在沈阳油田的应用

砂岩储层酸化的常规土酸体系存在与矿物反应速度快、酸化液的有效距离短和容易产生二次沉淀等问题。现存的缓速酸酸液体系不能克服粘土和石英界面反应速率的巨大反差,新的深度酸化工艺可以在一定程度上增加酸液的穿透距离,但工艺繁琐,且仍然不能解决沉淀、堵塞问题。多氢酸体系与现存的HF酸体系相比,其反应速度慢,溶解能力强,且具有良好的防垢性能和分散性能,可以抑制井眼附近的地层伤害,有效控制二次沉淀等优点。     

文昌13—1油田多氢酸酸化技术研究

文昌13—1油田为低孔低渗砂岩油气藏,采用注水保持压力方式开采。存在注水压力高,地层污染严重等问题。针对这一现状,论文在分析储层特征、污染成因的基础上,研究了多氢酸酸化技术,多氢酸酸化酸液由前置液、处理液、后置液组成。并对酸液体系作了性能评价。该酸液体系具有表面张力低、稳定铁的能力强、缓蚀效果好、稳定粘土的能力强、易于反排、对储层伤害小等优良性能。多氢酸具有的优势对海上油田的酸化具有重要意义。     

多氢酸体系酸化技术在镇北油田的应用

针对镇北油田延10储层面临的由于原始物性差、黏土矿物含量较高、水质不配伍等导致的高压欠注问题,研制出了一种多氢酸酸液体系。试验表明,该清洁缓速酸液体系,对金属离子具有良好的螯合和吸附作用,解决了镇北油田延10储层注入水与地层水因不配伍所产生硫酸钙垢和酸化时产生二次沉淀堵塞地层的问题。相比较土酸、氟硼酸,多氢酸体系能大幅延缓酸岩反应时间,增加酸化半径,并在镇北油田延10储层现场应用,取得了良好的降压增注效果。     

川西须家河气藏地层水与蓬莱镇气藏地层水和储层配伍性探讨

酸化可有效疏通地层渗流通道,改善地层流体渗流能力,实现油气井增产、注水井增注。但酸化过程中铁离子的存在容易在地层中形成沉淀,堵塞地层孔隙喉道,影响酸化效果。针对砂岩储层,开展了常规土酸、氟硼酸、多氢酸三种酸液体系中铁离子沉淀机理研究。研究结果表明:在砂岩储层酸化中,铁离子以多种复合物的形式存在于沉淀产物中,不同于碳酸盐岩储层采用盐酸酸化时铁离子以Fe(OH)3沉淀的形式出现。对于不同酸液体系,铁沉淀形成的条件不同。常规土酸在较低的pH值条件下即出现沉淀,且在pH值为1.2时完全沉淀,氟硼酸形成铁沉淀的pH值较土酸大。多氢酸对金属离子具有较好的螯合作用,使得其在一个较小的pH值范围内才会出现铁的沉淀,而且出现沉淀时pH值较大,采用该酸液体系进行砂岩储层酸化,形成铁离子沉淀的风险较小。     

多氢酸体系酸化效果的室内试验研究

针对渤海辽东湾某区域油井采用常规酸液体系进行酸化处理效果不佳的现状,开展了多氢酸氢离子浓度测定以及多氢酸体系的溶蚀率、润湿性、流动效果等室内试验研究。结果表明:多氢酸原液的氢离子浓度较高,可以保证酸液体系中具有充足的氢离子与氟盐反应生成氢氟酸;多氢酸体系对石英的溶蚀率大大高于土酸和氟硼酸体系,而且对粘土矿物具有抑制反应速度的作用;多氢酸体系可以保持地层的水湿性质,不会对储层的油气渗流产生不利影响;多氢酸体系对砂岩储层的酸化效果要好于土酸和氟硼酸等常规酸液体系,应用多氢酸体系进行酸化处理后的岩心渗透率比可达3.0。采用本次试验研制的新型多氢酸体系对渤海辽东湾3口油井进行酸化处理,单井增油效果明显。     

水力脉冲波协同多氢酸酸化解堵反应动力学模型

水力脉冲波协同多氢酸酸化技术对于高压注水、注汽井近井区域的储层堵塞具有高效的解堵效果。但目前针对该项技术的模拟理论及动力学研究较少,现场工艺参数设计存在一定的盲目性。基于多氢酸活性酸组分的酸岩反应模型,以水力脉冲波传播动力学为基础,构建了水力脉冲波协同多氢酸酸化反应动力学模型;研究了孔隙度、渗透率、酸液及矿物浓度随时间和距离的变化规律,分析了水力脉冲波协同多氢酸酸化解堵的参数敏感性,并进行了矿场应用分析。研究表明:协同作用进一步提高了储层的酸化解堵效果,明显改善了酸液流速、酸液及矿物浓度的分布;振幅、频率较高时,酸液流速的径向差异直接影响相邻位置的解堵效果。针对不同类型的砂岩油藏设计了水力脉冲波协同多氢酸酸化解堵参数,并成功开展11井次矿场试验,注水压力平均下降6.3 MPa,注汽压力平均下降3.5 MPa,起到了显著的解堵降压增注效果。     

新型多氢酸酸液体系研究与应用

开发出了一种新型多氢酸酸液体系,该酸液体系具有反应速度低、腐蚀率低、无二次污染等优点,能有效延长酸液作用距离。新型多氢酸酸液体系应用于渤中34-3油田酸化作业取得了良好的效果,油井产量超过配产的50%~160%。     

塔河油田深穿透酸液体系性能研究

针对塔河油田缝洞型碳酸盐岩油藏酸压滤失量大、酸蚀裂缝穿透距离有限等问题,优选出3种适合塔河油田深穿透酸压的工作液体系,即FRK-V180高温胶凝酸体系、KMS-50变黏酸体系和SRGE地面交联酸体系。对3种酸液的黏度、溶蚀率、酸岩反应动力学参数、H＋传质系数、携砂性能及破胶性能等进行了考察,为塔河缝洞型碳酸盐岩储层实现深穿透改造提供技术支持。     

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。     

考虑酸蚀蚓孔效应的酸液滤失模型及应用

碳酸盐岩高排量酸压施工过程中由于酸蚀蚓孔不可避免地生成,常常出现酸液过度滤失情况,严重制约了酸蚀主裂缝的延伸。因此,酸蚀蚓孔扩展机理研究和考虑酸蚀蚓孔滤失的酸压计算模型研究非常重要。在研究酸蚀蚓孔发育机理和酸液滤失机理基础上,将蚓孔沿长度方向分段,考虑每段蚓孔上酸液流动摩阻、流速、压力以及酸岩反应等对酸蚀蚓孔几何尺寸的影响,同时考虑基质中流体流动的影响,建立了考虑酸蚀蚓孔滤失的酸压数学模型。模型能够模拟和再现注酸过程中酸蚀蚓孔随注入排量、施工压力和时间而扩展的过程以及酸液的滤失量随时间的变化情况,与Frac PT10.1软件相比,计算结果更接近酸压实际情况。     

富县采油厂水平井前置酸加砂压裂酸液配方试验

为了解决富县采油厂油层水平井常规加砂压裂过程中给储层和支撑裂缝带来的损害导致压裂效果有限甚至压裂无效的问题,达到提高储层改造效果的目的,针对富县采油厂储层孔喉半径小、排驱压力高、孔渗性差、填隙物含量高等特点,通过室内实验配制出适合富县采油厂主力层位长6和长8油层的前置酸酸液体系。酸液体系为:12%盐酸+3%氢氟酸+0.5%缓蚀剂+0.5%破乳助排剂+0.5%黏土稳定剂+0.1%柠檬酸。室内实验和现场应用表明:该前置酸酸液能够有效降低压裂过程对储层和支撑裂缝的伤害90%以上,对低产低效储层改造具有重要指导意义。     

利用己二酸副产物制取过氧化丁二酸

研究了直接利用生产己二酸副产的混合二元酸制取过氧化丁二酸的工艺过程和操作条件；实验采用乙酸酐作脱水剂，由混合二元酸先制取丁二酸酐，再用过氧化氢氧化制得过氧化丁二酸；确定出了各步反应及其产物分离的工艺条件，丁二酸酐、过氧化丁二酸的收率和产品纯度均达90％以上。     

自生酸酸液体系研究进展及展望

自生酸酸化技术是高温(超高温)低渗致密油气藏主要增产措施之一。对自生酸酸化技术研究进展进行了综合分析,介绍了自生酸的酸岩反应特性,自生酸的主要生酸机理,以及自生有机酸、自生盐酸、自生氢氟酸和复合类自生酸的研究进展,分析了自生酸类型、供氢能力、成本、缓速能力、缓蚀能力等因素对酸化工作液现场应用的影响,并对自生酸在酸化作业中的应用进行了展望。该研究可为自生酸酸化技术的发展和推广应用提供参考。     

酸敏研究进展

酸化也会产生某些不溶性物质堵孔喉,给储层带来新的损害,即产生所谓酸敏反应。综述了有关酸敏的研究进展。盐酸引起的酸敏及其防止对策为：石膏的二次沉淀,防止对策为在酸化液中加入CaCl2,但只要酸化液进入储层后不是优先与石膏接触,酸溶解碳酸盐矿物生成的钙离子就足以抑制石膏溶解,而无需外加钙离子;氢氧化钱沉淀,应用EDTA和NTA络合剂,并与乙酸复配,可有效抑制酸化液残液中析出氢氧化钱沉淀,由于亚铁离子生成氢氧化亚铁沉淀的pH值远大于残酸的pH值,所以应用抗坏血酸等还原剂将铁离子还原为亚铁离子也是抑制氢氧化铁沉淀的有效方法;水合二氧化硅,在储层中占优势的铝硅酸盐矿物的T50低于储层温度时,用醋酸代替盐酸可以防止生成水合二氧化硅。土酸引起的酸敏及其防止对策为：碱金属的氟硅酸盐沉淀,降低氢氟酸的浓度;铝垢,增大盐酸的浓度;氟化钙沉淀,用盐酸作前置液除去钙质。     

低伤害有机土酸体系的研制及应用

为解决滨南油田部分注水井欠注严重的问题,研制了一种新型低伤害有机土酸液体系LDA－2。该体系避免了HF反应中氟化铝沉淀造成的伤害,能解除地层深部堵塞,提高酸化现场施工的有效性。使用LDA－2酸液体系酸化施工后,滨南油田低渗透注水井的吸水量大幅度上升。滨A井的现场实时监测表明,该井的表皮系数由酸化处理前的13降到－0．21,酸化增注效果明显。     

长庆靖安油田聚异丙烯膦酸解堵应用技术研究

针对长庆靖安油田低渗、非均质严重、矿物中绿泥石含量高、酸化效果差的特点,研制了缓速性能好的IPPA酸液体系,解决长庆油田酸化效果差的问题。结果表明:IPPA酸液体系具备增强酸液的缓速及抑制二次沉淀功能,提高了酸化效果。现场实施缓速深部酸化8口井,取得了较好的效果。