新型深部缓速酸的室内研究

采用潜在酸FA与H3P04、HCl复配，通过正交试验确定最佳复配方案。对缓速酸的评价结果表明，该方案酸化效果良好，岩心流动试验表明具有较好的缓速性能。缓冲酸中形成缓冲体系能使pH值在一定时间内保持较低水平（反应12h后残酸的pH仍小于2）；同时酸液中所含有机酸及所加的铁离子稳定剂对Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋等多价金属离子有较强络合能力，阻止了二次沉淀物的产生，减少了对地层的伤害；缓速酸腐蚀试验中缓速酸对N-80钢试片的腐蚀速率只有0．35g／（m^2·h），远远低于行业标准。     

新型酸化液体系在复杂水井中的研究与应用

针对长庆油田开发现状,建立了分步解堵思路,开发了一套酸化解堵液体系。结果表明,采用预处理液体系（3%盐酸＋3%琥珀酸＋0.5%柠檬酸＋1%缓速剂HSJ＋2%渗透剂STJ＋5%有机分解剂YFJ）处理4 h后,胍胶和聚合物破胶液残渣的分解率分别为82.3%和96.0%,岩屑溶蚀率为11.3%;采用前置液体系（4%已二胺四乙酸＋5%溶垢剂RGJ＋2%渗透剂STJ）处理16 h后,硫酸钙的溶解率达86.5%,硅胶和氟硅酸钠的溶解率分别为100%和97.5%;采用主体液体系（20%复合酸＋3%缓速剂HSJ＋0.3%柠檬酸＋5%渗透剂STJ＋6%分子成膜剂CMJ）处理4 h后,岩屑的溶蚀率为38.9%。此外,预处理液和主体酸体系还具有很好的缓速性能,预处理液与CaCO3反应0.5 h时H＋浓度是5%HCl体系H＋浓度的9.1倍,主体酸体系与CaCO3反应0.5 h时H＋浓度是土酸体系H＋浓度的12.2倍。该技术已在现场成功实施15井次,改造后平均降压6.9 MPa,日增注9.6 m3,目前累计增注31060 m3,取得了较好的试验效果。图3表5参4     

泡沫酸缓速深部酸化技术研究与应用

常规酸化工艺存在对纵向渗透率差异大的油层无法实施均匀改造、底水油层酸化后高含水、酸液与储层及污染物反应速度过快起不到深部解堵作用等问题,因此,开展泡沫酸缓速深部酸化技术研究显得十分必要。研究工作通过筛选发泡剂等方法确定了泡沫酸的配方,采用岩心流动实验评价了泡沫酸对含水和高渗岩心的选择性封堵能力及缓速性能。现场试验效果证明泡沫酸酸化效果较好。     

甜菜碱类变粘分流酸的酸岩反应动力学研究

针对聚合物基稠化酸体系对地层存在潜在伤害的问题,研制出一种表观粘度随pH值升高而增大的甜菜碱类变粘分流酸,而且具有较好的缓速效果.介绍了交粘分流酸的pH值特性;通过旋转岩盘酸岩反应速率测试仪,研究了变粘分流酸的酸岩反应动力学方程、反应活化能、频率因子和H传质系数,分析了变粘分流酸的缓速机理.     

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。     

一种新型乳化胶凝酸的制备与性能评价

在碳酸盐岩储层酸压施工中,胶凝酸作为常用缓速酸体系,具有良好缓速效果和降摩阻效果,但不能满足高温储层深度酸化要求。因此,需要研发耐温和缓速性能更加优良的缓速酸液体。乳化酸具有滤失量小、缓速性能好、能产生较长酸蚀裂缝的特点,其高温稳定性差限制了进一步推广应用。本研究将胶凝酸和乳化酸合二为一,研发了一种新型双重缓速酸液体系——乳化胶凝酸（EGA）。室内实验确定了耐温120℃乳化胶凝酸配方与制备工艺,并对乳化胶凝酸体系的稳定性能、耐温性能、高温流变性能、酸岩反应等进行了评价研究。乳化胶凝酸室温下稳定放置48 h无分层破乳现象,120℃下可稳定2 h以上,120℃、170 s-1下剪切80 min后黏度大于40 mPa·s,酸岩反应动力学实验表明乳化胶凝酸酸岩反应速率小于乳化酸及胶凝酸。说明乳化胶凝酸体系具有良好的耐温性能、耐温耐剪切性能、双重缓速性能,具有良好的推广应用前景。      

缓速酸增注剂的试验研究

通过大量的试验,优选出以及机酸和ＮＨ４Ｆ为主要成分的有机缓速土酸,室内试验结果表明,缓速酸增注剂ＩＡ－３有较强的溶蚀能力和缓速性能,８５℃时它与地层有效作用时间可达１０ｈ以上,酸化液对油管的腐蚀性小,耐Ｆｅ＾３＋能力强,适合于高温地层的酸雇仍有优异的增注性能,对重复酸化井增注效果也稻明显。     

一种泡沫酸对碳酸盐岩油气层的酸化作用

通过对不同种类表面活性剂起泡能力和高分子泡沫稳定性的比较，筛选出了适合碳酸盐岩泡沫酸化的起泡剂氯代十六烷基吡啶和稳泡剂PVA，研制出了一种新型的泡沫酸体系配方，并对其性能进行了室内评价，探讨了泡沫酸对碳酸盐岩的酸岩反应机理。实验结果表明，泡沫酸与普通液相酸液体系相比，酸岩反应速率较慢，单位时间内的岩心溶蚀量较低，缓速作用明显，具有转向酸化和缓速酸化的优点；该泡沫酸液体系的性能指标符合要求，使用温度为60～90℃，体系稳定，对酸岩反应有良好的缓速作用，有利于延长酸化有效作用距离。     

泡沫酸在砂岩地层中作用的室内研究

常规酸化技术对于非均质性强的油层无法实施均匀改造,而且酸液与储层及污染物反应速度过快及残酸返排效果不理想导致产生二次沉淀堵塞油层。因此,开展泡沫酸缓速深部酸化技术研究显得十分必要。通过室内实验研究评价了所用泡沫酸的缓速性能和返排性能,实验结果表明泡沫酸在降低酸液用量,提高波及效率的情况下,酸化效果优于常规酸。     

泡沫酸配方体系研究及性能评价

泡沫酸与常规土酸相比具有反应速度慢、腐蚀率低、易返排、低伤害等特点,同时对于非均质性储层可较好地实现酸液的转向分流,对低压、低渗、非均质、高含水油气藏的增产改造是一种十分理想的酸液体系。采用搅拌法,以泡沫的半衰期及起泡体积作为主要评价指标,开展了泡沫酸添加剂的评价,并利用正交设计法筛选出高效的泡沫酸配方体系;针对优选的泡沫酸配方开展室内性能评价。结果表明:泡沫酸具有较好的缓速、缓蚀性能,且泡沫质量越高,其缓速、缓蚀性能越好。泡沫酸具有很好的分流效果,过酸之后,并联岩心渗透率均增加,且渗透率差异减小。     

胶凝酸反应动力学试验研究

胶凝酸是目前酸化压裂技术中广泛应用的一种酸液体系,具有良好的缓速、降滤失、造缝、携砂与减阻性能,并能减轻二次伤害,在低渗透油气藏改造中,可有效提高酸的穿透距离和酸蚀裂缝的导流能力.介绍了胶凝酸反应动力学的试验方法及基本原理,开展了普通酸和胶凝酸与灰岩的反应动力学试验,得出不同条件下的酸岩反应动力学参数及反应动力学方程.从试验结果可以看出,在相同温度和酸液浓度条件下,普通酸的反应速度大于胶凝酸反应速度,普通酸的反应速度为胶凝酸的2～3倍;温度对酸岩反应速度的影响较大,在相同酸液浓度下,温度升高,酸岩反应速度增加,其中普通酸反应速度增加明显,胶凝酸增加缓慢.     

酸化体系中石英的稳定性实验研究

利用X’Pert PRO X-射线衍射分析仪、分光光度仪等手段,系统评价了石英在60℃条件下,与5%HCl、5%HCl＋0.5%HF、5%HCl＋1.0%HF、0.5%HF、1.0%HF、8%HBF4和5%HCl＋7%HBF4七种常见酸体系反应的化学行为,重点分析了酸液中可溶硅离子浓度变化特征及影响因素。研究表明：石英与HF酸、土酸反应快速强烈,前2h硅离子浓度波动大,是硅质沉淀形成的主要时期;与氟硼酸体系反应慢,达最大反应强度长于12h。酸蚀后矿物结构无明显变化,可溶硅离子浓度与长石矿物、粘土矿物上述酸化体系中平均浓度相近。通过快速返排残酸,使用低浓度的HF酸进行酸化,采用过量的后置酸液以及在酸化液中加入相应的阻垢剂可预防砂岩酸化时硅质沉淀的产生。     

合成气制备甲醇、二甲醚的反应机理及其动力学研究进展

论述了甲醇合成机理,按甲醇合成的碳源将甲醇合成机理分为CO+H2合成机理、CO2+H2合成机理以及CO2+CO+H2合成机理,按照原料气的不同对甲醇合成机理的相关研究进行了分类总结。根据对CO2+H2合成甲醇机理的普遍认同,详细阐述了基于该机理的动力学研究。同时对甲醇脱水生成二甲醚的机理及动力学研究进行了总结,并提出新的反应机理和动力学。最后展望了合成气制二甲醚机理研究工作的发展方向。     

粘弹性表面活性剂自转向酸酸岩反应动力学研究

酸岩反应动力学参数对酸化施工的方案设计具有重要的指导意义。粘弹性表面活性剂自转向酸具有剪切稀释效应,为幂律流体的典型特征。在8 MPa和80℃条件下进行旋转圆盘实验研究酸岩反应动力学,时间限定为5min,测量不同转速下的酸岩反应速率。在实验条件下得到反应动力学方程,绘制酸岩反应临界转速图版,并以此判断实验条件下反应处于H~+传质控制阶段。不同酸浓度下H~+有效传质系数与温度的关系不符合阿伦尼乌斯方程。当体系温度较低时,酸岩反应速率随温度的升高缓慢增加;当体系温度大干60℃时,反应速率迅速增加,这与体系本身的粘温性质有关。     

胶凝酸反应动力学试验研究

介绍了胶凝酸反应动力学的试验方法及基本原理,进行了普通酸和胶凝酸与灰岩的反应动力学试验,得到不同条件下的酸岩反应动力学参数及反应动力学方程,对优化碳酸盐岩油藏酸压设计有一定的指导作用。     

碳酸盐岩自转向酸酸岩反应动力学实验研究

酸岩反应动力学参数为正确分析酸岩反应速率规律、指导基质酸化/酸压施工设计提供了基础。利用旋转岩盘实验仪进行碳酸盐岩自转向酸酸岩反应动力学参数的测定,建立了酸岩反应动力学方程,并分析其影响因素。结果表明,自转向酸具有较低的反应速率及传质速率,其在80℃、500r/min、7.5MPa条件下,酸岩反应级数m=1.144,反应速率常数K=4.34×10-(7mol·L)-m·mol(/cm2·s),反应速率方程为J=4.34×10-7Ct1.144;其活化能Ea=34991J·mol-1,频率因子K0=6.53×10-2(mol·L)-m·mol(/cm2·s),酸岩反应动力学方程为J=6.53×10-2e-34991/RTC1.144;并通过转速～De及Re～De分析可知,影响H+有效传质系数的因素包括转速和酸液浓度。     

L-乳酸熔融缩聚变容反应动力学

以对甲苯磺酸为催化剂,在150~180℃、绝对压力小于100Pa的条件下,进行L-乳酸熔融缩聚反应动力学实验。由反应机理建立了L-乳酸熔融缩聚变容反应动力学模型。采用微分法对实验数据进行处理,采用积分法对变容反应动力学模型进行辨识和检验,确定L-乳酸熔融缩聚反应属二级反应,活化能为35.17kJ/mol,指数前因子为3.865×103L/(mol.h)。用MathCAD软件对不同温度控制条件下L-乳酸熔融缩聚反应的过程进行了模拟计算,提出适宜采用程序升温的控制方案。     

泡沫酸FCF-N的流动特征

应用泡沫酸进行低渗透油藏的油层酸化,是一项很有前途的酸化解堵方案。分别采用并联天然岩心模型和单管人造岩心模型进行流动实验,评价泡沫酸FCF-N的选择性酸化能力、酸化效果和返排率等流动特性,最终确定了FCF-N的流动特征,为泡沫酸在砂岩储层酸化中的应用提供了理论依据。研究结果表明：FCF-N能够优先封堵高渗层位,在地层中具有分流特性;高、低渗透岩心酸化前、后渗透率变化分别为5.6%,17.8%,对低渗透层位的酸化效果优于高渗透层位,具有选择性酸化的特征;酸化后泡沫酸返排率均在80%以上,自身返排能力强。     

酸岩反应速率影响因素的多元线性回归分析研究

利用多元线性回归分析法,以某油田灰岩岩芯的酸岩反应动力学实验数据为基础,建立并求取了酸岩反应速率与其影响因素间的多元线性回归模型,并对方程进行了验证评价,通过求取各因素的标准化回归系数来评价影响酸岩反应速率的4个主要影响因素:酸液浓度、地层温度、酸液粘度和圆盘转速,结果表明,它们对酸岩反应速率影响程度的大小顺序依次为:粘度>转速>温度>浓度,为灰岩的酸压施工提供了参考依据。