砂岩储层酸化的新型螯合酸液体系研制

砂岩储层基质酸化采用常规土酸体系酸化时存在酸岩反应速度快、有效作用时间短、近井带过度溶蚀等问题,且酸化过程中产生的氟硅酸、硅铝酸、氟化钙沉淀,硅胶薄膜扩散及沉淀,会对储层造成严重的二次伤害。为此,研制了一种对岩石骨架溶蚀能力强,同时又能对酸化可能出现的沉淀有效抑制的新型可降解有机螯合酸体系。通过实验对该种新型螯合酸的性能进行了分析,主要考察螯合酸对钙、铁、铝、镁等容易成垢的金属离子的螯合能力,螯合酸缓速性能、腐蚀性能、酸化流动效果及微观扫描电镜分析等。结果表明:该螯合剂与常规无机酸配伍性好,对铁、钙、铝、镁离子螯合能力强,腐蚀速率低,缓速性能好,岩心酸化流动后渗透率提高幅度大,且酸化前后岩心端面扫描电镜结果显示该新型螯合酸酸化能够有效稳定黏土及微粒运移,同时也能够形成明显的溶蚀孔洞。     

石南油田缓速酸酸化解堵体系实验研究

石南油田属于低渗透砂岩储层,经过多年开采后储层堵塞严重,迫切需要进行深部解堵.根据储集层物性特征及敏感性分析,确定化学缓速酸为该地区的酸化体系.通过比较不同缓速酸的溶蚀能力,筛选出一种缓速酸体系SN12(10%盐酸+5%色胺酸+3%腐植酸),并对酸液添加剂配方进行了优选.岩心模拟酸化实验结果表明,注入SN12缓速酸后,随着酸岩反应时间的延长,岩心渗透率大幅度提高;且随着缓速酸注入量的增加,酸化效果大幅度提高;动态长岩心酸化效果评价结果表明,SN12缓速酸的深部酸化改造效果明显.     

新型缓速酸在新疆油田的应用

针对新疆油田低渗储层酸化措施效率低的现状,研发了以有机膦酸和氟盐为基础的新型HDF缓速酸体系,并进行了溶蚀能力、阻垢性能、岩心流动等室内评价实验。实验结果表明,HDF体系可将酸岩反应时间由常规土酸体系的1 h左右延长至6 h以上,在砂岩的溶蚀率与土酸相近的情况下,其粘土类矿物的缓速率可达80%,并减少90%的二次沉淀物。现场应用情况证实,HDF体系酸化相对于普通土酸能够显著提高酸化效果,特别是对于高温深层砂岩储层、粘土含量较高的储层,其优势更为明显。现场应用近30井次,有效率100%。     

文昌13-1/2油田珠江组储层酸化技术研究与应用

文昌13-1/2油田珠江组储层主要属高孔、中高渗储层,储层胶结疏松,容易出砂。通过对文昌13-1/2油田珠江组储层的损害机理进行分析,优选了适用于文昌13-1/2油田珠江组储层的酸化体系——MH缓速酸体系。室内综合性能评价表明,MH缓速酸体系能够延缓酸岩反应速度,络合能力强,并能防止二次沉淀、抑制黏土水化膨胀、有效解除储层污染和堵塞。在WC13-1-A10、WC13-1-A7井酸化中效果显著。现场实践证明,MH缓速酸体系对文昌13-1/2油田珠江组储层具有较强针对性,对今后同类储层酸化增产措施的制定和实施有一定参考意义。     

新型高温砂岩酸化体系缓速特性研究

研制了一种适用于高温砂岩储层酸化的缓速液,由有机膦酸HA、HCl及HF的混合物组成.通过室内实验和理论分析,研究了HA缓速酸体系的缓速特性,结果显示:HA为多元弱酸,能逐步电离出H+,可有效地实现深部、缓速酸化效果;在酸化过程中该酸与黏土矿物和管道壁面的金属离子生成一层薄膜,该薄膜也具有缓速的作用,并能起到降低腐蚀的作用;微观分析结果表明,HA还具有良好的防止二次沉淀生成和稳定黏土的作用;岩心流动实验结果表明,该体系适用于高温砂岩储层,能有效地增加岩心的渗透率,降低流体的注入速率从而增加HA酸液与岩心的接触时间,岩心的渗透率值将稳步增加.HA缓速酸体系具有推广应用价值.     

储层温度条件下一步酸体系优选新方法

一步酸体系优选方法基于常温条件,往往无法真实、动态地反映储层温度条件下的实际情况,导致优选体系在残酸环境下依旧产生氟化物沉淀,对其应用造成一定困难。针对这一问题,在络合滴定法的基础上提出一种以螯合值为指标、夹逼准则为基础的一步酸液体系优选的新方法。测定了土酸、螯合酸1～4#5种酸液体系对Ca~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)、Si~(4+)4种金属离子的螯合能力,比较了土酸和优选的螯合酸注入岩心后对岩心渗透率的影响和岩心的伤害情况。结果表明,在25、60、80、90℃条件下,螯合酸4#对4种金属离子均有较好的螯合效果。在25、60、90℃下岩心经螯合酸4#处理后的渗透率分别是处理前岩心的1.68倍、3.14倍、9.21倍;经土酸处理后的岩心产生明显的二次沉淀,而螯合酸4#处理后的岩心无二次沉淀产生,验证了优选酸化液体系方法的可靠性。该方法可模拟不同地层温度条件下酸液体系中金属离子的实时反应动态,可真实地再现砂岩酸化液体系的二次沉淀问题。图8表5参10     

某低渗油田用缓速酸酸化体系研究

某低渗透砂岩储层经过多年开采,储层堵塞严重,迫切需要进行深部解堵。根据储集层物性特征及敏感性分析,确定化学缓速酸为该地区的酸化体系。通过溶蚀率测试试验筛选出一种缓速酸体系SN12,并通过室内优化筛选得到酸化液添加剂配方。岩心模拟酸化试验表明．注入SN12后,随着酸岩反应时间的延长,岩心渗透率提高幅度增大;且随着SN12缓速酸注入量的增加,酸化效果大幅提高;动态长岩心酸化效果评价表明．SN12缓速酸的深部酸化改造效果明显。     

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％。     

有机酸-土酸缓速酸体系在塔里木砂岩储层酸化中的应用

分析了东河油田注水井及牙哈油田勘探目的层的特征,研制出有机酸-土酸缓速酸体系,并应用于这两个油田的砂岩储层酸化中,岩心酸化流动实验和酸化前后岩心结构及孔喉的变化表明。有机酸-土酸缓速酸体系能够有效地提高岩心的渗透率和解除泥浆对岩心的损害,其有效改造距离长达20cm。现场4口井的施工结果证明该酸液体系是有效的。     

膦酸体系对砂岩酸化的缓速作用室内研究

对于砂岩储层,采用常规土酸体系酸化时,由于反应速率过快,在近井地带消耗大量的氟化氢,降低酸液的深层穿透能力,影响酸化效果.通过开展膦酸体系的溶蚀评价实验,研究膦酸体系的缓速效果.实验结果表明,膦酸体系在初始时溶蚀率低于土酸体系,在3h后膦酸体系的溶蚀率迅速提高,基本与土酸体系的溶蚀率持平,甚至高于土酸体系,表明膦酸体系在砂岩酸化时可以起到一定的缓速作用,达到深层酸化的效果.     

注水井不动管柱螯合酸脉冲式注入酸化增注技术

长庆油田低渗透砂岩油藏注水井受储层物性及注入水水质等因素的影响,高压欠注井逐年增多,而常规酸化增注技术工序复杂且有效期较短。为了提高酸化增注效果,简化施工流程,缩短措施占井周期,通过酸液体系配比试验、岩心驱替试验和缓蚀性能试验,研发了一种COA-1S酸液,该酸液具有较好的缓速、腐蚀和螯合抑制性能;通过工艺优化,将水力脉冲技术与酸化增注技术结合,提出了注水井不动管柱螯合酸脉冲式注入酸化增注技术,其具有施工不动管柱、不泄压、不返排等优点。该酸化增注技术现场应用了3井次,有效率100%,酸化后平均注水压力下降9.2 MPa,单井增注水量12.3 m3/d,取得了较好的效果。现场应用表明,该技术降压增注效果显著,解决了常规酸化工序复杂、占井周期长等问题,具有较好的推广应用前景。      

渤南油田酸化添加剂研究

针对渤南油田含油层系多、主力单层厚度大、平面上迭合连片、原油性质好、埋藏深,渗透性差、自然能量和吸水能力低等特点,评价了渤南油田酸化中铁离子二次沉淀、酸化淤渣产生量、防膨剂和助排剂的作用、酸液导致润湿反转的程度、酸液(乏酸)对原有的乳化作用等,在此基础上筛选了适合渤南油田的铁离子稳定剂、防酸化淤渣剂、粘土防膨剂、助排剂、润湿反转剂(互溶剂)和防乳破乳剂,并评价了各添加剂在酸化中的作用,为同类型低渗透油藏的开发提供了科学依据.     

特低渗透砂岩储层敏感性评价与酸化增产液研制

酸化是特低渗透砂岩油藏的重要增产措施,若酸液体系使用不当,会对储层造成敏感性伤害。为此,以吐哈盆地鄯善油田三间房组砂岩储层为例,通过XRD衍射分析、扫描电镜、储层敏感性评价实验及现场资料整理等方法,研究储层敏感性特征及损害机理,并研发一种酸化增产液,该酸化增产液可与土酸组合使用,提高酸化效果。研究表明：三间房组储层岩石类型以长石岩屑砂岩为主,黏土矿物以高岭石和蒙脱石为主,属于高黏土矿物储层;储层物性整体表现为低孔特低渗特征,原油为轻质原油,油藏为正常地层压力的未饱和油藏;储层具有中等偏弱速敏、碱敏、水敏、盐敏以及弱酸敏特性;增产液与土酸组合酸液体系可溶蚀大孔隙、微孔隙等多种尺度孔隙后形成孔隙网络系统,可使目标储层岩心渗透率最大提高至原有渗透率的2.68倍。现场应用效果显著,与酸化前相比,平均单井日产油量增加1.29 t/d。研究成果可为特低渗砂岩油藏酸化增产提供技术支持。     

高泥质强水敏砂岩储层酸液体系研究

采用溶蚀率测定实验和岩心流动实验研究了适合于高泥质、强水敏砂岩储层岩石酸化的酸液体系配方,分析了酸液种类、酸液浓度和关井时间对酸化效果的影响。结果表明,对泥质含量较高的砂岩储层,采用含氢氟酸的酸液体系酸化效果较好,但为了防止二次沉淀生成,必须优化设计酸液浓度和反应时间;对水敏性强的储层酸化,采用含氟硼酸和氢氟酸的缓速酸酸液体系酸化比土酸效果更好。在酸化后,注入防膨液段塞能稳定粘土,延长和提高酸化效果。     

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。     

异常高压深井裂缝性厚层砂岩储层“酸化+酸压”技术

塔里木油田库车前陆冲断带气藏地层压力高、天然裂缝发育,钻井过程中漏失严重。岩心造缝及岩心流动实验结果表明,常规基质酸化不能有效解除污染,需要能够使天然裂缝张开的"酸压"工艺才能有效解除深部钻井液污染;同时,针对长井段合理布酸需要,推导了黏性暂堵酸化机理,指出增大暂堵酸液黏度有利于合理布酸;结合二者,提出了针对高压天然裂缝性砂岩储层的暂堵酸化+砂岩酸压改造工艺。KS2井现场应用表明,该工艺对改造该类储层适应性强,增产效果显著,对同类储层的增产改造具有一定的指导意义。     

“酸敏”砂岩储层的酸化适用性探讨

酸化压裂技术在鄂尔多斯盆地长庆气区部分特低渗透砂岩储层改造中取得了一定的效果,但对于该工艺在酸敏储层的适用性存在争议。酸敏评价实验标准中所用酸液类型及浓度并不是针对具体储层特征的最佳优化结果,因此该类实验得出的敏感性结论并不能作为储层是否可采用酸化处理的依据。为此,开展了酸液岩心流动评价实验,通过研究储层的损害类型和分析储层中矿物含量,进而优化出了酸化工作液体系,形成了以有机酸为主的酸液体系。岩心实验结果表明,该酸化工作液对酸敏砂岩储层进行酸化是适用的,可有效地提高酸化效果。     

致密砂岩气藏混醇酸液体系研究

为解决巴喀油田致密砂岩气藏酸化时的水锁等地层伤害问题,研制出一种混醇酸液体系,用于改善地层气相渗透率和酸化效果。通过室内实验筛选了醇、酸的类型和浓度,评价了混醇酸液体系的表面张力特性及与添加剂配伍性,并通过岩心流动实验对混醇酸液体系的酸化效果进行了综合评价。实验结果表明,醇具有良好的降低表面张力作用,甲醇与6%多氢酸混合形成多氢酸+醇酸液体系后对致密砂岩气藏岩心溶蚀率达到了14.08%～15.45%;6%多氢酸+甲醇/乙醇酸液体系和黏土稳定剂、缓蚀剂、助排剂等添加剂具有良好的配伍性,并且其表面张力和残酸表面张力均低于25.8 mN/m;经多氢酸+醇体系酸化后岩心最终渗透率为基准渗透率的14.28～21.00倍,解堵效果明显,完全满足巴喀致密砂岩气藏酸化工艺要求。     

注水开发中粘土矿物及其岩石敏感性的演化模式

以华北油田主力砂岩油藏中4种典型沉积相类型的储集砂体为例,探讨了油藏在注水开发过程中储集层岩石属性的微观变化.通过大量岩心样品的室内驱替模拟注水试验,探讨了储集层岩石粘土矿物成分、含量及组合特征的定量演化模式,分析了这种演化所引起储层岩石孔隙结构、敏感性、润湿性、渗流机理变化的特点及对原油采收率的影响.研究结果表明,水驱过程的一系列演化,特别是岩石润湿性的亲水性加强,在一定程度上进一步提高油藏水驱油效率.     

桩西油田中低渗油藏储层特征及解堵技术研究

桩西油田中低渗复杂岩性储层岩性差异大，物性差，解堵措施难度大，效果差，介绍了桩西中低渗复杂岩性储层基本特征及敏感性评价，并通过长岩心流动实验模拟研究了优化酸液的解堵性能。在该油田91井次的现场应用表明，有效率73%，对同类储层酸化解堵措施的制定和实施有一定参考意义。