靖边气田白云岩储层交联酸酸压技术实践

近年来,针对碳酸盐岩的储层改造,中外已形成了以深度酸压为主体的各种酸压技术,同时还尝试了加砂压裂改造.在分析了酸压和加砂压裂不足的基础上,提出了携砂酸压工艺.在大量室内实验的基础上,对靖边气田纯度较高的白云岩储层进行了交联酸携砂酸压的研究与实践.先后运用该技术施工11井次,成功率达100%,有效率为100%,最大加砂量为25.1 m3,加砂规模接近该地区普通加砂压裂的规模.压裂前每口井均无气产出,而压裂后试气的无阻流量或井口产量为1.031 8×104～37.023 6×104m3/d,返排率均大于79%,与邻近井的其他施工工艺增产效果相比有一定的优越性.     

酸压技术在河南油田白云岩储层的应用

针对河南油田云 2井白云岩储层的特点 ,根据大量的室内试验 ,评选出酸压的胶凝酸、普通酸、复合酸酸液配方 ,其酸液腐蚀速度 2 4 75 3g/m2 ·h ,铁离子质量分数 82 91% ,表面张力为 2 8mN/m。确定了胶凝酸→普通酸→胶凝酸→普通酸→复合酸→活性水的酸压工艺 ,利用普通酸与胶凝酸交替注入实现深穿透 ,复合酸作为封口剂 ,避免近井地带污染堵塞。同时全面考虑井筒温度场及裂缝温度场、裂缝几何尺寸模拟、酸岩反应参数和酸蚀裂缝参数 ,制定了云 2井酸压施工方案 ,2 0 0 3年 1月 1日该技术首次在河南油田进行了现场施工 ,并取得成功。     

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     

深度酸压自生酸酸液体系研究

目前深层、超深层碳酸盐岩储层存在温度高和物性差等特点,常规酸压技术的酸岩反应速率过快,酸蚀裂缝导流能力低,无法实现深部酸压,储层改造效果差。针对此类问题,设计了一种新型自生酸酸液体系,并通过室内评价实验对酸液体系性能进行评价,结果表明自生酸酸液体系可有效实现深度酸压的目的。     

150℃土酸酸化低点蚀缓蚀剂8703—A的性能与应用

应用电化学法、挂片失重法和拉伸试验法研究了缓蚀剂８７０３－Ａ在土酸酸液中对碳钢的缓蚀作用和碳钢的氢脆行为。研究结果表明，８７０３－Ａ对碳钢在土酸酸液中的均匀腐蚀、点蚀和氢脆有较好的抑制效果，在现场试验中也获得同样的结果。对８７０３－Ａ的缓蚀机理进行了探讨。     

交联酸携砂酸压在白云岩气藏改造中的应用

低渗白云岩储层自身物性条件较差,常规酸压及水力加砂压裂工艺在实际应用中不能取得明显的增产改造效果。在分析针对靖边气田现有白云岩储层改造面临的难点基础上,开展了交联酸携砂酸压工艺的研究与现场实践。该工艺将酸液携砂填充裂缝与破胶后酸化作用有机结合起来,以最终形成高导流能力的酸蚀-支撑复合裂缝,扩大了油气渗流通道。现场11井次试验表明,措施成功率达100%,最大加砂量25.1m3,压后平均返排率在82%以上,平均试气无阻流量达12×104m3/d以上,最高获37.0236×104m3/d。与邻井其他工艺增产效果相比,该工艺具有一定优势,为碳酸盐岩类储层增产改造提供了新思路。     

钻井液处理剂高温交联性能评价

针对深井水基钻井液实践中高温对钻井液性能的破坏问题,采用黏度法研究了钻井液处理剂SMP、SMC、SMK及SMP与SMC、SMK复配体系水溶液的高温交联随影响因素的变化规律及对应条件下高温交联与钻井液性能的关系,发现影响钻井液处理剂高温交联的因素有:介质矿化度(NaCl和CaCl_2)、处理剂类型、处理剂浓度配比、pH值、温度等。结果表明,在复配处理剂(SMP/SMC、SMP/SMK)配比大于1、NaCl浓度为10%~20%、pH值为8.0~11.0、温度为150~200℃时,有利于钻井液处理剂高温交联,从而改善钻井液性能。     

高温土酸酸化缓蚀剂DS-2的性能评价

针对目前国内土酸酸化缓蚀剂存在的高温下易分层、缓蚀率不高等问题,利用醛、酮、胺的缩合反应合成了一种曼尼希碱,通过和炔醇、喹啉季铵盐、含氮含硫化合物等组分的复配,研究得到高温土酸酸化缓蚀剂.DS-2。对DS-2的性能评价结果表明,DS-2在不同质量分数的土酸酸液中具有炎好的溶解分散性,120℃恒温静置48h,无液一液分层、液一固分离现象产生;和酸液中的粘土稳定剂、铁离子稳定剂等酸化添加剂有良好的配伍性;150℃条件下,常规土酸加入质量分数为2%的DS-2后腐蚀速率为13.47g/(m2·h),乏酸中的点蚀因数为97,缓蚀性和乏酸防点蚀性能均达到酸化缓蚀剂评价标准SY/T5405-1996规定的一级水平;渗透率损害试验证明,DS-2对地层无伤害。     

灰色关联法在白云岩储层酸压地质选层中的应用

地质选层是储层酸压改造效果好坏的决定性因素。灰色关联法根据因素之间的相似程度衡量因素间的关联程度,样本需求少,能够解决地质特征参数众多且高度非线性的问题。靖边气田白云岩储层为典型的低孔、低渗、低压气藏,交联酸携砂酸压后单井产能差异大。应用灰色关联法进行了地质特征参数与压后产能的关联分析,确定了影响酸压后产能的主要地质特征参数。灰色关联法对酸压地质选层降低投资风险、提高酸压效果具有指导意义。     

白云岩储层

岩石物性的三维空间分布受控于两种地质作用即沉积作用和成岩作用的空间分布。虽然岩石物性的三维空间分布最初显然是受沉积结构控制的，但大量的储层研究也清楚地表明，碳酸盐岩储层与现代碳酸盐沉积物具有完全不同的岩石物性。成岩作用通常会降低孔隙度，重新分配孔隙空间，并改变渗透率和毛细管特性。     

尕斯库勒油田E32油藏白云岩成因及储集性

通过分析尕斯库勒油田E3^2油藏白云储集层的空间分布、岩石学特征、沉积环境、形成机制和储集性，认为本区白云岩储集层为准同生成因，主要形成于滨湖、浅湖和半深湖环境，滨湖区主要由毛细管作用形成，浅湖或半深湖区则主要由回流渗透作用形成。其储集空间包括基质孔隙和裂缝孔隙两部分，为双孔隙介质，是良好的油气储集层。油田勘探实践已经证实了这类储集层的重要性。     

白云岩酸蚀蚓孔模拟实验与分析

酸蚀蚓孔能大大改善低渗透白云岩储层渗流条件、提高酸化增产效果,而蚓孔发育条件是关系到该类储层酸化施工中酸液体系和施工参数优化的关键问题。采用稠化酸和盐酸进行了缓蚀性能实验对比;针对低渗白云岩储层天然裂缝发育的特征,采用人工剖缝方式模拟天然裂缝中酸液流动反应特征,实验分析了注酸排量、酸液粘度、温度以及用酸量对蚓孔发育的影响。实验结果表明：稠化酸较高的粘度有利于增加酸液有效作用距离和酸蚀蚓孔的扩展;酸岩反应温度过高,限制了酸化施工对地层渗透率的改善效果;酸液用量存在最优值,过多的酸量注入只会造成浪费。     

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。     

油管钢在酸性模拟环境下耐腐蚀性能研究

结合实际井况,对抗硫管材在不同温度、不同H2S分压下的耐腐蚀性能进行了分析研究。采用扫描电子显微镜、电子能谱仪以及X射线衍射仪分别对材料的腐蚀形貌、平均腐蚀速率、腐蚀产物成分进行对比分析。结果表明,材料的腐蚀速率随着温度的升高先降低后稍有增大,说明温度是影响腐蚀性能的关键因素,直接影响气体H2S/CO2在溶液中的溶解度,从而影响腐蚀状况;在低温时抗硫管并没有显示耐蚀的优势。形貌物相分析表明,抗硫管材在150℃时产物膜均匀,膜层对深层腐蚀有阻碍作用,局部腐蚀不明显,相对低合金管材表现出耐腐蚀优势。低合金管材相对抗硫管腐蚀程度严重,不适宜在试验环境下应用。     

白云岩储层酸压过程中酸液的滤失控制

白云岩储集层酸压改造中的酸液滤失是影响施工效果的关键,常规室内测试结果不能反映入地酸液流体的真实滤失行为。从酸液滤失模式分析入手,结合酸与白云岩石反应动力学特征,探讨了白云岩储层的点蚀密集型、溶蚀孔洞型、溶蚀穿透型酸液滤失行为,认为储集层天然裂缝、白云岩自身物性特征、H+传质系数和反应速度的影响是主要控制酸液滤失的内在因素,并以此为依据提出了现场酸压控制酸液滤失的对策：对于天然裂缝较发育的白云岩储集层,实际酸液滤失程度不及石灰岩,但总体上建议采用黏滞性前置液诱发裂缝（必要时可考虑追加少量粉陶）,尽可能地采用低H+传质系数和低反应速率的高黏酸液体系,交替注酸和附加前置液段塞也能很好地控制地层中酸液的滤失。     

环烷酸缓蚀剂的合成及其缓蚀评价

介绍了硫代磷酸酯高温缓蚀剂A及其胺中和改性产品B的制备和对环烷酸的缓蚀评价,利用扫描电镜对硫磷酸酯胺类衍生物缓蚀剂吸附膜进行了分析。实验结果表明:硫代磷酸酯及其衍生物有很好的抗环烷酸腐蚀的性能,其胺类衍生物对环烷酸有更好的缓蚀效果,低温下对碳钢几乎无腐蚀;在270℃左右,于酸值[m(KOH)/m(腐蚀介质油)]为50×10-3的腐蚀介质油中,当缓蚀剂B的体积分数为1.0×10-3时,对20#碳钢和321,304,316L不锈钢4种炼油化工装置常用材质都具有很好的缓蚀效果,其中对20#碳钢的缓蚀率可高达90%;高温缓蚀剂B在金属表面成膜较好,能有效地抑制环烷酸腐蚀。4种材质的耐环烷酸腐蚀能力从低到高的顺序为:20#碳钢,321不锈钢,304不锈钢,316L不锈钢。     

南山坪古油藏灯影组白云岩储层成岩作用研究

南山坪古油藏储层是华南上震旦统灯影组白云岩储层的典型代表。通过对该储层及储层内残留沥青的野外剖面和显微镜下观察分析,研究了该储层的储集性特征和成岩演化过程。根据储层矿物的结构成分和孔隙的形成及演化,将该储层的演化过程划分为沉积阶段、第一次浅埋阶段、表生阶段、第二次浅埋阶段、深埋阶段、构造运动阶段六个阶段。南山坪灯影组储层为台地边缘浅滩和滩间相沉积,沉积形成的细粉晶白云岩、泥晶白云岩及鲕粒白云岩是后期成岩改造的物质基础。白云石化作用和表生岩溶作用是主要的建设性成岩作用,形成了油气储存的主要空间。     

白云岩储层酸蚀裂缝导流能力实验研究

酸蚀裂缝导流能力是评价酸压效果的关键参数之一,目前碳酸盐岩油藏裂缝酸蚀实验研究多集中在灰岩储层,对白云岩储层的相关研究鲜有报道。灰岩与白云岩储层的酸岩反应特征差异明显,为了对白云岩储层裂缝酸蚀形态和微观反应机理进行研究,以长庆油田取心白云岩储层岩心为例,开展酸蚀裂缝导流能力实验研究,并通过3D激光扫描对比分析灰岩与白云岩岩板酸蚀微观形态。通过短期导流能力实验,分析储层物性、酸液浓度等条件影响下酸蚀裂缝导流能力的变化规律。结果表明,白云岩相对于灰岩而言,其表面反应速度低,酸岩反应速度慢,酸岩反应速度数值相差一个数量级;白云岩酸液刻蚀程度低,溶蚀主要沿节理面进行,高酸液浓度有利于深入酸蚀节理面,从而沟通基质与裂缝;另外高浓度酸液能更为充分地刻蚀酸压裂缝壁面,提高非均匀刻蚀程度,获得更高导流能力的裂缝;通过数值模拟研究发现,酸液交替注入可以有效地提高白云岩岩板的非均匀刻蚀程度,提高酸蚀裂缝导流能力,改善酸压改造效果。     

浓硝酸装置防腐工艺应用

介绍了某石化公司化肥厂浓硝酸装置框架地面、地沟和设备基础等出现的腐蚀问题,分析了腐蚀介质和条件,提出了有效防腐措施,其主要内容是防腐施工的优化设计,强化了施工顺序,选择了适当的材料和合理方法,从而保证了防腐措施得到顺利实施。通过有效措施的实施,保证了施工质量,使用防腐层的使用寿命大大延长,取得了良好效果。