粘弹性表面活性剂自转向酸液体系研究进展

粘弹性表面活性剂自转向酸液体系是最近发展起来的一种非均质地层酸化处理新技术.相比于目前常用的转向酸液体系,该体系具有配制简单、破胶容易、对地层伤害少及缓速、降滤失的优点.在合适的外界条件下,该酸液体系依靠粘弹性表面活性剂排列结构的变化实现酸液的转向、破胶.为了更好地研究粘弹性表面活性剂自转向酸液体系,调研了中外关于粘弹性表面活性剂自转向酸液体系的研究现状及最新进展,并系统地总结了粘弹性表面活性剂自转向酸液体系的转向及破胶机理、自转向酸主剂的选择原则、酸液体系的流变性分析.同时,对粘弹性表面活性剂自转向酸液体系的转向性能及反应动力学方面的研究也进行了详细说明.最后,提出了粘弹性表面活性剂自转向酸液体系下一步的工作重点和研究方向.     

转向酸酸化工艺研究与应用

酸化工艺作为增产增注的主要措施之一,在江苏油田得到广泛应用,取得了较好的增产增注效果,但是陈堡油田随着重复酸化井数的增加,由于对地层大孔道的过度酸化带来了地层出砂、含水升高等一系列的问题,如陈3-32井、陈3-51等井重复酸化导致酸化效果变差甚至全水生产。针对本厂酸化工作中存在的问题,开展了转向酸化工艺的研究,将常规酸液与粘弹性表面活性剂混合形成自转向酸,注入地层以后,酸液先进入大孔道及高渗透层,随着酸岩反应的进行,酸液的浓度会逐渐的降低,同时,酸液的粘度会逐渐增大,对原有大孔道进行暂堵,使后续酸液转向进入新的渗流层,从而使不同渗透的储层得到改造。     

陈堡油田油井自转向酸化解堵试验研究

针对陈堡油田供液变差井酸化改善效果有限的问题,采用自转向酸酸化技术以实现酸化过程中酸液自动转向和深部穿透的目的,且酸化后遇烃自动破胶,返排彻底,无二次伤害,可以高效、均匀地酸化储层。通过缩合反应和季铵化反应合成出了一种具有自转向性能的粘弹性表面活性剂,并通过实验评价了浓度、p H值、温度等因素对该自转向剂粘度的影响。优选陈堡油田主力单元水平井进行自转向酸化解堵试验,取得很好的增油效果。     

两性表面活性剂酸液体系在基质酸化及酸压中的应用

自1997年Schlumberger Dowell公司推出基于阳离子粘弹性表面活性剂（VES）的清洁压裂液以来，粘弹性表面活性剂技术已在油气田增产措施中得到广泛的应用。根据VES使用的经验，近两年来，国外已研究出了性能优越的基于两性表面活性剂的粘弹性酸。文章分析了国外将这种酸液体系应用于基质酸化和酸压时相对于其他酸液体系所具有的独特优点和作用机理，介绍了其粘弹性行为和流变性，以及各种酸液添加剂对其流变性的影响。用岩心流动实验结果分析了这种酸液体系应用于基质酸化时的自主分流特性以及应用于酸压时的滤失、返排和酸蚀裂缝导流特性。     

清洁自转向酸液的研制及性能评价

均质酸化、酸液滤失和酸-岩反应速度是影响酸化作业的重要因素。为获得更理想的酸化效果,实验室研究了一种甜菜碱类表面活性剂在季铵盐类表面活性剂复配下形成的VES自转向酸液体系：5％VES＋0．8％CTAB＋0．6％水杨酸钠＋3％KBr,当pH值高于1时,酸液粘度迅速上升,pH值上升到3时,酸液粘度达到最大值（600mPa·s）,从而能够有效地使酸液转向。当pH值为6时,体系彻底破胶,易于返排。首次初步讨论了盐酸浓度大小对变粘酸变粘特性的影响,并分析了酸液由线性胶转变成螺旋状胶束的因素,证实了离子浓度对酸液变粘特性具有举足轻重的作用。     

粘弹性表面活性剂胶束酸在砂岩储层分流酸化中的应用

粘弹性表面活性剂(VES)技术已在碳酸盐岩油气藏压裂、酸化中得到成功的应用,同样VES技术可应用于砂岩酸化。实验合成出新型粘弹性表面活性剂-芥子酰胺丙基甜菜碱(SAP-BET),由于SAP-BET为具有很长疏水碳链的两性粘弹性表面活性剂,所以用其配制的胶束流体具有良好的粘弹性行为,可用其配制具有自主分流、控滤失等特性的酸液或清洁压裂液。根据粘性表皮系数,建立了砂岩VES胶束流体分流酸化技术。该酸化工艺适合高温非均质多层砂岩油藏分流酸化。     

粘弹性表面活性剂酸液变粘分流机理及其应用

应用于油气藏酸化改造的粘弹性表面活性剂酸液是本世纪初才发展起来的油气层增产改造新技术．它是将粘弹性表面活性剂与盐酸混合形成的酸液体系。由于粘弹性表面活性剂是C16-22的低分子长链脂肪酸衍生物．比通常用于油气藏加砂压裂改造的稠化剂（高分子植物胶聚合物）的分子量小5000倍．不含任何聚合物残渣,对储层渗透率的伤害性小．属典型的低伤害酸液体系;     

转向酸化技术现状与发展趋势

系统论述了转向酸化技术的发展以及目前的进展。简要介绍了封隔器转向、封堵球转向,较详细介绍了泡沫转向、聚合物转向、黏弹性表面活性剂（Viscoelastic Surfactant VES）转向技术的一些发展情况;特别是黏弹性表面活性剂酸化自转向技术的进展情况。     

新型粘弹性表面活性自转向酸的研制及性能评价

在酸化或酸压施工中，由于酸液的滤失和酸岩反应速度过快，导致活性酸液的穿透距离有限或酸液因不能分流转向而进入高渗透带，从而降低酸化或酸压施工的效果，为了解决上述问题而研制了交联酸、温控交粘酸等多种高分子类型酸液体系，但却容易对油藏造成二次伤害。为此，在室内合成了一种粘弹性表面活性剂SL，利用该表面活性剂配制了新型的粘弹性表面活性自转向酸VDA-SL，并对其性能进行了评价。室内实验结果表明，当酸液质量分数为25％左右时，VDA-SL粘弹性表面活性自转向酸的粘度为20mPa·s左右，当酸液质量分数从21％降低到10％时，粘度出现变化。其变粘特性及机理与文献报导的高分子类变粘酸明显不同，随酸液的消耗，其粘度约在酸液剩余质量分数为20％处开始增大，当酸液质量分数降低到15％左右时粘度出现最大值，可以达到650mPa·s。     

黏弹性表面活性剂自转向酸增黏转向的判别标准

黏弹性表面活性剂自转向酸酸液体系是油田酸化领域的研究热点,但在如何评价其是否达到转向效果及转向效果判别标准方面鲜有报道。将酸液在储层中的流动视为达西渗流,采用物理模拟实验和理论推导相结合的方法研究自转向酸增黏转向的原理,推导增黏转向的判别标准,并采用岩心并联实验验证判别标准的准确性。研究表明：必须同时满足pH值和阳离子浓度的要求,体系才能增黏;沿自转向酸液流动剖面上可将其分为高渗透区域、阻力区域、酸液滤液区域和原始地层区域,阻力区是实现自转向的关键;引入阻力孔隙体积倍数和无因次最大压力比推导了自转向酸均匀推进的判别依据;影响自转向酸实现理想转向的关键参数有无因次最大压力比、储层的渗透率和孔隙度等参数。自转向酸驱替后,并联岩心的渗透率均显著提高,根据推导的判别标准,判断该酸化处理并没有达到最佳转向效果。该项研究为深入掌握黏弹性表面活性剂自转向酸的作用机理提供了技术指导。     

多氢酸深部分流酸化技术在东河油田的应用研究与效果评价

塔里木盆地东河油田CⅢ油组1号岩性段储层非均质性强、物性差,注水难以达到配注要求,造成地层能量不足,产量下滑快,且常规酸化施工不能很好地解除地层深部的污染。本试验针对该油藏低渗、高岭石粘土含量高的特点,提出使用具备缓速深部酸化性能的多氢酸酸液体系的方案,并结合多氢酸酸化机理分析了多氢酸对该油藏的适应性;针对该油藏非均质性强的特点,为实现水平段均匀酸化,提出在酸化过程中加入水溶性分流剂的方案,并在实验室内对现场岩心进行了分流酸化模拟实验。在取得一定认识的基础上,对该油藏A15H井实施了多氢酸分流酸化措施,取得了显著的增注效果。     

VDA变黏酸机理

VDA变黏酸是近年来发展起来的一种新型酸化增产作业体系，该体系由盐酸、黏弹性表面活性剂和一些普通酸压助剂组成，目前主要应用在对碳酸盐岩层的选择性酸化、基质酸化时进行的自动转向和酸压时进行的滤失控制。介绍了VDA变黏酸的发展过程及变黏过程，着重分析了变黏酸（VDA）的变黏机理和黏弹性表面活性剂的作用机理。当pH值在2～4时，酸液黏度由30 mＰa·s升高到1 000 mＰa·s，pH值大于4之后体系的黏度下降到5 mＰa·s以下。在整个变黏过程中，黏弹性表面活性剂具有决定性的作用，对于具有亲水基和长链疏水基的甜菜碱类两性离子表面活性剂可以满足VDA变黏酸的要求。该体系具有现场配制简单、无伤害、自动转向、低滤失、缓速等显著优点，在科威特石油公司(KOC)经营的北部油田得到应用，油田增产效果显著。     

超低渗油藏在线分流酸化增注技术研究与应用

酸化是超低渗油藏最有效的增注措施之一，但由于储层物性差、非均质性强等问题，造成目前常规酸化措施普遍具有施工周期长、有效率低、有效作用距离短等不足，且酸化过程中存在指进现象和储层二次伤害。针对这一问题，选取鄂尔多斯盆地环江油田三叠系超低渗油藏为研究对象，提出了在线分流酸化技术，并配套研制了一种多元缓速螯合酸COA-1S和一种新型的水溶性分流剂COA-1P。通过室内评价实验和在线分流酸化模拟实验，发现该技术在缓速性、配伍性、水溶性、螯合能力和暂堵功能等方面均显著优于常规酸化；现场先导性实验结果表明，酸化后剖面吸水均匀程度从28.5%上升至50.9%，视吸水指数增加2倍左右，降压增注效果显著；同时，该技术还具有“不停井、不泄压、不动管柱、不返排”的特点，简化了常规分流酸化工序、降低了安全环保风险，是一种能够很好地适应超低渗油藏特征的酸化增注技术。     

VES自转向酸体系研究进展

黏弹性表面活性剂(VES)基自转向酸酸化技术是近年来兴起的一项针对非均质储层改造的新方法。本文总结了目前自转向酸酸化所用黏弹性表活剂的种类及类型,系统分析了阳离子型、两性离子型、非离子型以及孪连黏弹性表面活性剂自转向酸酸液体系之间的性能差异,确定了不同类型自转向酸体系的适用范围,指出了当前自转向酸应用中存在的问题,并据此展望了自转向酸体系的研究方向及发展前景。     

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.     

裂缝性气藏网络酸化可行性

塔里木盆地T气藏构造高部位产层岩性复杂、天然裂缝发育、钻井液污染严重,常规解堵酸化效果不理想。采用室内模拟实验并结合扫描电镜分析,阐释了钻井过程中T气藏裂缝性储层伤害机理,探索了网络酸化新型技术的可行性。实验结果表明：钻井液对裂缝性储层渗透率的伤害率大于85%,天然裂缝开度越大伤害越严重;盐酸溶蚀率高(大于20%)的裂缝性储层网络酸化可行性强,以常规酸化的2~3倍注酸量和注酸排量实施网络酸化可有效解除天然裂缝伤害;盐酸溶蚀率低(小于10%)的储层实施网络酸化风险高。现场应用试验表明,网络酸化较常规解堵酸化效果好,可以推广至类似的储层改造。     

巨厚强非均质性砂岩储层酸化技术

以最大程度解堵、最小程度对岩心破坏、最优化酸液置放为目标对巨厚强非均质性砂岩储层酸液体系和酸化工艺进行了探索。采用钻井液伤害实验与酸化解堵实验相结合、长岩心实验与短岩心实验相结合,宏观测试与微观分析相结合的思路。进行研究结果表明,对于泥质含量高、胶结疏松的储层可适当增加前置酸浓度(HCl浓度增加到15%),同时降低主体酸HF浓度(降低到1%)。岩心切片结合电镜扫描分析确定伤害深度和解堵半径,为用酸规模优化提供依据。对于巨厚的孔隙型储层,可以通过封隔器分隔+变密度射孔+转向酸的组合模式实现储层均匀改造,而对于裂缝发育段应该坚持"大排量、大液量、高泵压"的改造模式以实现储层深度解堵。     

微胶囊技术在水井暂堵酸化中的应用

制备了微胶囊暂堵剂ZD—D,并对其水溶性、酸溶性、悬浮液分散性进行性能评价,利用暂堵剂ZD—D进行暂堵酸化试验,采用注水井暂堵酸化工艺技术,现场试验结果表明,ZD—D暂堵剂能解决水井单层突进的矛盾,且不会引起储层二次伤害,还能提高酸化效果。     

塔河油田乳化酸酸化技术研究

针对塔河油田奥陶系碳酸岩盐储层油井酸化中出现的酸岩反应速度快,酸液的有效作用距离短等问题,开发研制乳化酸酸化工艺,该酸液具有缓蚀、缓速、抗水敏等特点;另外该酸遇水增粘,遇油降粘,具有一定选择性.适用于油井深部酸化.本文阐述了乳化酸特点和反应机理,并根据塔河油田的具体实际研制开发出了一种高温乳化酸体系及施工工艺.