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。     

番禺油田古近系珠海组储层酸化技术应用研究

砂岩基质酸化技术是油井增产有效的传统技术,但这一技术也存在问题:一是氢氟酸(HF)对黏土溶蚀的速度过快,酸液作用时间短而最终导致酸液在储层中的穿透距离短;二是氢氟酸与黏土矿物反应会产生二次沉淀而造成地层伤害。而低伤害缓速酸体系为这一技术注入了新的活力,以大量的酸化试验优选出了适合番禺油田古近系珠海组的低伤害缓速酸体系。根据现场的测试情况,采用了分层酸化工艺。现场应用效果证明所选用的酸液体系是十分成功的,这为该地区油气井的稳产、增产提供了有力的支持。     

复杂砂岩气藏酸化酸液体系优选

砂岩矿物组成的复杂性决定了酸化酸液体系选择困难,采用室内物理模拟实验,结合电镜扫描技术,分析了经验选择的酸液体系对TZ气藏两类典型砂岩储层的酸化效果影响,根据酸化物理模拟实验优选了两类储层的酸液体系。实验结果表明,碳酸盐矿物含量高(大于20%(w))、岩石胶结疏松的储层,仅用15%(w)HCl酸化不能解除钻井液污染,需采用前置酸(15%(w)HCl)与主体酸(12%(w)HCl+1%(w)HF)相结合,并适当减小用酸量;泥质含量高、岩石胶结强度高的储层,采用前置酸(12%(w)HCl)与主体酸(13.5%(w)HCl+2%(w)HF)相结合,适当增加用酸量。实验研究表明,一套酸液体系难以解决复杂砂岩储层的酸化问题。现场应用试验表明,实验优选的酸液体系能较好地解除储层污染,提高酸化效果。     

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。     

复杂砂岩高效酸化技术先导性试验

川西须家河组砂岩储层埋藏深,地质条件复杂,加砂压裂和常规酸化增产效果均不理想,致使大量的天然气资源难以有效动用。分析了须家河组砂岩储层压裂、酸化改造过程存在的问题,结合砂岩酸化增产机理和地质特征,优选出对岩心骨架溶蚀率低（约2%）、对钻井液溶蚀率高（约15%）、能较好防止酸化沉淀,并且缓速性好的新型高效酸液体系。室内实验及现场应用表明,优选出的酸液能够很好地解除钻完井污染,溶蚀和沟通储层孔喉和微裂缝。与常规酸液体系相比,新型酸体系具有明显的优势,对于类似砂岩储层酸化有很好的借鉴意义。     

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。     

一种砂岩缓速酸酸岩反应模型的建立

砂岩酸压增产改造工艺技术在复杂岩性、低渗透、特低渗透、非常规及特殊油气藏的勘探开发中,得到了越来越广泛的应用。砂岩储层酸压的关键在于形成较高导流能力的酸蚀裂缝,为了有效改造储层和减轻二次伤害,常采用缓速酸液体系进行砂岩酸压。为了完善砂岩缓速酸的酸压理论,科学指导砂岩酸压设计和现场施工,基于酸液缓速机理和酸岩反应机理,建立了砂岩缓速酸酸压中裂缝内和滤失区的酸液浓度分布和矿物浓度分布模型,并用于计算酸蚀裂缝导流能力、酸液滤失区孔隙度和渗透率的改善程度。实例模拟结果表明：缓速酸酸压可保证酸蚀裂缝和滤失区具有较高的HF浓度,有利于增加酸液有效作用距离和改善基岩孔隙度和渗透率,但过高的HF浓度则会产生硅胶沉淀,对储层造成二次伤害,从而降低酸压效果;单一氟硼酸和氢氟酸的复合缓速酸液体系产生的导流能力随裂缝长度的增加呈现出先增加后降低的趋势,因而应考虑采用多种酸液多级交替注入酸压。     

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。     

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.     

“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。