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.     

一种新型两性表面活性剂自转向酸体系

常规自转向酸体系在乏酸(2< pH< 4)时变黏,影响转向效率,使转向酸化具有一定的局限性。根据黏弹性表面活性剂的变黏机理,研制了一种新型两性表面活性剂(VES)自转向酸,该转向酸在酸岩反应过程中黏度逐渐升高,乏酸时黏度又降低。考察了表面活性剂、盐酸、钙离子对转向酸黏度的影响;模拟了酸岩反应过程,根据酸岩反应速率拟合了酸岩反应动力学方程;对新型VES体系耐温、流变和破胶性能进行了研究。结果表明:酸岩反应至盐酸浓度为5%时VES黏度最大(144 mPa·s),酸液转向;温度高于90℃时VES黏度下降,因此该转向酸适用于中低温储层;该转向酸体系具有较好的耐剪切性能,剪切黏度恢复率大于90%;VES酸岩反应速率约为普通盐酸酸岩反应速率的1/2,有利于缓释转向;乏酸黏度较低(小于30 mPa·s),遇烃类或地层水容易破胶水化,破胶液具有较低的黏度和表/界面张力,对地层不产生污染。该新型两性表面活性剂自转向酸现场应用后,增油效果明显,具有较好的应用前景。      

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。     

一种新型酸基粘弹性压裂液的研究及应用

为了提高低渗透、难动用储层的开发效益,在前人研究成果基础上研发改进了酸基粘弹性压裂液体系,它以粘弹性表面活性剂为稠化剂,通过在酸液中交联得到酸基清洁液压裂液体系。该体系继承原有粘弹性表面活性剂压裂液的优点,且根据酸岩反应进程实现自主转向酸压,真正实现了低渗透储层的深度改造。     

高温气井非均质碳酸盐储层自转向酸的研制与应用

针对高石19井区西北部气井温度高、常规自转向酸高温降黏导致酸化效果不理想的问题,以含芥酸酰胺羟磺基两性表面活性剂黏弹性转向剂、抗高温酸化缓蚀剂、阳离子低聚物抗温剂等为原料制得自转向酸。评价了自转向酸的抗温性、缓蚀性、缓速性能和自转向性能,并在天东110井进行了现场应用。结果表明,自转向酸适宜的配方为20% HCl+8%转向剂EP-306B+2%铁离子稳定剂TYL+2%酸液缓蚀剂GSY+1%酸液缓蚀增效ZXJ+1%阳离子低聚物DJW+6%有机酸YJS。自转向酸的抗温性和缓蚀性能较好,在150℃下与岩屑反应后的最高黏度为48 mPa·s,对钢片的腐蚀速率为49.8 g/（m2·h）。自转向酸的缓速性能良好,与岩屑反应40 min后酸液质量分数仅降低3%。对高110井渗透率倍数为21.4的2块岩心进行酸化,对低渗透率岩心的改造率为72.2%,具有良好的自转向性能。在天东110井自转向酸酸化中取得预定的酸化效果,残酸返排率达到70%,实现储层有效均匀改造。该自转向酸体系在高温气井非均质地层具有良好的酸化效果。     

酸化用粘弹性表面活性剂的合成与评价

利用油酸、3-二甲氨基丙胺合成了油酸酰胺丙基甜菜碱类粘弹性表面活性剂.用该粘弹性表面活性剂配制自转向酸体系,对其性能进行评价.室内实验结果表明:酸液体系粘度随酸浓度的降低先增大后减小,最大粘度为165 mPa·s出现在酸浓度为9％HCl+ 1％HF处,体系能够满足酸化过程中的耐温和耐剪切性能,并且通过破胶实验发现其在短...     

甜菜碱类自转向酸酸化技术室内实验研究

地层非均值性的存在使得基质酸化处理必须采用转向技术,黏弹性表面活性剂自转向酸技术是最近发展起来的1种低伤害转向酸化新技术,其性能评价对指导自转向酸化技术的施工具有重要意义。为此,在室内合成甜菜碱的基础上,通过实验对甜菜碱自转向酸液进行性能评价。结果表明,pH值和Ca2+均能使体系黏度增大且具有协同效应;鲜酸、残酸体系黏度均随甜菜碱浓度增大而增大,随剪切速率增大而减小,剪切顺序对体系黏度基本上没有影响;pH值为2时,体系黏度最大,约为350 mPa.s;煤油和盐水能够使残酸体系破胶;通过渗透率分析和无因次注入倍数分析发现,油酸酰胺丙基甜菜碱具有良好的转向分流能力。     

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。     

新型砂岩自转向酸体系的研究与应用

渤海主力油田储层层间渗透率级差大、非均质性强,酸化过程中酸液大量进入高渗层,引起渗透率级差进一步加剧,不能有效改善中低渗层,酸化解堵效果不理想。针对该问题,以新型两性离子表面活性剂ZX-1为稠化剂,优化形成了砂岩自转向酸体系,对该体系开展了流变性、配伍性、破胶性能、转向酸化效果评价实验。结果表明模拟鲜酸黏度6mPa·s,利于注入储层;模拟自转向酸变黏体系黏度60 mPa·s,耐剪切性强;模拟残酸黏度2 mPa·s,利于返排。自转向酸与缓蚀剂、铁离子稳定剂、防膨剂及助排剂配伍性良好,无沉淀、残渣产生;体系破胶容易,异丙醇、破乳剂、乙二醇丁醚及酸液消耗均能使自转向酸完全破胶,破胶后溶液黏度均低于10 mPa·s;体系具有自我清洁的作用,即使现场酸液未能完全破胶,经过一段时间能自动破胶,不会对储层造成永久性伤害。该自转向酸体系具有良好转向分流能力,随着初始渗透率级差从比2.00增大到10.70,酸化后低渗岩心渗透率改善倍数明显增大,高低渗岩心渗透率级差比减小,当渗透率级差达到10.7时,体系仍能实现有效分流酸化。ZX-1自转向酸现场应用效果明显,具有良好应用前景。      

变黏酸的室内合成及性能研究

酸化是油气井增产的重要手段,而均匀有效地解除地层污染是酸化成功的关键.对于非均质性储层,酸液会优先处理高渗透层,难以进入低渗透层,无法实现均匀酸化.常规变黏酸、胶凝酸中由于含有聚合物,酸岩反应结束后酸液破胶困难,且残酸中含有残渣不溶物,对低渗透油气储层伤害严重.为此,在室内合成了一种黏弹性表面活性剂JX,利用该表面活性...     

VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液的研究及现场应用

为了降低压裂改造过程中压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,开发研制了VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液,并利用RCV6300毛细管流变仪等试验仪器,对该压裂液的性能进行了研究。室内评价结果表明,VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液在100℃和170s-1的条件下,经过1h的剪切,其粘度在130mPa·s以上;在120℃和170s-1的条件下,经过1h的剪切,其粘度达50mPa·s以上;随剪切时间的延长,该压裂液粘度变化很小;随温度的降低,该压裂液粘度具有很好的恢复性。试验结果表明,该压裂液粘度高且成本低,对地层的伤害要比HPG压裂液低50%左右。现场试验证实,VES-SL粘弹性表面活性剂压裂液的摩阻相当于清水摩阻的25%~30%,比HPG压裂液的摩阻低1MPa/1000m,2口压裂井共增产原油5600t。使用该压裂液进行压裂施工,可以有效地降低压裂液对油藏和支撑裂缝的伤害,同时提高油井的增产效果。     

VES自转向酸存在的问题及解决对策

近年来,VES自转向酸以其"变粘、缓速、降滤、低伤害"等特点,被广泛应用于长井段、多层分支井的分流酸化和酸压中,并且取得了良好的效果。随着研究的深入和现场应用的增多,该体系存在的一些问题也凸显出来。主要体现在耐温性差、破胶不彻底、地层伤害、对Fe3+敏感等。这些问题的存在会严重影响VES自转向酸的应用范围和应用效果。总结了国内外对VES自转向酸体系的研究与应用情况,详细分析了VES在应用过程中存在的问题及其影响规律,并指出了解决这些问题的方向与方法。     

WDL-1黏弹性自转向酸化体系的研制及适用性评价

黏弹性表面活性剂(VES)自转向酸酸化技术具有配液简单、低伤害的优点,且能够有效的起到缓速、降滤失、自动转向的作用,是一种改造非均质储层的新技术。实验对用WDL-1阳离子表面活性剂配制的鲜酸和酸岩反应阶段的残酸黏度进行了评价。研究发现,WDL-1鲜酸的表观黏度低于8 m Pa·s,易于酸液泵注;WDL-1盐酸体系在与碳酸盐岩反应的过程中,WDL-1酸液的表观黏度随酸岩反应的进行逐渐增大,90℃以下时,酸液的黏度随酸岩反应的进行呈线性增加;在温度为100℃~120℃条件下,酸液的黏度随酸岩反应的进行呈现近乎平稳的趋势,直至盐酸全部反应时酸液黏度才开始升高。WDL-1的加量对WDL-1酸液的表观黏度影响较大,加量越高,黏度越大,同时黏度随酸岩反应进行的变化值也越大。工程实践中,可以根据地层温度,适当调整WDL-1表面活性剂的用量,以满足成本控制的要求。WDL-1酸具有缓速低滤失、易转向等特点,8 wt%WDL-1酸可以满足高温深井的酸化、酸压的需求。     

烷氧基化月桂酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠的表面活性研究

研究了乙氧基化和丙氧基化月桂酸乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯钠盐的表面活性。结果表明，随烷氧基加聚数的增加，临界胶束浓度减小而最小表面张力增大，乙氧基化物的润湿力迅速下降而丙氧基化物的润湿力趋于增强，二者的起泡力都下降且泡沫稳定性变化不显著。前者的润湿力不及后者，二者起泡力及泡沫稳定性差别均不大     

一种新型胶乳水泥浆性能研究

通过对胶乳水泥浆体系的降失水、稠化时间、胶结强度、稳定性、流变性、防气窜能力、强度等方面的性能进行评价和配方调试实验,结果表明:与普通的油井水泥相比,胶乳水泥弹性好,具有良好的抗拉、抗折和抗冲击性能,耐腐蚀性好,水泥环界面胶结良好;胶乳的加入增强了水泥石的抗冲击性和弹性,复配后水泥浆的降失水性能良好.胶乳水泥浆体系具有...     

游梁行星轮组合式长冲程抽油机性能分析

介绍了游梁行星轮组合式长冲程抽油机（简称“组合机”）的结构与工作原理，分析了组合机可旋转驴头的受力状况。为便于进行动力分析，将其最终等效为一个游梁前臂长为Ａ等效的常规游梁式抽油机模型，并从其增程机构运行的可靠性、制造成本和能耗等方面阐述了组合机的优势。此外，给出了两个设计实例，并与另外两种特种抽油机的几项主要性能参数作了比较，分析结果表明，新型组合机具有动载小、冲程长、节能和可靠性高等特点。     

新型油井水泥促凝剂LT A及其性能

针对低温或表层段固井候凝时间长的问题,采用价格低廉、早强作用强且性能稳定的促凝剂有利于缩短固井时间和提高固井质量。为此,研制了过渡金属复合盐类促凝剂LT-A并系统评价了该促凝剂不同加量（1%、2%和3%）情况下的油井水泥浆性能,得到了促凝剂LT-A对油井水泥的影响规律：促凝剂LT-A能促进油井水泥的水化能力,缩短水泥浆稠化时间,显著提高水泥石早期抗压强度,加入促凝剂LT-A的水泥浆稠化时间与原浆稠化时间之比小于等于0.5、水泥石6 h抗压强度（39 ℃、常压）大于等于4.0 MPa,完全满足促凝剂评价标准SY/T 5504.4-2008 的相关要求。实验还进一步证实：LT-A对水泥浆流变参数和初始稠度基本无影响,是一种性能优于CaCl^₂的新型促凝剂。     

一种新型地面震击器的开发与应用

针对某些3000m以内的浅井,因大钩悬重小,采用常规地面震击器无法实现正常复位的问题,研制了一种新型地面震击器。该震击器由上接头、六方套、上筒体、心轴、调节螺母、下筒体、弹性机构总成、机械锁紧机构、延长心轴和下接头等组成。性能试验及现场应用情况表明,该震击器的所有技术参数均达到行业标准要求,复位力与释放力的大小无关,且均小于9.81kN,完全可以满足在浅井中使用地面震击器震击后顺利复位要求,应用效果很好。