自生酸前置压裂液在碳酸盐岩储层中的室内实验评价

碳酸盐岩储层在酸化压裂过程中存在酸岩反应速率过快,裂缝远端酸蚀导流能力低等问题。针对此类问题,根据自生酸的特性设计一系列室内评价实验,对自生酸前置压裂液的性能进行评价。结果表明:自生酸前置压裂液体系在碳酸盐岩储层中具有独特的优势,能够在裂缝深处进行酸蚀,对深层储层具有良好的改造效果,提高裂缝远端的酸蚀导流能力。并且自生酸压裂液对储层的伤害率为21.79%,能够进行低伤害酸化改造。     

高温地面交联酸体系研究及其现场应用

为满足高温碳酸盐岩储层深度酸压改造需要,开发出了耐温150℃的高温地面交联酸体系,该酸液体系具有高温下黏度高、滤失低、摩阻低、易泵送、酸岩反应速度慢、易返排、流变性好等一系列优点。通过地面交联酸(复合)酸压,可实现酸液深穿透、提高酸蚀裂缝导流能力的目的。该体系在塔河油田得到了成功应用,并取得了非常好的改造效果。     

马家沟组碳酸盐岩储层酸岩反应速率影响因素实验研究

酸岩反应动力学实验是研究酸岩反应机理和进行酸化设计的必要手段,酸岩反应动力学参数其值的准确程度,直接影响着酸压施工设计计算和酸压效果分析的精度。本文利用旋转岩盘测试了马五储层碳酸盐岩与酸液的反应速率,以实验数据为基础,分析了影响酸岩反应速率的主要因素：岩石类型、酸液类型（粘度）、酸液浓度、转速、温度,得出主次关系为岩石类型＞粘度＞浓度＞转速＞温度。与此同时还考虑了同离子效应对酸岩反应速率的影响,为更加准确的设计和评价酸压施工效果提供了依据。     

碳酸盐岩储层不同酸液体系酸岩反应动力学实验研究

酸岩反应动力学实验研究是酸压技术的重要组成部分,其实验结果为酸压设计的优化和酸液体系的优选提供准确参数和依据。利用旋转圆盘试验仪测试了碳酸盐岩储层与普通酸、稠化酸、交联酸的酸岩反应动力学方程,以及普通酸、稠化酸的反应活化能和H+有效传质系数,并且总结了面容比对反应速率的影响,为后期酸压施工设计提供了基础数据。     

碳酸盐岩酸压裂缝导流能力影响因素

酸化压裂是碳酸盐岩储层开发的重要技术手段,酸液注入方式、压裂裂缝开度与酸蚀蚓孔形态等直接影响酸蚀裂缝导流能力。以奥陶系岩下碳酸盐岩储层为研究目标,在建立裂缝开度表征方法基础上,开展不同酸液体系、不同注酸方式、不同裂缝开度及不同缝面形态对酸压裂缝导流能力的影响研究,明确影响酸压裂缝导流能力的主控因素。实验结果表明：主体酸加入稠化、清洁剂后对溶蚀率与酸蚀后裂缝导流能力影响不大;单一注酸与交替注酸方式对酸压裂缝导流能力影响较小,但对残酸返排影响较大,交替注酸方式可降低返排压力70%;裂缝开度越大,酸蚀后裂缝导流能力越大,但提高导流能力倍数越小;裂缝开度>12μm易形成“窜流”酸蚀蚓孔,利于酸蚀通道建立;微裂缝开度与裂缝发育联通是影响酸蚀蚓孔与导流能力的主控因素,次之为微孔发育与联通与储层矿物分布形态。综合酸压工艺推荐先压裂、后酸化、交替注酸的方式。     

裂缝型碳酸盐岩储层酸压数值模拟

酸压是碳酸盐岩储层重要的大型增产改造措施,酸压中,准确预测酸液作用距离对酸压设计至关重要,其决定酸压改造范围、影响酸压目标缝长设定及酸压效果预测。裂缝型碳酸盐岩储层非均质性极强,基质较致密,天然裂缝所在区域渗透率很高,酸液滤失严重。目前各种酸压模型假设裂缝面上渗透率均匀分布,也不能考虑天然裂缝对滤失的影响,这些模型预测的酸液作用距离较长,酸压设计缺乏可靠的模拟模型。针对该问题,本文进行了裂缝型碳酸盐岩储层酸压数值模拟研究,首先基于地质统计规律建立人工裂缝面上渗透率分布模型、天然裂缝分布模型,并基于地质统计参数生成裂缝面上渗透率及天然裂缝分布;然后建立酸液流动、酸液滤失、酸岩反应数学、粗糙酸蚀裂缝表面形成过程模拟模型;再将以上模型耦合求解,形成酸压模拟模型。基于该模型,进行了广泛的数值模拟研究,分析了天然裂缝参数对酸液作用距离、酸蚀裂缝表面的影响。研究发现,天然裂缝对活酸作用距离和酸蚀裂缝表面影响显著,考虑天然裂缝时,其作用距离显著低于常规模型预测的距离,酸蚀裂缝表面更粗糙;裂缝型储层酸压设计中,天然裂缝是不可忽略的因素,新模型预测的酸液作用更合理。该研究为裂缝型碳酸盐岩储层酸压设计提供了更可靠模拟工具。     

酸液浓度对酸压改造效果影响实验研究—以胶凝酸为例

目前酸压是国内油田针对碳酸盐岩储层改造手段最常用的手段之一,而胶凝酸是最常用的酸化压裂液之一。合适的酸液浓度不仅能取得很好的增产效果,也能较好的降低经济成本。针对利用室内实验研究胶凝酸不同浓度对酸岩反应速率、滤失速率、酸蚀后导流能力的影响,并利用Fracpro PT软件模拟,通过实验手段来进行研究分析酸液浓度对酸压改造形成的影响,通过优化酸压施工设计方案来寻找最优酸液浓度提高酸压施工效果,对以后的压裂设计和现场施工都有着更长远的指导意义。     

川东北碳酸盐岩气藏酸—岩反应特征研究

对川东北普光气田飞仙关组、嘉陵江组、长兴组碳酸盐岩进行了酸—岩溶蚀性试验和酸—岩刻蚀形态实验。并采用旋转岩盘仪,进行了碳酸盐岩酸—岩反应动力学研究。结果表明,不同的碳酸盐岩储层,由于岩石矿物的非均质性,造成酸对碳酸盐岩的溶蚀性和酸—岩刻蚀形态具有明显的差异,导致酸—岩反应速度不同,因此所建立的反应动力学方程也不同。实验成果完善了川东北区块碳酸盐岩储层酸—岩反应特征研究,为川东北碳酸盐岩储层现场酸化工艺设计和决策提供了科学依据。     

遇水膨胀封隔器分段酸压技术及应用

中国西北某油田奥陶系碳酸盐岩油藏以裂缝溶洞为主要储集空间,具有超深、高压和高温的特点,水平井笼统酸压存在效果差以及分段改造方式和工具选择困难等问题。阐述了遇水膨胀封隔器分段酸压技术原理、技术关键、施工程序和工具性能参数。根据试验井实际钻、录、测井资料和分段酸压级数优化结果,结合储层裂缝、溶蚀孔洞特点,并考虑完井工具对井径、井眼轨迹的要求,以有利储层段有效改造为原则,确定分段酸压完井方案,优化了封隔器下入和膨胀座封时间,开展了分段酸压优化设计以及现场试验。试验表明：分段酸压完井方案及酸压优化设计方法是正确的,但投球滑套等工具质量以及完井酸压过程中的质量控制需进一步提高和完善。     

低渗透储层酸预处理降低破裂压力机理

针对高压、高温、低渗透等难动用储层安全高效压开的问题,从岩石力学性质因素研究入手,分析酸化过程中酸与矿物的反应,从微观结构上阐述酸化预处理降低破裂压力的机理,结合酸预处理后的铸体薄片、扫描电镜观察的微观实验和酸预处理前后的宏观力学性质测试结果,阐明了酸预处理降低破裂压力的机理。迪那地区过酸前后岩石力学的实验和破裂压力的计算结果表明:酸化预处理能够改变岩石的力学性质,并有效降低破裂压力,为这类储层开发提供技术思路。     

砂岩基质酸化中的化学平衡研究

纯高岭土和油田实际岩心的流动模拟试验都验证了在相同温度下,加入盐酸会加快氟硅酸与铝硅酸盐的二次反应。在砂岩基质酸化过程中,H₂SiF₆-AlF_x^(3-x)+ -HCl 之间存在一种化学平衡,该平衡用以控制氢氟酸与铝硅酸盐的一次反应和二次反应的化学计量系数。在土酸酸化反应中,盐酸不仅用来溶解碳酸盐矿物,而且具有调节氟硅、氟铝配合物平衡的另一作用;盐酸的浓度越高,F/Al越低,所造成的酸化二次伤害几率越小。     

微胶囊固体硝酸酸化液实验研究

固体硝酸酸压是近年来新发展起来的酸化技术,借鉴水力压裂微胶囊延迟破胶技术,先将固体硝酸微胶囊化,再用水基液携带固体酸颗粒带入地层裂缝,在裂缝中释放出H⁺,对地层实现深     

碳酸盐岩储层水平井靶向酸化研究及应用

水平井极大增加了油层泄油面积，具有直井无法比拟的优势。但是，油藏强非均质性给有效布酸带来了巨大挑战。结合中东地区碳酸盐岩油藏的开发现状，系统梳理了水平井酸化所面临的关键技术难点。针对油田不同开发阶段，提出了水平井的靶向酸化技术思路，推导了水平井三维径向酸化数学模型，模拟分析了不同布酸方法对水平新、老井酸化效果的影响。研究表明，针对水平（新）井酸化，基于钻井伤害特征的靶向布酸效果优于均匀布酸、物性布酸和锥台布酸；当达到相同酸化效果下，靶向布酸至少能够节约10%酸量；5口新井采液指数分析表明，靶向布酸能够提高新井酸化投产效果。针对水平（老）井酸化，采用局部酸化能够有效实现均衡水平井产液剖面目的；对于局部低渗层段改造，采用1.5 in.（1 in.=2.54 cm）连续油管进行定点喷射酸化，能够形成深穿透酸蚀蚓孔；7口老井酸化前后对比分析表明，靶向布酸能够大幅提高水平井重复酸化效果。     

碳酸盐岩缝洞型储层酸化的数值模拟研究

酸化是碳酸盐岩储层地质改造的主要施工工艺,厘清碳酸盐岩储层酸化机理对于提升酸化整体效果具有重要意义。限于缝洞在储层中的准确刻画,目前的研究集中于碳酸盐岩无缝洞型储层的酸化研究。为此,基于数值模拟手段,建立缝洞刻画算法,采用双尺度连续模型,研究了不同注入速度、酸浓度及表面化学反应速率等因素对酸化过程中蚓孔形成及发育的影响机理。发现：缝洞型油藏的酸蚀蚓孔过程受缝和洞共同影响,采用普通油藏进行酸化数值模拟的研究会高估缝洞型油藏酸化行为中的溶蚀量及溶蚀贯通储层的时间。随着酸浓度的增大,碳酸盐岩溶蚀量由5.7%增大为7%;注入速度的增大将影响碳酸盐岩酸蚀形态,且酸化影响范围和次生蚓孔发育数量均不断增多;酸的表面化学反应速率不是影响碳酸盐岩酸化行为的主要原因。     

基于Hausdroff分形维数的碳酸盐岩酸蚀蚓孔计算模型

在碳酸盐岩基质酸化过程中,一个主要特征是形成蚓孔。欧几里得空间认为蚓孔是无序的、杂乱无章的,采用经典数学的方法进行模拟难度极大。为了能够对酸蚓孔进行精确的定量分析、优化酸液用量、施工排量,以期获得最优酸化效果,需要建立蚓孔计算模型。由于蚓孔的整体与局部具有相似性以及标度不变性,因此利用分数维描述蚓孔,引入“数盒子”计算法对蚓孔的Hausdroff分形维数进行研究,推导了碳酸盐岩基质酸化蚓孔有效作用距离的分形模型。进行了影响参数敏感性分析及现场酸化实例计算,结果表明酸化后表皮系数与计算结果较为一致。对酸化优化设计具有较好的指导意义。     

非活性硝酸粉末液酸化技术的研究与应用

非活性硝酸粉末是一种新型酸化材料,正常状态下呈非活性,激活后可分解出具有强氧化性的HNO3。针对目前国内外应用非活性硝酸粉末(液)酸化过程中活性地下激发难于控制、有效率低等问题,成功优选出激活剂A,并对其使用浓度进行优化,得出新型酸液配方体系。该体系采用地面预激活技术,有岩芯溶蚀率高、对岩芯渗透率改造倍数高、腐蚀速率低等特点,可达到深部酸化的目的。现场应用结果表明,新型酸液配方体系酸化后油井增产效果显著,适用于低渗—特低渗,敏感性强的Ⅲ类储量砂岩油藏酸化解堵。     

碳酸盐岩和盐酸反应动力学的试验研究

酸化是碳酸盐岩油气层的一种重要的投产和增产措施。酸化效果的好坏取决于酸化施工设计的水平,进行完整的、准确的酸化施工设计依赖于对设计参数的选择。本文给出了酸-岩反应动力学的部分试验研究成果。通过对试验结果的分析,得出了一些对实际酸处理及施工有益的结论。     

砂岩基质酸化中HF与石英的反应动力学

将岩心酸化流动模拟试验与 ICP残酸离子分析测试技术结合起来 ,通过拟合残酸中的 Si离子浓度来研究 HF与石英的反应动力学 .实验结果证明 :HF在石英上的反应速率与 HCl的浓度无关 ,与 HF浓度成二次方关系 ;酸化流动模拟试验中流速对酸化效果是有影响的 ,高流速下的酸化可解除储层深部的伤害 ,在砂岩基质酸化的施工工艺上建议采用“最大排量压差法”.为优化 HF的酸化施工 ,深入认识储层矿物学和 HF与铝硅酸盐的反应动力学是十分必要的 .