深部缓速酸完井液技术

为解除钻完井过程中引起的地层深部伤害,将缓速酸RE-Acid引入完井液体系中。缓速酸RE-Acid能够在低温下使得生成盐酸速率缓慢,在高温下使得溶液pH值迅速降低并可到达1以下,具有较强的溶蚀性,22%的缓速酸最终溶蚀率可达10%以上。在加重盐水完井液中,由于甲酸盐容易与Ca2+结合,甲酸钾延缓了缓速酸RE-Acid生成盐酸的速度,对CaCO3的溶蚀性能比其他盐溶液高,密度为1.3 g/cm3甲酸盐溶液中12%的缓速酸RE-Acid最终溶蚀率可接近20%。对低密度泡沫完井液,缓速酸RE-Acid对泡沫处理剂AFM-1的泡沫性能影响较小,且在该体系中仍然保持较好的溶蚀性能(可达到16%)。采用驱替实验表明,盐酸主要改造第一段岩心,第二段和第三段岩心渗透率增加幅度较小甚至有所降低;而缓速酸主要改造第二段和第三段岩心,使渗透率分别增加2.5倍和1.7倍,具有很好的深部改造作用。     

低渗透油田酸化降压增注技术研究与应用

针对低渗透油藏低孔、低渗的储层特征导致注水过程中注水压力上升较快、欠注严重的问题,开展了酸化降压增注的应用研究,并优选出了一种水井降压增注的酸液体系.首先根据地层特征对酸液的要求和岩心溶蚀实验选出有机缓速酸和盐酸作为主体液,在此基础上根据实验优选了防水锁剂、黏土稳定剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂等酸液添加剂及其体积分数,从而确定该酸液配方为"8%HCl+8%有机缓速酸+1%H3BF4+2%聚合醇+(1%～2%)缓蚀剂HSJ-1+(0.5%～1%)黏土稳定剂QJ-Ⅱ+2%EDTA".通过酸化流动模拟实验对该酸液体系进行了评价并与土酸进行了对比,结果表明该酸液体系具有很好的缓速性能,能够达到深部酸化的目的.矿场试验取得了很好的效果,注水压力从16 MPa降到6.0～9.8 MPa,日注水量从2～8 m3达到40 m3.     

基于碳酸盐岩酸化溶蚀形态的酸液最优注入速度界限

成功的碳酸盐岩基质酸化是在储层中形成几条主要的酸蚀孔道(蚓孔),穿过井筒附近污染带形成油气渗流的优势通道。储层中蚓孔的分布形态决定酸液的穿透距离及其酸化效果,而酸液的注入速度又会直接影响到酸蚀蚓孔的扩展。选取碳酸盐岩岩心,采用岩心驱替试验研究不同注入速度对蚓孔扩展的影响,通过计算突破体积比寻找碳酸盐岩酸化时酸液的最优注入速度,并通过压降曲线分析酸蚀蚓孔的生长过程。同时采用核磁共振成像技术分析酸化前后岩心端面及内部结构特征,用于判断酸液溶蚀类型,寻找到不同溶蚀形态所对应的酸液注入速度界限。结果表明,盐酸质量分数为20%时,开始形成酸蚀蚓孔时的注入速度为2 m L/min,注入速度为3~4 m L/min时酸化效果最佳。     

表面稠化酸的防砂作用研究

表面稠化酸是将稠化剂(PAM)、交联剂(GL-5)加到酸中配制而成,它具有缓速酸化和防砂作用。该酸通过稠化剂的体相稠化作用,控制氢离子的扩散速度,具有很好的缓速作用;随着H+的不断消耗,通过稠化剂与交联剂在砂粒表面适合的pH值(pH=3~5)下的交联作用形成冻胶膜(表面稠化),该膜是一种很好粘弹体,弹性大于粘性,对砂粒表面润湿,通过氢键及静电引力加强对砂粒表面的吸附,限制砂粒运移,达到防砂目的;该膜可以进一步控制H+的扩散速度,达到进一步缓速目的,保证表面稠化酸酸化深远地层。对表面稠化酸的防砂机理及防砂效果进行了评价,提出了将酸化与防砂有机结合的新思路。     

适用于煤层气井的潜在酸压裂液研究

据目前的统计资料表明,我国煤层气资源总量约为36.8×1012m3,可采储量为10.9×1012m3,开采潜力巨大。以沁水盆地3#煤层为例,对煤层割理特征、孔缝填充物赋存状态及类型、酸液对煤岩孔缝中的充填物溶蚀情况进行了研究。得出3#煤层主要发育两组割理系统,裂隙多为方解石充填,可通过有机酸酸化解除部分填充物对煤岩孔缝的堵塞。根据煤岩可酸化的性能特征研究出了适用于煤层气井的潜在酸压裂液。实验表明:压裂液p H在1 h后才趋于稳定,3 h时p H可降至最低(1);对煤粉的平均溶蚀率为3.48%,且具有较好的缓速性能;抗剪切性能好,2 h时表观黏度仍高于35 m Pa·s;破胶液对煤心的渗透率伤害率10%。现场应用5口井,施工曲线表明,该潜在酸压裂液能降施工压力,提高施工成功率;微地震监测结果表明,该潜在酸压裂液能够实现储层深度改造。     

煤层气井潜在酸联合加砂压裂增产机理及应用

为研究煤层气井潜在酸促进加砂压裂协同增产作业的效果,提高煤层气井采收率,应用扫描电镜分析技术及室内岩心驱替实验的方法,对煤层气储层岩性特征及潜在酸性能进行分析评价,并结合矿场实际效果检验,研究了潜在酸联合加砂压裂增产技术机理及其应用前景。研究表明:煤中含有多种酸溶性碳酸盐矿物主要为方解石(Ca CO3),晶体形态有菱面体、似立方体、柱状、板状等,产状有脉状、薄膜状、分散状等形态存在于煤层中,因此可以考虑采用潜在酸酸化技术改造煤层的孔隙度从而提高煤层的渗透率。以氯化铵和多元醛形成的潜在酸,该潜在酸对煤心矿物具有一定的酸蚀性,既可以起到酸化增加孔隙度的作用而增加储层渗透率,又不会因为酸蚀量大而破坏煤的结构,该潜在酸还可以与煤层气清洁压裂液体系配合使用。从PH1-006X1井和PH1-006X2井的现场应用表明,潜在酸与加砂压裂联合增产技术对煤层压裂效果明显,投产即表现出较高的产量。利用煤层气井储层中的碳酸盐矿物生成潜在酸,联合加砂压裂可以有效的提高采收率,具有良好的应用效果。     

中东孔隙型低渗灰岩储层酸液体系缓速性

酸液的缓速性是影响酸液有效作用距离的关键因素,是优选酸压工作液的重要依据。采用旋转岩盘进行了普通盐酸、胶凝酸和乳化酸与伊朗雅达油田Sarvak储层灰岩岩心的酸岩反应实验,构建了反应动力学方程和变温动力学方程。结果表明,普通盐酸的反应速率明显快于胶凝酸和乳化酸,温度对反应速率影响显著,温度越高,反应速率越快。而相同反应温度下,乳化酸的反应速率常数分别比胶凝酸与普通盐酸小1和2个数量级,同时乳化酸的反应级数最大,现场配液时需要考虑酸液浓度对其反应速率的影响;酸液浓度相同时,乳化酸的反应活化能最大,其次为胶凝酸,普通盐酸的最小。乳化酸与胶凝酸的缓速性相对较好,预测其有效作用距离更大。     

难处理铜钴合金的氧化酸浸出

采用硫酸和盐酸的混合酸在有氧化剂存在的常压条件下对磨细后的铜钴合金进行浸出.试验结果表明:在溶液初始酸度为5.0～6.5 mol/L,硫酸与盐酸摩尔比较低,酸过量系数φH为1.2,氧化剂加入量ψn为理论量的1.2倍,反应温度为80 ℃,反应时间为70 min,搅拌速度为200～300 r/min的条件下,铜钴浸出率均能达到97%以上,浸出过程中不会有硅胶产生,过滤性能良好,实验重现性好.     

用于基岩酸化的酸/油微乳体系

合成了两种类型的阴离子-非离子型表面活性剂.用这种活性剂配制了P—NPC型酸/油微乳体系.基于降低构成微乳所需表面活性剂用量的原则,优选了酸/油微乳的配方.将该微乳、盐酸、Heofner酸/油微乳以及Phillips稠化酸在常压下与大理石的反应速率进行了比较.结果表明,P—NPC体系的酸化速率最小,缓速效果也最好.实验证明,Ca ~(2+)的存在降低了微乳的缓速效果.硫酸铜和丁炔二醇复配作酸缓蚀添加剂能有效地抑制酸对金属的腐蚀.     

乳化酸在低渗油层中选择性酸化的实验研究

为了解决低渗透非均质油层中常规酸化常常使含水孔道增大，而含油孔道却没有得到改善的问题，研制了一种既能解除近井带堵塞又能有效地增大含油层位孔道的选择性缓速酸化液。通过实验研制出了一种可优先选择含油孔道且深部解堵的选择性酸化乳化酸配方，提出了该配方体系的选择基准，并对该体系的黏度特性和酸化效果进行了综合研究。大量的研究结果表明：该乳化酸配方体系与水相遇时黏度增大，而与原油相遇时黏度变小，且该乳化酸与原油之间的界面张力小于与水之间的界面张力。该乳化酸体系与常规土酸比较，在静态条件下，酸溶蚀速度较慢，可以起到缓速酸化的目的；室内酸化效果良好，含油孔道的酸化改善程度均在60％以上，而含水孔道的溶蚀程度均在15％以下。因此，可以 肯定该方法对低渗透油层的选择性酸化解堵是有效的。