浅谈酸压施工中减缓酸岩反应速率、降低酸液滤失的技术

在酸压施工过程中,通过在注酸之前注入前置液、利用乳化作用、胶凝酸（稠化酸）酸压、泡沫酸、酸液中添加酸岩反应阻滞剂以及加入降滤失剂等技术,在不同的碳酸盐岩储层中起到了减缓酸岩反应速率、降低酸液滤失增加酸蚀裂缝的穿透深度的作用,达到了油气田增产的目的。     

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。     

变黏酸配伍性能实验研究

变黏酸具有黏度高、缓速好、降滤失、造长缝等优点,在碳酸盐岩酸化压裂改造工艺实践中,取得了较好的推广应用。但在压后返排的过程中,发现变黏酸与地层流体的配伍性较差,且存在破胶不彻底现象。这在一定程度上影响了酸压改造的效果,并对储层造成一定的伤害。为了深入研究变黏酸与酸压过程中可能遇到的各种液体体系的配伍性,开展了相关实验。实验取得的成果,为优化变黏酸酸压工艺和泵注程序提供了重要的依据。     

深层碳酸盐岩储层有机酸深穿透酸压工艺

利用常规酸液体系对深层碳酸盐岩储层进行酸压改造时面临着酸蚀缝长短、导流能力递减快等问题。为实现这类储层的高效改造,对有机酸、胶凝酸等不同的酸液体系获得的有效作用距离及长期导流能力进行实验研究。对比不同酸液体系的酸岩反应动力学方程,可知相较于胶凝酸,有机酸有效作用距离能提高10倍以上,但有机酸在低闭合应力(10 MPa)和高闭合应力(60 MPa)下长期导流能力均低于胶凝酸液体系。为在实现酸蚀裂缝长有效缝长及高导流能力,提出了"有机酸+胶凝酸"注入方式,先用有机酸进行远端刻蚀,再用胶凝酸提高近井导流能力。并对典型井优化,得到施工排量8～10 m~3/min,施工液量850～950 m~3,施工段塞在2～3段能取得较好的酸压施工效果。     

裂缝性油藏酸液滤失模型研究

酸液在酸压裂缝内流动时,有少数较大的岩石孔隙或天然裂缝首先受到过量酸液的溶蚀而迅速增长形成蚓孔,使滤失主要在蚓孔内发生。因此研究天然裂缝性油藏酸液滤失,必须考虑酸蚀蚓孔的影响。基于裂缝性油藏酸压中酸液的流动反应特性,建立了酸蚀蚓孔的增长模型、酸液在蚓孔内流动反应模型和滤失的酸液在地层中流动模型,提出了便于现场应用的裂缝性油藏酸压滤失计算方法;就影响蚓孔增长及滤失的裂缝净压力、蚓孔密度和酸液粘度等因素进行了实例计算分析,对于现场酸压施工中有效控制酸液的滤失具有重要的意义。     

不同酸液体系残酸-原油乳状液破乳室内评价

 酸压后的残酸与原油混合形成的乳状液会增加泵、管柱的载荷,也容易造成管柱腐蚀结蜡等,给实际生产带来诸多不便。因此,在酸压后的开井试产前尽量让残酸与原油混合形成的乳状液破乳,将水分脱出。为测定残酸与原油混合形成的乳状液的破乳效果,确定破乳时间,针对目前使用比较广泛的胶凝酸、冻胶酸、变黏酸体系,进行这3 种酸液体系不同浓度残酸与原油混合形成的乳状液的破乳室内评价研究,对各种影响因素进行分析,得出了破乳效果胶凝酸>冻胶酸>变黏酸,在模拟井底温度（90℃）时,胶凝酸残酸原油乳状液破乳脱水率达到98%以上;酸液浓度越低,越有利于破乳,变黏酸的这项特性尤为突出;时间越长破乳效果越好,但在90 min 时达到基本破乳;在高温条件下残酸与原油形成的乳状液破乳快,脱水率高。但随着开井试采,地层原油由储层流动到井口,温度降低,脱水率可能降低。     

塔河油田超大型复合酸压降滤失技术研究

为满足塔河油田碳酸盐岩储层超大型复合酸压增产改造的技术需要,对0.15 mm 粒径粉陶、油溶性暂堵降
滤剂和可降解纤维降滤失剂进行了室内实验评价。加入粉陶较不加粉陶15 min 滤失量下降了近2 L,滤失速度由
3.3×10-6 m/min 下降到2.0×10-6 m/min;油溶降滤剂的暂堵率大于85%;可降解纤维降滤剂在80～120 ℃,降低液体滤
失量37.70%～22.99%。结合储层特征与工艺技术要求以及粉陶不同粒径组合的渗透率实验测试结果,优选0.150 mm
粒径粉陶作为塔河油田超大型复合酸压降滤失剂。基于粉陶对天然裂缝的不同作用方式分析,优化粉陶加入浓度为
10% 左右,按由小到大逐级加入,并结合了支撑段塞和裂缝形态优化了粉陶降滤量,在TH12227H 井进行矿场试验取
得了满意的效果。研究结果对塔河油田超大型酸压具有重要的指导意义。     

裂缝型碳酸盐岩气藏酸压滤失影响因素研究

酸压中,严重的酸液滤失是限制裂缝扩展和酸液作用距离的主要因素.针对天然裂缝发育的碳酸盐岩储层特征,综合考虑酸岩反应,裂缝表面溶蚀导致的缝宽变化,流体在天然裂缝地层的流动,建立了裂缝型碳酸盐岩气藏酸压滤失计算模型.结果显示:与不考虑酸岩反应相比,考虑酸岩反应后的酸液滤失量是非反应性液体滤失量的4倍;酸液由于酸扩大了天然裂缝,滤失速度随时间先增加后降低,而非反应性液体的滤失速度不断下降;主裂缝(宽度10μm)主导滤失,微裂缝(宽度5μm)对滤失贡献与主裂缝相比可以忽略.该模型解释了在天然裂缝地层酸液滤失的机理,提供了一种更准确计算滤失量的方法.     

胶凝原油的粘弹触变方程

粘弹性和触变性是胶凝原油重要的依时行为 ,能将胶凝原油的触变性和粘弹性统一起来的本构方程较为少见。利用机械比拟原理 ,建立了适用于胶凝原油的粘弹触变方程。分别对文献报道的以及旋转粘度计实验中获得的实验数据进行了拟合。结果表明 ,此方程能够较准确地描述恒剪切速率实验中胶凝原油的应力裂降过程 ,粘弹-触变方程中的参数可以反映出胶凝原油的相关特性     

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。     

基于导流能力评价实验的复合酸化压裂技术

酸化压裂是碳酸盐岩油气藏增产的主要措施和手段,即使采用较大规模施工,酸蚀缝长一般不超过120 m,而水力压裂技术能够实现大规模造长缝的目的。为此,开展水力压裂与酸携砂压裂相结合的复合酸化压裂技术研究及现场实验,以探索碳酸盐岩增产措施的新工艺技术。实验采用塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩岩心,模拟高温高压地层条件,通过测试水力加砂压裂裂缝、酸化压裂酸蚀缝、酸携砂压裂裂缝、水力压裂与酸携砂复合酸压裂缝的短期导流能力,探索评价了碳酸盐岩地层增产改造的新工艺技术,实验结果表明了碳酸盐岩地层实施复合酸化压裂可以实现较好的导流能力。基于导流能力实验评价结果,优化设计了4 口井的复合酸化压裂方案并进行现场施工,增产效果良好,为碳酸盐岩地层实施复合酸化压裂提供了有力的理论支持。     

芽孢杆菌S-1提高石油采收率研究

从油田废水中分离到一株芽孢杆菌(Bacillus sp.)，并对其降解原油的能力进行了研究．结果表明，其具有明显的降解原油的能力，并能够发酵产生有机酸和生物表面活性物质，可以用于微生物三次采油．实验还表明，茵株作用于高粘度原油的降粘效果要好于作用于低粘度原油的效果．     

含砾砂岩储层重复压裂新方法及机理分析

重复压裂技术广泛应用于老油田开发过程,尤其适用于致密砂岩、页岩等典型储层,而含砾砂岩储层中重复压裂方法的有效性还有待研究。针对重复压裂含砾砂岩储层产生复杂裂缝网络的压裂方法问题,基于动态载荷促进裂缝分叉、易渗透压裂液明显降低岩石有效应力的作用机理,本文提出“变排量、分阶段多压裂液组合”的重复压裂方法。为验证该方法的合理性,本文以人工预制的含砾砂岩试件为实验对象,通过变排量、分阶段注入不同性质压裂液进行了室内真三轴压裂模拟实验,总结了压裂机理。研究表明：变排量压裂方式产生的裂缝条数至少是定排量压裂方式产生裂缝条数的3倍;分阶段多压裂液组合压裂方法产生水力裂缝的条数是单一类型压裂液压裂产生裂缝条数的3倍。变排量、分阶段多压裂液组合的压裂方法将对含砾砂岩储层进行重复压裂产生复杂裂缝具有一定的借鉴意义。     

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。     

酸压动态条件下酸岩反应动力学参数测试新方法

酸压中活酸作用距离是评价酸压效果的重要因素。活酸作用距离取决于酸岩反应速度,酸岩反应动力学参数是酸压优化设计基础,这些参数的准确性决定优化设计的可靠性。设计了一种测试动态条件下裂缝中酸液有效传质系数和有效消耗时间的新方法,该方法通过酸蚀裂缝导流驱替实验,测试酸化前后岩板质量变化;基于岩板质量变化计算酸液消耗速度、酸液有效传质系数,再基于裂缝中的酸液量和酸液消耗速度计算酸液有效消耗时间。采用延长马家沟组岩板测试了稠化酸和交联酸的反应动力学参数,交联酸比稠化酸黏度高,有效传质系数比稠化酸低,在使用的实验条件下,稠化酸和交联酸在裂缝中的有效消耗时间分别为20 min和28 min左右。研究为酸压优化设计和酸液体系评价提供了依据。     

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。     

粘滞阻尼器加固的某RC框架结构抗震性能分析及优化设计

针对不满足抗震鉴定标准要求的某钢筋混凝土框架结构,采用粘滞阻尼器对其进行加固,首先选取阻尼器数量相同但布置不同的4种加固方案,对比分析加固前后结构抗震性能的变化,得出最优的粘滞阻尼器空间布置方案.在此基础上,对粘滞阻尼器的数量和技术参数进行调整,通过对比结构的抗震变形,以满足规范变形要求和造价最低为目标,确定了经济合理的加固方案,得到了关于粘滞阻尼器的布置原则和建议,得到的结论对同类工程的设计和加固具有参考意义.     

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。     

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。