复合泡沫酸体系的优选及性能评价

泡沫酸是针对常规酸化反应速度太快、腐蚀作用强、难以返排的缺点而提出的一种缓速酸体系,是以常规酸液及其添加剂为基液,由起泡剂发泡和稳泡剂稳定构成的多相体系。实验对泡沫酸的起泡性能进行了评价,并从温度、原油含量、稳泡剂浓度对起泡性能的影响等方面进行了对比,分别优选出起泡能力和稳泡能力较强的起泡剂和稳泡剂。同时,通过复合泡沫酸体系与石英砂、钢材N80的实验可以看出,泡沫酸体系具有很好的缓速作用和缓蚀作用。泡沫酸具有泡沫所具有的表观粘度高,易返排,携带能力强,以及对地层渗透率和对油水层的选择性的特点,通过室内物理模拟实验,确定了满足现场施工条件的复合泡沫酸体系,为酸化工艺的实施提供了重要的理论依据。     

泡沫酸性能影响因素及其应用

针对应用常规酸化技术对低渗油层进行改造时,由于返排不彻底对其造成二次污染,故建议使用泡沫酸。并对其一些性能及其影响因素做了详细的介绍,列举了一些在现场的成功经验,以便进一步说明泡沫酸液的优越性能。     

泡沫分流酸化数学模型的建立及应用

泡沫分流酸化能有效解决常规酸化中由于地层渗透率差异而导致的小层进酸不均的问题。基于泡沫圈闭理论和质量守恒原理,建立了泡沫分流酸化的数学模型并进行了求解,同时确定了泡沫分流酸化工艺的设计原则。结果表明：地层表皮系数随着酸化过程逐渐减小,井口和井底压力随泡沫的注入逐渐增大,随酸液的注入逐渐减小;泡沫的注入使高渗层的流量逐渐降低,低渗层的流量逐渐增高,实现后续酸液转向低渗层;在相同的地层条件下,泡沫酸酸化比泡沫段塞分流酸化的分流效果要好,但是作业时间长,井口和井底注入压力较高。现场应用表明泡沫分流酸化能有效封堵高渗层,恢复产能,动用低渗层,适于非均质油藏油气井、重复酸化老井的解堵增产增注。     

姬塬长8油藏泡沫酸酸化技术研究及应用

针对姬塬长8部分注水井呈现整体投注压力相对较高,正常注水后注水压力上升速度过快,注水系统压力大,提出了泡沫酸酸化工艺。该酸液具有液柱压力低、返排能力强、黏度高、滤失小、对地层损害小、酸液有效作用距离长等优点。在室内对泡沫酸配方、酸液体系进行评价试验研究,首次现场试验,根据实验结果对工艺进行了改进,目前已在现场成功试验5口井,取得了较好的增产效果。     

高效悬浮酸在马五_1储层的研究及应用

通过对马五1水平井岩心的分析,发现其含有大量的Si O2、Ca Si O3·H2O、Ca Mg2Cl·(H2O)12、Ca Al2O5等黏土矿物,其酸压后易导致酸渣沉积堵塞溶蚀孔道,影响酸化效果。在酸压用常规酸液中加入混悬剂(实验室合成)和分散剂(1831),研发出一种新型高效悬浮酸。实验结果表明,该悬浮酸可大大降低酸渣粒度,防止其絮凝抱团。悬浮酸残酸液可将酸渣稳定悬浮4 h而不沉淀和絮凝,并且该残酸液黏度较小,有利于酸压后返排。该悬浮酸添加剂与其它酸化助剂(缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂等)配伍性良好,目前已在姬塬长9储层成功酸化11口井,增产效果明显,出水率下降,说明该体系适合用于姬塬长9储层酸化改造。     

井下节流气井泡沫排水采气工艺技术探索

采用井下节流工艺的产水气井在实施泡沫排水采气工艺后效果普遍差于常规气井,主要原因是井筒设置的节流咀导致气产积液特征判断困难、携液泡沫在流经节流咀时碎泡明显。本文从气井积液特征判断以及泡排工艺加注方式和返排方式进行了技术优化探索。     

低渗透砂岩储层低伤害缓速酸研究与应用

由于煤层发育、软地层等原因使压裂技术尚未突破。针对宝浪油田低孔、低渗—特低渗储层岩屑含量高、孔隙中充填物含量多、孔喉半径小、通道中杂质含量高的地质特点和对酸化技术要求,研究出了一种新型低伤害缓速酸实现深部酸化。该酸液具有对岩石溶蚀能力强、缓速性能好、表面张力低、防乳破乳率高、易返排的特点。在宝浪油田应用中取得好的增产效果,为低渗透砂岩油气藏开发提供了技术支撑。     

酸化返排液/原油乳状液的破乳脱水研究

 酸化返排液与原油混合可形成稳定性强的乳状液,影响原油的脱水及原油沉降罐的安全运行.通过室内实验考察温度、破乳剂加量、pH 值及降黏剂加量对乳状液黏度和破乳效果的影响,并采用显微镜观察不同阶段乳状液微观形态变化.实验表明:酸化返排液与原油混合成的乳状液其黏度随温度升高先急剧下降,后平缓下降,在温度低于40℃时乳状液稳定性较强,温度50~60℃时,随着温度升高,乳状液脱水率上升幅度不大,综合选取破乳温度为50℃;添加破乳剂有利于降低乳状液黏度,但效果不明显,破乳剂加量越大,乳状液破乳效果越好,当破乳剂加量达到150 mg/L 后,随破乳剂用量加大,乳状液脱水率上升幅度不大,综合选取破乳剂加量为150 mg/L;调节酸化返排液pH 值至6.0～7.0 有利于乳状液破乳,pH 值越高,油水界面变得棱角分明,脱出水的原油结构更加紧密;加入降黏剂后,乳状液脱水速度明显加快.研究结论对指导油田酸化改造后,井口初期返出的乳状液实施破乳具有借鉴作用.     

新疆油田氮气气举一体化管柱快速返排研究

新疆油田已投入开发的气藏储层物性差异大,存在黏土膨胀、水敏和固相堵塞等伤害。常规管柱射孔后,需
压井提出射孔枪串,更换成储层改造管柱。反复压井导致储层二次污染,更为严重的是气藏压力系数低,储层改造后
入井液靠自身能量返排困难。为此研制了储层改造+ 氮气气举返排、射孔+ 储层改造+ 氮气气举返排一体化管柱,优
选配套工具：针对气井工程口袋较长或下部无利用层的气井,推荐使用丢枪射孔工艺,否则采用全通径射孔工艺;固定
式气举工作筒抗内压90.00 MPa、抗拉强度达到70.00 MPa 及气举阀波纹管承载达到35.00 MPa;采用压井阀解决了完
井管柱应用封隔器后无压井液循环通道的问题。基于氮气物性修正和引入Beggs & Brill 两相流摩阻系数来修正储层
改造液体与压井液的差异,考虑氮气返排与常规连续气举设计的差异,完善了氮气气举返排设计基础理论,研制了配
套工艺设计。现场射孔+ 酸化+ 氮气返排试验证实：该工艺为解决同类气藏入井液返排难题提供了新的技术途径,具
有较高的推广应用价值。     

泡沫分流酸化模型进展

泡沫可以帮助酸转入低渗透或更需要酸化的地层中来优化酸液置放。泡沫分流酸化模型是在泡沫驱模型基础上发展起来的。目前主要的泡沫分流酸化模型有:基于分流理论的临界毛管压力模型,气泡总量关系模型和Robert-Mack模型。概况了泡沫分流酸化的模型,对比了各模型的优缺点,并提出了今后发展更完善合理模型所需做的进一步工作。     

压后返排支撑剂回流模型研究(英文)

支撑剂回流是压后返排工艺中一个重要的评价标准.在分析了支撑剂运移回流的物理过程基础上,对于裂缝闭合前后支撑剂不同的受力情况,建立了支撑剂回流力学模型.计算结果表明:裂缝闭合前,沉降在裂缝底部的支撑剂不易发生回流,悬浮在裂缝上部的支撑剂较易发生回流.裂缝闭合后,闭合应力开始作用在支撑剂上,颗粒之间胶结更加紧密,发生回流需要的临界流速也变得更大.破胶压裂液粘度直接影响支撑剂回流效果,粘度越大,返排临界流速越小,支撑剂回流越容易发生.裂缝闭合前采用小流速返排,裂缝闭合后增大返排流速,同时尽可能降低破胶压裂液粘度,即可使压裂液得以尽快返排,同时保证了尽可能多的支撑剂停留在裂缝中,该模型丰富和完善了压裂返排支撑剂回流理论.     

煤层低伤害氮气泡沫压裂液研究

随着煤层气开发规模不断扩大,在煤层压裂增产过程中压裂液滤失量高、地层伤害严重、返排困难且压裂效果差等问题不断凸显。结合煤层气储层物性,研制低伤害氮气泡沫压裂液体系,即0.5%YSJ杀菌剂+1%FP-1复合起泡剂+2%KCl防膨剂+N2。对该氮气泡沫压裂液体系进行滤失试验和分散试验研究。结果表明:该泡沫压裂液体系起泡及稳泡性能良好,耐剪切能力强,携砂能力强;泡沫和气液两相滤饼的封堵作用可以明显降低压裂液的滤失量,并且氮气可以增强压裂液的返排能力;压裂液体系中的表面活性剂可以降低煤粉与水相的界面张力,提高压裂液对煤粉的分散能力;相对于常规压裂液体系,氮气泡沫压裂液体系对煤层气岩心的伤害较小。     

压裂气井返排压力新模型研究

气井压裂后返排阶段压力的准确预测对于优化返排工作制度具有重要意义,目前的返排压力模型缺乏对两相返排阶段的研究,压力模型不完善。为此,根据质量守恒原理、能量守恒原理、岩石力学理论和地层渗流理论,建立了考虑裂缝闭合前后不同返排规律和压力变化规律的返排压力新模型。新模型包含单相压裂液返排和气液两相返排的不同阶段,将压裂返排过程与地层产能综合分析,最终得到从停泵返排初期直至气井稳定产气整个过程的返排压力变化规律。现场实例表明,新模型的计算结果与现场实测压力吻合较好。放喷油嘴尺寸越大、裂缝闭合时间越短,到达稳定产气阶段的时间越短,稳定产气阶段的井底压力也越低。新模型可为现场合理返排制度的确定提供理论指导。     

页岩气井返排早期气水两相流研究

目前存在的早期单相流返排的数学模型适用于致密油气储层,却不适用于页岩气储层,这是因为页岩气井早期返排阶段不存在单相流,而是气水两相流。利用北美某页岩气储层压裂水平井的返排数据分别绘制气水产量随时间的变化曲线和气水比随累积产气量的变化曲线,气水产量曲线在早期返排阶段气水同产,表明裂缝中存在自由气的消耗;而气水比曲线根据斜率的正负将返排分为两个阶段,并针对曲线的“V型”进行原因分析。针对气体早期返排阶段,建立裂缝系统物理模型,运用物质平衡方程和扩散方程,推导得到页岩气井早期两相流返排数学模型,数学方程表明：等效压力与拟时间成线性关系。应用现场实例对数学模型进行分析,结果表明,该模型能够较好地拟合现场数据,拟合得到的直线斜率可用于估算原始裂缝体积,截距可以给出裂缝半长和裂缝渗透率之间的关系。本文创新性地对返排数据进行调研分析,在此基础上得出适用于现场估算裂缝参数的返排数学方程,从而为认识裂缝特征提供了新的方法。     

压裂直井压后返排油嘴直径优选方法

随着非常规能源的开发,压裂技术得到了更广泛的应用。压后强制返排技术是保证裂缝高导流能力的有效措施;然而,选取合理的油嘴直径进行返排一直是现场施工的难题。油嘴直径过大,会造成支撑剂大量回流;油嘴直径过小,压裂液向储层大量滤失,对储层造成伤害,不利于油气增产。利用物质平衡原理,在支撑剂回流启动模型的基础上,结合裂缝的闭合特性,导出了压裂液返排过程中井口压力与最优返排油嘴直径的关系式,为现场施工提供指导。分析表明,裂缝闭合时机是油嘴选取的临界状态,裂缝闭合前,支撑剂在裂缝中启动流速低,不宜用大油嘴返排;裂缝闭合后,最优返排油嘴随压降变化敏感,可以及时更换大油嘴进行返排。     

页岩气井返排早期气水两相流数学模型研究

目前存在的早期单相流返排的数学模型适用于致密油气储层,不适用于页岩气储层,这是因为页岩气井早期返排阶段不存在单相流,而是气水两相流。利用北美某页岩气储层压裂水平井的返排数据分别绘制气水产量随时间的变化曲线和气水比随累积产气量的变化曲线,气水产量曲线在早期返排阶段气水同产,表明裂缝中存在自由气的消耗;而气水比曲线根据斜率的正负将返排分为两个阶段,并针对曲线的"V型"进行原因分析。针对气体早期返排阶段,建立裂缝系统物理模型,运用物质平衡方程和扩散方程,推导得到页岩气井早期两相流返排数学模型,数学方程表明:等效压力与拟时间呈线性关系。应用现场实例对数学模型进行分析,结果表明,该模型能够较好地拟合现场数据,拟合得到的直线斜率可用于估算原始裂缝体积,截距可以给出裂缝半长和裂缝渗透率之间的关系。本文创新性地对返排数据进行调研分析,在此基础上得出适用于现场估算裂缝参数的返排数学方程,从而为认识裂缝特征提供了新的方法。     

“泡沫酸选择性酸化油层工艺技术研究”应用前景广阔

由中国石油大学（华东）泡沫流体研究中心主任、博士生导师李兆敏教授主持完成的中石化中原油田分公司重大科研项目“充气泡沫酸解堵技术研究与应用”中的“泡沫酸选择性酸化油层工艺技术研究”在中原油田现场应用13井次，工艺成功率100％，施工井有效率90％，已累积增油2220t，增气116万立方，创效339万元，取得显著的经济效益。由中国科学院院士郭尚平等专家、教授组成的鉴定委员会一致认为，“泡沫酸选择性酸化油层工艺技术研究”达到国际先进水平。     

泡沫稳定性能评价及泡沫分流效果试验研究

提供了一种泡沫分流酸化试验研究方法,对起泡剂、稳泡剂的性能进行了试验分析,采用多用途分流酸化试验装置分别进行了泡沫对岩芯的分流效果试验,不同渗透率岩芯的分流效果试验,模拟实际酸化施工过程的分流酸化试验。结果表明,采用泡沫分流技术,对并联岩芯酸化时能有效地实施分流,使低渗透岩芯吸酸量增大,能均匀改善不同渗透性岩芯的最终渗透率,提高酸化效果,同时采用该项技术有效地解决渗透率差异较大的多层油气藏均匀吸酸及均匀解堵问题,无需进行其它分层措施。     

压裂液返排速度对支撑剂回流量影响实验研究

压裂液返排速度是影响油气井压后效果的重要因素。为研究压裂液返排速度对支撑剂回流量的影响,运用自主研发的裂缝模拟实验装置,进行不同压裂液返排速度下支撑剂回流量的实验测试。实验过程中针对每一个压裂液返排速度,测试不同返排阶段支撑剂的回流量。实验结果表明,压裂液返排速度以43.2 m~3/d为界限,返排速度低于43.2 m~3/d时支撑剂回流量随压裂液返排速度增加较慢;而当返排速度高于43.2 m~3/d后,支撑剂回流量增加明显加快。支撑剂回流主要集中在压裂液返排初期,前33.33%的返排液量携带出了75%以上的回流支撑剂;因此在压裂液返排初期应选用相对较小的返排速度以达到控制支撑剂回流的目的,返排后期在不造成出砂的前提下,适当增大返排速度以实现压裂液尽快返排,减少地层伤害。     

可完全消泡泡沫去污剂对模拟铀污染的去污效果及机理

以月桂酰基甘氨酸钠(SLG)为发泡剂,十二烷醇(DOH)、黄原胶(XG)及石油磺酸盐(PS)为助剂制备了泡沫去污剂,利用泡沫去污剂对硝酸氧铀酰污染的材料表面进行去污,去污后废弃泡沫酸化消泡。研究了DOH,XG对泡沫稳定性的影响,考察了PS添加量和去污时间对泡沫去污率的影响,p H值对消泡的影响。结果表明:DOH,XG的加入增加了泡沫的稳定性,大大减少了去污过程中的排液量;去污时间为30 min时,加入质量分数1%PS的去污剂对深部污染的去污率高达98%,其机理为PS中的磺酸根与铀酰离子发生了化学结合,泡沫在p H值小于4.07时可完全消泡。