延长油田转向酸油层深部解堵室内评价

酸化常用于解除伤害和增加储层渗透率。在碳酸盐岩储层中,这一过程通常采用基于黏弹性表面活性剂(VES)的转向酸。VES转向酸配方可以对[H^(+)]和[Ca^(2+)]的变化做出响应,从而调节表面活性剂溶液的流变性。当黏度增加时,流体会改变其流动方向,形成虫洞。构建了酸液中和的体系,并使用2种商用转向酸进行了测试,研究了不同中和度下流体的流变性,模拟了流体在碳酸盐基质中流动和反应时的行为。此外,还研制了基于VES的新型响应性转向酸ZX,并研究了它们在不同[H^(+)]和[Ca^(2+)]下的线性和非线性流变性,并在岩心驱替实验中评估了其性能,实验结果表明新型转向酸形成了优势虫洞。

表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物的合成

以丙烯酰胺(AM)、磺酸盐单体(HSY)、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(DMAAC-18)为功能性单体,合成了一种表面活性剂-聚合物自组装酸化转向用聚合物(AHD),利用FTIR和GPC对AHD结构进行了表征。在质量分数为20%的盐酸中,通过AHD与十八烷基三甲基氯化铵(STAC)自组装形成非交联型聚合物转向酸溶液。在90℃下,当AHD添加量为1.0%、STAC添加量为0.2%(均以质量分数为20%的盐酸质量为基准,下同)时,非交联型聚合物转向酸溶液的黏度从3 mPa·s(鲜酸,即与碳酸钙反应前的转向酸溶液)增加到288 mPa·s〔残酸(即与碳酸钙完全反应后的转向酸溶液)〕,鲜酸黏度低容易注入地层。当油添加量为1.0%(以残酸质量为基准)时,可使残酸破胶后黏度<10 mPa·s,保留了黏弹性表面活性剂型转向酸在遇油类物质时,可以自动破胶利于返排的优点。通过TEM与DLS研究其转向机理发现,Ca^(2+)会促进表面活性剂-聚合物自组装体系形成更庞大的聚集体,进而使转向酸得以转向。

一种温度响应型地下交联酸的流变性能研究

以自制高分子BW-25为酸液稠化剂,WK-1为交联剂,按照一定配方分别配制稠化酸、温控变黏酸基液、温控变黏酸交联液,并对各酸液样品进行流变性能测试。在温度范围20~90℃条件下考察体系黏度变化,实验显示温控变黏酸体系在整个升温过程中,交联反应不断进行从而导致黏流活化能不断升高;黏切实验中采用幂律方程对黏切曲线进行拟合,结果显示变黏后的体系非牛顿指数(n)下降至0.143;采用考虑弹性性质的流变本构方程Jeffreys模型进行拟合,结果显示变黏酸体系弹簧模量(G)由7.226增至44.324,体系弹性性质显著增强。

新型酸化转向剂的实验室研究

对室内合成的1~#~5~#5种酸化转向剂主剂对盐酸溶液粘度的影响进行了评价,结果表明,5~#酸化转向剂不仅能起到很好的转向暂堵作用,且酸液破胶彻底,返排容易,大幅度降低了转向剂在储层的残留量,减少了对储层的伤害。对水、乙二醇单丁醚、乙醇和二甲苯4种溶剂对主剂在酸中的溶解性及主剂变粘性能影响进行了评价,结果表明,5~#转向剂易溶于有机溶剂,不易溶于水;酸化转向剂5~#-2、5~#-3在盐酸中溶解迅速,静置120 min后溶液均一透明,无沉淀,无分层;酸化转向剂5~#-2的粘度上升趋势比酸化转向剂5~#有所减缓,最大粘度也有所下降,其在粘度最高点的稳定段较长,破胶迅速,可选用乙二醇单丁醚用作5~#转向剂的溶剂。因此,以5~#为酸化转向剂主剂,以乙二醇单丁醚为溶剂的酸化转向剂5~#-2效果最优。

甜菜碱活性剂用作碳酸盐岩酸液转向剂研究

针对高温高盐碳酸盐岩油藏,且油层厚度大、非均质性严重、酸化后易出现含水率上升的问题,开展了甜菜碱两性表面活性剂自转向酸的研究。实验室合成了四种分子结构不同的甜菜碱表面活性剂(CBET-18、CBETXN-18、CBETXN-22S、CBETXN-22J)。评价表明,CBET-18对残酸的稠化能力最强,CBETXN-18对残酸的稠化能力最弱,但CBET-18和CBETXN-22S在15%盐酸中需要较高的溶解温度。甜菜碱表面活性剂在碳酸盐岩表面有吸附作用,会导致润湿性反转;且仅用盐水浸泡即可恢复岩石表面的润湿性,因此它不会对酸化后的生产造成影响。物理模拟实验表明,对于渗透率级差低于5的并联岩心,自转向酸有较好的转向性能,可保证低渗透岩心得到有效酸化。

酸化技术的应用与实践

根据现场条件和地质情况,研究了新型的分质转向酸化工艺技术,并且将适应不同层系的酸液配方与多级转向技术结合起来,实现一次施工处理两个不同层系,结果表明:适合于上层系的有机酸体系平均可提高岩心渗透率147%;适合下层体系的有机酸和复合酸体系平均可提高岩心渗透率148%。并对7口井进行了现场试验,初期平均降压2.5MPa,平均单井增加注水量6.4m^3,施工效果比较理想,作用时间长,达到了预期的效果。

表面活性剂酸体系的开发与应用

针对长庆油田非均质性储层,文章研究开发出一种表面活性剂,在酸中能增粘,与10%~15%的盐酸及添加剂形成表面活性剂酸体系,具有较好地控制酸液滤失,降低酸岩反应速度、自动破胶等特点。至2013年,表面活性剂酸体系现场应用50余口井,其中直井28口,水平井7口,直井平均无阻流量25.5×104 m3/d,与2013年区块平均产量相比增产21.4%,水平井平均无阻流量47.8×104 m3/d,与同类产品比较,酸液性能相当,成本大幅度降低,经济效益显著。