转向酸化技术综述

钻井、生产或修井过程中,大多数井会发生伤害,即近井地带渗透率降低,影响产能。因此需要对其进行压裂或酸化等作业,以解除伤害,提高产能。本文详细介绍了二次伤害形成的原因及转向酸化的作用机理,同时介绍了常规转向酸化技术——机械转向和化学转向技术及国外转向酸化技术近几年的发展方向。

液体转向酸化技术研究及现场应用

介绍了液体转向酸化技术的转向机理，转向酸化室内静态试验和动态流动模拟试验成果，以及该技术在现场的应用情况。结果表明：液体转向酸化技术是改善注水井（油井）的吸水剖面（产油剖面），实现均匀布酸的极为有效的手段。

让纳若尔油田转向酸化液研究

基质酸化是碳酸盐岩油气藏增产增注的重要手段。酸化施工成功的关键是在整个产层均匀布酸,转向是解决均匀布酸的唯一途径。对碳酸盐岩储层来说,在酸化过程中,由于酸与储层岩石反应产生大量酸蚀蚓孔,进一步加大了储层间的渗透率差异,使碳酸盐岩储层的转向相比于砂岩储层来说更为困难。让纳碳酸盐岩储层非均质性强烈,上述情况尤为严重,常规基质酸化效果不好。本文研究出一种粘弹性表面活性剂-转向酸化液体系,该体系具有配制简单,不伤害储层,可自动转向和缓速等优点,适合于让纳若尔地层。

可溶暂堵球转向酸化技术及应用

为了解决定向井酸化过程中机械封隔器分层工具下入困难、坐封可靠性差等问题,开展了可溶暂堵球转向酸化技术研究。通过对可溶暂堵球进行性能评价,并改进柱塞泵的凡尔总成结构,形成了可溶暂堵球高效转向酸化技术,在现场应用3口井次,有效率100%,增产效果明显,值得大规模推广。

VES自适应转向酸液体系优化及性能评价

对于无法改善低渗透层非均质性严重的储层,常规酸化作业无法解决问题,这就需要采用转向酸化技术才能达到均匀改造的目的。自适应转向酸化技术是一种新型的改善非均质性的方式,本文对VES自适应转向酸体系设计,优选出表观粘度较大的配方为:4%VES+10%HCl+1%兰826缓蚀剂+1%乙酸+1%NH4Cl。同时对优选配方进行多因素考虑,并对岩心溶蚀效果、转向酸破胶性能评价,最后通过岩心驱替实验验证转向酸的加入可使增渗率由23.57%增至39.58%,符合施工条件。运用comsol软件模拟转向酸的进入地层的过程,结果显示其能对高渗透率区域封堵,可有效改造低渗区岩心,表明转向效果较好。

关于对化学转向酸化酸压技术的研究

我国近几年的经济水平提高带动了个各行各业的发展,其中化学产业的发展空前绝后,这是由于石油产业的发展迅速带动了化学业的进展。在石油开采和生产中会用到很多的化学物质或混合物,通过这些化学成分使得开发石油的难度大大减小,其中酸化酸压技术就是利用化学试剂去开发石油井的一种技术手段通过酸化压裂改造石油生产的措施,其高疏导能力和净化能力可以在石油井中形成一定长度的裂缝,使得原油顺利流出和开采并且可以打通输油通道和扩大储油空间可以实现油井正常投产和高产稳产。酸化压裂技术属于化学转向压裂技术的一种,本文在介绍化学转向压裂技术时会重点介绍酸化压裂技术的优缺点以及未来的发展前景。并且介绍了酸化压裂技术的基本原理基础和主要工艺特点。

新型VDA酸化转向剂研究及性能应用

盐酸酸化、酸压是碳酸盐岩油气藏主要增产措施之一,为了保证在非均质地层中酸液能够均匀推进,必须添加酸化转向剂。实验通过不同的方法合成不同的油田酸化转向剂(VDA),根据VDA酸化转向剂标准进行性能测定。对比可知,以硬脂酸为原料合成的盐酸质量分数为15%的转向酸溶液,在恒定90℃,170 s-1的剪切速率下,剪切1.5 h,其粘度先降低然后趋向稳定,其有很高的剪贴稳定性和热稳定性。且转向剂体系盐酸质量分数为15%时,其表观粘度最大为60 mPa.s,说明其变粘效果好。随后改变温度,对15%的酸化转向酸中进行流变性测试。随温度的升高,粘度逐渐变小。说明其有很好的流变性。最后对其做缓释性能和自发破胶性能测试,用15%的VDA酸化转向剂体系与碳酸钙反应可知其可以降低酸的消耗速度和很好的自发破胶能力,可用于油田生产。

油田酸化转向剂研究进展

盐酸酸化、酸压是碳酸盐岩油气藏主要增产措施之一,为了保证在非均质地层中酸液能够均匀推进,必须添加酸化转向剂。本文介绍了三种酸化转向剂:泡沫,聚合物以及新型的粘弹性转向剂。

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。

HY—3酸化转向剂研究与应用

在基质酸化中采用有效的转向型可增加地层酸化效果，若选用不当则会增加地层污染。通过室内研究和评价，找到了适合孤岛油田地质条件和原油物性的转向剂，在现场应用取得了显著效果。

VES自转向酸反应动力学研究

VES自转向酸分流酸化技术是近年来发展的实现大井段、多层系储层改造新方法。酸岩反应动力学参数对预测酸液变粘时间以及变粘位置有着至关重要的影响。本试验在90℃、8MPa的实验条件下,利用旋转圆盘仪来测定VES自转向酸体系酸岩反应动力学的相关参数。研究表明:在不同酸液浓度下反应速率方程中反应级数m=0.7079,反应速率常数k=5.8439×10-6(mol/L)-m.mol/s.cm2。对不同浓度酸液体系的系统传质速率研究表明,在三种不同酸液浓度下系统传质速率分别为:1.0475×10-5mol/cm2.s、8.6567×10-6mol/cm2.s和5.3371×10-6mol/cm2.s,从实验数据看,在高温下VES自转向酸体系反应速率较快,体系pH值上升快,酸液进入储层后迅速建立起粘性堵塞,达到转向分流的目的。

粘弹性表面活性剂自转向酸酸岩反应动力学研究

酸岩反应动力学参数对酸化施工的方案设计具有重要的指导意义。粘弹性表面活性剂自转向酸具有剪切稀释效应,为幂律流体的典型特征。在8 MPa和80℃条件下进行旋转圆盘实验研究酸岩反应动力学,时间限定为5min,测量不同转速下的酸岩反应速率。在实验条件下得到反应动力学方程,绘制酸岩反应临界转速图版,并以此判断实验条件下反应处于H^+传质控制阶段。不同酸浓度下H^+有效传质系数与温度的关系不符合阿伦尼乌斯方程。当体系温度较低时,酸岩反应速率随温度的升高缓慢增加;当体系温度大干60℃时,反应速率迅速增加,这与体系本身的粘温性质有关。

碳酸盐岩自转向酸酸液流动模拟实验研究与评价

在自转向酸酸化机理研究的基础上,对实验所用酸液体系从增黏性能、破胶性能和转向性能等方面进行了评价。实验发现,残酸在80℃时黏度可达到1 128.2 mPa·s,具有良好的封堵增黏性能;5%的乙二醇可使残酸黏度降至2 mPa·s,破胶效果好。通过岩心流动实验分别对常规酸和自转向酸在地层中的反应流动进行模拟,绘制了水驱-酸化-水驱全压降曲线。单岩心流动实验表明,自转向酸对于较高渗透率岩心的处理效果优于常规酸液,而对于较低渗岩心改造效果不明显。双岩心流动实验发现,对于不同渗透率差异倍数的两块岩心,自转向酸对于其中的低渗岩心改造效果要好于常规酸,然而随着渗透率极差进一步增大,自转向酸增黏改造效果变差。

阳离子VES转向酸体系的研制及性能评价

针对非均质储层均匀布酸难题,采用芥酸酰胺丙基二甲基叔胺和环氧氯丙烷合成一种依靠酸浓度变黏的黏弹性表面活性剂,并以其为转向剂构建了VES转向酸体系,研究了酸浓度、温度、剪切速率对其流变性能的影响。通过并联岩心驱替实验模拟了VES转向酸在地层中的转向性能。结果表明,在酸液质量分数为3%时,VES转向酸的表观黏度达到峰值,为217 mPa·s。VES残酸体系在120℃、170 s^-1下剪切30 min后,黏度仍可以保持100 mPa·s,具有良好的耐温耐剪切性能。与常规酸相比,VES转向酸能使低渗透岩心的渗透率提高2.35倍,具有良好的转向性能,可同时改造高渗透岩心和低渗透岩心。

巨厚强非均质性砂岩储层酸化技术

以最大程度解堵、最小程度对岩心破坏、最优化酸液置放为目标对巨厚强非均质性砂岩储层酸液体系和酸化工艺进行了探索。采用钻井液伤害实验与酸化解堵实验相结合、长岩心实验与短岩心实验相结合,宏观测试与微观分析相结合的思路。进行研究结果表明,对于泥质含量高、胶结疏松的储层可适当增加前置酸浓度(HCl浓度增加到15%),同时降低主体酸HF浓度(降低到1%)。岩心切片结合电镜扫描分析确定伤害深度和解堵半径,为用酸规模优化提供依据。对于巨厚的孔隙型储层,可以通过封隔器分隔+变密度射孔+转向酸的组合模式实现储层均匀改造,而对于裂缝发育段应该坚持"大排量、大液量、高泵压"的改造模式以实现储层深度解堵。

一种新型耐温酸化转向剂KHD501B的开发及性能评价

开发了一种新型粘弹性表面活性剂KHD501B,与国内常规粘弹性自转向酸体系相比,使用该表面活性剂配制自转向酸体系具有良好的抗温、抗剪切性能,并考察了酸化缓蚀剂KHD529与自转向酸体系的配伍性及自转向酸体系的缓速性,室内评价试验结果表明,随KHD501B浓度不断增加,酸液体系黏度不断升高,KHD501B浓度为5%时,20%盐酸中黏度仅为10m Pa·s左右,自转向酸随酸岩反应的进行黏度不断增加并实现自转向,转向黏度可达到300m Pa·s以上,之后酸岩继续反应直至自动破胶;酸化缓蚀剂KHD529加量为1%时,与酸液体系配伍性较好,且20%盐酸酸液体系中N80钢片腐蚀速率低于5g/(m2·h)。

海相裸眼水平井多级暂堵转向酸压技术

为了解决X气田开发当中超深水平井水平段长、非均质性强、裸眼完井实施机械封隔风险大、笼统改造不能实现均匀酸化等问题,进行多级暂堵转向酸化研究。基于暂堵转向酸化作用机理,探索多级暂堵转向酸化工艺,利用可降解暂堵剂对高渗储层进行暂堵,使酸液转向,从而实现整个长水平段的均匀布酸。

选择性堵水酸化一体化技术研究

阐述了选择性堵水酸化一体化的技术原理 ,研制了一种新型的选择性堵水剂JHD ,能对高渗透水层有效封堵 ,而对低渗透油层封堵能力较弱 ,具有很好的选择性堵水的效果 ,堵水率大于 90 % ,堵油率小于2 0 % ;并提出了相应的选择性堵水酸化施工工艺 ,取得了很好的现场应用效果。

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。

耐温耐盐乳液暂堵转向剂制备与性能评价

为改善常规乳液高温易破乳、增黏能力弱、转向能力差的问题,以柴油为油相,以油酸二乙醇酰胺(ODEA)、聚异丁烯丁二酰亚胺(T154)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,按油水比3∶7制得稳定的耐温耐盐油包水乳状液,评价了乳状液的性能。结果表明,配方为2%ODEA、0.8%T154和0.3%SDBS的油包水乳状液150℃老化12 h的乳化率在85%以上;乳状液粒径在20~50μm之间;乳状液的稳定性和耐温耐盐性较好,在95℃、170 s^-1的条件下乳状液的黏度为295.6 mPa·s;按体积比10∶5与20×10^4mg/L高矿化度水混合后乳状液黏度为7090.2 mPa·s,与柴油混合后其黏度低于50 mPa·s;高浓度酸液可使乳液增黏效果降低,在注酸前应注入水相隔离段塞。该乳状液可有效封堵基质高渗区域与裂缝,实现酸液连续多级转向,可用于高温高矿化度碳酸盐岩油藏。