岩心流动法筛选酸化助排剂.pdf

石油与天然气化工
190
CHEMICAL ENGINEERING OF OIL GAS
2011
岩心流动法筛选酸化助排剂
郭学辉』沙帆白军华2杜素珍杨贺2崔卫斌3熊国良3
西安石油大学化学化工学院2.中原油田物质供应处3.中原油田采油一厂)
摘要酸化作业时向酸液中添加助排剂可以提高残酸的返排率,但酸岩反应使残酸中含有
大量的Ca2+,若残酸不能有效地排出会对地层造成新的更严重的堵塞。因此,助排剂不但应与酸
液配伍,而且更重要的是要与高含量Ca2+残酸溶液配伍。目前有关的文献对于助排剂的研究在配
伍性上仅评价与酸液的配伍性,在应用上主要是通过筛选表面与界面张力较低,助排率较高的助排
剂来确定配方。而实际生产中助排剂的应用在配伍性上要求与酸液和残酸配伍,在应用效果上要
求其提高反应后残酸溶液的排出程度,且不影响甚至提高地层岩石的渗透率。本试验评价了各种
表面活性剂与酸液、残酸溶液的配伍性,通过岩心流动实验,对比分析筛选出了效果好、成本低的非
氟表面活性剂助排剂配方。
关键词酸化助排剂配伍性岩心流动实验助排率
DOI:10.3969/j.issn,1007-3426,2011.02.020
由于酸化投人较少、见效较快、施工较为简单1实验部分
而广泛应用于油气井的解堵与增产中。酸化不仅可
实验仪器
以解决近井地带的地层伤害、改善油藏非均质性、解
仪器:全自动表面张力仪(ESBーV);视频旋转
决低滲透油藏的注水问题,而且可以提高油藏的采液滴界面张力仪(SVT20);电子分析天平(感量
收率和产层的导流能力,恢复并增加产能。在酸岩
0.0001g);岩心流动实验仪
反应过程中,随着酸液的不断消耗,滯留时间的延
长,残酸的侵人会造成侵人带地层含水饱和度增加
1.2测试原理及方法
液锁和油相渗透率降低,使酸化处理效果降低;同时
2.1表面张力方界面张力的测试
在酸化过程中,因酸岩反应使残酸中含有大量的
按照SY/T5370-1999《表面及界面张力测定
Ca2+,增加了残酸的排出难度,使解堵效果降低,甚方法》进行。
至对储层造成二次污染2-。
1.2.2排剂的助排率测试
残液的二次污染主要是由于毛细管的吸渗作
按照SY/T5575-1995《压裂酸化用助排剂性
用,使滯留液堵塞毛细管,引起严重水锁,造成地层能评价方法》进行
损害?。因此,为提高酸化效果必须向地层中加入1.2.3助排剂的岩心流动实验
助排剂。根据 Laplace方程?,助排率的提高,应从
酸化的目的不仅需要解除地层中酸溶物的堵
降低或消除外来水与油或气之间的毛细管压力入塞,而且需要保证酸化后的残液全部排出地层的同
手[。本试验在助排剂的筛选评价方法上进行了改时不会造成地层岩石表面润湿性变化,降低地层的
进,在配伍性上既考查助排剂与酸液的配伍性,地考滲透率。因此,助排剂的作用除了降低残液排出时
查助排剂与残酸的配伍性;在效果评价上增加了岩的阻力,还应该确保经过残液浸泡过的地层渗透率
心流动实验,结合助排率、排出提高率和渗透率恢复不降低或有所提高。而按照SY/T5575-1995《压
值筛选出了助排效果好的助排剂-9-0配方。
裂酸化用助排剂性能评价方法》中对表面活性剂体
第40卷第2期
岩心流动法筛选酸化助排剂
191
系进行的助排率测试并不能完全反映助排剂对地层表面活性剂、阴离子表面活性剂、双季铵盐表面活性
渗透率的影响,也不能有效地区别相近表面张力与剂、 gemini类表面活性剂、非离子表面活性剂、磺酸
界面张力的表面活性剂体系的排出效果。为此,设盐表面活性剂和两性表面活性剂等,其中部分表面
计了岩心流动模拟实验,通过地层实际的岩心,进行活性剂不但与土酸、盐酸配伍而且与高含量Ca2+残
岩心流动模拟实验,评价其在同样压力下添加了助酸溶液配伍,选择与盐酸、土酸、残酸都具有较好配
排剂的残液与没有添加助排剂的残液的排出量、计伍性的表面活性剂进行其他性能的测试与分析。
算排出提高率、评价二者的渗透率恢复值,从而反映2.2表面活性剂抗盐性能研究
助排剂对地层渗透率的影响。
在酸化过程中,由于酸岩反应使残酸中含有大
(1)助排剂的排出提高率评价实验。用地层岩
量Ca2+,且随酸液不断消耗,残酸中的Ca2含量逐
心,在一定压力下首先测定没有添加助排剂的残液渐增加。酸液与地层反应后形成的残酸溶液主要成
(30%的CaC液)的排出量,即空白溶液的排出分是CaCL。因此,表面活性剂必须在一定CaC1
量(mL/min),然后在相同或相近压力条件下测定溶液中具有较低的表面张力与界面张力。实验选择
添加了助排剂的残液(30%的CaCl2溶液)排出量(2.1中配伍性好的表面活性剂,测定在30%的
mL/min),即加药溶液的排出量(mL/min),比较caC2水溶液中的表面张力与界面张力,表面活性
二者的差别,计算排出提高率,以反映助排剂的实际
剂名称见表1,有关测试结果见图1与图2
助排效果。
7=(Q2-Q1)×100/Q1
(1)
表1单一表面活性剂名称
式中:为排出提高率,%:Q为空白溶液的排号表面活性剂名第号表面活性名称你
序
序
表面活性剂名称
出量,mL/min;Q2为加药溶液的排出量,mL/min。
含氟活性剂
HG-612
11有机胺氧化物21羟活性剂
LHS
(2)助排剂的渗透率恢复值评价实验。参照标
2含氣活性剂
准SY/T6540-2002测定岩心的初始煤油渗透率,
HG-608
2双C-10季铵盐2AEO-9
然后用一定量空白溶液进行驱替,驱替3PV后浸泡Wを活整13味唑啉活性
31149
2h,测定空白溶液浸泡后煤油渗透率;另外用加药4唑啉活性剂い盐D22
双十二烷基季铵
MH782
溶液进行驱替,驱替3PV后浸泡2h,测定加药溶液
含氟活性剂
FCN
双十八烷基季25TXx-7
浸泡后煤油渗透率;计算滲透率恢复值。
盐
6月桂酰肌氨酸盐16稳泡剂
26烯烃磺酸盐
TD-4
AOS
2结果与讨论
7含氯活性剂
Gemini活性剂
AQ-F401
17
31004
27OM-75
2.1表面活性剂配伍性评价
含氟活性剂
助排剂的作用是使酸化后的残酸(乏酸)容易排
AQ-F403
l8有机胺聚氧乙28十四烷基季铵盐
烯醚YA101
出并且不会因为酸化造成地层岩石毛细管阻力增
9椰油酰胺衍生物19十六烷基季铵盐29十二烷基季铵盐
加。当酸液进入地层后,酸与岩石反应,酸液pH值
0类活性mDU-321?
升高,酸液中Ca2含量增加。因此,助排剂不但应
与不同浓度的酸液配伍,而且应与不同Ca2浓度的
残酸溶液配伍。配伍性的评价实验一是将单一表面
36+浓度0.1
活性剂加入到不同浓度的盐酸、不同浓度的土酸中,
3心浓度2
观察溶液是否透明无沉淀;二是将单一表面活性剂
28
加入到残酸溶液中(残酸溶液的配制为30%CaCl2
长
水溶液),观察溶液是否