酸化工作液发展现状.pdf

2004年11月
河南イ油
Hcnan Pcttolcum
第18卷第6期
文章编号:1006-4095(2004)06-0040-03
酸化工作液发展现状
郭建春,陈朝刚2
(1.西南石油学院油气地质及开发工程国家重点实验,四川成都610500:2.西南石油学院研究4院)
摘要:胶化工作液体质量的好坏可能決定油气井胶化増产措施的成败。胶化技术问世以来,人们不断尝试
着将各利酸液体系用丁施。日前己发展完善了多和系列化的酸化工作液体系,可满足不同储层条件的
施工需要。文中简介了酸岩反应机理,重点论述国内外酸化工作液体系和添加剂的发展现状
关健词:增疒广措施;酸化施;胶化作液;酸岩反应机理:酸浟添加剂;缓似剂
中图分类号:TB57.2
文献标识码:A
油井酸化作业始于19世纪末,一直是油气疲
n3 Si(OH)A+fluorides of Al. etc
提高单井产量的卞要增广措施之一。日前,酸化
n2 HF+Si(OH)4 p2 H2 SIF +4 H2O
技术不但应用于常规油气层改造、且能对特殊油1.2酸液
井(高温探井、低低渗油井、高含硫井、高孔低
化施酸液常用主要无机酸:盐酸、氢氟
渗汕层等)及复杂结构等进行有效的作业。
酸、氟硼酸和偶尔使用的硫酸等;有机酸:屮酸(蚁
酸化作液体质量的好坏在某种科度上可能酸)、乙酸(醋酸)、行懞酸、乳酸、草酸、苯屮酸和酒
决定酸化增疒措施的成败。日前已经发完善了石酸等。
多种酸化工作液体系及酸液添加剂,并逐渐形成
目前酸化工.作液体系类型有:常规酸(盐酸、
了系列化,满足不同储层条件下的施工需要。
十酸体系)、高浓度酸化酸(中、高渗层的改造,近
井带存作裂缝系统储层收造)、复仚酸(对高温井
酸液体系
唆作用距离有一定提高,但改善基质渗透率的能
1.1酸岩反应机理
力有限)泡沫酸(水敏、低压地层)、乳化酸(缝、洞
砂岩与磯酸岩的基质酸化巾于它们的成份性地层;缺点:摩阻高,排量受限)、胶凝酸(中、低
不同,酸液的反应也有所不同。
渗储层改造)、降阻酸、变粘酸、指进酸(计?均
碳酸盐类们物层一般主使用常規盐酸酸质強地层)?延込酸
化(酸広)、盐酸浓度12%~25%。物与酸的化
以下介绍一些针対常規酸液体系的不足而收
学反应如ド
进的较新硏究成果。
2H+Caco2 -Ca +H,O+(
1.2.1稠化酸体系
酸化中常见?题是酸液失进入天然裂缝并
AH +Camg(,)2-ca"+Mg"+
写人然裂缝反应,形成蚓孔,消耗活性酸,使裂缝
砂若层士要是出ゆ粒利胶结物组成、其不能叶将稠化酸体系应用丁分流转向
2HO+200
物成份复杂。酸化施工通常使用盐酸和氢氟酸组
技术,以解次酸液滤失叫题。 Dowell 2公司用CT和
成的混合酸作主体酸(?十酸)。其化学反应过程暂吋交联稠化酸体系作为转剂,在碳酸盐岩中
复杂,方程式可高达30余个。根据最新的两酸一
使用已被证明非常有效,此项新技术的前、后处
矿物模型,其化学反应主要为
nl HK+ Mineral 1-plh2si F
收稿日期:2004-03-11;改回日期:2004-08-11
fluorides of Al.et
作者简介:郭建春,副教授,1970年生,1998年状西南石洲学
院洲气∏川发『程博土学位、现从事洲气∏开采和増产措施
n2 HF +Mineral 2 p2 H] Si Fe
等方面的科研和教学工作。电话:1380566000
n3 H2 Si Fs +Mineral l -plsio2
o 1995-2006 Isingha yongfang Optical Disc Co, Ltd. All
部郭建春等.酸化工作液发展现状
理流动线显小出酸液能更均匀地流过。
HF酸体系,以防止沉淀产生。两个专利产品是
Halliburton公司将交联酸(ICA)作为液体转向NAS-1利INAS-Ⅱ
剂用于碳酸盐岩地层基质酸化处理。ICA是一种
AS-工和NAS-Ⅱ保持了有机-HF体系的
具有相对较低基胶粘度的稠化酸体系,出交联剂、所有优点,能很强地螯合ALF2配合物,减少溶液
稠化剂、缓冲剂利破胶剂组成。稠化剂为聚丙烯屮ALF:的量,政变ALF的沉淀平衡,防止其沉淀
先胺类聚合物,能在150C下不同浓度盐酸溶液有效抑制了HF与铝硅酸盐的二次、三次反应引
'保持稳定;交联剂在残酸情况ド(pH值2~4)起的储层伤害。这种酸液体系具有离子父换的能
为活性;缓泖剂的作用是延长交联至破胶的时回,力,可防止粘膨胀。同叶还可作为绥速HF酸
控制酸的消耗速度。CA在泵入时为稀的凝胶,体系。
粘度为20mPas,当酸作地层'消耗和pH偵增加1.2.4含憐新型缓速酸
到2左石吋,生成高粘交联凝胶阻挡层,使液体分
1996年B公司的 Gno DL等在SPE的第六
级转向其它层段。
屈亚太油会议上介绍了《砂岩储层增产的一种
20世纪80年代以来,我国在引进国外稠化新型酸》4。其原理是用裤酸复合物水解氟盐米
酸技术的同时,也开展了相应的研究作,研制成代替HOL。这种酸在不同的化学计量条件下可提
叻耐嗲、耐高温、耐剪切的稠化剂RTA,CT-6利供S个氢,代称"HV酸”。HV酸与NH4F2混合产
VY-101等,应用效果良好。
生憐酸铵盐和狐化氢,称攸“砂岩酸”。制备1m
2.2新型十酸体系
的1%HF酸水溶液需要2%HV酸和约5.79kg
新型十酸是MP多功能添加剂収代ABS表而NH4H2
活性剂和冰醋酸制而成的酸液。MP多功能添
新的酸液体系具有以下特点:①反应速度慢;
加剂能够降低酸液的表面张力,提高酸液穿透能2溶解粘十能力有限;③溶解石英能力高;④能最
力,川深酸化半径.,与酸沒及储层流体配性好,大限度地轮二次沉淀之类的不利因素的影响。
能抑制酸渣的凝结,使微粒渣溶解分散,不产牛沉
砂岩酸具有低腐蚀,对使用者尤伤害(初始
淀,减少了有机残渣对储层的伤害。
pH值约为3),缓蚀剂用量低等优点。
常规十酸表而张力、界面张力大,酸化时易造1.2.5复合固体酸
成矿物的分散致使储层渗透大幅度下降;新型
在常规酸液中加入非活性的硝酸粉木或其它
上酸表面、界面张力小(比上酸低34.6mN/m),可固体有机酸,注入地层后,硝酸粉木或其他固体酸
减少毛管和贯敏效应造成的附加阻力,減轻汕、水在地层孔隙中逐渐溶解,在较长时间内保持低的
在油层中的乳化,使残酸废液易排,达到深部化pH值,可以有效地防止酸液对地层的二次伤害。
的目的
在用油攸载体吋硝酸粉术可被挤入较人的径问深
2.3改进的有机-HF休系2
度,在后继注入的酸溶液中水解,分解出 ENO
沙岩酸化研究结果表明:対某些地层,出」盐HL、HF等构成混合酸?地层伤害物具有更大的
酸的强腐蚀性、亏原油的不配伍性及矿物対盐酸溶解力。在玉门、中原、胜利、青海等汕∏使用,成
的敏感性等原?,使用传统的H0-HF基液体系功率80%以上。
会导致“重的地层伤害。在中高温井中,问题特
80年代以米,述采用了多级注入闭合酸压技
别突出。而以乙酸( Aceticacid)和叩酸(Fomi-术