多氢酸酸化技术及其应用

砂岩储层酸化的常规土酸体系存在与矿物反应速度快、酸化液的有效距离短和容易产生二次沉淀等问题.现存的缓速酸酸液体系不能克服粘土和石英界面反应速率的巨大反差,新的深度酸化工艺可以在一定程度上增加酸液的穿透距离,但工艺繁琐,且仍然不能解决沉淀、堵塞问题.多氢酸体系与现存的HF酸体系相比,其反应速度慢,溶解能力强,且具有良好的防垢性能和分散性能,可以抑制井眼附近的地层伤害,有效控制二次沉淀等优点.本研究对多氢酸的酸度特性、溶蚀性能、润湿性、静态腐蚀性以及多氢酸的分散和防垢性能进行了室内测试,并对土酸、氟硼酸及多氢酸进行了酸化效果实验评价.室内实验及现场应用表明,多氢酸性能优越,可明显提高酸化效果.     

砂岩基质酸化中HF与铝硅酸盐的二次、三次反应研究

为进一步弄清土酸的真实溶液化学行为，应用^19FNMR结合岩心流动实验深入研究了砂岩基质酸化过程中HF与铝硅酸盐的化学反应，实验结果证明其间不是简单的一次反应，存在二次反应和三次反应，并受地层温度及矿物组成等因素的影响：60℃以上，H2SiF6与铝硅酸盐的二次反应逐渐进行完全；90℃以上，氟铝配合物与铝硅酸盐三次反应愈来愈明显。^19FNMR能区分氟铝配合物和氟硅配合物的具体形态。室内实验结果为现场实施提供了理论依据：高浓度的HF（≥3%）不但存在破坏地层骨架的危险，还会给储层造成新的伤害，在具体实施酸化增产增注措施时，应根据实际情况使用低浓度的HF（≤1%），并使HCl与HF的比例合适，才能既保证酸化的成功又能延长其有效期。     

新型砂岩基质酸化MFC酸液体系研究

针对目前砂岩储层酸化常规酸液体系在酸化过程中反应速度过快、有效作用距离短、易生成二次沉淀等缺陷,提出一种新型砂岩酸化MFC酸液体系。酸度特性、溶蚀率和配伍性等室内实验表明:该酸液体系能有效地溶蚀粘土矿物,且与粘土矿物的反应速度慢,有利于抑制二次沉淀;MFC酸液体系在与砂岩矿物反应过程中H+浓度降低缓慢,具有良好的缓速作用;与各种酸化用添加剂能良好的配伍,酸液润湿性为水湿;MFC酸液体系对砂岩储层具有好的酸化流动效果。     

硅灰石制备二氧化硅材料的酸解过程研究

采用 XRD和化学分析方法研究了三斜晶系普通硅灰石制备二氧化硅材料中的酸解过程。酸解产物的 XRD分析表明 ,酸解反应过程中 ,三斜晶系普通硅灰石除被转变成 m Si O2 · n H2 O外 ,其晶体结构存在向单斜晶系副硅灰石、针钠钙石型结构和硬硅钙石和傅硅钙石的晶型转变 ,6 0 min前以形成单斜晶系副硅灰石的多型转变为主 ,6 0 m in后则以形成针钠钙石型结构、硬硅钙石和傅硅钙石为主。盐酸浓度和反应温度对硅灰石酸解过程的影响研究发现 ,硅灰石快速酸解反应的盐酸浓度不宜高于 4 m ol/ L ,将反应温度维持在 30℃左右对硅灰石酸解过程控制是必要的     

砂岩基质酸化中的化学平衡研究

纯高岭土和油田实际岩心的流动模拟试验都验证了在相同温度下 ,加入盐酸会加快氟硅酸与铝硅酸盐的二次反应。在砂岩基质酸化过程中 ,H2 SiF6 AlFx(3 -x) HCl之间存在一种化学平衡 ,该平衡用以控制氢氟酸与铝硅酸盐的一次反应和二次反应的化学计量系数。在土酸酸化反应中 ,盐酸不仅用来溶解碳酸盐矿物 ,而且具有调节氟硅、氟铝配合物平衡的另一作用 ;盐酸的浓度越高 ,F/Al越低 ,所造成的酸化二次伤害几率越小     

夹石膏地层的油气井酸处理

酸化夹石膏地层时,石膏会溶于盐酸。随着酸化的进行,酸液浓度降低,氯化钙浓度增加,因而产生了石膏的再沉淀现象、本文通过石膏在盐酸、氯化钙水溶液及余酸中的溶解度讨论了酸化时石膏的再沉淀现象,并提出了防止石膏再沉淀的方法     

氟硅酸性质

介绍了H2SiF6水溶液的组成、物理性质和化学性质,其蒸气压的大小、密度、当量电导以及传质系数等都与H2SiF6的浓度相关;H2SiF6的水溶液中存在多种平衡,在强酸性或碱性溶液中,SiF^2-6会分解,H2SiF6的水溶液能溶解过量的SiO2氟硅腐蚀多种金属,与氧化物,氢氧化物及无机盐等发生较复杂的反应。     

酸化体系中石英的稳定性实验研究

利用X'Pert PR0 X-射线衍射分析仪和分光光度仪.系统地评价石英在一定温度下与常见酸体系反应的化学行为.重点分析酸液中可溶硅离子浓度变化特征及影响因素.研究表明.石英与HF、土酸反应快速强烈,前2h硅离子浓度波动大,是硅质沉淀形成的主要时期,与氟硼酸体系反应慢,达最大反应强度需12h.酸蚀后矿物结构无明显变化,...     

压力场下纯异极矿高温酸转化研究

压力场下异极矿中的硅可有效转化为易于过滤沉降的二氧化硅沉淀物,可避免常规酸浸工艺中硅胶带来的矿浆过滤性能差的问题.本研究用纯异极矿结晶形态较好且纯度高,高温酸性环境下纯异极矿的溶解反应非常迅速,在釜内压力为0.8 MPa,液固比为10,温度为120℃,硫酸浓度为0.83 mol/L,矿样平均粒径为55μm,搅拌转速为600 r/min下浸出30 min后,矿物中锌的浸出率达95%以上,同时二氧化硅沉淀的转化率达到90%以上,浸出渣的XRD、XPS以及SEM-EDS检测结果表明,渣中的硅以Si Ox·n H2O(x2)的形式存在.压力场下高温酸转化是处理高硅氧化锌矿的有效手段,能够实现矿物中有价金属的选择性浸出并使硅以沉淀形式截留于浸出渣中.     

压裂酸化施工时,氢离子有效传质系数变化规律的试验研究

裂缝中流动酸液的有效穿透距离,是压裂酸化施工设计和预测增产效果的一个重要参数。迄今为止,国内外的研究者,在解决这一问题时,均未考虑酸—岩流动反应过程中,酸浓度下降和反应产物浓度升高对氢离子传质速度的影响。我们的研究发现,同离子效应对氢离子有效传质系数的影响较大,是一个不可忽视的重要影响因素。 本文在系统试验研究的基础上,给出不同浓度的盐酸和四川二迭系阳新灰岩反应时,氢离子有效传质系数与余酸浓度的关系曲线,用数理统计的方法,给出了无因次氢离子传质系数与无因次余酸浓度及流动雷诺数函数关系的经验方程。将此经验方程代入并求解变系数的对流扩散偏微分方程,即可获得考虑酸浓度变化和同离子效应时的酸液有效穿透距离的计算方法。也可用分段迭加计算法来近似计算这一距离。     

用集总参数模型预测砂岩酸化效果

使用土酸处理砂岩地层,解除井壁附近地层伤害,是广泛采用的一种增产措施。但怎样预测砂岩酸化效果,选择最佳施工参数,仍未得到很好的解决。本文利用集总参数模型计算酸沿地层的浓度分布,用数值方法求解酸化增产倍比,从而给出了一套简便而适用的砂岩酸化效果预测方法。文中给出了求解方法并进行了示例计算。     

苏北盆地东南部泰州组砂岩储层孔隙类型及有利储层评价

利用50余口井的储层实验资料,对苏北盆地主力勘探地区海安凹陷和高邮凹陷泰州组砂岩储层进行孔隙类型和有利储层评价。综合研究表明:海安凹陷和高邮凹陷泰州组发育三角洲、浊积扇、扇三角洲等成因类型砂体,这些砂体由成分和结构成熟度较低的长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩组成,并且砂岩储层发育次生孔隙,原生孔隙较少;海安凹陷泰州组储层第一个次生孔隙发育段为2300～2500m,系大量碳酸盐胶结物、长石和岩屑颗粒遭受强烈溶蚀而成,孔隙度为12%～25%,第二个次生孔隙发育段为2600～3200m;高邮凹陷泰州组储层孔隙演化与海安凹陷有一定差异,其只存在1个次生孔隙发育段(2400～2900m),孔隙发育程度与海安凹陷的第一个次生孔隙带相似;泰州组砂岩储层中次生孔隙的形成主要与沉积物中有机质演化产生的有机酸、酚以及碳酸有关;大部分次生孔隙是由粒间碳酸盐胶结物溶蚀产生;海安凹陷有利储层主要分布在西北部和东部三角洲前缘砂体和滑塌浊积扇砂体中,高邮凹陷有利储层主要分布在南部扇三角洲前缘砂体中,储层埋藏浅、物性好,均以Ⅰ和Ⅱ类储层为主,是有利的勘探地区。     

砂岩地层深部延缓酸化酸液配方研究

研究了一种用于砂岩酸化的缓速酸液体系—以有机酸、磷酸、有机酸铵和氟化铵为主体的酸液体系 ,对其缓速机理进行了探讨并通过室内试验得出 :该体系与常规土酸相比与石英砂、大理石和膨润土的反应速率较慢 ,尤其对粘土含量高的砂岩地层缓速效果较好 ;并且该体系与砂岩和粘土反应后不改变固体物质的结构 ,可以络合多价金属离子 (如 :Fe3 和Al3 ) ,不会产生二次沉淀     

暂堵酸化试验研究

本文提供了一种暂堵剂酸化试验研究方法。对暂堵剂的油溶性，粒度分布及在酸液中的稳定性和暂堵剂与酸液的配伍进行了试验分析，采用特殊设计的暂堵酸试验仪器，分别研究了暂堵剂对岩芯的暂堵效率，在产出液中解堵效率，及不同渗透率岩芯的暂堵分流效率，模拟实际酸化过程的注酸顺邓，进行了暂堵酸化试验研究。结果表明，采用ＤＺ－１暂堵齐，其油溶性好，在酸液中表现为惰性，与酸液及添加剂配伍性好，并联岩芯酸化时能有效地暂堵分     

实际地层温度压力条件下的渗吸实验研究

采用低渗透砂岩岩心进行实际地层温度压力条件下的渗吸实验,分析低渗透砂岩注水吞吐过程中的渗吸规律,并与常温常压渗吸实验进行了对比。实验表明,常温常压渗吸效率为18%~24%,平均为21%;前6 h岩心渗吸速率最快,为0.8~1.7 %/h。实际地层温度压力条件渗吸效率为24%~31%,平均为27%;第1轮次渗吸速率最快,为2.6~3.6 %/h。与常温常压渗吸相比,实际地层温度压力条件下能提升渗吸效率5%~7%,渗吸速率也明显高于常温常压渗吸,分析认为实际地层温度压力条件下可增加渗吸动力、减小渗吸阻力,更有利于发生油水置换。建立了渗吸深度理论计算模型,得出岩心渗吸波及的深度为0.25~0.63 cm,认为前期快速渗吸阶段进入的深度属于厘米级范围,渗吸深度随渗吸效率的增加而增加。综合研究认为,提高地层压力和进行大面积压裂可有效提高渗吸效率。     

酸性环境下砂岩腐蚀的渗流特性

为拓展酸性介质与砂岩之间的细观特性研究,基于数字岩心模型和格子Boltzmann方程,开展砂岩受酸腐蚀过程的加速模拟试验,分析不同酸性环境下受酸腐蚀砂岩的渗流特性。通过CT扫描设备探究受酸腐蚀砂岩内部矿物组成的结构变化;利用Image J和Avizo可视化图像处理软件建立了受酸腐蚀砂岩的数字岩心,结合格子Boltzmann方程构建出砂岩受酸腐蚀过程中的渗流模型,分析砂岩受酸腐蚀过程中内部孔隙结构和渗流特性的变化规律。研究结果表明：CT扫描试验可展示砂岩内部的矿物组成及孔隙分布,反映酸性溶液对砂岩的腐蚀程度;渗透深度随孔隙率的增大而增大,变化速率先快后慢,最后趋于稳定,说明基于Boltzmann方程构建的渗流模型对模拟砂岩受酸腐蚀过程具有较好的适用性。     

Cr_2O_3活性剂对双丝焊接头组织和熔深的影响

应用扫描电镜、X射线衍射和光学显微镜等测试方法对双丝熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊活性焊接接头组织、熔深与活化机理进行了分析与研究。结果表明:添加Cr2O3活性剂试件的焊缝和热影响区与未添加的相比晶粒明显粗化,并且随着活性剂涂敷量的增加,晶粒尺寸增大,但增大趋势逐渐变小;焊接热输入量的增加与Mg2Si相数量的减少是活性焊接接头焊缝和热影响区晶粒粗化的主要原因;添加Cr2O3活性剂试件的焊缝与未添加试件的焊缝相比相组成未发生改变,仍为α-Al和Mg2Si;焊缝熔深随着活性剂涂敷量的增加而增大,活性剂涂敷量达到一定值时活化效果趋于饱和;电弧收缩与弧柱温度升高是导致活性双丝MIG焊熔深增大的重要因素。     

致密砂岩长石溶蚀机制及其影响因素

致密砂岩储层中次生孔隙的形成以及油气的储集均与长石溶蚀作用有着密切关联。为了解决目前对致密砂岩长石溶蚀机制及其影响因素的认识薄弱问题,通过查阅大量文献,对国内外致密砂岩的长石溶蚀机制及影响因素进行了综合分析。结果表明,烃源岩生烃过程中所释放的有机酸性流体和大气淡水淋滤作用均可引起长石溶蚀。长石溶蚀属于非全等溶解,溶蚀机制可以分为表面反应溶蚀模型和淋滤层扩散溶蚀模型两种模型;热力学计算结果表明,钾长石溶蚀反应的吉布斯自由能增量(ΔG)最高,其次为钠长石,钙长石最低,且钾长石、钠长石的 ΔG 一般随温度上升而减小,而钙长石ΔG 则随温度上升而增大;长石溶蚀过程受控于长石结构与成分、温压条件、溶液pH 值及有机酸类型等多种因素。