一种新型两性表面活性剂自转向酸体系

常规自转向酸体系在乏酸(2< pH< 4)时变黏,影响转向效率,使转向酸化具有一定的局限性。根据黏弹性表面活性剂的变黏机理,研制了一种新型两性表面活性剂(VES)自转向酸,该转向酸在酸岩反应过程中黏度逐渐升高,乏酸时黏度又降低。考察了表面活性剂、盐酸、钙离子对转向酸黏度的影响;模拟了酸岩反应过程,根据酸岩反应速率拟合了酸岩反应动力学方程;对新型VES体系耐温、流变和破胶性能进行了研究。结果表明:酸岩反应至盐酸浓度为5%时VES黏度最大(144 mPa·s),酸液转向;温度高于90℃时VES黏度下降,因此该转向酸适用于中低温储层;该转向酸体系具有较好的耐剪切性能,剪切黏度恢复率大于90%;VES酸岩反应速率约为普通盐酸酸岩反应速率的1/2,有利于缓释转向;乏酸黏度较低(小于30 mPa·s),遇烃类或地层水容易破胶水化,破胶液具有较低的黏度和表/界面张力,对地层不产生污染。该新型两性表面活性剂自转向酸现场应用后,增油效果明显,具有较好的应用前景。      

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。     

复合驱用表面活性剂的流变特性

烷基苯磺酸盐表面活性剂为棕黑色黏稠状液体,有效物含量为50%,将深度处理采出污水稀释成不同浓度的表面活性剂溶液,采用HAAKE RS150控制应力流变仪,测试该溶液不同温度、不同浓度、不同剪切速率条件下黏度的变化.有效物含量40%的石油磺酸盐表面活性剂在温度40℃、剪切速率20 s-1条件下,黏度值可高达21549.1 mPa·s,其流动性能最差.有效物含量50%的烷基苯磺酸盐表面活性剂在温度20℃、剪切速率10 s-1条件下,黏度值仅344 mPa·s,是表面活剂中流动性能相对较好的.     

海上砂岩储层新型自转向酸液体系研究

针对砂岩储层非均质性强、水平井水平段长、海上酸化作业受平台空间限制等特点,常规酸化技术处理效果有限。文中研制出一种新型含羧酸基甜菜碱表面活性剂,该表活剂依靠氢离子浓度变化控制酸液黏度,基于该表活剂优化设计一套适用于砂岩储层的转向酸液体系。酸液体系黏度随酸液浓度降低呈先上升后下降的趋势,当酸液浓度为7%时,黏度可达658 m Pa·s,能有效封堵高渗透层。同时该转向酸还具有良好的缓蚀性、铁离子稳定性和破乳性,表面张力低,高温流变性好等特点,现场应用效果表明,该酸液转向效果明显,酸化增产效果显著。     

加入内部破胶剂的黏弹性表面活性剂转向液在酸处理中的应用

基质酸化和酸化压裂措施已广泛应用于油气增产过程中。成功的酸化增产需要将酸液均匀分布到各个层段,特别是对于处理裸眼完井的直井、水平井、延伸井及多分支井尤为重要。黏弹性表面活性剂体系的特殊性质可以阻塞高渗透率层段的流动,使处理液转向进入低渗储层。据最新的SPE文献报道,作为转向酸的清洁处理液在基质酸化和酸化压裂过程中,特别是在处理低渗储层及衰竭式开采的气藏中,由于需要更长的回流时间,产生了地层伤害。在水力压裂和压裂充填过程中发展了内部破胶技术,内部破胶剂能控制黏弹性胶体的破胶时间和地点,使其易于返排。本文介绍了一种含有破胶剂的清洁转向酸来处理碳酸盐岩储层。这种酸液体系很独特,酸岩反应之前黏度很小。当酸液耗尽或者鲜酸到达新的位置时,体系中的表面活性剂黏度达到最大。酸化处理过后,内部破胶剂活化使黏弹性表面活性剂破胶,体系黏度降低,同时残酸酸液在生产过程中返排,最大程度地减少了可能存在的伤害。实验结果证实,酸化过程中的黏弹性胶体溶液在低剪切速率下产生了很高的黏度,且其在接触烃类物质后才加速破胶。进一步研究了在控制内部破胶剂降低残酸黏度的可行性。碳酸盐岩岩心流动实验表明,在矿物油清洗过程中,使用不含破胶剂的清洁处理液在蚓孔中产生的压降要高于使用含破胶剂的清洁处理液产生的压降。     

自转向酸用缓蚀剂的研究与应用

目前在筛管完井方式的水平井中,酸化中采用转向酸酸液体系是实现均匀布酸最便捷、有效的方法,缓蚀剂是转向酸酸化安全实施的重要保障,但是目前已有的缓蚀剂大多与自转向酸体系不配伍,影响转向效果,且缓蚀效果大大下降。针对此问题,研制出一种自转向酸用缓蚀剂ZXHS,并对其进行了基本性能评价。由评价结果可知,加有ZXHS的自转向酸在90℃下的静态腐蚀速率可控制在5 g/（m2wh）以内,在120℃下动态腐蚀速率可控制在20 g/（m2wh）以内,均可达到行业一级品要求。加入ZXHS后自转向酸转向黏度仍可保持在160 mPa·s以上,因此ZXHS的缓蚀效果良好并且不影响自转向酸的转向性能。ZXHS在大港油田和伊拉克艾哈代布油田进行了现场应用,施工效果良好。      

无机盐离子对变黏酸流变性影响的研究

采用自制的新型黏弹性表面活性剂（VES—TCJ）,配制出性能稳定的变黏酸。通过模拟变黏酸与碳酸盐岩反应形成的成胶酸,考察了不同无机盐离子对变黏酸的流变性的影响。试验结果表明,Ca2＋和Mg2＋均能使变黏酸获得较大的表观黏度,在储层酸化过程中起到转向分流作用;在高矿化度地层中变黏酸仍具有较大的表观黏度;少量的Fe3＋对变黏酸的变黏特性影响较小,但Fe3＋浓度较高时变黏酸的黏度急剧下降,将失去转向分流能力。     

一种新型酸基粘弹性压裂液的研究及应用

为了提高低渗透、难动用储层的开发效益,在前人研究成果基础上研发改进了酸基粘弹性压裂液体系,它以粘弹性表面活性剂为稠化剂,通过在酸液中交联得到酸基清洁液压裂液体系。该体系继承原有粘弹性表面活性剂压裂液的优点,且根据酸岩反应进程实现自主转向酸压,真正实现了低渗透储层的深度改造。     

砂岩储层酸化自转向酸研究与应用

利用一种长链甜菜碱表面活性剂在酸液中的聚集形态变化,形成了以土酸为主体酸的自转向酸体系:15%HCl+3%HF+4%转向剂+1%缓蚀剂+0.5%铁离子稳定剂。该体系在酸化改造过程中不需要大量钙镁离子的"交联"作用,仅依靠自身聚集形态随酸浓度的变化即可增黏,胶束平均水合直径最大可达330.5 nm,酸液黏度最大可达180 m Pa·s,能有效实现砂泥岩储层暂堵转向酸化的目的。体系缓速性能出色,酸岩反应20 min后,含转向剂的土酸酸液溶蚀率仅为13%,并且具有良好的耐高温流变性,在90℃下剪切90 min后的黏度依然保持在60m Pa·s以上。自转向酸残酸凝胶与地层原油接触120 min后,酸液黏度降至10 m Pa·s左右,能加快残酸返排。现场试验表明,自转向土酸酸液体系在砂岩储层增产效果明显。     

WDL-1黏弹性自转向酸化体系的研制及适用性评价

黏弹性表面活性剂(VES)自转向酸酸化技术具有配液简单、低伤害的优点,且能够有效的起到缓速、降滤失、自动转向的作用,是一种改造非均质储层的新技术。实验对用WDL-1阳离子表面活性剂配制的鲜酸和酸岩反应阶段的残酸黏度进行了评价。研究发现,WDL-1鲜酸的表观黏度低于8 m Pa·s,易于酸液泵注;WDL-1盐酸体系在与碳酸盐岩反应的过程中,WDL-1酸液的表观黏度随酸岩反应的进行逐渐增大,90℃以下时,酸液的黏度随酸岩反应的进行呈线性增加;在温度为100℃~120℃条件下,酸液的黏度随酸岩反应的进行呈现近乎平稳的趋势,直至盐酸全部反应时酸液黏度才开始升高。WDL-1的加量对WDL-1酸液的表观黏度影响较大,加量越高,黏度越大,同时黏度随酸岩反应进行的变化值也越大。工程实践中,可以根据地层温度,适当调整WDL-1表面活性剂的用量,以满足成本控制的要求。WDL-1酸具有缓速低滤失、易转向等特点,8 wt%WDL-1酸可以满足高温深井的酸化、酸压的需求。