酸化二次沉淀机理分析及预防措施

针对酸化成功率低、重复酸化效果差的问题,从酸化及酸化二次沉淀机理分析入手,提出HF(氢氟酸)第二反应方程式,分别对影响酸化效果的反应浓度、反应时间、酸液类型、施工工艺4个关键因素加以分析.通过实验对比,用岩心渗透率伤害率曲线优选了酸液合理反应浓度和合理反应时间.酸液类型应以潜在酸为应用方向,在施工工艺上应该采用避免酸化二次沉淀的预洗液、离子置换液、保护液等措施,从而开发了QZB(潜在酸 暂堵剂 保护剂)复合酸化技术.     

高泥质强水敏砂岩储层酸液体系研究

采用溶蚀率测定实验和岩心流动实验研究了适合于高泥质、强水敏砂岩储层岩石酸化的酸液体系配方,分析了酸液种类、酸液浓度和关井时间对酸化效果的影响。结果表明,对泥质含量较高的砂岩储层,采用含氢氟酸的酸液体系酸化效果较好,但为了防止二次沉淀生成,必须优化设计酸液浓度和反应时间;对水敏性强的储层酸化,采用含氟硼酸和氢氟酸的缓速酸酸液体系酸化比土酸效果更好。在酸化后,注入防膨液段塞能稳定粘土,延长和提高酸化效果。     

河南油田研制出新型酸化液

河南油田针对常规酸化技术酸岩反应速度快、有效作用距离短、基质改造效果差、对设备腐蚀性严重的缺点，研制出了一种新型酸化液。该酸化液的主要特点：在粘土矿物表面形成硅酸／磷酸／铝膜，降低对粘土矿物的溶蚀，催化与二氧化硅的反应，提高对石英的溶蚀率；通过酸液缓慢释放氢离子，提高其缓速性能和有效作用距离；可降低对管柱、设备的腐蚀，延长设备的使用周期，减少后期措施工作量；     

低伤害酸化液的研究和应用

低伤害酸化液是为了使酸化既能解除油层原有的污染堵塞,又能减少酸化过程中的二次沉淀,以达到保护油层提高酸化效果而研制的一种新型酸化液。酸化液由前置酸和主体酸组成。前置酸依据"同离子效应"理论,使用了HCl/H3PO4+复合添加剂,不仅能有效地溶解无机堵塞物和有机堵塞物,而且保持了较低pH值,可预防难溶氢氧化物沉淀。主体酸由H3PO4/HF+复合添加剂组成,酸液与碳酸盐反应生成氟化碳酸钙——磷灰石复盖膜,这不仅保护了砂岩油层骨架不被破坏,而且大大减少了CaF2沉淀生成,使更多的氢氟酸用来溶解泥质,提高酸化效果。实践证明,新酸液具有反应速度较慢、防乳化、防酸渣形成、防腐蚀、防粘土膨胀及助排等特性。经85口油水井的应用,综合成功率达92%。     

鄂尔多斯盆地中部长6和长8储层特征及酸敏机理

运用铸体薄片、X衍射、扫描电镜、能谱、等离子发射光谱仪等分析测试技术,对鄂尔多斯盆地中生界延长组湖盆中部长6和长8储层酸敏特征及机理进行分析的结果表明,长6和长8储层的敏感性为改善-弱酸敏性.绿泥石膜的溶蚀作用是造成改善型储层的主要原因;绿泥石与盐酸的反应过程中,反应残余的绿泥石晶片堵塞喉道,这是形成弱酸敏型储层的主要原因.对酸敏残液分析结果表明,在一定时间内不可能形成Fe(OH)₃沉淀及堵塞喉道.因而,在储层酸化过程中应注入足量的酸化液,使残余物发生完全反应.但酸化液不宜在地层中滞留时间太长,否则易形成沉淀,从而降低渗透率.     

海上油田酸化酸液的选择及现场应用

针对海上油田地层疏松、孔隙度大、渗透率高、油层易出砂、完井多采用砾石充填等特点及造成地层污染的原因,采用低浓度复合酸作为酸化施工主处理液,这样既减少了对地层及充填砾石的损害,又保证了处理液对地层有适宜的、较高的溶蚀率,对解除钻井液和固井水泥浆造成的污染堵塞也有明显效果。海上油田酸化施工对环境保护有更高的要求,残酸需进一步处理,达到海洋环保标准要求后安全排放。经过酸液类型及浓度的确定、添加剂的筛选、流动模拟及残酸分析、处理等室内试验研究,确定了适用于海上酸化的酸液配方及泵注工艺,应用于渤海绥中 3 6- 1油田,取得了良好的酸化效果。     

现河庄油田牛872块油井酸化液体系优选实验

为了优选现河庄油田牛872块油井的酸化液体系,在实验室通过测定地层岩心酸溶失率,评价了矿场常用酸化液体系对储层岩石的溶蚀作用,研究了酸化液与岩石反应的时间效应和温度效应。研究表明,土酸、潜在土酸能够溶蚀充填在孔隙喉道中的粘土矿物成分,改善渗流性能,可作为牛872块油井酸化液体系;酸化后岩石渗透率提高的主要原因是酸蚀通道的形成,较快的酸注入速度和相对合适的反应时间能够促进酸蚀通道的形成及数目的增加;较小的潜在土酸用量不能控制副反应的发生,较大的潜在土酸用量可有效提高近井地带的渗透率。模拟地层条件的岩心流动实验结果验证了酸溶失率实验的准确性。     

多氢酸体系酸化效果的室内试验研究

针对渤海辽东湾某区域油井采用常规酸液体系进行酸化处理效果不佳的现状,开展了多氢酸氢离子浓度测定以及多氢酸体系的溶蚀率、润湿性、流动效果等室内试验研究。结果表明:多氢酸原液的氢离子浓度较高,可以保证酸液体系中具有充足的氢离子与氟盐反应生成氢氟酸;多氢酸体系对石英的溶蚀率大大高于土酸和氟硼酸体系,而且对粘土矿物具有抑制反应速度的作用;多氢酸体系可以保持地层的水湿性质,不会对储层的油气渗流产生不利影响;多氢酸体系对砂岩储层的酸化效果要好于土酸和氟硼酸等常规酸液体系,应用多氢酸体系进行酸化处理后的岩心渗透率比可达3.0。采用本次试验研制的新型多氢酸体系对渤海辽东湾3口油井进行酸化处理,单井增油效果明显。     

砂岩基质酸化中土酸与高岭土的化学反应

本文介绍了不同浓度的盐酸、氢氟酸、氟硅酸在不同温度下与高岭土的反应结果 ,通过分析ICP所测定的残酸离子浓度来研究砂岩基质酸化中土酸与铝硅酸盐的一次反应、二次反应及酸化二次伤害机理     

番禺油田古近系珠海组储层酸化技术应用研究

砂岩基质酸化技术是油井增产有效的传统技术,但这一技术也存在问题:一是氢氟酸(HF)对黏土溶蚀的速度过快,酸液作用时间短而最终导致酸液在储层中的穿透距离短;二是氢氟酸与黏土矿物反应会产生二次沉淀而造成地层伤害。而低伤害缓速酸体系为这一技术注入了新的活力,以大量的酸化试验优选出了适合番禺油田古近系珠海组的低伤害缓速酸体系。根据现场的测试情况,采用了分层酸化工艺。现场应用效果证明所选用的酸液体系是十分成功的,这为该地区油气井的稳产、增产提供了有力的支持。     

砂岩油藏非活性硝酸粉末液酸压实验研究

传统的观点认为砂岩油藏进行酸压是不可行的,然而近年来砂岩油藏的酸压在某些油田取得了成功。就砂岩油藏酸压进行实验评价研究,对现场具有指导意义。非活性硝酸粉末液是一种新型酸化材料,正常状态下呈非活性,激活后可分解出具有强氧化性的HNO3,它能够剧烈地局部溶蚀岩石及其堵塞物,而不破坏地层结构,从而疏通油路,提高地层的渗透率。与常规酸相比,非活性硝酸粉末液具有解除无机物堵塞、暂堵、穿透深、二次污染小的优点。因此,实验中采用非活性硝酸粉末液作为处理液。通过溶蚀实验、酸蚀裂缝导流能力实验、酸化后的刻蚀形态和酸蚀裂缝导流能力影响因素分析,认为在砂岩油藏进行酸压是可行的。     

川西须家河气藏地层水与蓬莱镇气藏地层水和储层配伍性探讨

酸化可有效疏通地层渗流通道,改善地层流体渗流能力,实现油气井增产、注水井增注。但酸化过程中铁离子的存在容易在地层中形成沉淀,堵塞地层孔隙喉道,影响酸化效果。针对砂岩储层,开展了常规土酸、氟硼酸、多氢酸三种酸液体系中铁离子沉淀机理研究。研究结果表明:在砂岩储层酸化中,铁离子以多种复合物的形式存在于沉淀产物中,不同于碳酸盐岩储层采用盐酸酸化时铁离子以Fe(OH)3沉淀的形式出现。对于不同酸液体系,铁沉淀形成的条件不同。常规土酸在较低的pH值条件下即出现沉淀,且在pH值为1.2时完全沉淀,氟硼酸形成铁沉淀的pH值较土酸大。多氢酸对金属离子具有较好的螯合作用,使得其在一个较小的pH值范围内才会出现铁的沉淀,而且出现沉淀时pH值较大,采用该酸液体系进行砂岩储层酸化,形成铁离子沉淀的风险较小。     

新型缓速酸在新疆油田的应用

针对新疆油田低渗储层酸化措施效率低的现状,研发了以有机膦酸和氟盐为基础的新型HDF缓速酸体系,并进行了溶蚀能力、阻垢性能、岩心流动等室内评价实验。实验结果表明,HDF体系可将酸岩反应时间由常规土酸体系的1 h左右延长至6 h以上,在砂岩的溶蚀率与土酸相近的情况下,其粘土类矿物的缓速率可达80%,并减少90%的二次沉淀物。现场应用情况证实,HDF体系酸化相对于普通土酸能够显著提高酸化效果,特别是对于高温深层砂岩储层、粘土含量较高的储层,其优势更为明显。现场应用近30井次,有效率100%。     

复杂砂岩气藏酸化酸液体系优选

砂岩矿物组成的复杂性决定了酸化酸液体系选择困难,采用室内物理模拟实验,结合电镜扫描技术,分析了经验选择的酸液体系对TZ气藏两类典型砂岩储层的酸化效果影响,根据酸化物理模拟实验优选了两类储层的酸液体系。实验结果表明,碳酸盐矿物含量高(大于20%(w))、岩石胶结疏松的储层,仅用15%(w)HCl酸化不能解除钻井液污染,需采用前置酸(15%(w)HCl)与主体酸(12%(w)HCl+1%(w)HF)相结合,并适当减小用酸量;泥质含量高、岩石胶结强度高的储层,采用前置酸(12%(w)HCl)与主体酸(13.5%(w)HCl+2%(w)HF)相结合,适当增加用酸量。实验研究表明,一套酸液体系难以解决复杂砂岩储层的酸化问题。现场应用试验表明,实验优选的酸液体系能较好地解除储层污染,提高酸化效果。     

长岩心酸化流动试验对优化砂岩酸化设计的作用

以往研究砂岩基质酸化最常用的方法是短岩心酸化流动试验,本文提供了一种长岩心酸化流动试验研究新方法。长岩心酸化流动试验结果表明:采用前置盐酸和低浓度氢氟酸有利于提高酸化效果,残酸离子分析证实高温地层酸化极易形成Si(OH)4沉淀。但短岩心酸化流动试验结果为:加大酸液浓度和用酸强度有利于提高酸化效果。对比短岩心和长岩心酸化流动试验结果表明:只有模拟就地条件下的长岩心酸化流动试验才能更好地优选酸液体系,达到优化酸化设计的目的,经现场应用取得显著效果。     

多氢酸酸液体系酸度特性实验分析

一般砂岩的主要成分含有大量的硅质（包括石英和硅酸盐），由于氢氟酸能与石英和硅酸盐反应，迄今为止对于砂岩酸化都是用含有HF的酸液体系。但是，氢氟酸会快速的与黏土反应，同时产生二次、三次沉淀，这不利于保护岩矿的胶结和防止酸化过程中的储层伤害。为了减少这些负面效应的产生，提高油气藏酸化效果，国内外一直致力于酸液体系和酸化工艺改进研究。为此，对多氢酸酸液体系的特性进行了进一步的实验研究，结果表明：多氢酸酸液体系是一种多元弱酸，在酸化过程中能逐渐释放H⁺，可以保持溶液的pH值变化较小，即保持酸液的HF浓度变化较小；多氢酸酸液体系的初始pH值较高，可减少缓蚀剂的用量；多氢酸酸液体系是一种缓冲酸液体系；对于砂岩酸化，多氢酸比传统的含HF酸液体系更好；对于高温砂岩地层油气藏酸化，使用多氢酸酸液体系可延长酸液有效作用范围。     

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文章针对塔里木和田河气田石炭系和奥陶系碳酸盐岩储层的渗流能力、伤害程度、天然裂缝发育状况等资料的分析以及目前国内现有酸化技术能力和酸液体的综合考虑,对适合该气田的深度酸压工艺技术进行了优选,对常规酸蚀导流试验、闭合裂缝酸蚀导流能力试验、闭合压力对酸蚀导流能力的影响、施工排量对有效酸蚀作用距离与酸液浓度分布的影响、砂岩酸化优化与施工工艺参数优选、和田河气田酸处理效果预测分析等进行了研究。     

砂质碳酸盐岩储层重复酸化酸液体系的优选与应用

胜利油田桩120、桩121区块生产层系主要为ES2段,该层段由于地质沉积的特殊性,形成了以碳酸盐含量占50%左右,砂质成分占40%以上的特殊地层。认为该类储层的酸化增注应有别于常规砂岩和碳酸盐岩储层;确定了重复酸化酸液体系的优选原则,并在此基础上进行室内模拟试验研究,优选出了有机化学级达酸体系。该体系利用缓速剂在岩石表面的吸附,有机酸与碳酸盐反应平衡等机理,实现保护地层骨架,减少二次伤害,以及深度酸化的目的。针对回注污水主要由乳化油引起伤害的特点,采用有机溶剂前冲洗地层再酸化的技术进行施工。1997年9、10月在两区块各进行了1口井的先导性试验,酸化增注效果显著。     

牛35块酸化措施中的油层保护技术

叙述了在牛35块Es3中低渗透砂岩油层酸化中实施综合油层保护技术及现场应用取得的效果。模拟酸化试验表明,该区储层岩心酸化效果很好,但现场实施酸化时却没有任何增产表现。在认清措施储层特征、地层油水特征基础上,采用常规稀土酸体系作为基本酸液配方,对油层保护酸液添加剂进行了优选,有效地防止了低渗透油田酸化过程中对油层的伤害,在牛庄低渗透油层现场酸化增产措施中取得了显著的增油效果