泡沫酸缓速深部酸化技术研究与应用

常规酸化工艺存在对纵向渗透率差异大的油层无法实施均匀改造、底水油层酸化后高含水、酸液与储层及污染物反应速度过快起不到深部解堵作用等问题,因此,开展泡沫酸缓速深部酸化技术研究显得十分必要。研究工作通过筛选发泡剂等方法确定了泡沫酸的配方,采用岩心流动实验评价了泡沫酸对含水和高渗岩心的选择性封堵能力及缓速性能。现场试验效果证明泡沫酸酸化效果较好。     

氮气泡沫酸化技术在虎狼峁油田解堵中的应用

针对虎狼峁油田长6油藏在常规酸化过程中因非均质原因,存在酸化效果差的实际状况,提出了在常规酸液中加入起泡剂的氮气泡沫酸化法.室内研制出性能较好的泡沫酸液,并进行了泡沫封堵能力评价、泡沫岩心分流实验和现场泡沫酸化试验.该泡沫酸热稳定性达到65 ℃,耐盐性能达到80 g/L.实验结果表明,泡沫对水层有较强的封堵能力,岩心分流量由注泡沫前的9:1变为最终的1.2:1.现场应用泡沫酸化6口井,平均日增油量为5.4 t,6口试验井累计增油量为1 015.4 t,有效期达6个月以上.结果表明,泡沫酸液能有效封堵高渗层,改善低渗层酸化效果,达到均匀酸化的目的.     

自产气泡沫酸酸化技术

针对低渗透油田重复酸化油井由于地层的非均质性和能量不足,造成酸液在地层中指进严重、返排速度慢、酸化效果差等现象,提出了自产气泡沫酸酸化技术。通过研制的自产气剂和DXQ-1高温起泡助排剂,实现自产气泡沫酸化。室内评价得出,自产气剂在酸液中或温度高于57℃时即可产生CO2气体,发气量大。DXQ-1高温起泡助排剂初期起泡速度快,稳泡能力强,具有较高的表面活性和耐温性。自产气剂在井下生成泡沫,利用泡沫产生的贾敏效应,封堵地层中的大孔道,使后续酸液转向,提高了酸液与地层的作用效率;产生的气体和起泡剂具有高表面活性,大大提高了返排效果。在新民采油厂油井用该体系酸化,注入压力明显提高,返排速度快,增油效果好,施工工艺简单。     

双岩心分流酸化效果评价装置的应用

为了验证分流酸化的效果,设计出了双岩心分流酸化效果评价装置。应用该装置的实验结果表明,泡沫酸对渗透率较大的岩心渗透率改善程度较小,对渗透率较小的岩心渗透率改善程度较大,渗透率提高倍数是用土酸时的9.3倍,这也充分说明了泡沫酸能够有效封堵相对高渗层,使酸液转向分流进入相对低渗层,达到全面酸化的目的。     

高磨地区灯影组室内酸化效果评价方法探讨

针对高磨地区震旦系灯影组裂缝-孔洞型为主的储层特征,常规的短岩心酸化效果主要模拟解除储层的表皮伤害,而对于储层的深度酸化模拟无法满足需求。为了更好地指导酸液的选择,从长岩心处理、流体选择、实验参数选择等方面进行研究,探讨了针对高磨地区灯影组的长岩心酸化效果评价方法,并通过对比转向酸与胶凝酸酸化效果室内实验,明确了转向酸对低渗储层无法突破长岩心,对高渗储层酸化效果显著,渗透率提高了12.1倍;胶凝酸对低渗储层与高渗储层酸化效果均显著,渗透率分别提高5.6倍与20倍。现场应用4井次,其改造效果与室内评价结果相吻合,从而说明长岩心酸化效果评价方法对高磨地区灯影组储层酸液的选择具有一定的指导作用。     

水平井泡沫分流酸化数学模型及其数值解法

由于钻井过程中钻井液对储层的伤害,水平井的产能受到影响。酸化是一种常用的水平井增产措施,常规酸化存在地层进酸不均的问题;而泡沫酸化能有效地封堵高渗透储层,提高低渗透储层的渗透性,达到更有效的酸化增产效果。通过研究泡沫流体在水平井段流动和在油藏中的渗流特性,建立了水平井泡沫分流酸化数学模型,并对模型进行求解,得到了沿水平井段酸液的流量和压力的变化关系,以及沿水平井段流入地层泡沫酸量的变化规律。结果表明,沿水平井段流入地层的酸液量变化不大。因此,泡沫酸化能够解决地层进酸不均、解堵不均的问题,提高酸液利用效率,均匀改善受污染储层,提高受污染储层的渗透性,达到良好的均匀酸化的效果。     

南堡油田1号构造东一段储层酸敏分析

酸化也会产生某些不溶性物质堵塞孔喉,给储层带来新的损害,即产生酸敏反应。储层酸敏性分析可为储层酸化改造及酸液配方研究提供依据。南堡油田1号构造东一段34块岩心酸敏评价结果表明储层土酸酸敏程度为强—极强。酸敏流动评价实验结果与所用岩心的渗透率、黏土总含量、不同黏土矿物含量,测试流体的酸浓度等有关。渗透率高的岩心易发生酸敏损害,黏土含量高的岩心酸敏损害原因复杂。测试流体中HF酸浓度越高,酸敏损害程度越大。高浓度酸液对胶结物的过度溶失,破坏岩石结构,产生微粒,堵塞孔喉,造成渗透率的降低,是造成南堡油田1号构造东一段酸敏强的主要原因。酸敏地层采用合适的酸液浓度或体系,可以采取酸化达到增产目的。     

江汉油田黄场区块泡沫酸化室内研究

江汉油田黄场区块油层渗透率差异系数大，储集层平均有效孔隙度为13．9％，属低孔低渗细喉型孔隙；地层原油饱和压力为4．33MPa，地层压力为27．55MPa，平均地层压力系数为0．75，地层温度为65℃；属典型的三低地层；属于中等偏强的水敏、中等偏强盐敏。通过试验优化出了适应本区块特点的新型泡沫酸体系，即：18％HCl＋20％SDS＋（1．1％～1．2％）HPAM＋（0．7％～0．8％）ADA＋（0．1％～0．3％）ATA。室内双岩心酸化效果评价试验结果表明：该泡沫酸对渗透率较小的岩心的渗透率提高倍数是用土酸时的9．3倍，这充分说明了该泡沫酸能够有效封堵相对较高渗透层，使酸液转向分流进入相对较低渗透层，达到全面酸化的目的。用该泡沫酸体系和土酸进行了室内岩心酸化分析，发现该泡沫酸明显优于土酸体系。     

泡沫酸酸化工艺技术研究与应用

针对长庆靖安低压、低渗油藏常规酸化返排较困难,易造成油层二次污染的问题,利用泡沫流体在地层的气阻叠加原理效应,封堵高渗层,改善产液剖面,增加低渗层的酸化效果。泡沫酸酸化工艺技术在靖安油田某作业区油藏现场实施4口油井,增产效果100%。泡沫酸酸化工艺实现了分层酸化,具有工艺简单、排酸彻底、处理半径大、对储层损害小、酸液有效距离长等特点。该技术对改造层间矛盾突出的低渗油藏低产液井具有很好的应用潜力。     

泡沫酸化解堵技术在东河1-10H井的应用

东河油田东河1-10H井东河砂岩CⅢ储集层物性差,含水率高,水平段长,压力系数低,在钻井和修井过程中存在储集层污染现象,采用常规酸化技术因酸液在储集层中分布不均匀、残酸返排不彻底等,导致油层酸化效果差。基于此,提出了泡沫酸化解堵技术,并进行了泡沫酸岩心分流实验。结果表明:泡沫酸起泡和稳泡性能良好,泡沫对水层有较强的封堵能力,对油层封堵能力较弱;高渗岩心与低渗岩心的分流量由注泡沫酸实验前的19.0倍降低到实验后的1.7倍。东河1-10H井现场应用泡沫酸化解堵技术取得明显增产效果,有效解除了东河1-10H井储集层污染,为油田水平井增产降水提供了技术支撑。     

泡沫酸FCF-N的流动特征

应用泡沫酸进行低渗透油藏的油层酸化,是一项很有前途的酸化解堵方案。分别采用并联天然岩心模型和单管人造岩心模型进行流动实验,评价泡沫酸FCF-N的选择性酸化能力、酸化效果和返排率等流动特性,最终确定了FCF-N的流动特征,为泡沫酸在砂岩储层酸化中的应用提供了理论依据。研究结果表明：FCF-N能够优先封堵高渗层位,在地层中具有分流特性;高、低渗透岩心酸化前、后渗透率变化分别为5.6%,17.8%,对低渗透层位的酸化效果优于高渗透层位,具有选择性酸化的特征;酸化后泡沫酸返排率均在80%以上,自身返排能力强。     

Mathematical models for foam-diverted acidizing and their applications

Foam diversion can effectively solve the problem of uneven distribution of acid in layers of different permeabilities during matrix acidizing. Based on gas trapping theory and the mass conservation equation, mathematical models were developed for foam-diverted acidizing, which can be achieved by a foam slug followed by acid injection or by continuous injection of foamed acid. The design method for foam-diverted acidizing was also given. The mathematical models were solved by a computer program. Computed results show that the total formation skin factor, wellhead pressure and bottomhole pressure increase with foam injection, but decrease with acid injection. Volume flow rate in a highpermeability layer decreases, while that in a low-permeability layer increases, thus diverting acid to the low-permeability layer from the high-permeability layer. Under the same formation conditions, for foamed acid treatment the operation was longer, and wellhead and bottomhole pressures are higher. Field application shows that foam slug can effectively block high permeability layers, and improve intake profile noticeably.     

水平井泡沫酸分布模型

泡沫酸对于水平井均匀酸化解堵具有重要作用,成功运用泡沫酸酸化技术的关键是充分了解泡沫酸沿水平井的流动机理。为此,根据水平井变质量流以及泡沫酸在地层中的分流特点,建立了数学模型,并利用数值方法对所建模型进行了求解;同时提出了半径增量比的概念,并据此对分流效果进行了分析。结果表明：泡沫酸渗透半径逐渐增大,跟端的增长幅度高于趾端;水平井井底压力随时间逐渐升高,相同时间内沿水平井筒逐渐降低。影响泡沫酸分流效果的因素有注入速度、井眼半径及渗透率级差。     

多层酸化工艺研究及应用

酸化是油井增产、水井增注的主要措施之一,现有的酸化工艺存在耐压耐温低、分层酸化层段少、不易反洗井等问题。通过对酸化封隔器结构、胶筒密封件结构、胶筒胶料的配方和多层开关的研究,使该酸化工艺基本满足了中、低渗透层酸化压力高、酸化层段多的需要,现场施工最高压力达40MPa,酸化层段达3层,施工后能够顺利反洗井,提高东部老区中、低渗透层段的开发效果。     

潜山油藏智能转向酸化技术研究与应用

胜利油田潜山油藏储层埋藏深、温度高、跨度大、缝洞系统较为发育,针对酸化过程中酸液易漏失、低渗储层区域酸化程度低、施工后层间渗透率差距大的问题,通过引入羟烷基磺酸提高长链脂肪酸酰胺甜菜碱溶解性和耐温性,制得一种速溶耐温的转向剂,将该转向剂和HCl复配得到转向酸。对酸液体系配方进行了优选,研究了转向酸的各项性能。研究发现,该速溶耐温转向酸体系起黏速率快,具有良好的耐温耐剪切性能,适用于160℃的储层。转向酸体系在pH值3～7范围内黏度保持较好,具有良好的转向性能。双岩心酸液流动驱替实验表明,对于渗透率级差在10以下的并联岩心,酸液转向体系具有较好的均匀酸化效果。在胜利油田潜山油藏成功施工37井次,平均单井日增油量为7.3 t/d,日增液量为11.5 m³/d,控水增油效果显著。     

酸压技术在新场复杂砂岩气藏的应用

新场气田须家河组属于低渗透、超致密砂岩储层,岩性变化大,类型复杂,非均质性较强,物性条件不理想。目前,这种复杂砂岩储层的增产改造工艺是困扰酸化压裂界多年亟待解决的难题。针对新场气田855探井的具体情况,首次提出将胶凝酸平衡/闭合酸压工艺作为改造此类储层的手段,给出了该工艺的原理和设计思想。现场施工表明该工艺能够延长酸岩反应时间,压开具有相当导流能力的酸蚀裂缝,返排时即可得到一定产气量。这对于胶凝酸平衡/闭合酸压技术在四川地区乃至全国的推广和应用具有一定的指导意义。     

低伤害有机土酸体系的研制及应用

为解决滨南油田部分注水井欠注严重的问题,研制了一种新型低伤害有机土酸液体系LDA－2。该体系避免了HF反应中氟化铝沉淀造成的伤害,能解除地层深部堵塞,提高酸化现场施工的有效性。使用LDA－2酸液体系酸化施工后,滨南油田低渗透注水井的吸水量大幅度上升。滨A井的现场实时监测表明,该井的表皮系数由酸化处理前的13降到－0．21,酸化增注效果明显。     

适合文昌油田中高含水筛管井的复合酸液体系

南海西部文昌油田群部分油井已进入中高含水期,储层具有胶结疏松、非均质性强等特点,多采用悬挂筛管完井,酸化时很难实现均匀布酸,往往出现增液不增油的现象。针对储层特点及完井方式,研发出了WZX-02自转向酸+WHS-05缓速酸的复合酸液体系,该体系能有效抑制酸液进入高渗层,避免酸化后含水大幅上升。该体系在文昌M油田D井进行了先导性试验,酸化前产液量为68 m3/d,产油量为32 m3/d,含水53%,酸化后产液量为207 m3/d,产油量为117 m3/d,含水43%,增产效果显著,可为类似中高含水筛管井酸化提供借鉴。      

热化学复合酸化解堵技术研究

在稠油油藏进行常规酸化解堵易造成二次伤害，且残酸返排较难。以江苏油田W5块稠油为对象，开展了热化学复合酸化解堵技术研究，即优选合适的酸液配方，采用酸液溶蚀部分岩心及有机堵塞物，提高近井地带地层渗透率；同时在酸液中加入A剂，在后置液中加入B剂，分段注入后让其在地层中发生热化学反应，产生气体并放出大量的热，利用热化学反应产生的大量热量和气体，对地层有效升温，溶解有机物，降低原油粘度，促进残酸返排。优选出的多功能添加剂KB—28在降低表面张力和缓蚀性船上的作用较为明显，但抗酸渣的性能不强，因此在酸液中使用了抗酸渣剂KS—96。     

特低渗透砂岩储层敏感性评价与酸化增产液研制

酸化是特低渗透砂岩油藏的重要增产措施,若酸液体系使用不当,会对储层造成敏感性伤害。为此,以吐哈盆地鄯善油田三间房组砂岩储层为例,通过XRD衍射分析、扫描电镜、储层敏感性评价实验及现场资料整理等方法,研究储层敏感性特征及损害机理,并研发一种酸化增产液,该酸化增产液可与土酸组合使用,提高酸化效果。研究表明:三间房组储层岩石类型以长石岩屑砂岩为主,黏土矿物以高岭石和蒙脱石为主,属于高黏土矿物储层;储层物性整体表现为低孔特低渗特征,原油为轻质原油,油藏为正常地层压力的未饱和油藏;储层具有中等偏弱速敏、碱敏、水敏、盐敏以及弱酸敏特性;增产液与土酸组合酸液体系可溶蚀大孔隙、微孔隙等多种尺度孔隙后形成孔隙网络系统,可使目标储层岩心渗透率最大提高至原有渗透率的2.68倍。现场应用效果显著,与酸化前相比,平均单井日产油量增加1.29 t/d。研究成果可为特低渗砂岩油藏酸化增产提供技术支持。