渤海超高温碳酸盐岩储层酸化技术

潜山碳酸盐岩储层是当前渤海油气勘探开发的重点领域,而酸化则是碳酸盐岩油气藏增产改造的关键措施。在研究渤海潜山超高温碳酸盐岩油气藏勘探开发的过程中,针对其超高温、埋藏深、物性差、非均质性强、测试层段长、含硫化氢等特点,通过相应的基础理论研究和技术研发配套,创新性地提出“非酸螯合+高温缓速缓蚀”相结合的方式。通过非酸螯合体系降温缓速、深部溶蚀,结合高温缓速缓蚀酸液激活天然裂缝、增大改造范围,形成了针对渤海潜山超高温碳酸盐岩储层的酸化技术。该技术在现场成功应用,探井A酸化后测试产气量增加55倍,增产效果显著。     

硫酸钡结垢影响因素及防垢剂性能评价

为了研究硫酸钡结垢量的影响因素,室内开展了成垢离子浓度、温度、矿化度和pH值对硫酸钡结垢量的影响实验,并考察了4种防垢剂(HEDP、ATMP、PBTCA、HFGJ-26)对硫酸钡垢的防垢效果。结果表明,随着成垢离子浓度的增大和pH值的升高,硫酸钡结垢量逐渐增加;而随着温度和矿化度的升高,硫酸钡结垢量逐渐减少。硫酸钡防垢剂效果评价实验表明,防垢剂HFGJ-26具有良好的防硫酸钡垢效果,其加量在50 mg·L~(-1)时,防垢率可以达到85%以上,能够对硫酸钡垢的形成起到良好的抑制作用。     

碳酸盐岩储层酸基压裂液体系性能研究

伊拉克米桑油田主力产层均为碳酸盐岩储层,具有岩性复杂、埋藏较深、地层温度较高以及非均质性强等特征,需要通过酸压技术开发储层。针对储层温度90℃酸压开采,通过实验室研究,优选出了适用于90～100℃碳酸盐岩储层酸基压裂液体系,盐酸浓度为20%,岩心溶蚀率为83.6%。在20%盐酸中,加入质量分数为1.0%稠化剂,耐温耐剪切评价后黏度保持61mPa·s;加入质量分数为1.0%酸化缓蚀剂,缓蚀率为2.61g/(m²·h);加入质量分数为1.4%助排剂,表面张力为30.4mN/m,界面张力为1.8mN/m;加入质量分数为1.5%黏土稳定剂,防膨率为92.6%,各项指标均满足行业标准要求。     

一种沥青质抑制剂及复配体系室内实验研究与现场试验

随着石油开采过程中压力衰竭,举升过程中温度降低,沥青质容易析出,堵塞近井地带、油管及泵,最经济有效手段是使用有机溶剂进行清理,但后续沥青质会进行沉积,不得不频繁处理。对中海油服油生研究院开发的有机垢抑制剂PA-OI及复配清防一体体系进行了评价:有机垢抑制剂成膜强度大、耐冲刷、沥青质起点抑制能力强、0.2%浓度PA-OI对沥青质抑制率85%,其复配体系溶沥青质速率4 mg/mL/min@50℃,并通过环境扫描电镜对抑制沥青质沉积的微观呈像进行了考察。该体系在某油田的A-1井进行了现场试验,该体系使得该井成功复产,累计增油超过8 000 m~3。     

硫酸钡阻垢剂PA-Q1的合成与阻垢机理研究

海上油气田在注水开发过程中,由于注入硫酸盐含量高的海水与钡、锶等阳离子含量高的地层水不配伍,易形成硫酸钡锶垢,堵塞井筒和近井地带,制约油气田产量.以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、酯类单体作为原料,采用过硫酸铵作为引发剂,通过优化聚合工艺合成一种三元共聚物PA-Q1,阻垢率达到94.4％.PA-Q1主要通过空间位阻和疏水效应起到阻垢效果,对硫酸钡晶体的生长有明显的干扰作用,能够使硫酸钡结晶诱导期由小于5 s延长至90 s,晶核生长速率由0.01965 s-1降为0.00057 s-1.     

绿泥石弱酸性解堵剂的开发与性能评价

黏土矿物常对油田储层造成污染和堵塞,绿泥石矿物是黏土矿物的主要组成部分之一。目前现场常采用的强酸性解堵剂腐蚀性大,作用时间短,当体系质子消耗到一定量时,体系解堵效率大大降低。为了解决以上问题,对各产地绿泥石物性分析比较,引入缓冲概念,针对性地复配了一种螯合能力强、具有缓冲能力的弱酸性解堵剂。通过室内实验研究发现:在解堵主剂质量浓度4%、pH值为5条件下,解堵剂对绿泥石24 h溶蚀率达25%,说明该解堵剂具有溶蚀率高、解堵效果好、腐蚀性弱以及配伍性好的优点。机理研究表明,解堵剂和缓冲体系有效组合,持续稳定提供一定浓度质子的特点是该弱酸性绿泥石解堵剂高效解堵的关键。WZ-X井在开发开采过程中,由于钻完井液侵入地层造成黏土膨胀与运移伤害,使用绿泥石解堵剂进行解除污染,作业后该井产液量由55.5 m3/d提升至98.0 m3/d。该技术的成功应用为油田解堵提供了新的方向。的方向。      

多元热流体热采稠油乳状液的形成及稳定性研究

利用PVT装置模拟高温高压下热采稠油乳状液的形成过程,并通过RS600流变仪及光学显微镜,测定了渤海脱水原油与模拟水在不同条件下所形成的原油乳状液的黏度及微观特性,考察了影响热采稠油乳状液稳定性的因素。结果表明,随实验温度、搅拌速率以及防膨剂浓度的增加,稠油与模拟水乳化所形成的原油乳状液黏度增加,水滴数量增加、粒径减小,所形成的原油乳状液稳定性增强,而多元热流体的加入使得原油乳状液黏度降低,但水相颗粒以更小的粒径分布得更均匀。这主要与温度增加及多元热流体的作用有关,稠油黏度降低,再加上剪切速率增加及稠油中的天然乳化剂共同作用,使得稠油容易与模拟水乳化,形成稳定的W/O型乳状液。     

盐酸酸化缓蚀剂PA-CI的缓蚀性能评价及机理研究

以有机胺、甲醛和芳香酮为原料,合成一种曼尼希碱类酸化缓蚀剂PA-CI。通过红外光谱对该缓蚀剂结构进行了表征,用静态挂片质量损失法和电化学分析法评价其缓蚀性能与缓蚀机理。静态质量损失法研究结果表明:在质量分数20%盐酸中,缓蚀剂质量分数为0.8%时,N80钢腐蚀速率为2.14 g/(m~2·h),满足了石油行业缓蚀剂一级产品的指标要求。电化学研究结果表明:该缓蚀剂是一种以抑制阳极为主、作用机理为几何覆盖效应的混合型缓蚀剂,其在N80钢片表面上的吸附符合Langmuir单分子层等温吸附原理。通过相关热力学与腐蚀动力学参数的计算,进一步阐述该缓蚀剂的吸附机理:其在N80表面为化学吸附,且吸附状态是无序化的。     

盐酸酸化缓蚀剂PA-CI的缓蚀性能评价及机理研究

以有机胺、甲醛和有机酮为原料合成了曼尼希碱酸化缓蚀剂PA-CI。通过红外光谱对合成产物的结构进行了表征,并分别采用静态挂片失重法和电化学分析法评价了其缓蚀性能与机理。静态失重法实验结果表明,在20%盐酸中,缓蚀剂加量为0.8%时,N80钢的腐蚀速率为2.14 g/(m~2·h);电化学研究结果表明,该缓蚀剂是以抑制阳极为主、作用机理为几何覆盖效应的混合型缓蚀剂,其在N80钢片表面上的吸附符合Langmuir单分子层等温吸附。通过相关热力学与腐蚀动力学参数的计算,进一步阐述了该缓蚀剂的吸附机理,其在N80表面的吸附为化学吸附,且吸附状态是无序化的。     

硫酸盐垢除垢剂BSSR除垢反应机理与矿场应用

在DTPA和EDTA基础上进行改性处理制备了除垢剂(简称BSSR)。BSSR能够与Ba²⁺形成稳定的五元环螯合物，对硫酸钡除垢率超过90%。在高温条件下，BSSR能够与碳酸盐岩缓速反应，对比盐酸的缓速率为99.8%。BZ-X-11井由于硫酸钡结垢问题导致停产，使用BSSR解堵作业后，日产液60 m³,日产油40 m³。BZ-X-2井开发层位属于潜山碳酸盐岩储层，井底流温185℃,常规酸液在缓速和缓蚀方面很难满足需求，使用BSSR作业后，该井产气量由43 000 m³/d提升至147 000 m³/d。