油气藏酸液体系研究进展

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1、油气藏酸液体系研究进展王磊薛蓉赵倩云范华波郭钢教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室陕西科技大学陕西农产品加工技术研宄院中国石油长庆油田分公司油气工艺研宄院:通过优化酸液体系性能，增加酸化渗透距离实现深部酸化和进一步降低地层伤害，提高酸化效果是目前酸化压裂的重点研究方向。对国内外螯合酸、有机酸、泡沫酸、转向酸、凝胶酸等酸液体系的技术特点与优势进行了总结，分析了各种酸液体系发展潜力，指出低伤害高效缓速酸液体系和环保酸液体系在未来储层改造方面具有广阔的应用前景。关键词：酸液体系;螯合酸;有机酸;泡沫酸;环保酸液体系;常规酸化存在布酸不均匀、残酸返排不彻底、酸岩反应速率太快等缺点。泡沫酸分流酸

2、化对地层渗透率和油水层具有选择性，可以实现均匀布酸，提高酸化效果［4-6］。酸化压裂改造工艺技术是碳酸盐岩油气藏开发井增产和稳产的主导技术之一，已经成为勘探井发现油气或探明储量的必不可少重要手段［7-9］。通过优化酸液体系的缓速性能，增长酸化渗透距离、实现深部酸化，进一步降低对地层的伤害，达到增产的目的，是目前酸化压裂的重点研宄的方向，同时低毒、易生物降解、环保型酸液也是酸液研究持续关注的重点。1螯合酸氨基多羧酸（ACPA）—类含有N和0原子的有机化合物，它们几乎可以和所有金属离子形成稳定的配合物。这类化合物是如乙二胺四乙酸（EDTA）、N-P-羟基乙基乙二胺三乙酸（HEDTA）,二乙

3、基三胺五乙酸（DTPA）、DEGTA（乙二醇二乙醚二胺四乙酸）、三乙四胺六乙酸（TTHA）等冇机多元酸，如表1所示，分子中含量4个以上的羧酸，其一级电离、二级电离后产生的氢离子能够与碳酸盐类矿物发生反应。表1常见氨基多駿酸分子式Table1CommonaminopolycarboxylicacidMolecularformula为了减少温度对酸若反应速度的影响，在高温下获得良好的酸化效果，很多工作者开始以氨基多羧酸类化合物代替传统的盐酸进行酸化研宄。Olatokimbo0和Nasr-El-DiU虹以岩心穿透酸液体积PVBT为评价标准，并建立模型系统研宄了酸液注入速率、岩石原始孔隙度、岩

4、石的非均质多空性、岩心的尺寸以及化学反应级数、酸液类型等对酸化效果的影响。Olatokunbo0和Nasr-El-Di通过模拟不同酸液注入速率的二维径向流模型发现随着酸液注入量的增加，所形成的溶蚀孔道形状逐渐发生转变，由圆形、圆锥形、分枝形逐步过度到网状分枝，溶蚀效率则由局部酸化溶蚀逐渐发展为均匀酸化溶蚀。同时Olatokunbo0和Nasr-El-Di也对比丫岩石孔隙度对溶蚀效果的影响，发现原始孔隙度越高，进入空隙的酸液越多，畀心穿透酸液体积（PVBT）越大。在实验中经过对比醋酸、螯合酸在不同pH下的酸化效率，发现在较低的注入条件下，0.5MHC1酸液不能穿透岩心，而醋酸、螯合酸体系

5、能够有效延缓酸岩反应速率、增加PVBT、提高酸化效率。盐酸酸化在高温条件下存在反应速率快、管件腐蚀人等缺点而且不环保，哈里伯顿公司VikcshSinghBaghel和JagPravesh£jjj从环保和耐高温的角度对螯合酸进行了研宄，并提出了基于螯合酸的触孔模型。VikeshSinghBaghel和JagPravesh通过实验发现在同样的注酸速率下，相对HC1酸液体系，螯合酸的PVBT急剧的增加，这是由于螯合酸与岩石反应速率明显慢于盐酸，从而导致整体溶蚀速度变慢。同时该研究者研究比较了两种螯合酸液体系（APCA和11EDTA）的酸化效率随温度的影响，实验发现两种螯合酸液体系的反应速度均

6、随温度的升高而加快，使得PVBT开始下降。CarpenterC[12].等通过大量实验研宄了不同酸液体系在两种储层中的酸化效果，实验结果发现相比于醋酸和盐酸而言螯合酸的酸化效果最佳，盐酸最差。SameerPunnapala£j^J_对不同的氨棊多狻酸和盐酸在不同浓度卜的熔蚀速率进行了测试，引入了一种比EDTA更容易降解的氨基多羧酸GLDA（如式1），其溶蚀速率比EDTA、Hm）TA更低。A.A.BarHUl^Jf^70.25MEDTA（pH为4.5）的溶液作为单独的酸液处理碳酸盐岩对力学特性的影响，借助CT扫描和声学来研宄印第安纳石灰岩和奥斯汀闩垩层岩石弹性模量的变化。随着PVs增加，

7、虫洞的几何尺寸逐渐延长，当注入3.5PVs以上时候，岩石的渗透率随注入量的增加开始出现线性增张。EnriqueA.Reyes等将氨基多羧酸与氢氟酸进行复配制备了用于砂岩酸化HF/APCA酸液体系（48.9〜182°C，1%HF）,该酸液体系与卤盐熔液配伍性良好，在溶蚀岩石的同时，可以螯合钙镁铁，避免形成碳酸盐沉淀，大大降低不溶性氟硅酸盐和氟化钙沉淀，并且有助于去除支撑剂屮的细小粘土。该酸液体系易生物降解，具有健康、安全、和环保优势，现场试验表明