多氫酸技術(shù)應(yīng)用效果分析

1、多氫酸技術(shù)應(yīng)用效果分析第1頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二多氫酸酸化在現(xiàn)場的應(yīng)用效果分析 多氫酸酸液體系配方 多氫酸緩速機(jī)理研究 多氫酸酸化原理概述 前言問題的提出 結(jié)論與認(rèn)識 匯 報(bào) 提 綱第2頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二前言問題的提出HCL-HF體系是砂巖儲層酸化的常規(guī)酸液體系，但是這種酸液體系在油氣田開采應(yīng)用中存在兩方面的問題：一是氫氟酸（HF）對粘土溶蝕的速度過快，使得酸液作用時(shí)間短而最終導(dǎo)致酸液在儲層中的穿透距離短；二是HF與粘土礦物反應(yīng)會產(chǎn)生二次沉淀而造成地層傷害，嚴(yán)重時(shí)會導(dǎo)致酸化效果為零。針對這種情況，近年來研制出了一種新型的酸

2、液體系，解決了這兩個(gè)難題。這種新型的多氫酸體系是由一種復(fù)合膦酸與氟鹽反應(yīng)生成氫氟酸，由于這種新型復(fù)合膦酸含有多個(gè)氫離子，因此被稱為“多氫酸”。第3頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二多氫酸酸液體系是由多氫酸和氟鹽反應(yīng)生成HF，實(shí)質(zhì)上與砂巖儲層反應(yīng)的物質(zhì)仍然是HF。首先，多氫酸可以逐步電離出氫離子與氟鹽反應(yīng)，緩慢生成HF和膦酸鹽，電離過程如下列方程所示：H5RH+ + H4R-H4R-H+ + H3R2-H3R2-H+ + H2R3-H2R3-H+ + HR4-HR4-H+ + R5-其中，H5R表示多氫酸，R代表膦酸根基團(tuán)。多氫酸與氟鹽反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是電離出的氫離子與氟鹽發(fā)生

3、氫化反應(yīng)，生成HF。多氫酸酸化原理概述第4頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二反應(yīng)方程式：H5R+NH4HF22HF+NH4RH4其中，NH4RH4表示膦酸鹽。氟鹽為溶液提供足夠的氟離子，HF的生成需要?dú)潆x子和氟離子的結(jié)合。由于多氫酸可以逐漸電離出氫離子，因此控制了與氟鹽反應(yīng)生成HF的速度。在低PH值環(huán)境下，多氫酸電離出的氫離子的濃度將保持較低的水平，因此，HF的濃度也就保持較低的水平。當(dāng)HF與巖石礦物反應(yīng)消耗掉一部分時(shí)，上面方程的平衡被打破，反應(yīng)將朝正方向進(jìn)行。因此，只要溶液的濃度足夠大，酸液中HF的濃度基本保持恒定。多氫酸酸化原理概述第5頁，共14頁，2022年，5月2

4、0日，14點(diǎn)7分，星期二多氫酸緩速機(jī)理研究砂巖儲層酸化處理中常用的酸液體系是氫氟酸體系，由于氫氟酸與粘土礦物反應(yīng)非常迅速，因而酸液穿透距離短，酸化處理效果往往不佳，尤其對于膠結(jié)疏松地層，氫氟酸體系對粘土膠結(jié)物的過度溶蝕可能造成儲層膠結(jié)松散，嚴(yán)重時(shí)還可能造成儲層垮塌。右圖為常規(guī)的HF+HCL土酸體系和多氫酸體系對粘土的溶蝕率曲線，可以看出，多氫酸體系對粘土的溶蝕速度較慢，其溶蝕率較低。兩種酸液體系對粘土的溶蝕率曲線第6頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二在砂巖地層中，由于多氫酸的物理吸附作用，多氫酸易于吸附在粘土表面，這是由于粘土礦物比其他礦物的表面積大很多的緣故。另外，粘土

5、中的鈣、鐵、鋁等離了含量很高，多氫酸在粘土表面還存在化學(xué)吸附作用。此外，多氫酸在粘土表面會形成鋁硅酸鹽隔層，盡管這個(gè)隔層的厚度不超過1um，但在一定程度上也阻止了粘土與酸液的反應(yīng)。因此，多氫酸可以延長酸液與儲層巖石作用的時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)穿透距離的增大，并且多氫酸的這種特性在酸化處理某些膠結(jié)疏松的儲層時(shí)要比土酸更具優(yōu)勢。多氫酸緩速機(jī)理研究第7頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二多氫酸酸液體系配方 預(yù)處理酸1#：1%助排劑+1%防膨劑+10-12%HCL+3%C-MH+8-10%CHJ-1有機(jī)解堵劑+3%高效添加劑（針對可能存在有機(jī)堵塞問題，體系中使用有機(jī)解堵劑溶解有機(jī)物質(zhì)，恢復(fù)

6、地層的水潤濕性。）處理酸1#：1%助排劑+1%防膨劑+8-10%HCL+4%C-MH+3-4%C-MF+3%高效添加劑處理酸2#：8-10%HCL+8%CH-59多氫酸+3%多效添加劑+2%縮膨劑+2%破乳助排劑+2%互溶劑（體系中使用互溶劑使地層為水潤濕，以提高油的相對滲透率.） 第8頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二多氫酸酸化在現(xiàn)場的應(yīng)用效果分析截止到2009年8月13日共計(jì)多氫酸酸化9井次（油井2口、水井7口），針對尕斯N1-N21油藏歷年來酸化措施有效率、增產(chǎn)率低、有效期短，今年6月初始，開始了多氫酸酸化技術(shù)的應(yīng)用，措施效果見下表：序號施工井號施工日期措施類型措施

7、前措施后日產(chǎn)油累計(jì)增油6月7月8月1躍86516.09多氫酸5.637.252.722.80205.8t2躍2637.07多氫酸5.5210.2210.90第9頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二從上圖的H+濃度變化曲線可以發(fā)現(xiàn)，常規(guī)酸液如土酸和氟硼酸與CaCO3反應(yīng)的H+濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行是降低的；而多氫酸與CaCO3反應(yīng)的H+濃度的變化趨勢則隨著測定時(shí)間的延長，H+濃度緩慢上升，最后保持在一個(gè)較高的H+濃度狀態(tài)。在90時(shí)，由于高溫條件下多氫酸電離H+的性能顯著增強(qiáng)，故曲線出現(xiàn)上翹。多氫酸酸化在現(xiàn)場的應(yīng)用效果分析第10頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期

8、二躍1-32注水井多氫酸酸化施工數(shù)據(jù)工序時(shí)間油壓MPa排 量m3/min液量m3備注排 空12:20-12:30預(yù)處理酸12:30-13:0834.3-32.80.6-1.128.00處理酸13:08-13:3525.8-20.90.75-1.144.00頂替液13:35-13:4519.8-23.20.8-1.130.00停泵13:459.8今年在注水井酸化工藝設(shè)計(jì)時(shí)，加大了頂替液量，過量頂替，將酸液頂入地層深部，酸化結(jié)束后取消洗井工序直接開注。多氫酸酸化在現(xiàn)場的應(yīng)用效果分析第11頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二序號施工井號施工日期措施類型措施前措施后日注水累計(jì)增注合

9、計(jì)6月7月8月 1躍1446.05多氫酸0.0069.073.076.049031.4萬方2躍4-336.06多氫酸0.0064.067.066.044043躍54506.12多氫酸3.0020.017.014.08694躍1-326.15多氫酸44.00116.0110.0105.038535躍3-3318.11多氫酸0.0070.0近期施工待觀察6躍2-338.11多氫酸2.0072.07新2-318.13多氫酸0.00多氫酸酸化在現(xiàn)場的應(yīng)用效果分析第12頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二序號施工井號施工日期措施類型措施前措施后日注水1躍545008.12.10常規(guī)酸化16.002.002躍545009.06.12多氫酸3.0019.00多氫酸酸化在現(xiàn)場的應(yīng)用效果分析第13頁，共14頁，2022年，5月20日，14點(diǎn)7分，星期二結(jié)論與認(rèn)識 多氫酸是一種新型的氫氟酸酸液體系，采用特殊復(fù)合物代替HCL與氟鹽發(fā)生氫化反應(yīng)，具有緩速性、吸附性、延緩并抑制近井地帶二次沉淀物的生成能力等特點(diǎn)。能加快催化氫氟酸與石英的反應(yīng)速度，