川西南部须二气藏复合缓速酸液体系研究及应用

论文摘要

砂岩基质酸化主要用于解除在钻井、完井、修井以及注水过程中对地层的伤害,提高地层渗透率,恢复和提高油气井产能。常用的处理液体系是土酸酸液体系,土酸可以溶解大部分伤害物,但是土酸与地层矿物反应速度快,酸液有效作用距离短,达不到深部酸化的目的,且土酸与地层矿物反应,容易形成一系列不溶性的沉淀物,对地层造成二次伤害。川西南部须二气藏砂岩储层地质复杂特殊,且由于生产过程中的多种原因造成了储层伤害导致气井产量下降,为提高单井产能和开采效率需要对其进行压裂酸化改造。针对这一情况,本文对川西南部须二气藏砂岩储层地质特征进行了全面认识,并结合现场实际和室内实验开展了储层伤害分析,明确了地层潜在伤害因素。在查阅大量国内外文献的基础上对砂岩储层各种酸液体系进行研究,提出了一种新的用于砂岩酸化的酸化处理液即氟化氢铵缓冲酸。通过室内实验对氟化氢铵及其酸液体系的酸度特性、缓速机理进行了分析研究。评价氟化氢铵缓冲酸与钾离子、钠离子的互溶性,对比研究其与钙离子、铝离子反应和土酸与这两种离子反应所生成沉淀。氟化氢铵缓冲酸与砂岩单矿物和现场岩粉进行溶蚀反应,确定了酸液的最佳使用浓度。提出包括缓速盐酸、氟化氢铵缓冲酸、缓速土酸的一套完整的复合缓速酸液体系。对该体系溶蚀性、配伍性、润湿性、抗酸渣性以及腐蚀性进行了研究。用现场实际岩芯进行流动实验,对其酸化效果进行了评价分析,结果表明复合缓速酸液体系对砂岩储层有较好的酸化效果。根据川西南部须二气藏储层非均质性强、层间跨距大的特点,选择了分层酸化工艺技术。从包括张家001-1井在内的须二气藏气井的现场施工效果分析,酸化后气井取得了明显效果,获得了可观的工业气流,酸化解堵效果显著。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 砂岩酸化技术研究现状
• 1.2.1 砂岩酸化技术发展历程
• 1.2.2 酸液体系发展
• 1.2.3 砂岩储层酸化工艺发展
• 1.3 本文的主要内容及创新点
• 1.3.1 主要内容
• 1.3.2 技术关键
• 1.3.3 主要工作
• 1.3.4 创新点
• 第2章 须二气藏储层特征及伤害因素分析
• 2.1 沉积特征
• 2.2 储层特征
• 2.2.1 川西南部须二储层物性特点
• 2.2.2 储集空间特点
• 2.2.3 储层流体特点
• 2.2.4 储层压力温度特点
• 2.3 川西南部须二气藏产能情况分析
• 2.4 川西南部须二气藏储层潜在伤害特点
• 2.4.1 储层潜在伤害因素
• 2.4.2 储层伤害机理及程度分析
• 2.4.3 储层伤害实验分析
• 2.4.4 以往酸化技术分析评价
• 2.4.5 川西南部须二气藏酸化时需考虑的问题
• 第3章 氟化氢铵缓冲酸砂岩酸化原理及特性研究
• 3.1 氟化氢铵缓冲酸的提出
• 3.2 氟化氢铵缓冲酸酸度特性实验分析
• 3.2.1 HCl和氟化氢铵水溶液的酸度曲线分析
• 3.2.2 氟化氢铵溶液和AHF缓冲酸酸度曲线分析
• 3.2.3 氟化氢铵缓冲酸体系酸度曲线分析
• 3.3 氟化氢铵缓冲酸与抑制沉淀特性研究
• +、Na⁺互溶性实验'>3.3.1 氟化氢铵缓冲酸与K⁺、Na⁺互溶性实验
• 2+、Al³⁺的沉淀实验'>3.3.2 氟化氢铵缓冲酸与Ca²⁺、Al³⁺的沉淀实验
• 3.4 氟化氢铵缓冲酸与砂岩反应特性研究
• 第4章 氟化氢铵缓冲酸体系室内实验评价研究
• 4.1 氟化氢铵缓冲酸体系与粘土单矿物溶蚀特性研究
• 4.1.1 单矿物成分确定
• 4.1.2 AHF缓冲酸体系以及土酸与单矿物的溶蚀性能分析
• 4.1.3 不同浓度AHF缓冲酸体系与单矿物的溶蚀实验
• 4.2 氟化氢铵缓冲酸体系与现场岩粉溶蚀特性研究
• 4.2.1 AHF最佳浓度范围确定
• 4.2.2 氟化氢铵缓冲酸体系中HCl最佳浓度范围确定
• 4.3 氟化氢铵缓冲酸体系抗酸渣性研究
• 4.3.1 酸渣的形成机理及影响因素
• 4.3.2 酸渣沉淀的预防
• 4.3.3 氟化氢铵缓冲酸体系抗酸渣性能测试分析
• 4.4 氟化氢铵缓冲酸体系腐蚀性研究
• 4.4.1 金属的腐蚀和缓蚀机理
• 4.4.2 钢片失重法实验
• 4.5 复合缓速酸液体系的确定及综合性能分析
• 4.5.1 复合缓速酸液体系与添加剂配伍性实验
• 4.5.2 复合缓速酸液体系与地层水的配伍性实验评价
• 4.5.3 复合缓速酸液体系的润湿性实验
• 4.5.4 复合缓速酸液体系界面张力测定
• 4.5.5 复合缓速酸液体系与岩芯反应速度分析
• 4.6 复合缓速酸液体系与储层岩芯溶蚀性研究
• 4.6.1 储层岩芯与体系中各酸液的溶蚀实验研究
• 4.6.2 储层岩芯与酸液体系综合溶蚀实验研究
• 4.7 复合缓速酸液体系与钻井泥浆溶蚀实验
• 第5章 复合缓速酸液体系酸化效果评价
• 5.1 莲花山、平落坝岩芯酸化效果分析
• 5.1.1 实验原理及数据处理
• 5.1.2 实验条件
• 5.1.3 复合缓速酸液体系酸化效果实验
• 5.2 邛西构造岩芯酸化流动实验
• 5.2.1 实验条件
• 5.2.2 复合缓速酸液体系酸化效果实验
• 第6章 现场应用及酸化效果评价
• 6.1 不同酸化工艺的适应性及选择
• 6.2 张家001-1井酸化现场应用分析评价
• 6.2.1 张家001-1井基本情况
• 6.2.2 张家001-1井钻井液使用情况及油气水显示
• 6.2.3 储层岩性特征及测井综合解释
• 6.3 施工目的、酸化潜力分析
• 6.3.1 施工目的
• 6.3.2 酸化潜力分析
• 6.3.3 酸化施工设计技术思路
• 6.4 张家001-1井酸化施工及效果分析
• 6.4.1 张家001-1井酸化酸液体系配方
• 6.4.2 张家001-1井酸化泵注程序分析
• 6.4.3 张家001-1井酸化施工综合施工参数分析
• 6.4.4 张家001-1井酸化施工规模
• 6.4.5 张家001-1井酸化施工曲线分析
• 6.4.6 张家001-1井须二下和须二上酸化效果分析
• 6.5 川西南部须二气藏酸化施工效果评价
• 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果