酸基粘弹性液体体系研究及应用

论文摘要

随着石油勘探开发技术的不断发展,压裂和酸化成为储层增产改造的主要手段。对特低渗、难动用的储层应研究针对性改造工艺措施才能改善增产效果,为了提高这类低渗透油气藏的开发效益,本文在分析总结前人经验成果的基础上研发改进了酸基粘弹性液体体系,它以粘弹性表面活性剂为稠化剂,通过在酸液中交联得到酸基清洁液体系。该酸液体系继承原有粘弹性表面活性剂压裂液的优点:低粘度、高弹性、低摩阻及携砂性等,通过机理研究发现它能根据酸岩反应进程实现自主转向酸压,深入改造低渗透储层。酸基粘弹性液体体系是将酸化与压裂有机地结合,其携砂酸压会取得更好的增产效果。在论文研究中酸基粘弹性液体体系多项性能优良,可适用于非均质低渗透储层的增产改造。最终在华北油田某区3口井进行了现场携砂酸压的先导性试验,增产效果明显,为该类油藏的酸压开发提供了有效的技术手段。研究中完成的主要内容与取得的成果有:(1)对酸基粘弹性液体体系进行了酸岩反应动力学测试,并取得了相关的动力学参数及方程,同时应用三维扫描仪对酸蚀裂缝表面形态进行描述研究,上述研究表明酸基粘弹性液体体系具有很好的缓速性。(2)研究了酸液的变粘自转向性能,实验发现该体系的变粘范围与前人的研究结果略有不同,较传统变粘酸而言变粘范围有所提前,这样更有利于防止酸液的消耗和滤失,此外随着pH值的进一步升高成胶酸液会自破胶。(3)对酸液体系的其它性能也进行了详尽的研究,结果表明酸基粘弹性液体体系具有低滤失、低摩阻、抗剪切、耐高温、高导流、配伍性好等良好性能,此外酸液体系破胶迅速、完善,对地层污染小。(4)针对华北油田某区低渗含灰质砂岩储层进行了酸压设计并现场指导携砂酸压施工,对施工后的改造效果进行了综合分析与评价。本文提出的酸基粘弹性液体体系携砂酸压改造技术不仅对本试验区的增产及稳产具有重要的指导意义,而且对于研究其它低渗透储层的增产改造技术也同样具有借鉴作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景及选题依据
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 压裂液的发展概况
• 1.2.2 酸压技术的发展应用概况
• 1.2.3 酸基粘弹性表面活性剂压裂液体系的提出与发展
• 1.3 研究目的及意义
• 1.4 研究内容及技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 完成工作量及取得的认识
• 第2章 酸基粘弹性液体体系研究概述
• 2.1 酸基粘弹性液体体系组成
• 2.1.1 粘弹性表面活性剂
• 2.1.2 缓蚀剂
• 2.1.3 铁离子稳定剂
• 2.2 粘弹性表面活性剂溶液性质
• 2.2.1 粘弹性表面活性剂聚集体结构
• 2.2.2 粘弹性表面活性剂的水溶性
• 2.3 酸基粘弹性液体体系成胶机理
• 2.3.1 蠕虫状胶束的生长理论
• 2.3.2 酸基粘弹性液体稠化原理
• 2.4 酸基粘弹性液体体系工作机理
• 2.4.1 酸基粘弹性液体酸压工作机理
• 2.4.2 酸基粘弹性液体提高裂缝导流能力机理
• 第3章 酸基粘弹性液体体系酸岩反应特征研究
• 3.1 酸岩反应机理研究概述
• 3.1.1 酸岩化学反应机理
• 3.1.2 酸岩反应速度的描述
• 3.1.3 酸蚀裂缝表面形态研究
• 3.2 酸岩反应动力学参数测定方法
• 3.2.1 酸岩反应动力学方程的确定
• 3.2.2 酸岩反应活化能的计算
• 3.2.3 酸岩反应动力学实验方法
• 3.3 岩心溶蚀及酸岩静态反应实验
• 3.3.1 岩心溶蚀实验
• 3.3.2 酸岩静态反应实验
• 3.4 酸岩反应动力学实验研究
• 3.4.1 实验方法与过程
• 3.4.2 酸岩反应动力学方程的确定
• 3.4.3 酸岩反应活化能的确定
• 3.4.4 实验结果与讨论
• 3.5 酸岩溶蚀表面形态研究
• 第4章 酸基粘弹性液体体系性能评价研究
• 4.1 酸基粘弹性液体体系粘性研究
• 4.1.1 体系粘度与pH 值的关系
• 4.1.2 体系粘度与VES 浓度的关系
• 4.1.3 体系的剪切性和耐温性
• 4.2 酸基粘弹性液体体系携砂性能研究
• 4.2.1 流变性研究
• 4.2.2 携砂实验研究
• 4.3 酸基粘弹性液体体系破胶性能实验研究
• 4.3.1 残酸破胶机理
• 4.3.2 破胶实验及结果分析
• 4.3.3 破胶液的伤害性
• 4.3.4 破胶液表/界面张力的测定
• 4.4 室内其它相关性能评价研究
• 4.5 酸基粘弹性液体体系携砂酸压可行性分析
• 第5章 华北油田现场试验效果及评价
• 5.1 01 井酸压设计与施工效果评价
• 5.2 02 井酸压设计与施工效果评价
• 5.3 03 井酸压设计与施工效果评价
• 5.4 三口井施工小结
• 结论及建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的学术成果