长庆油田低渗油藏酸化液添加剂的筛选

2006年2月闫健等.长庆油田低渗油藏酸化液添加剂的筛选23长庆油田低渗油藏酸化液添加剂的筛选闫健'张宁生’刘晓娟'王晓东2(1.西安石油大学石油工程学院,西安710065; 2.长庆油田油气院采油室,西安710021)摘要针对长庆油田姬塬长2油藏具有低渗及粘土矿物中绿泥石含量较高等特点,在该油.藏酸化液体系已确定的基础上.筛选了适合该油藏的酸化液添加剂,并评价了各添加剂在酸化过程中的作用。选择氯化铵为防膨剂,醋酸和柠檬为铁离子稳定剂,XP为缓蚀剂,CF-5B为助排剂，BE-2为破乳剂,试验结果表明,酸化液掭加剂、酸化液体系及地层水具有良好的配伍性。本研究为同类低渗透油藏酸化液添加剂的选择提供了参考。关键词酸化液添加剂筛选低渗油藏长庆油田姬塬长2油藏是属于低渗、低压油的防膨效果比其他防膨剂好,且随防膨胀剂加量藏,碎屑物质主要由石英、长石.岩屑和云母组成，增加,防膨性增加。因此,选择氯化铵作为防膨矿物成分成熟度低、结构成熟度高;填隙物主要有剂。高岭石、绿泥石、水云母、硅质、铁方解石、铁白云表1不同防膨剂对粘土的防膨效果石,其中,高岭石、绿泥石含量较高。由于油藏不页目氯化饺加量,%氯化钾加量,%聚季铵盐加量,%经过改造没有自然产能,长庆油田进行了针对该3.0 5.0 3.0 5.0 1.5 3.0储层的酸化工艺技术研究,开发了适合于该油藏膨胀降低率,% 4.70 6.84 3.23 4.12 0.84 1.76改造的酸化液体系。为了改善酸化液的性质,提高酸化处理质量,本研究进行了酸化液添加剂的1.2 铁离子稳定剂的确定筛选,并考察了酸化液添加剂与酸化液体系、地层姬塬长2油藏填隙物总量为15.20% ,其中,绿泥石含量较高,为2.09%。在酸化过程中,易水间的配伍性。释放出铁离子,而铁离子在pH值小于3时就会沉1酸化液添加剂的筛选淀,铁离子沉淀对岩芯的伤害较大。因此,在酸化1.1 防膨剂的确定液中必须加入铁离子稳定剂。取适量的铁离子稳砂岩油藏普遍含有粘土矿物。通常,当油藏定剂配制成溶液,加人适量的氧化铁, Fe3+ 起始浓粘土含量为5% ~ 20%时，则认为是粘土含量较度为1 000 mg/L,用NaHCO3调节体系pH值为4,高的油层。如果在开发过程中措施不当,就会造采用721型分光光度计测定其吸光度,再由标准.成粘土矿物膨胀、分散和运移,导致渗透率下降，曲线得到该pH值下的相应Fe3+浓度。考察不同造成地层损害。在不含见水膨胀型粘土矿物的砂铁离子稳定剂的稳定性能,结果见表2。岩地层中,其他微粒也会造成地层损害,这些微粒表2铁离子稳定剂的性能评价结果是可运移的石英微粒和一些非膨胀型粘土矿物高Fe'+终止Fe'稳定岭石、伊利石、绿泥石及一些混合层粘土等。因铁离子稳定剂吸光度.浓度/mg*L- 1率 ,%_此,对于含粘土矿物和其他微粒的地层,在酸化等;醋酸柠檬酸0.156740740.16780080措施中合理地采取稳定粘土技术,对于实现油气醋酸+柠檬酸0.17386田的高产稳产至关重要。.乳酸0.17168068葡萄糖0.17920_740C下,通过岩芯膨胀仪测定自制岩芯(由中国煤化工姬塬长2油藏岩芯粉制成)在蒸馏水及各种防膨剂溶液中的岩芯膨胀率,得出岩芯的膨胀降低率。YHCNMHG檬酸作为铁离子考察防膨剂(氯化铵、氯化钾、聚季铵盐)对粘土的收稿F期:2005-10-26。作者简介:闫健,在读硕士研究生,主要从事油气田开发防膨效果,结果见表1。从表1可以看出,氯化铵方面的研究。精细石油化工进展第7卷第2期24ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS稳定剂的效果较好,在体系pH值为4时,其铁离排剂使毛细管压力下降的方法是降低8,使θ趋子稳定率达86%。于90° ,助排剂使残酸液表面张力大幅度下降,有1.3缓蚀剂的确定利于返排。其次,助排剂在岩石表面吸附成膜,使缓蚀剂能抑制金属在腐蚀性介质中被破坏,θ角增大,当θ趋于90°时,cosθ趋于0,使毛细管酸化缓蚀剂主要用于油井酸化施工时防止盐酸或压力降至最小,变化后的表面为非润湿状态,从而土酸溶液对金属设备和井下管柱的腐蚀,以保证.提高酸液返排量,减少二次沉淀。油井酸化压裂工艺的实施和增产、稳产技术措施1.4.2助排 剂的筛选的实现。如果没有较好的缓蚀剂防腐,会发生井将一定量的助排剂(CF - 5B、CF - 5C、下油管脱扣等事故。CF-5D)加入蒸馏水中,在40 C下采用气泡法测为了正确地选择和使用缓蚀剂来降低酸化液定表面张力,结果见表4。的腐蚀,对缓蚀剂(甲醛、XP、HJF - 94、HX)按照石油天然气行业标准SY/52731991(失重法) ,进行了表4不同加量的助排剂溶液的表面张力表面张力/mN.m -性能评价。考察不同缓蚀剂对盐酸和土酸的缓蚀助排剂0.2% 0.3% 0.4% 0.5% 0.6%效果,结果见表3。CF-SB5I.045.137.9 32.4 27.8F-SC40.938.636.4 34.233.1表3缓蚀剂对盐酸和土酸的缓蚀效果CF-5D38.038.0 36.435.2试验前试验后腐蚀腐蚀速率/项目质量/gg'm~2.h-'从表4可看出,3种助排剂均有降低表面张盐酸甲醛10.973 410.955 30.018 13.334力的作用,但是,助排剂CF-5B能显著降低表面X10.375410.373 60.001 8.0.092张力。因此,选用助排剂CF-5B。HJF-94 10.606210.603 20.003 00.424.1.4.3助排剂CF-5B的性能评价H210.678 310.67420.004 10.465土酸将助排剂CF-5B加人不同含量的盐酸中，11.078 511.031 70.045 88.603 .40C下测定其表面张力和酸溶解性,结果见表5。XI10.695 810.69090.0020.342HJF- 9410.526 110.511 80.014 31,628表5CF-5B在酸液中溶解性和表面张力10.592 710.57660.016 11.827溶解性测定表面张力测定注:甲醛加量2%,XP加量1%,HUF-94加量1%，HX加量1%。含量,% CF-SB试验2h后外观CF-5B表面张力/加量,%加量,% mN.m"150.5酸液透明清亮 ,无沉淀0由表3可看出,在同样条件下,使用XP缓蚀1.0酸液透明清 亮,无沉淀0.528.1剂的腐蚀速率大大低于其他缓蚀剂,缓蚀效果最202.5酸液 透明清亮,无沉淀好。因此,选定XP作为缓蚀剂。5.0酸液 透明清亮,无沉淀).529.31.4 助排剂的确定油气井酸化作业中，残酸的返排是一项技术.从表5可看出,助排剂CF-5B在酸液中具难题,返排是否完全是影响施工成功率的一个重有较好的溶解性和很强的降低表面张力的作用,要因素,特别在能量低、渗透性差堵塞及污染严可有效提高酸液返排量。重的油气井,返排更加困难。因此,助排剂的选择1.5 破乳剂的确定.尤为关键。储集层内原油许多分子具有亲水性,而酸化1.4.1助排机理液内许多分子具有亲油性。在酸化处理时挤人地毛细管压力(P。)与表(界)面张力(8)、接触层的酸化液与原油相遇,易形成较稳定的水包油角(θ)及曲率半径(R_)的关系由Laplace 方程表或油中国煤化工:严重堵塞岩石内.示微小HCNMHG形成乳化物("。P。= 28cos0/ Rm按石油天然气行业标准SY5281 - 91的规定，要使P。值变小，可通过降低表(界)面张力采用瓶试法进行破乳剂的破乳脱水性能评价,结8,使接触角θ趋于90,增大Rm来实现。添加助果见表6。2006年2月闫健等.长庆油田低渗油藏酸化液添加剂的筛选25表6不同破乳剂的破乳 脱水性能.破乳剂不同时间的脱水量/mL界面情况脱出水色原油 脱水率,%名称加药浓度/mg*L”I 15min 30 min 60 min 90 min 120 min 150 minBE-20.0517.25 18.10 18.85 19.40 19.60 19.71清晰透明93.41γ_γ9.07 .10.31 10.65 12.77 13.5413.9666.16_CF-SD0. 1511.9013.95 18.05 19.20 19.2919.32 .乳白色91.56从表6可看出,破乳剂BE-2比其他破乳剂表7添加剂、地层水及酸化液的配伍性的破乳脱水效果好，150min后的原油脱水率达酸化液与地层水体积比93.41%。因此，选用破乳剂BE- 20。1:11:21:4:81.6互溶 剂的确定实验现象透明无沉淀透明无沉淀透明无沉淀透明无沉淀酸化处理前后可能导致岩芯润湿性的变化，如岩芯由亲水性转化为亲油性,润湿性的反转导从表7可以看出,酸化液添加剂、酸化液体系致油向渗透率减小。但岩芯酸化实验表明，该油及地层水之间具有良好的配伍性。藏所选用的酸化液在酸化过程中不存在润湿反转现象,所以在酸化液中可以不加任何互溶剂。.3结论2酸化液添 加剂、酸化液体系及地层水的配伍性(1)在油藏酸化液体系已确定的基础上,筛选了酸化液添加剂,选择氯化铵为防膨剂，醋酸和柠研究檬酸为铁离子稳定剂,XP为缓蚀剂,CF-SB为助2.1添加剂与酸化液的配伍性.将铁离子稳定剂(醋酸+柠檬酸)、防膨剂(氯排剂,BE-2为破乳剂,为有效提高酸化效果奠定化铵)、缓蚀剂XP、助排剂CF-5B、破乳剂BE- 2了良好的基础。铁离子稳定剂能有效抑制姬塬长按使用浓度分别和已经确定的酸化液体系混合摇2油藏酸化过程中释放出的铁离子沉淀。助排剂匀,在地层温度(40 C)条件下,静止2 h,发现酸CF-5B可有效提高酸液返排量。化液体系不分层、无沉淀,表明添加剂与酸化液体(2)试验结果表明,筛选出的酸化液添加剂、酸化液体系及地层水具有良好的配伍性。系配伍性良好。2.2添加剂、地层水及酸化液的配伍性参考文献在酸化液体系中分别加入上述各种添加剂，聂新村.田承村,许大星等.渤南油田酸化舔加剂研究.断块油再与地层水按不同比例混合,在地层温度为40C.气田,2004,11(4):73-74的条件下,静止2~3 h,观察有无沉淀产生。结果:刘晓光.渤海油田酸化工艺技术。中国海上油气(工程),1995,见表7。7(4):50 -53Selection of Additives in Acidifying Fluid forLow - permeable Reservoir in Changqing OilfieldYan Jian' Zhang Ningsheng' Liu Xiaojuan'Wang Xiaodong2(1. Petroleum Engineering Institute of Xi' an Shiyou Universily , Xi' an 710065 ;2. Oil Production Room of Changqing Oil and Gas Field , PetroChina Company Limited , Xi' an 710021)Abstract The Chang 2 reservoir in Jiyuan of Changqing Oil and Gas Field was low - permeability and high chloritecontent . On the basis of the acidifying fluid system determinated for the reservoir , additives for the system were se-lected as follows: acetic acid and citric acid as ferric ion stabi中国煤化Iride as anti - clay -swelling agent , XP as corrosion inhibitor , CF - 5B as cleanup adHCN M H Gier.The efets of theadditives on acidification were evaluated . The additives had good compatibility with the acidifying fuid system andformation water.Key Words low - permeable reservoir , acidifying fluid , additives , selection