热酸深部解堵剂研究及应用

2000年7月西安石油学院学报(自然科学版)Ju.2000第15卷第4期Journal of Xi'an Petroleum Institute( Natural Science EditionVol. 15 No4文章编号:1001-5361(200004-0049-03热酸深部解堵剂研究及应用Development and Application of a New Hot Acid Plug Removal Agent李萍,胡玉辉,何长,刘吉武,马宏伟,管允峰(胜利石油管理局孤岛采油厂,山东东营257231)摘要:针对孤岛油田部分油层污染为无机物和有机物混合堵塞,开发岀一种HA-PA热酸深部解堵剂,它由HA热化学处理剂和PA缓速酸组成.HA热化学处理剂是以亚硝酸盐和铵盐为基础的反应体系,反应后能放岀大量的热能和气体.PA酸主要由磷酸十氟化铵组成,它的溶蚀率高,缓速性能好,对设备管线腐蚀小,能有效解除地层深部堵塞.室內硏究和现场试验表明,HA热化学处理剂和PA酸配合使用可有效解除地层中的有机物和无机物堵塞,对地层伤害小,解堵增注效果好还介绍了该剂的配方原理、配方筛选及其性能评价和现场应用效果关键词:胜利油田;酸处理液;磷酸;氟化铵中图分类号:TE39文献标识码:A孤岛油田属疏松砂岩油藏,原油粘度高,地层胶1.1.2PA酸解堵原理结疏松易出砂.因污水回注及油井进入高含水采油该酸化液的主体酸是磷酸十氟化铵复配体期,部分油水井除粘土、腐蚀产物等无机物堵塞外,系,其中HPO4与碳酸盐、腐蚀产物等反应速度蜡、胶质、沥青质等有机物堵塞也较为严重,采用传缓慢,不破坏油层骨架,不产生酸渣等沉淀3.同时统的化学酸化和水力振荡等方法处理易引起油层出H3PO缓慢电离出的H与溶液中F形成一定浓砂增产增注效果差.近年来国內岀现了越来越多的度HF酸,对粘土产生溶蚀作用,从而达到深部酸化同时利用两种或多种因素作用的技术,例如热化学的目的酸中加入部分添加剂,可进一步降低其表面解堵、复合化学解堵口.为此,结合孤岛油田的地质张力、减少酸液对管线设备的腐蚀特点和油层污染伤害的情况,开展了热化学处理剂与缓速酸配合使用的增产增注工艺研究1.2HA热化学处理剂配方研究1.2.1HA热化学处理剂配方的确定室内研究将亚硝酸钠与氯化铵按质量分数的不同配制成水溶液.称取溶液100g倒入保温桶中,加入不同比1.1配方原理例的活化剂后在常温常压下进行反应.通过反应速度、反应后的最高温度及高温持续时间的长短来确1.1.1HA热化学处理剂定反应物及活化剂的最佳使用浓度(表1)利用亚硝酸钠与氯化铵的水溶液在特定活化剂作用下,通过降低反应体系的活化能来控制反应.利由实验结果可以看出:(1)z(NaNO3)为18%,(NHC1)为14%时反应温度最高且持续时间最用该反应体系放出的大量热能和气体有效解除有机物堵塞.反应方程式如下:长;(2)活化剂用量对反应速度有一定影响.10号配方中活化剂质量分数为0.1%,达最高温度峰值时NaNO2+NH Cl=NaCl-+2H,O+N2 1间为23min,反应速度较为适宜△H=-333.86kJ50西安石油学院学报(自然科学版)1.2.2在密闭容器高压釜)中的反应最高值168.2℃最高压力4.0MPa降温至35℃、压实验用高压釜的体积1000ml按10号配方配成力为1.05MPa表明反应有大量的气体产生反应后溶液400g倒入高压釜内经过20min反应温度达的残液无沉淀表1HA热化学处理剂配方及研究结果序号(NaNO2)%1416181416181620(NHCl)%10.810.810.812412.412.4144活化剂y%0.250.150.200.200.250.150.150.200.250.100.10达到最高温度峰值时间/min17241316121317126232123最高温度/℃89.5100100.5100100.5102100.5102102.5102.5102102高温持续时间/mn4616111511171820.51719实验温度23℃9-12号配方中亚硝酸钠与氯化铵水溶液已基本饱合1.3PA酸的配方研究土溶蚀能力对比实验图3)可以看出PA主体酸与土酸对粘土的最终溶蚀量基本上相当,但PA主体1.3.1PA主体酸的配方研究酸却有明显的缓速作用因此可以减少对地层的伤通过不同配比的酸液对粘抆安丘膨润土舶溶害达到深部解堵的目的蚀量来确定磷酸和氟化铵的最佳浓度.实验方法准确称取烘干后的粘士1.0~1.5g放入带盖小塑料杯中加入20ml酸液放入50℃恒温水浴中恒温4h后20取出将反应后的粘土过滤、洗涤、干燥并称重汁计算每P03F酸液对粘土的溶蚀量(mg/ml图1、图2)图3PA主体酸与土酸对粘土溶蚀能力的对比曲线1.3.3PA酸中添加剂的筛选〔A)缓蚀剂的确定我们选用IS129JG-2甲醛et:(H,PO,)三种缓蚀剂,分别对N80钢片进行腐蚀试验结果图1HPO4浓度变化与粘土溶蚀量关系曲线LG2缓蚀效果明显.LG-2用量为1%时,60℃和90℃时的腐蚀速度分别为1.3g(m2.h)和9.8g(m2.h)B)表面活性剂的筛选:选用四种表面活剂SP169AE121、HR-1、JAG进行乳化性能及界面张力实验结果JAG效果最佳,(JAG)为0.2%时酸W(NiF)液的表面张力为32mN/m对孤岛稠油乳化能力强与酸液配伍性好2NHF浓度变化与粘士溶蚀量关系曲线1.3.4PA酸对孤岛岩芯的溶蚀能力试验图1、2说明当v(NHF3%时,w(HPO4增试验用孤岛岩芯取自中22-519井,GN4层加酸液对粘土的溶蚀量逐渐增大当(HPO4)1252.5~1257.0m棕黑色含油砂岩将岩芯用石油于14%时溶蚀量增幅不明显.当κH3PO)为14%,醚洗油并烘干后按1.3.1的实验方法测PA酸对它κNHF)为3%时酸液对粘土的溶蚀量最高,的溶蚀量.实验结果见图4NHF进一步增加酸液对粘土的溶蚀量反而下由图4可以看出PA酸对孤岛岩芯的溶蚀量较降反应过滤液放置12h有沉淀产生.故确定主体酸高在温度为60℃、反应时间为6h溶蚀量达到的最佳配比为14%H3PO+3%NHFml以上同时它的缓速性能较好,可以和热化学处李萍等热酸深部解堵剂研究及应用511.4模拟试验利用GD∞0×1000疏松砂岩模拟岩芯流体试验装置对孤岛地层岩芯进行HA-PA热酸深部解堵6i℃剂处理实验结果见表2从动态模拟试验结果看出相同条件下用常规土酸和HA-PA热酸深部解堵剂处理后岩心的渗透图4PA酸对孤岛岩芯的溶蚀能力曲线率变化值不同.常规土酸(1号处理后岩心渗透表2热酸深部解堵剂动态模拟试验结果实验号砂体直径长度孔隙体积孔原度相渗透率通热化学通隔离液通酸处理后水相渗透h2/ky/imm剂/ml比值30.40.76440土酸)0.9241.210.856率为原渗透率的1.21倍用热化学酸化解堵剂(典型井例孤南2-23水井井段2381.6~2822号)理后岩心渗透率为原渗透率的1.78倍.表明2m,995年12月转注配注120m3/d随后吸水量逐HA-PA热酸深部解堵剂能有效提高岩芯的渗透率,渐下降19年4月注水5m3/d,同年5月不吸水达到解除无机物和有机物堵塞的目的关井4个月.经化验回注污水中悬浮固体颗粒4.2ng1颗粒直径51.71ym,含油23.46mg1.污水中2矿场应用及效果分析的悬浮固体和油对油层附近造成伤害影响正常注水.1997年9月4日采用热酸深部解堵剂20m3解2.1选井条件堵,997年9月20日开井注水压力在12MPa下注95m3/d同年12月在注水压力15MPa下注110m3/d,(1)井油层近井地带各种乳化堵塞井死油、到198年3月30日为上累计注水190累计增加蜡、沥青、胶质等有杋物造成的堵塞井油稠、高凝、注水量208301高含蜡的井(2)水井渐转注井泩生产过的稠油井由于回注污水中油、无机杂质在井底附近滤积形成油状淤泥物堵塞的井形成3结论2.2HA-PA热酸深部解堵剂现场施工工艺(1HA-PA热酸深部解堵剂是一种新型的地层处理剂可有效解除地层中无机和有机物堵塞HA-PA热酸深部解堵剂的处理半径一般为1(2)A酸与常规酸相比有较好的缓速性能,有~3mHA热化学处理剂与PA酸的用量为1:1施工效作用距离长可以达到深部解堵的目的设备与常规酸化基本相同施工程序如下换管柱一3)工艺在油、水井增注解堵效果较明显成洗井→试压→挤HA处理剂→挤隔离液→挤A酸本低施工方便应用范围广→挤顶替液→关井2~4h→混排→完井生产.水井在施工前后需分别测吸水指示曲线或PI值参考文献2.3矿场试验及效果分析[1]祝明华.KQTA解堵工艺技术J]石油钻采工艺,199516)85-881997年4月进入现场试验至1998年底,孤岛[2]赵福林.采油用剂M]山东东营石油大学出版社,油田共利用该技术增注23口成功率78%,日增注水量276m3累计增加注水量27980m3.油井解堵6[3]祝明华.中原油田油层化学解堵工艺技术应用现状口见效5口成功率83%,日增油35.2Ud累计增[J]油田化学99631)8892Development and Application of a New Hot Acid Plug removal AgentAbstract: Some reservoirs in Gudao Oilfield are plugged by the mixture of organic matter and inorganicmatter. For solving this problem, a new plug removal agent was developed. The formulation principleformulation screening, the property and the application of it are introduced in the paper The plug removalagent is composed of Ha hot chemical treatment agent and PA retarded acid. And Ha hot chemicaltreatment agent is a reaction system mainly composed of nitrite and ammonium chloride. The reaction canrelease a lot of heat and gas, PA acid is mainly composed of phosphoric acid and ammonium fluoride. Ithas good moderation property and high corrosion rate, but it corrodes the pipeline of equipment very little.The results of experimental and field tests show that the well cooperative use of the ha hot chemicaltreatment agent and the PA retarded acid can effectively remove the plug, and there is little formationdamage.