淺談酸壓施工中減緩酸巖的反應速率論文

　　在酸壓施工過程中，通過在注酸之前注入前置液、利用乳化作用、膠凝酸（稠化酸）酸壓、泡沫酸、酸液中添加酸巖反應阻滯劑以及加入降濾失劑等技術，在不同的碳酸鹽巖儲層中起到了減緩酸巖反應速率、降低酸液濾失增加酸蝕裂縫的穿透深度的作用，達到了油氣田增產的目的。

　　關鍵詞：酸壓前置液乳化膠凝酸（稠化酸）泡沫酸，反應阻滯劑降濾失劑

　　酸化壓裂是油氣田增產的主要措施之一 ，在酸壓施工過程中，減緩酸巖反應速率、降低酸液濾失以達到增加酸蝕裂縫的穿透深度是必須要考慮的問題。在低溫井中降低酸巖的反應速度必要性不是很大，但在高溫油藏中實施酸壓施工時，合理的降低酸巖的反應速度是必要的。Nierode 和Kruk通過試驗發(fā)現：倘若油藏溫度大于121℃，那么酸穿透的距離是受過大的反應速率所局限的。在這溫度之下，用液濾失似乎是限制性的因素。另一個數學模型亦表明：若用液濾失是低的，那么活酸在其耗盡之前甚至溫度高達177℃下仍具有可觀的穿透距離。減緩酸巖反應速率、降低酸液濾失的物質及相關技術如下：

　�、旁谧⑺嶂�前注入前置液減緩酸巖反應速率、降低酸液濾失

　　延伸活酸穿透距離最普遍的方法之一包括在注酸之前注入粘的非反應的前置液。前置液的作用有：開啟裂縫并沉積濾餅，濾餅將起到降低酸液濾失的作用。另外，前置液還可以冷卻管柱和地層，降低酸液對注入管柱和井下工具的腐蝕，同時，由于油藏溫度的降低，還可以減緩酸巖反應的速度，提高活酸的穿透深度。作為輔助作用，在裂縫中更高粘度液體的存在促進酸的粘性指進，這減小了巖石暴露于酸反應的表面積量。因而，給定的酸量具有非常大的穿透距離，因為這僅可占裂縫體積的約40%至50%。這種選擇性的指進也有增大刻蝕裂縫有效導流能力的趨勢。近些年來，為了控制酸液的濾失，人們已經采用了多級粘性前置液注入酸壓技術。

　　酸化作業(yè)前通常使用粘性前置液來使裂縫啟裂并沉積下一條可作為酸液濾失邊界的沉積物。但是，這種控制濾失的方法有限。免費。Nierode和Kruk等人的研究表明，粘性前置液沉積下來的沉積物會被酸液濾失形成的酸蝕孔洞快速穿透，一旦發(fā)生這種狀況，酸液的濾失與未使用粘性前置液相同。人們在進行酸壓優(yōu)化設計時，已經使用粘性前置液多次注入來控制酸液的濾失。該技術認為，最先通過前置液開啟裂縫，之后，輪流泵注酸液和前置液，這樣注入的酸液和前置液對于控制酸液的濾失與擴大裂縫都有效。

　�、评�用乳化作用來延緩酸巖反應速率、降低酸液濾失

　　乳化通常是將煤油或柴油當成外相、而將鹽酸當成內相制成的乳狀液。這種乳化酸在靜態(tài)和流動的條件下顯示出了很好的阻滯作用。乳化酸的粘度基本上由外相粘度和內外相的體積比所控制。由于外相油的影響，乳化酸往往具有較高的摩阻。乳化體系還可以提供很好的酸液濾失控制。

　　乳化酸粘度高、濾失小，特別適用于壓裂酸化，能形成寬、長的裂縫。乳化酸的外相是油，具有緩蝕作用。而且油能溶解地層中高粘原油、瀝青、石蠟，消除它們對地層的傷害。乳化酸摩阻大，不宜用于排液困難、低壓低滲油氣層。

　　⑶用膠凝酸（稠化酸）酸壓來延緩酸巖反應速率、降低酸液濾失

　　為了進行高溫地層的酸壓改造，人們開發(fā)了各種高溫的膠凝酸體系，普遍認為增大酸液的粘度可以減小酸液的傳質速度，降低酸液的濾失，另外，合理的膠凝酸粘度還可以大大降低酸液的摩阻。研制和應用膠凝酸（稠化酸）的關鍵是稠化劑的研制和應用。稠化劑應與相應的酸液添加劑及地層離子有良好的配伍性。

　　由于酸介質的特殊性，酸液稠化劑的類型有：多糖類聚合物、合成的高聚物、交聯聚合物等。用交聯聚合物作為稠化劑可以得到高粘度的稠化酸，也稱為交聯酸。免費。經交聯后的稠化酸耐熱性、耐剪切性好，可用于高溫井（93℃以上）施工。交聯酸中聚合物濃度低、粘度高、懸浮能力強、濾失低，能減少地層傷害，能抑制地層中油水乳狀。

　�、仁褂门菽�酸延緩酸巖反應速率、降低酸液濾失

　　泡沫酸能降低酸巖反應速率，但是，泡沫酸能在多大程度上減緩酸巖反應的速率，目前還缺少這一方面的試驗數據。由于泡沫的獨特性能，泡沫酸是降低和控制酸液濾失最有效的方法之一。Crowe和Scherubel的研究表明：泡沫酸能夠提供極好的酸液濾失控制。

　　泡沫酸壓裂酸化產生裂縫的能力較大，裂縫導流能力好，酸化半徑大，適合于厚度大的碳酸鹽巖油氣層，也適合于重復酸化的老井和水敏性地層。泡沫酸壓裂酸化一般應注入前置液（如高濃度HCl或HCl+HAc，也可用凝膠水）。前置液可以疏通近井地帶阻力，減少酸壓阻力。然后注入泡沫酸，最后用KCl泡沫鹽水頂替。

　�、稍谒嵋褐刑砑铀釒r反應阻滯劑降低酸巖反應速率

　　諸如烷基磺酸、烷基磷酸或烷基胺之類的阻滯劑，當加入酸中時，將減弱酸對碳酸鹽的反應速率。因在碳酸鹽表面上形成親油的膜，有了防護性膜使酸的作用緩慢，從而減小其反應的速率。免費。

　　某些其他的酸阻滯劑因有二氧化碳泡沫的薄層填充碳酸鹽表面從而放慢反應速率。由于在酸耗中形成的二氧化碳量超過廢酸中的溶解度，所以形成了氣態(tài)的二氧化碳。在出現泡沫劑下，穩(wěn)定的泡沫層取決于碳酸鹽表面，起放慢酸蝕破壞作用。Crowe等人已經給出在流動條件下和溫度達148。5℃下表面兩類阻滯劑效用的資料。

　　⑹加入降濾失劑控制酸液濾失

　　在交替注入的前置液體系中，加入降濾失劑控制酸液濾失，包括油溶性的樹脂和粉砂等。目前國外普遍采用的是油溶性樹脂（OSR），它在酸中具有180℃的軟化點，完成降濾失后溶于地層所產生的烴類，返排容易，對油氣層損害較小，因此倍受關注。此外，使用的降濾失劑還有硅粉、羥基乙酸縮合物固體降濾失劑、苯鄰二甲酰亞胺、泡沫和增稠劑等。國內常用砂、硅粉作酸液降濾失劑。降濾失酸（LCA）是在膠凝酸的基礎上發(fā)展起來一種新型的酸液體系。其特點是利用酸化反應過程中工作液PH值的變化對交聯劑的影響而造成粘度變化，對裂縫進行連續(xù)性封堵而使常規(guī)的膠凝酸發(fā)展為兼具緩速和降濾失雙重功能的降濾失酸。

　　在酸壓施工中，要根據具體的油藏儲層發(fā)育特征和地球物理特征，選擇減緩酸巖反應速率、降低酸液濾失的物質和技術，以達到油氣田增產增效的目的。

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