多氫酸技術應用效果分析

1、多氫酸技術應用效果分析第1頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二多氫酸酸化在現(xiàn)場的應用效果分析 多氫酸酸液體系配方 多氫酸緩速機理研究 多氫酸酸化原理概述 前言問題的提出 結論與認識 匯 報 提 綱第2頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二前言問題的提出HCL-HF體系是砂巖儲層酸化的常規(guī)酸液體系，但是這種酸液體系在油氣田開采應用中存在兩方面的問題：一是氫氟酸（HF）對粘土溶蝕的速度過快，使得酸液作用時間短而最終導致酸液在儲層中的穿透距離短；二是HF與粘土礦物反應會產生二次沉淀而造成地層傷害，嚴重時會導致酸化效果為零。針對這種情況，近年來研制出了一種新型的酸

2、液體系，解決了這兩個難題。這種新型的多氫酸體系是由一種復合膦酸與氟鹽反應生成氫氟酸，由于這種新型復合膦酸含有多個氫離子，因此被稱為“多氫酸”。第3頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二多氫酸酸液體系是由多氫酸和氟鹽反應生成HF，實質上與砂巖儲層反應的物質仍然是HF。首先，多氫酸可以逐步電離出氫離子與氟鹽反應，緩慢生成HF和膦酸鹽，電離過程如下列方程所示：H5RH+ + H4R-H4R-H+ + H3R2-H3R2-H+ + H2R3-H2R3-H+ + HR4-HR4-H+ + R5-其中，H5R表示多氫酸，R代表膦酸根基團。多氫酸與氟鹽反應的實質就是電離出的氫離子與氟鹽發(fā)生

3、氫化反應，生成HF。多氫酸酸化原理概述第4頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二反應方程式：H5R+NH4HF22HF+NH4RH4其中，NH4RH4表示膦酸鹽。氟鹽為溶液提供足夠的氟離子，HF的生成需要氫離子和氟離子的結合。由于多氫酸可以逐漸電離出氫離子，因此控制了與氟鹽反應生成HF的速度。在低PH值環(huán)境下，多氫酸電離出的氫離子的濃度將保持較低的水平，因此，HF的濃度也就保持較低的水平。當HF與巖石礦物反應消耗掉一部分時，上面方程的平衡被打破，反應將朝正方向進行。因此，只要溶液的濃度足夠大，酸液中HF的濃度基本保持恒定。多氫酸酸化原理概述第5頁，共14頁，2022年，5月2

4、0日，14點7分，星期二多氫酸緩速機理研究砂巖儲層酸化處理中常用的酸液體系是氫氟酸體系，由于氫氟酸與粘土礦物反應非常迅速，因而酸液穿透距離短，酸化處理效果往往不佳，尤其對于膠結疏松地層，氫氟酸體系對粘土膠結物的過度溶蝕可能造成儲層膠結松散，嚴重時還可能造成儲層垮塌。右圖為常規(guī)的HF+HCL土酸體系和多氫酸體系對粘土的溶蝕率曲線，可以看出，多氫酸體系對粘土的溶蝕速度較慢，其溶蝕率較低。兩種酸液體系對粘土的溶蝕率曲線第6頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二在砂巖地層中，由于多氫酸的物理吸附作用，多氫酸易于吸附在粘土表面，這是由于粘土礦物比其他礦物的表面積大很多的緣故。另外，粘土

5、中的鈣、鐵、鋁等離了含量很高，多氫酸在粘土表面還存在化學吸附作用。此外，多氫酸在粘土表面會形成鋁硅酸鹽隔層，盡管這個隔層的厚度不超過1um，但在一定程度上也阻止了粘土與酸液的反應。因此，多氫酸可以延長酸液與儲層巖石作用的時間，從而實現(xiàn)穿透距離的增大，并且多氫酸的這種特性在酸化處理某些膠結疏松的儲層時要比土酸更具優(yōu)勢。多氫酸緩速機理研究第7頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二多氫酸酸液體系配方 預處理酸1#：1%助排劑+1%防膨劑+10-12%HCL+3%C-MH+8-10%CHJ-1有機解堵劑+3%高效添加劑（針對可能存在有機堵塞問題，體系中使用有機解堵劑溶解有機物質，恢復

6、地層的水潤濕性。）處理酸1#：1%助排劑+1%防膨劑+8-10%HCL+4%C-MH+3-4%C-MF+3%高效添加劑處理酸2#：8-10%HCL+8%CH-59多氫酸+3%多效添加劑+2%縮膨劑+2%破乳助排劑+2%互溶劑（體系中使用互溶劑使地層為水潤濕，以提高油的相對滲透率.） 第8頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二多氫酸酸化在現(xiàn)場的應用效果分析截止到2009年8月13日共計多氫酸酸化9井次（油井2口、水井7口），針對尕斯N1-N21油藏歷年來酸化措施有效率、增產率低、有效期短，今年6月初始，開始了多氫酸酸化技術的應用，措施效果見下表：序號施工井號施工日期措施類型措施

7、前措施后日產油累計增油6月7月8月1躍86516.09多氫酸5.637.252.722.80205.8t2躍2637.07多氫酸5.5210.2210.90第9頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二從上圖的H+濃度變化曲線可以發(fā)現(xiàn)，常規(guī)酸液如土酸和氟硼酸與CaCO3反應的H+濃度隨著反應的進行是降低的；而多氫酸與CaCO3反應的H+濃度的變化趨勢則隨著測定時間的延長，H+濃度緩慢上升，最后保持在一個較高的H+濃度狀態(tài)。在90時，由于高溫條件下多氫酸電離H+的性能顯著增強，故曲線出現(xiàn)上翹。多氫酸酸化在現(xiàn)場的應用效果分析第10頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期

8、二躍1-32注水井多氫酸酸化施工數(shù)據工序時間油壓MPa排 量m3/min液量m3備注排 空12:20-12:30預處理酸12:30-13:0834.3-32.80.6-1.128.00處理酸13:08-13:3525.8-20.90.75-1.144.00頂替液13:35-13:4519.8-23.20.8-1.130.00停泵13:459.8今年在注水井酸化工藝設計時，加大了頂替液量，過量頂替，將酸液頂入地層深部，酸化結束后取消洗井工序直接開注。多氫酸酸化在現(xiàn)場的應用效果分析第11頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二序號施工井號施工日期措施類型措施前措施后日注水累計增注合

9、計6月7月8月 1躍1446.05多氫酸0.0069.073.076.049031.4萬方2躍4-336.06多氫酸0.0064.067.066.044043躍54506.12多氫酸3.0020.017.014.08694躍1-326.15多氫酸44.00116.0110.0105.038535躍3-3318.11多氫酸0.0070.0近期施工待觀察6躍2-338.11多氫酸2.0072.07新2-318.13多氫酸0.00多氫酸酸化在現(xiàn)場的應用效果分析第12頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二序號施工井號施工日期措施類型措施前措施后日注水1躍545008.12.10常規(guī)酸化16.002.002躍545009.06.12多氫酸3.0019.00多氫酸酸化在現(xiàn)場的應用效果分析第13頁，共14頁，2022年，5月20日，14點7分，星期二結論與認識 多氫酸是一種新型的氫氟酸酸液體系，采用特殊復合物代替HCL與氟鹽發(fā)生氫化反應，具有緩速性、吸附性、延緩并抑制近井地帶二次沉淀物的生成能力等特點。能加快催化氫氟酸與石英的反應速度，