热酸深部解堵剂研究及应用

000年7西安石油学院学报(自然科学版)Jul.2000第15卷第4期Journal of Xi'an Petroleum Institute(Natural Science Edition)Vol. 15 No 4文章编号:1001-5361(2000)04-0049-03热酸深部解堵剂研究及应用elopment and Application of a New Hot Acid Plug Removal Age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,开发出一种HA一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,反应后能放出大量的热能和气体.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杋物堵塞,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H3PO4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.近年来国内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1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由实验结果可以看出:(1)v(NaNO3)为18%作用下,通过降低反应体系的活化能来控制反应.利G(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L曲旦〓物堵塞.反应方程式如下中国煤度有一定影响10号配NaNO,+NH CI=NaCl+2H,O+N2 1长方间8, CNMHG%达最高温度峰值时适宜△H=-333.86kJ收稿日期:1999-12-22作者简∮蓼耦1968),女,工程师在读硕士,山东维坊人,主要从事油田化学剂的试验评价研究工作50西安石油学院学报(自然科学版)1.2.2在密闭容器高压釜)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4g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u( NaNO,)%14169841620(NH4Cly%10.810.810.812.412412.41414(活化剂y%0.250.150.200.200.250.150.150.200.250.100.100.10达到最高温度峰值时间/min172413161213171262321最高温度/℃89.5100100.5100100.5102100.5102102.5102.5102高温持续时间/min40.517关实验温度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后取岀将反应后的粘土过滤、洗涤、干燥并称重计算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IS129G-2甲醛三种缓蚀剂,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.LC2用量为1%时,60℃和90℃时的腐蚀速度分别为1.3g(m2h)和9.8g(m2.h)(B)表面活性剂的筛选:选用四种表面活剂SPl69AE121、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浓度变化与粘土溶蚀量关系曲线1.3.4PA酸对孤岛岩芯的溶蚀能力试验图1、2说明当a(NHF.3%时,(H3PO4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κ(H3P4)1252.5~1257.0m棕黑色含油砂岩.将岩芯用石油于14%时溶蚀量增幅不眀显.当κ(HPO4)14%,醚洗油并烘干后按1.3.1的实验方法测PA酸对它n(NHF)为3%时酸液对粘土的溶蚀量最高,的治中国煤化工κNHF进一步增加酸液对粘土的溶蚀量反而下CNMH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9mg的最佳配比为14%H3PO4+3%NHFml以上同时它的缓速性能较好,可以和热化学处1.3.2PA主体酸与土酸的溶蚀能力对比理剂配合使用解除地层无机物堵塞达到深部酸化按1有教墁验方法对PA主体酸和土酸对粘的目的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2.53.5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隙度相渗透率通热化学通隔离液通酸处理后水k2/k1剂/ml相渗透比值h2/um10750.76440(土酸)0.9241.532率为原渗透率的1.21倍,用热化学酸化解堵剂(2典型井例孤南2-23水井井段2381.6~2822号处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,1997年4月注水59m3d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42mg颗粒直径51.71ym,含油23.46mg/1.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l997年9月20日开井注水压力在12MPa下注(1)井油层近井地带各种乳化堵塞井死油、95m/d同年12月在注水压力Ma下注10m3/d,到1998年3月30日为止累计注水190d累计增加蜡、沥青、胶质等有机物造成的堵塞井油稠、高凝、注水量2830m高含蜡的井(2)冰井渐新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3结论油状淤泥物堵塞的井2.2HA-PA热酸深部解堵剂现场施工工艺(1胆HA-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3)该工艺在油、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PA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解堵工艺技木J]石油钻采工艺19051K6)85-881990年4月进入现场试验至198年底孤岛[2]山中国煤化工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IICNMHG水量22763累计增加注水量279803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35.2U/d,累计增[J]油田化学996x1)88-92油4298.3t编辑权艳梅Development 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 lotof heat and gas. PA acid is mainly compo中国煤化工 ammonium fluoride.lthas good moderation property and high corrosion rate, bThe results of experimental and field tests show thatCNMHAfequipment very littleGf the ha hot chemicaltreatment agent and the Pa retarded acid can effectively remove the plug, and there is little formationdamageKey words: Shengli Oil Field, acid treatment fluid, phspho acid, ammonium fluorideLI PittEYu-hui, HE Chang, et al(Gudao Production Plant, Shengli Petroleum AdministrationBureau, Dongying, Shandong 257231, China) JXAPI 2000 V15 N. 4p 49-51