砂巖儲(chǔ)層酸化5H+酸的研究及應(yīng)用開題報(bào)告

#頁(yè)共7頁(yè)開題報(bào)告項(xiàng)目名稱：砂巖儲(chǔ)層酸化5H+酸的研究及應(yīng)用負(fù)責(zé)單位：石油學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)單位：石油工程學(xué)院酸化室起止年限：年月日至年月日1項(xiàng)目來(lái)源及目的意義該項(xiàng)目由西南石油學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室下達(dá)，石油工程學(xué)院酸化實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)。影響砂巖儲(chǔ)層酸化效果的關(guān)鍵因素較多，其中尤為重要的是作為酸化中硬件的酸液體系。目前限制砂巖酸化效果的主要因素為應(yīng)用的酸液體系與礦物反應(yīng)速度過(guò)快而導(dǎo)致有效作用半徑小，以及酸巖反應(yīng)二次產(chǎn)物的沉淀影響酸化帶內(nèi)滲透率的有效提高。目前砂巖酸化常用的酸液為土酸(HF+HCL),另外有緩速酸等，為了達(dá)到深穿透的目的而采取的深部酸化工藝有SHF、SGMA、BRMA、氟硼酸、氟鋁酸等用于提高滲透率改善程度，盡管情況有所好轉(zhuǎn)，但仍然不能很好解決酸化半徑有限和傷害帶內(nèi)二次沉淀物問(wèn)題。這在很大程度上限制了酸化效果，且由于穿透深度小，酸化井初期增產(chǎn)而后期迅速遞減。針對(duì)上述問(wèn)題，有必要探索新的酸液體系，使之能夠有效地解除砂巖儲(chǔ)層的堵塞，同時(shí)二次沉淀應(yīng)得到顯著減少。經(jīng)過(guò)分析調(diào)研，我們認(rèn)為5H+酸與氟化物反應(yīng)生成的酸液體系的應(yīng)用，將會(huì)取得更好的酸化效果。5H+酸為一中強(qiáng)酸，本身存在電離平衡，因此，它與氟化物反應(yīng)產(chǎn)生有效溶解地層礦物的酸液較鹽酸而言要慢的多，對(duì)礦物的溶解速度較慢，而對(duì)礦物的總體溶解量較土酸體系大。另外，反應(yīng)產(chǎn)物5H+酸鹽的溶解性較好，因而二次沉淀就得到有效控制。開展該酸液體系的研制與開發(fā)，將為酸化領(lǐng)域增加一項(xiàng)實(shí)用且有效的酸化技術(shù)。2國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)砂巖儲(chǔ)層酸化技術(shù)在經(jīng)歷了近一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，特別是進(jìn)入70年代以后的迅速發(fā)展，已經(jīng)由單一的工藝方法發(fā)展成為一門包括多學(xué)科，多專業(yè)的綜合技術(shù)，這種發(fā)展集中反映了近年來(lái)出現(xiàn)的新工藝，新技術(shù)和新材料。國(guó)外在砂巖儲(chǔ)層酸化中，許多學(xué)者作了大量工作，從酸化機(jī)理，化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)到酸化工藝都進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究，研究出適應(yīng)不同儲(chǔ)層條件的酸液及添加劑及不同增產(chǎn)措施要求的酸液體系和酸化工藝技術(shù)，特別是酸液體系方面作的研究工作則代表了砂巖酸化技術(shù)的發(fā)展水平。國(guó)內(nèi)從80年代初開始進(jìn)行砂巖儲(chǔ)層的系統(tǒng)研究，其研究貢獻(xiàn)者是西南石油學(xué)院和四川石油管理局，研究領(lǐng)域首先集中在酸巖反應(yīng)機(jī)理上，隨后開展了酸液體系、添加劑體系、酸液流動(dòng)效果評(píng)價(jià)方法和計(jì)算機(jī)軟件優(yōu)化等。目前國(guó)內(nèi)已基本形成了從酸液配方，酸化優(yōu)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)工藝實(shí)施到酸化評(píng)價(jià)的配套技術(shù)。目前，從國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，砂巖酸化領(lǐng)域的主導(dǎo)研究方向仍然是新型酸液體系的研發(fā)。因?yàn)樗嵋后w系的性能直接影響有效作用半徑和有效作用范圍內(nèi)滲透率的改善程度。目前，為提高酸化效果的所有工作都是圍繞這兩個(gè)方面來(lái)展開。砂巖酸化常用的酸液是土酸(HF+HCL),另外有緩速酸等，為了達(dá)到深穿透的目的而采取的深部酸化工藝有順序注HCL—氟化氨(SHF)、自生土酸酸化工藝(SGMA)、緩沖調(diào)節(jié)土酸工藝(BRMA)。七、八十年代研制的緩速酸氟硼酸、氟鋁酸及六氟磷酸用于提高滲透率改善程度，盡管情況有所好轉(zhuǎn)，但其仍不能克服粘土和石英表面積的巨大反差，而導(dǎo)致酸巖反應(yīng)速度過(guò)快。土酸液與砂巖中的粘土、石英、及近井地帶的非膠結(jié)基質(zhì)的反應(yīng)速度快，模擬結(jié)果及礦場(chǎng)測(cè)試資料均表明其有效穿透深度一般不超過(guò)0.5m；而且在反應(yīng)過(guò)程中HF與礦物反應(yīng)的某些中間產(chǎn)物(如硅膠、氟化鹽類，溶解度很小)會(huì)沉淀下來(lái)，堵死部分孔喉，造成對(duì)地層的永久性二次傷害。這在很大程度上限制了酸化效果，且由于穿透深度小，酸化井初期增產(chǎn)而后期迅速遞減。鑒于此土酸、緩速酸及自生酸很難確保好的酸化效果和較長(zhǎng)的有效期。目前國(guó)外新型的酸液體系，如Halliburton服務(wù)公司的SanstoneAcid2000等在某些儲(chǔ)層可取得較好酸化效果，但對(duì)于粘土含量高、敏感性強(qiáng)的儲(chǔ)層其應(yīng)用仍然受到限制。針對(duì)上述問(wèn)題，有必要探索新的酸液體系，使之能夠有效地解除砂巖儲(chǔ)層的堵塞，同時(shí)二次沉淀應(yīng)得到顯著減少。經(jīng)過(guò)分析調(diào)研，我們認(rèn)為5H+酸與氟化物反應(yīng)生成的酸液體系的應(yīng)用，將會(huì)取得更好的酸化效果。5H+酸為一中強(qiáng)酸，本身存在電離平衡，因此，它與氟化物反應(yīng)產(chǎn)生有效溶解地層礦物的酸液較鹽酸而言要慢的多，對(duì)礦物的溶解速度較慢，而對(duì)礦物的總體溶解量較土酸體系大。而且反應(yīng)產(chǎn)物5H+酸鹽的溶解性較好，因而二次沉淀就得到有效控制。3主要研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線、技術(shù)關(guān)鍵及主要技術(shù)指標(biāo)主要研究?jī)?nèi)容5H+酸液研制適于砂巖儲(chǔ)層酸化處理的5H+酸分子設(shè)計(jì)通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和已具備的有機(jī)合成設(shè)計(jì)技巧，設(shè)計(jì)出能滿足砂巖儲(chǔ)層酸化增產(chǎn)作業(yè)的5H+酸，該酸液體系應(yīng)具備合成方法切實(shí)可行，合成工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化生產(chǎn)。適于砂巖儲(chǔ)層酸化處理的5H+酸的合成原料篩選試驗(yàn)原料配比試驗(yàn)反應(yīng)溫度試驗(yàn)離子濃度試驗(yàn)加料順序試驗(yàn)反應(yīng)壓力試驗(yàn)反應(yīng)時(shí)間試驗(yàn)反應(yīng)產(chǎn)率試驗(yàn)3.1.1.3適于砂巖儲(chǔ)層酸化處理的5H+酸的室內(nèi)評(píng)價(jià)3.1.1.3不同濃度下5H+酸離子濃度測(cè)試試驗(yàn)0.5小時(shí)時(shí)不同濃度的5H+酸與氟化物反應(yīng)生成的酸量不同濃度的5H+酸與氟化物溶解石英的量不同濃度的5H+酸與氟化物溶解粘土的量不同濃度的5H+酸與氟化物溶解砂巖的量添加劑性能試驗(yàn)添加劑配伍性試驗(yàn)殘酸極限測(cè)定酸液性能試驗(yàn)有效作用時(shí)間測(cè)定酸蝕能力試驗(yàn)巖心流動(dòng)評(píng)價(jià)試驗(yàn)酸蝕前后巖心強(qiáng)度試驗(yàn)5H+酸液的評(píng)價(jià)及工藝應(yīng)用中試試驗(yàn)后的酸液性能綜合測(cè)定：包括：加入添加劑后酸液腐蝕性、溶蝕性、殘酸返排性、破乳能力、防膨能力、鐵離子穩(wěn)定性等。5H+酸酸液的工藝實(shí)施方案：包括：配液方式、注液方式、注液順序、注液參數(shù)（排量、壓力、注入量）、關(guān)井時(shí)間、返排措施、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施工藝等。技術(shù)路線通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研和分析，利用化學(xué)分析和有機(jī)合成等室內(nèi)試驗(yàn)等研究手段，設(shè)計(jì)出能滿足砂巖儲(chǔ)層酸化增產(chǎn)作業(yè)的5H+酸；對(duì)5H+酸性能溶蝕和反應(yīng)性進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，并篩選出與之相配套酸化添加劑體系，現(xiàn)場(chǎng)新型的砂巖酸化解堵酸液體系。通過(guò)酸巖心驅(qū)替試驗(yàn)評(píng)價(jià)等手段評(píng)價(jià)酸化效果，并由此提出配套的酸化工藝。技術(shù)關(guān)鍵5H+酸的分子設(shè)計(jì)5H+酸的合成條件控制5H+酸的溶蝕效率注酸工藝的選擇酸液返排時(shí)間主要技術(shù)指標(biāo)研制出5H+酸，性能達(dá)到國(guó)際同期產(chǎn)品；5H+酸的產(chǎn)率達(dá)85%以上；反應(yīng)生成酸生成率達(dá)80%以上；提出配套的酸化工藝技術(shù)，形成新型解堵酸化工藝；酸化成功率達(dá)70%以上，酸化有效率達(dá)60%以上。

5開題條件（技術(shù)裝備、人員情況、現(xiàn)有儀器設(shè)備及試驗(yàn)條件等）西南石油學(xué)院酸化是從年代末期就開展了有關(guān)砂巖儲(chǔ)層酸化課題的研究，經(jīng)過(guò)二十多年的不斷深入研究，先后開展了砂巖儲(chǔ)層酸巖反應(yīng)機(jī)理、酸液配方、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、酸化數(shù)學(xué)模擬、酸化新工藝等多方面的研究，并在全國(guó)各大油氣田砂巖油氣層酸化領(lǐng)域開展了大量現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，取得了不少的研究成果，為我國(guó)砂巖儲(chǔ)層酸化技術(shù)進(jìn)步作出了突出貢獻(xiàn)，積累了大量理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在開展研究過(guò)程中，培養(yǎng)了一大批從事酸化技術(shù)的人才，豐富了研究手段，目前，有專門從事酸化研究的實(shí)驗(yàn)室個(gè)分室，分別從事酸化機(jī)理、酸化工藝、酸化效果評(píng)價(jià)、酸化數(shù)學(xué)模擬和酸化物理模擬等室內(nèi)研究工作，并擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的旋轉(zhuǎn)圓盤試驗(yàn)儀、多功能砂巖酸化效果評(píng)價(jià)試驗(yàn)儀等用于酸化試驗(yàn)研究的大型酸化試驗(yàn)設(shè)備；從事酸化科研人員多人，博士生、碩士生余人，分別從事酸化工藝、油田化學(xué)、室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬等方面的研究工作，具有雄厚的