致密油藏高效酸液配方優選實驗研究

廖 旋，歐陽傳湘，戴 輝，蔡有君

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致密油藏高效酸液配方優選實驗研究

廖 旋1，歐陽傳湘1，戴 輝1，蔡有君2

（1. 長江大學， 湖北 武漢 430100； 2. 華北油田公司勘探開發研究院， 河北 任丘 062552）

在致密油藏進行儲層改造酸化的過程中，酸液配方的不得當可能導致地層的堵塞，嚴重影響油藏的評價與開發，所以酸液的優選至關重要。為了優選出最佳的酸液配方，以長慶油田某區塊巖心為例，對各種藥劑的種類與濃度進行復配和篩選，最終優選出儲層的高效酸液配方。實驗結果表明：高效的酸液配方既能減小酸液對儲層的傷害，也能提高近井地帶儲層的滲透率，達到油井高產、穩產、提高采收率的目的。

酸化；高效；復配；濃度；采收率

酸化作為儲層改造措施之一，已經廣泛應用在各大油田開發中。而不同儲層應用的酸液配方也不同，如果配方選擇不得當，會使地層因發生堵塞而滲透率下降，從而進一步導致油井產量降低，儲層采收率下降，甚至影響油田的正常開采，給油田造成巨大的經濟損失[1]。

實驗室評價油層酸敏損害的方法具有成本低、速度快、可以進行微觀研究的優點，它可以在短時間內對油層酸敏傷害規律作出預見性的判斷[2]。因此，有必要研究酸液與油氣儲集層的配伍性，以便優化酸液配方，尋找更為有效的酸化處理方法并為現場施工工藝提供有效的科學依據。

1 室內實驗

1.1 試驗材料

（1）粉碎并過篩（200目）后的巖心；

（2）酸液：HF、HCL、乙酸；

（3）表面活性劑：司班20、司班80、吐溫20、吐溫80、PQ10；

（4）緩蝕劑：HLX緩蝕劑、ZC緩蝕劑、CY緩蝕劑。

1.2 設備與藥劑

試驗設備儀器：電光分析天平稱（準確到0.001 g）、塑料燒杯、具塞量筒、恒溫水浴鍋、烘箱、鋼片。

藥劑：普通滲透劑、甲醛。

1.3 實驗步驟

（1）將粉碎好的巖心過篩(200目)，用電光分析天平稱重（準確到0.001 g）1；再將配好的不同濃度的酸（30 mL）裝入塑料燒杯里；將粉末巖心倒入裝有酸的塑料燒杯中，用塑料棒攪拌均勻并進行時間記錄，直至巖心與酸液靜置[3]；將配制好的混合物放入溫度為65 ℃的烘箱中；加熱3~4 h，取出裝有混合物的塑料燒杯倒入濾紙的同時用蒸餾水沖洗直至濾液用pH試紙測試顯中性；再將濾紙連混合物放入溫度為120 ℃左右烘箱中，干燥至重量無變化，稱重2并計算溶蝕率；改變酸液體積，記錄相應的溶蝕率。

（2）選用質量濃度為0.5%不同種類的表面活性劑，進行溶蝕率實驗，方法同上。

（3）綜合考慮酸液配方的效果，將前兩步所優選的酸液濃度配方與表面活性劑配方復配后的酸液置于密封容器中與鋼片發生反應[4]；鋼片烘干再測量它的質量1；然后根據緩蝕劑的使用濃度，分別將不同種類的緩蝕劑置于酸液并放入密封容器中；再放入恒溫水浴鍋中放置預熱20~30 min之后，將烘干的鋼片放入加有緩蝕劑的酸液中，反應5~6 h，取出鋼片并放入溫度為70 ℃的烘箱烘干，測量其質量為2，算出不同種類緩蝕劑下的腐蝕率，優選出最終的酸液配方。

2 實驗結果與分析

2.1 試驗巖心的基礎數據

該巖心由長慶油田的某一區塊取出，巖心基礎數據見表1。

表1 巖心基礎數據

2.2 酸液主劑配方的確定

通過大量的溶蝕實驗，進行不同濃度比例的鹽酸和氫氟酸溶液的篩選，并且考慮到溶蝕率影響以及成本影響[5]。綜合分析，選擇質量濃度8%的鹽酸+1%的氫氟酸作為最佳配方。

以質量濃度8%的鹽酸+1%的氫氟酸為基準，加入不同質量濃度乙酸進行溶蝕率實驗，實驗數據如表2。

表2 酸液復配溶蝕率

由圖1可以看出，加入質量濃度為3.5%的乙酸巖心溶蝕率最大，使處理效果最好，因此，綜合考慮最終選擇的酸液主劑配方為8%HCl+1%HF+3.5%乙酸。

圖1 乙酸濃度優選曲線圖

2.3 表面活性劑配方的確定

設定不同種類的表面活性劑的質量濃度為0.8%，進行溶蝕率實驗，結果得出，選擇PQ10表面活性劑效果最好。再以PQ10表面活性劑為基礎，與不同質量濃度的普通滲透劑復配進行溶蝕率實驗，溶蝕率如表3。

表3 不同濃度的PQ10與普通滲透劑復配實驗

根據表3溶蝕率得，選擇質量濃度為 0.25%的 PQ10 與 0.25%的普通滲透劑進行復配的表面活性劑溶蝕效果最好。

2.4 緩蝕劑配方的確定

選用不同種類的緩蝕劑，進行腐蝕實驗（實驗所選用的鋼片性質一樣），實驗結果見表4。

表4 緩蝕劑優選實驗

結果可得，CY緩蝕劑的腐蝕率最低，緩蝕效果最好。

2.5 酸液配方的最終優選

優選出了酸液主劑與表面活性劑配方（80 mL酸液配方），再選擇不同濃度的CY緩蝕劑進行一次綜合實驗[6]，腐蝕率見表5。

表5 最終配方優選實驗

為了使最終的酸液配方腐蝕速率達到最低，依據圖2，最終選用質量濃度1.0%的CY緩蝕劑。

圖2 最終配方優選曲線圖

經過上述實驗結果分析，最終酸液配方選擇結果為：8%HCl+1%HF+3.5%乙酸+0.25%的PQ10與0.25%的普通滲透劑（表面活性劑）+1.0%CY緩蝕劑（緩蝕劑）。

3 結 論

（1）鹽酸的濃度在一定的范圍內，巖石溶蝕率會呈正比例增長，直到鹽酸的濃度超過一定的值，巖石溶蝕率會下降；而氫氟酸濃度的增加會引起巖心的內部構造發生改變并且成本過高[7]。綜合考慮，選擇質量濃度8%的鹽酸和1%的氫氟酸。

（2）酸液配方中加入乙酸后，由于乙酸電離能力強，可以延長酸與巖心反應時間并加深地層中的穿透；同時電離的H+，會使酸與巖反應體系環境在低pH值下進行，可以有效地預防砂巖儲層產生沉淀物而造成的傷害。考慮到乙酸既可以起到緩速的作用，又可以作為鐵離子穩定劑，選擇質量濃度5%的乙酸效果最佳[8]。

（3） CY緩蝕劑的濃度在一定的范圍內，鋼片腐蝕率會呈正比例下降，直到緩蝕劑的濃度超過一定的值，鋼片腐蝕率會上升，綜合考慮選用1.0%的CY緩蝕劑作為最終選擇的緩蝕劑，可以減少施工設備的腐蝕和酸化的傷害[9]。

（4）最終的酸液配方為：10%HCl+2%HF+3.5%乙酸（主劑）+ 0.25%的PQ10與0.25%的普通滲透劑（表面活性劑）+1.0%CY 緩蝕劑（緩蝕劑）。該配方體系與以往前人所研究的酸液配方相比，更容易降解，穿透性強，與儲層流體和巖石配伍性好，對近井地帶污染小，成本低廉，是一種新型的高效酸液體系。

參考文獻：

［1］ 曾明友，杜娟，劉鳳和. 注水井酸液體系的研究[J]. 石油與天然氣化工，2013，42(2)：177-180.

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［9］ Allouti A．Damage characterization and production optimization of the Hassi-Messaoud field，Algeria[J]．SPE Int．Formation Damage Control Symp．1998.18(2)：374-377．

Experimental Study on High Performance Acid Liquid Formulation for Dense Reservoirs

1，1，1，2

（1. Petroleum Engineering College of Yangtze University, Hubei Wuhan 430100，China；2. Huabei Oilfield Exploration and Development Research Institute, HuabeiRenqiu 062552，China）

In the dense reservoir acidification process, improper acid liquid formulation may lead to the formation blockage, which will seriously affect the reservoir evaluation and development. So it is very important to choose proper acid liquid. In order to obtain the best acid liquid formulation, taking the core from a block of Changqing oilfield as an example, types and concentration of various agents were screened, finally optimized reservoir efficient acid liquid formulation was determined. The results show that, the efficient acid liquid formulation can decrease acid damage to reservoir, and improve the permeability of reservoir near the wellbore.

acidification；efficient； concentration；recovery ratio

TE 357

A

1671-0460（2016）09-2088-03

2016-04-07

廖旋（1992-），男，湖北荊州人，長江大學石油工程學院油氣田開發工程專業在讀碩士研究生，現主要從事儲層保護與改造研究。E-mail：478811803@qq.com。