[发明专利]一种高温缝洞型碳酸盐岩储层酸压用的稠化酸

说明书

技术领域

本发明是关于碳酸盐岩储层酸压增产技术，特别是关于高温缝洞型碳酸盐岩储层酸压用的稠化酸技术。

背景技术

酸压是碳酸盐岩油气藏开发最为有效的增产措施，其成功与否取决于酸压后有效酸蚀缝长和酸蚀裂缝导流能力大小。对于高温深井而言，除了受岩石特性和地应力场控制以外，有效酸蚀缝长主要受酸岩反应速度和酸液的滤失特性控制。酸蚀裂缝导流能力的大小取决于地层闭合应力、岩石抗压强度、岩石的酸溶蚀量以及沿裂缝面酸蚀形状的不规则程度等。高温深井酸压目前存在的技术难点主要集中在以下几方面：①井段埋藏深，施工摩阻高，必须使用降阻性能好的酸液体系，以利于提高排量，降低泵压，从而降低对井口装置及施工设备要求；②储层温度高，酸岩反应速度较快，难以形成较长酸蚀裂缝；③天然裂缝、孔洞较发育，要实现酸液的深穿透，既要采用降滤失性能好的酸液体系，又需使用高粘前置液造缝以降低后续注入的酸液滤失；④缝高控制困难；⑤井深闭合压力高，不利于保持高导流能力；⑥地层压力系数低，酸压后残液返排时间长，要采用液氮助排和高效助排剂；⑦防腐难度大，地层温度高，对缓蚀剂性能要求高。

针对存在的技术难点，目前研究方向主要集中在以下三个方面：降低酸压过程中酸液的滤失量技术；降低注液过程中酸岩反应速率技术；提高酸蚀裂缝导流能力技术。

酸液质量的好坏直接影响酸化效果，这在低渗透高温深井条件下尤为突出。酸化时，酸与岩石的反应发生在多孔介质中，属于多相反应。影响酸液在岩石中的流动与反应的因素很多，包括岩石的矿物成份、酸液的组分和浓度、酸岩反应温度、施工压力等。

研制高性能酸液、提高酸化效率一直是石油开采工作者不断探索的课题。自酸化技术问世以来，人们不断尝试将各种酸液体系用于施工，在研制缓速酸方面开展了大量的研究工作，形成了包括稠化酸、乳化酸、泡沫酸、胶束酸、自生酸以及降滤失酸等缓速酸液体系。

稠化酸酸压是指在酸液中加入非交联的酸用稠化剂以提高酸液粘度的酸液体系。稠化酸具有较高的粘度，能控制滤失，增加裂缝宽度和长度，从而实现延缓酸岩反应速度，增加活性酸的穿透距离同时能降低摩阻，提高施工排量，更好地实现深度酸化改造。

稠化酸的最佳粘度为30-40mPa.s，乏酸粘度一般应在5-10mPa.s之间，以便于返排及携带裂缝中的固相微粒，降低酸压对地层的二次伤害。稠化酸摩阻一般为清水的60%，只有油外相乳化酸一般为100-150%。现场应用中要求稠化酸具有较好的热稳定性能，鲜酸粘温效应不显著，残酸破胶彻底，粘度适中，既要易返排，又要具有携带固相微粒的能力。

稠化酸一般适用于中渗储层的酸压，酸蚀缝长在20-50m之间；在高渗地层除解除伤害之外，如需要获得一定的酸蚀缝长，也可以考虑采用稠化酸；在低渗及返排困难的储层使用稠化酸要慎重。国内主要在四川和长庆气田进行了现场试验和应用，取得了较好的增产效果。

针对类似塔河油田这种高温（120℃以上）缝洞型碳酸盐岩储层酸压用稠化酸，除了关注深井高温下，是否具有良好的流变性、耐剪切性能和缓蚀性外，还要考虑酸液的降滤失性能、对管柱的腐蚀和储层的伤害、返排效果以及是否具有良好的配伍性，稠化剂的酸溶时间等。在高温稠化酸的配制上，应考虑以下几种组分：

稠化剂：20世纪70年代，稠化酸在工业上开始使用但很不普遍，主要是因为在高温（在90℃以上）和高剪切速率下仍能保持必需酸化液粘度的稠化剂相当少。之后，美国Halliburton公司研制了一种新型的丙烯酰胺与阳离子单体共聚物，为稠化酸技术的推广奠定了基础。目前BJ公司研制出AG系列稠化酸，Dowell公司研制出DSGA系列稠化酸，Halliburton公司研制出SGA系列稠化酸；国内石油勘探开发科学研究院、长庆石油勘探院等单位也进行了稠化剂配方的研究，但不同产品适应的温度不同，而且与其它组分的配伍性也不同。

缓蚀剂：它是确保酸压正常施工的关键，缓蚀剂选择不当会造成酸液对施工车组及管线的严重腐蚀，在高温深井更是如此，甚至不能保证正常施工，对油管柱和套管柱的腐蚀将影响作业井的正常生产。同时因腐蚀引入的铁离子也可能在储层中产生铁沉淀物，进一步加剧储层伤害。