胶束酸酸化服务技术方案

1、胶束酸酸化服务技术方案一、技术原理及特点常规的基质酸化存在其缓速、助排等能力不强，酸液作用距离较短，酸化后主要靠地层自身能量及酸化形成的CO2气体的助喷作用排出残酸，排液效果差，致使常规酸化有效率处于较低水平。于是研究开发了胶束酸酸化工艺技术。胶束酸酸化是指在井底施工压力小于储层岩石破裂压力的条件下，将胶束盐酸注入近井地带的地层，溶解堵塞物和部分岩石，形成三维型的酸蚀孔洞，从而提高储层渗流能力的酸化技术。具有效作用距离较一般小于1.5m。酸液为胶束盐酸,其增产机理是在井底附近周围地层中形成多条酸蚀蚓孔，从而增加径向的泄流面积和导流能力而不改变流体的流动方向。该方法适用于有裂缝发育的低孔高渗层，

2、对于解除储层污染具有较好的效果，对表皮系数大的储层改造效果好。胶束酸则是在基酸中加入一种性能优良的酸化胶束剂，从而赋予酸液较低的表/界面张力、防乳破乳能力、悬浮地层中酸不溶物微粒、水润湿地层岩石及延缓酸岩反应等性能，使得酸液在较低压力下实现深穿透，提高油气层渗透率；酸液的高表面活性有助于降低毛细管压力，使残液易离开地层，避免水锁，促进排液；胶束吸附酸不溶物微粒且悬浮于酸液中减轻了微粒运移、沉积而造成的地层伤害，胶束酸的这些性能使得其可替代常规酸而被用于油气井的投产和酸化改造。胶束酸处理特点：(1)可解除有机堵塞物，有利于酸和无机堵塞物发生反应；(2)胶束酸与储集层水及原油相遇不发生乳化和沉淀，

3、配伍性好；(3)胶束酸悬浮微小固体颗粒的能力强；(4)胶束酸具有较低的表/界面张力。二、通用技术指标及检测评价：1油水井酸化用胶束酸通用技术要求油水井酸化用胶束酸性能应符合Q/SH10250521-2008胶束酸通用技术条件及表1的规定。表1项目指标外观棕黄色透明液体密度(25?C),g/cm31.0101.075配伍性可与淡水和盐水互溶表向张力，M03N/mW35腐蚀速率(90?C,4h),g/m2,h<10.0洗油率，%>95悬浮能力，h>22试验仪器和材料3.1 试验仪器和设备如下：a）恒速搅拌器;b）电热鼓风干燥箱，控温精度i2C；c）石油密度计24支组；d）界面张力

4、仪：JYW-200B型或同类产品，测量精度0.510-3N/m；e）常压腐蚀速度试验装置；f）恒温水浴，控温精度i2C；g）电子分析天平：分度值0.0001g3.2 试验材料如下：a）氯化钠，工业级别；b）无水氯化钙，工业级；c）六水氯化镁，工业级；d）钠膨润土；e）石英砂,粒径0.05mm0.20mm；f）碳酸钙，粒径0.04mm0.15mm；g）硅藻土；h）不锈钢丝网：30mm<100mm。3试验方法3.3 外观3.3.1 将胶束酸置入100mL具塞比色管中，自然光下目测。3.4 密度3.4.1 在试验温度（25?C）下把胶束酸液试样转移到温度稳定清洁的密度计量筒中，用一片清洁的滤纸

5、除去试样表面上形成的所有气泡。1.1.2 把装有试样的量筒垂直地放在没有空气流动的地方。在整个试验期间环境温度变化应不大于2?C。1.1.3 用搅拌棒作垂直旋转运动搅拌试样，使整个量筒中试样的密度和温度达到均匀。记录温度接近到0.1?C。从密度计量筒中取出急剧搅拌棒。1.1.4 把合适的密度计放入液体中达到平衡位置时放开，让密度计自由地漂浮，要注意避免弄湿液面以上的干管，把密度计按到平衡点以下1mm或2mm并让它回到平衡位置观察弯月面形状如果弯月面形状改变，应清洗密度计干管，重复此项操作直到弯月面形状保持不变。1.1.5 将密度计压入液体中约两个刻度，再放开。由于干管上多余的液体会影响读数，在

6、密度计干管液面以上部分应尽量减少残留液。1.1.6 在放开时要轻轻地转动一下密度计，使它能在离开量筒壁的地方静止下来自由漂浮。要有充分的时间让密度计静止，并让所有气泡升到表面（用一片清洁的滤纸除去气泡）读数前要除去所有气泡。1.1.7 当密度计离开量筒壁自由漂浮并静止时，先使眼睛稍低于液面的位置，慢慢地升到表面，先看到一个不正的椭圆，然后变成一条与密度计刻度相切的直线。密度计读数为液体下弯月面与密度计刻度相切的那一点。3.3 配伍性3.3.1 称取氯化钠115.500g,无水氯化钙4.000g,六水氯化镁1.709g（精确至0.0001g）,溶解后置于洁净1000mL容量瓶中，加入蒸储水至刻度

7、，充分摇匀后即为标准盐水。3.3.2 取一定量胶束酸，以任意比例与自来水、标准盐水混合均为透明液体为合格。3.4 表面张力3.4.1 用拉起液膜法测定表面张力，测定应在恒温室中进行，测试液的温度应保持在25P恒定。3.4.2 测定时，测量杯先用待测溶液（胶束酸液）冲洗几次，然后用移液管从大量待测液（胶束酸液）的中部吸取实验份样于测量杯中。3.4.3 将此测量杯放在仪器的平台上，升起平台至柏金圆环浸入测试溶液的中部，再慢慢地放低平台，同时调节连续柏金圆环地臂上的拉力，使臂上的平衡指针与反射镜上的红线重合。3.4.4 继续小心缓慢地降低平台，并不断调节臂上地拉力，使柏金圆环上、下二力始终保持平衡。

8、当铝金圆环刚露出液面时，在圆环与液面之间会形成一液膜，当拉力增大到一定程度时，液膜破裂，读出此时刻度盘上的读数，即为该测试溶液的表面张力值。3.4.5 重复上述操作，连续测试五次，取其算术平均值。3.5 腐蚀速率3.5.1 选用N-80油管作试片材料，在无水乙醇中浸泡约1min后取出晾干，放入干燥器内，干燥20min后称量（精确到0.0001g）并做记录，储存在干燥器中待用。3.5.2 取已制备的试片，用游标卡尺测量其尺寸，记录其几何尺寸、质量。3.5.3 根据每平方厘米试片表面积酸液用量20cm3,把配置好的胶束酸倒入反应容器，将反应容器放入恒温水浴，升温至90P。3.5.4 将试片三片一组

9、，分别放入未加、加有缓蚀剂的各两份平行酸液中，保证试片全面表面与酸液相接触，记录反应时间。3.5.5 反应4h,取出试片，观察腐蚀状况并详细记录。3.5.6 将试片用丙酮，无水乙醇逐片洗净，风干后，放在干燥器内20min后称量，精确到0.0001g.3.5.7 计算106?户?式中：？?-单片腐蚀速率，g/（m2?h）;?-放应时间，h;?-试片腐蚀失量，g;?试片表面积，mm3.3.6洗油率3.6.1 油泥配制：石英砂（粒径0.05mm0.20mm）35.0g,碳酸钙（粒径0.04mm0.15mm）7.5g,钠膨润土7.5g（准确至0.1g）,三者掺混后与50.0g原油掺合即制成油泥。3.6

10、.2 将油泥加热到稀糊状，不断搅拌，用耐酸线把不锈钢丝网系好浸入油泥中，当铁丝网沾满油泥后提出，冷却至室温称量，然后把挂满油泥的不锈钢丝网浸入25c恒温的120mL胶束酸样品中浸泡4h,取出晾干称量。3.6.3 洗油率计算：（?1-?2）X100?=?1式中：？?-洗油率，%;?洗油前质量，单位为克（g）;2?洗油后质量，单位为克（g）o3.7悬浮能力3.7.1 量取100mL胶束酸样品，称取硅藻土1g（精确至0.001g）,室温条件下将胶束酸置于硅藻土中，充分混合均匀，静止观察样品澄清所需要的时间（以小时计）。三、酸化体系室内评价胶束酸的主要性能决定于表面活性剂。我公司应用的表面活性剂是新研

11、制的耐温抗盐高效表面活性剂聚乙丙醴双十烷基二磺酸钠（GS-15）如图1。聚乙丙醴双十烷基二硫酸钠分子构成由多个-C-O-C-基团配合双卜SO3-增加亲水性，双10个-CH2-使亲油性增加，该分子具有李连耐温抗盐表面活性剂结构特性，大幅度降低了油水界面张力。两条高分子直链亲油基团通过分子键钳形与原油分子联接，外围亲水基团与水分子联接，增加了原油分子在水中的分散能力，获得更好的剥离、携带、增溶效能，显示出胶束酸的良好性能。(1)抗盐性：用矿化度35M04mg/L的水样配制、药剂加量0.3%,油水界面张力1.7X0-4mN/m,展示了较好的抗盐性能和超低的界面张力。(2)耐温性：放入110c的烘多I

12、老化30天，测得界面张力为3.410-4mN/m,仍能保持超低界面张力。：CH：CH：-S05XaM”清CH二CH：CH：CH：-SO3Xa1胶束酸酸化体系1) 20%HC1+10%CT1-3+0.5%1.0%CT1-7+2.0%5.0%CT5-5或CT5-62) 18%HC1+13%CT1-3+0.4%CT1-7+3.0%5.0%TW-9013) 18%HC1+0.3%CT1-3+0.4%CT1-7+3.0%5.0%GS-15配方中：CT1-3:缓蚀剂；CT1-7:铁离子稳定剂；CT5-5、CT5-6、TW-901、GS-15:油气井酸化胶束剂。2室内试验评价技术指标及检测评价结果：包括提供

13、的酸液体系主剂和重点添加剂组份及浓度，酸液体系评价结果及评价标准。选择一种具有特定结构的非离子型表面活性剂，通过部分磷酸酸化所得阴-非离子型混合物为主表面活性剂，与助表面活性剂、助溶剂及溶剂复配的技术路线。研制成适合油、气田酸化的CT5-5气井酸化胶束剂、CT5-6油井酸化胶束剂和GS-15油井酸化胶束剂。2.1 酸溶性酸液胶束剂必须与酸有很好的化学相容性，以便其加入基酸中才能形成稳定的酸胶束体系而配制高效的胶束酸。根据实验和现场使用表明，CT5-5、CT5-6、TW-901、GS-15等胶束剂在较宽的酸浓度范围(10%-28%HC1)内与酸液互溶成透明状，有良好的酸溶性，能满足现场施工要求。

14、2.2 酸液反应速率采用CO2排水集气法测试胶束酸的酸岩反应速率，试验条件：90C、常压、酸液/岩石面积=3mL/m2大理岩石样。试验结果表明，与空白酸相比，胶束酸液有较好的延缓酸岩反应能力，其缓速率较空白酸提高30%以上，其中GS-15性能更优，可达到38%以上，因而利于实现深穿透，提高酸化效果。2.3 悬浮能力酸化过程中所释放的酸不溶物微粒自身运移、沉积可能形成二次堵塞，造成地层损害。因此要求残酸液有较好的悬浮、携砂能力，这对我们现场施工、尽快返排尽残酸液从而带出酸不溶物微粒非常重要。胶束酸残液悬浮能力较好，胶束酸残液在50分钟以内，GS-15悬浮率在52%以上。2.4 表/界张力酸化胶束

15、剂在酸中表/界面张力采用吊环法测定、用石油醴模拟油相测定酸油界面张力。CT5-5、CT5-6、GS-15胶束剂降低酸液表面张力及酸油界面张力能力均很强，当CT5-5、CT5-6、GS-15在酸中加量达到0.5%时，即可将空白酸的表面张力由56.1降至35Xl0-3N/m,以内，界面张力由26.0降至57Xl0-3N/m以内，加量达1.0%时，可将空白残酸的表面张力由55.4降至40X10-3N/m以内；界面张力由32.3降至5X10-3N/m以内。2.5 防乳破乳能力酸液胶束剂由于具有较高的表面活性（较强的降低酸液表、界面张力能力），因而具有较好的防乳破乳能力。以原油与胶束酸和大理石反应后的残

16、酸进行破乳试验，以水相在不同时间的解高百分率表示破乳率，试验温度60C,评定结果为：当CT5-5、CT5-6、GS-15加量为0.5%时，油酸乳化物（酸油比分别为75:25、50:50、25:75）60min内完全破乳。2.6 润湿性为提高油相的相对渗透率，要求措施液体不仅能使油藏岩层原来的水润湿性得以保证，还可使原来油润湿性转变为水润湿性。措施液体对地层的润湿性可通过润湿角仪测定。当测得的润湿角8<750寸为优先水润湿性；8>1050#为优先油润湿性；75<8<105劝中间润湿性。CT5-5、CT5-6、GS-15配制的胶束酸能保持干净岩石表面的水润湿性。当其在酸液中

17、加量达到1.0%时，即可使油润湿岩面转变为水润湿岩面，由此可使油相相对渗透率得以大大提高，从而提高酸化效果。2.7 洗油能力胶束酸的胶束具有很强的增溶、润湿反转作用。随着胶束酸液在地层中逐渐渗透，可将胶束酸液所波及到的岩层孔隙中的原油洗脱，从而提高油井产油能力。将某井的原油的不锈钢丝网和大理石片浸在胶束酸中，于40。叵温下观察胶束酸液对钢丝网和大理石片上原油均洗脱效果，CT5-5、CT5-6、GS-15配制的胶束酸的洗油能力较常规酸油较大幅度的提高。2.8 穿透能力将人造淤泥小球（重5g）于60c下放入胶束酸中，观察小球完全溶解时间，以此表示胶束酸的穿透能力，同等浓度下，GS-15酸液中的小球

18、溶解得更快，表明GS-15的穿透能力比CT5-5、CT5-6更强。2.9 腐蚀速率采用专业的评价方法（静态失重法），在15MPa、120C、4h下测试了N-80油管在用CT5-5、CT5-6、GS-15配制的胶束酸中腐蚀速率。用CT1-3缓蚀剂配制的胶束酸的腐蚀速率远小于控制标准（10g/m2h）,且CT5-5、CT5-6、GS-15对CT1-3的缓蚀效果影响甚微。可见，CT5-5、CT5-6、GS-15与CT1-3缓蚀齐具有较好的配伍性。3室内试验评价总结酸化胶束剂（CT5-5、CT5-6、GS-15）具有良好的酸溶性和与其它添加剂的配伍性；有较低的表/界面张力和防乳破乳、悬浮酸不溶物微粒、水润湿地层岩石、洗油、穿透油状淤泥以及一定的缓速能力和助排能力等特点，其中以GS-15的性能最佳。四、现场应用4.1 适用范围：1）用于油层碳酸盐含量较低的新井解堵酸化。2）用于碳酸盐含量较低的油井转注酸化。3）用于解除修井、补孔等作业造成的泥浆污染。4）特别适用于因长期注污水造成污染的水井增注。4.2 选井原则：1）适用于洗井、修井和增产措施作业中入井液侵入油层造成的水锁、颗粒堵塞等污染，尤其对于洗井污染的低能、低含水，应优先考虑该技术；2）适用于解决有机堵塞污染，尤其对于油水井对应关系明确，能量较为充足，含水率低油井解堵效果会更好。4.3 施工工艺1）根据污染类型与地层情况，配制解堵