致密油藏高效酸液配方优选实验研究

廖 旋，欧阳传湘，戴 辉，蔡有君



致密油藏高效酸液配方优选实验研究

廖 旋1，欧阳传湘1，戴 辉1，蔡有君2

（1. 长江大学， 湖北 武汉 430100； 2. 华北油田公司勘探开发研究院， 河北 任丘 062552）

在致密油藏进行储层改造酸化的过程中，酸液配方的不得当可能导致地层的堵塞，严重影响油藏的评价与开发，所以酸液的优选至关重要。为了优选出最佳的酸液配方，以长庆油田某区块岩心为例，对各种药剂的种类与浓度进行复配和筛选，最终优选出储层的高效酸液配方。实验结果表明：高效的酸液配方既能减小酸液对储层的伤害，也能提高近井地带储层的渗透率，达到油井高产、稳产、提高采收率的目的。

酸化；高效；复配；浓度；采收率

酸化作为储层改造措施之一，已经广泛应用在各大油田开发中。而不同储层应用的酸液配方也不同，如果配方选择不得当，会使地层因发生堵塞而渗透率下降，从而进一步导致油井产量降低，储层采收率下降，甚至影响油田的正常开采，给油田造成巨大的经济损失[1]。

实验室评价油层酸敏损害的方法具有成本低、速度快、可以进行微观研究的优点，它可以在短时间内对油层酸敏伤害规律作出预见性的判断[2]。因此，有必要研究酸液与油气储集层的配伍性，以便优化酸液配方，寻找更为有效的酸化处理方法并为现场施工工艺提供有效的科学依据。

1 室内实验

1.1 试验材料

（1）粉碎并过筛（200目）后的岩心；

（2）酸液：HF、HCL、乙酸；

（3）表面活性剂：司班20、司班80、吐温20、吐温80、PQ10；

（4）缓蚀剂：HLX缓蚀剂、ZC缓蚀剂、CY缓蚀剂。

1.2 设备与药剂

试验设备仪器：电光分析天平称（准确到0.001 g）、塑料烧杯、具塞量筒、恒温水浴锅、烘箱、钢片。

药剂：普通渗透剂、甲醛。

1.3 实验步骤

（1）将粉碎好的岩心过筛(200目)，用电光分析天平称重（准确到0.001 g）1；再将配好的不同浓度的酸（30 mL）装入塑料烧杯里；将粉末岩心倒入装有酸的塑料烧杯中，用塑料棒搅拌均匀并进行时间记录，直至岩心与酸液静置[3]；将配制好的混合物放入温度为65 ℃的烘箱中；加热3~4 h，取出装有混合物的塑料烧杯倒入滤纸的同时用蒸馏水冲洗直至滤液用pH试纸测试显中性；再将滤纸连混合物放入温度为120 ℃左右烘箱中，干燥至重量无变化，称重2并计算溶蚀率；改变酸液体积，记录相应的溶蚀率。

（2）选用质量浓度为0.5%不同种类的表面活性剂，进行溶蚀率实验，方法同上。

（3）综合考虑酸液配方的效果，将前两步所优选的酸液浓度配方与表面活性剂配方复配后的酸液置于密封容器中与钢片发生反应[4]；钢片烘干再测量它的质量1；然后根据缓蚀剂的使用浓度，分别将不同种类的缓蚀剂置于酸液并放入密封容器中；再放入恒温水浴锅中放置预热20~30 min之后，将烘干的钢片放入加有缓蚀剂的酸液中，反应5~6 h，取出钢片并放入温度为70 ℃的烘箱烘干，测量其质量为2，算出不同种类缓蚀剂下的腐蚀率，优选出最终的酸液配方。

2 实验结果与分析

2.1 试验岩心的基础数据

该岩心由长庆油田的某一区块取出，岩心基础数据见表1。

表1 岩心基础数据

2.2 酸液主剂配方的确定

通过大量的溶蚀实验，进行不同浓度比例的盐酸和氢氟酸溶液的筛选，并且考虑到溶蚀率影响以及成本影响[5]。综合分析，选择质量浓度8%的盐酸+1%的氢氟酸作为最佳配方。

以质量浓度8%的盐酸+1%的氢氟酸为基准，加入不同质量浓度乙酸进行溶蚀率实验，实验数据如表2。

表2 酸液复配溶蚀率

由图1可以看出，加入质量浓度为3.5%的乙酸岩心溶蚀率最大，使处理效果最好，因此，综合考虑最终选择的酸液主剂配方为8%HCl+1%HF+3.5%乙酸。

图1 乙酸浓度优选曲线图

2.3 表面活性剂配方的确定

设定不同种类的表面活性剂的质量浓度为0.8%，进行溶蚀率实验，结果得出，选择PQ10表面活性剂效果最好。再以PQ10表面活性剂为基础，与不同质量浓度的普通渗透剂复配进行溶蚀率实验，溶蚀率如表3。

表3 不同浓度的PQ10与普通渗透剂复配实验

根据表3溶蚀率得，选择质量浓度为 0.25%的 PQ10 与 0.25%的普通渗透剂进行复配的表面活性剂溶蚀效果最好。

2.4 缓蚀剂配方的确定

选用不同种类的缓蚀剂，进行腐蚀实验（实验所选用的钢片性质一样），实验结果见表4。

表4 缓蚀剂优选实验

结果可得，CY缓蚀剂的腐蚀率最低，缓蚀效果最好。

2.5 酸液配方的最终优选

优选出了酸液主剂与表面活性剂配方（80 mL酸液配方），再选择不同浓度的CY缓蚀剂进行一次综合实验[6]，腐蚀率见表5。

表5 最终配方优选实验

为了使最终的酸液配方腐蚀速率达到最低，依据图2，最终选用质量浓度1.0%的CY缓蚀剂。

图2 最终配方优选曲线图

经过上述实验结果分析，最终酸液配方选择结果为：8%HCl+1%HF+3.5%乙酸+0.25%的PQ10与0.25%的普通渗透剂（表面活性剂）+1.0%CY缓蚀剂（缓蚀剂）。

3 结 论

（1）盐酸的浓度在一定的范围内，岩石溶蚀率会呈正比例增长，直到盐酸的浓度超过一定的值，岩石溶蚀率会下降；而氢氟酸浓度的增加会引起岩心的内部构造发生改变并且成本过高[7]。综合考虑，选择质量浓度8%的盐酸和1%的氢氟酸。

（2）酸液配方中加入乙酸后，由于乙酸电离能力强，可以延长酸与岩心反应时间并加深地层中的穿透；同时电离的H+，会使酸与岩反应体系环境在低pH值下进行，可以有效地预防砂岩储层产生沉淀物而造成的伤害。考虑到乙酸既可以起到缓速的作用，又可以作为铁离子稳定剂，选择质量浓度5%的乙酸效果最佳[8]。

（3） CY缓蚀剂的浓度在一定的范围内，钢片腐蚀率会呈正比例下降，直到缓蚀剂的浓度超过一定的值，钢片腐蚀率会上升，综合考虑选用1.0%的CY缓蚀剂作为最终选择的缓蚀剂，可以减少施工设备的腐蚀和酸化的伤害[9]。

（4）最终的酸液配方为：10%HCl+2%HF+3.5%乙酸（主剂）+ 0.25%的PQ10与0.25%的普通渗透剂（表面活性剂）+1.0%CY 缓蚀剂（缓蚀剂）。该配方体系与以往前人所研究的酸液配方相比，更容易降解，穿透性强，与储层流体和岩石配伍性好，对近井地带污染小，成本低廉，是一种新型的高效酸液体系。

参考文献：

［1］ 曾明友，杜娟，刘凤和. 注水井酸液体系的研究[J]. 石油与天然气化工，2013，42(2)：177-180.

［2］ 张平，刘建伟，谢璞，等. 注水井深部酸化技术在吐哈油田的应用[J]. 断块油气田，2009，16(1)：102-104.

［3］ 程烷燮，何精平，吴凡，等. 环烷酸缓蚀剂性能评价工艺研究[J].当代化工，2010，39(4)：360-362.

［4］ 范莉，庞红斌，赵长虹，等. 低渗低压油藏多功能活性酸化工作液体系研究[J]. 石油与天然气化工，2012，41(3)：323-325.

［5］ 朱磊. 低渗透强水敏砂岩地层酸处理技术研究[D]. 大庆石油学院硕士论文，2008.

［6］ 田发国，李建波，颜紫霖，等. 一种新型油井高温酸化缓蚀剂SYB的制备及性能评价[J]．石油与天然气化工，2009，38(5)：426-429.

［7］ 董承武．牛心坨油田注水井强穿透化学解堵技术研究[J]．大庆石油学院硕士论文，2010.

［8］ 张顶学，廖锐全，杨慧. 低渗透油田酸化降压增注技术研究与应用[J].西安石油大学学报（自然科学版），2011，26(2)：52-55.

［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，湖北荆州人，长江大学石油工程学院油气田开发工程专业在读硕士研究生，现主要从事储层保护与改造研究。E-mail：478811803@qq.com。