新型高温高粘酸液胶凝剂的合成及酸液体系的研究
详细信息    本馆镜像全文|  推荐本文 |  |   获取CNKI官网全文
摘要
酸压是油气藏重要的增产措施之一,酸压工作液及酸液添加剂的性能直接影响酸化效果,对低渗透、高温深井尤为突出。目前常规的酸液体系在深井高温条件下,缓速能力有限,不能形成较长和具有一定支撑能力的酸蚀裂缝。
     本文以塔河油田奥陶系缝洞型碳酸盐岩油藏为切入点,合成了两种新型聚合物酸液胶凝剂(PDA和PDMC)。胶凝剂PDA是甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和丙烯酰胺(AM)的共聚物;胶凝剂PDMC是DMC的均聚物。研究了影响聚合反应的各种因素(如pH、单体配比、单体的总浓度、引发剂的类型和用量、温度、反应时间等),并对合成产物进行了IR、~1H-NMR结构表征。性能评价结果表明:其增粘效果好,抗温性能好,与各种酸液添加剂也有很好的配伍性。
     本文以自己合成的胶凝剂为主剂,研制了两套适应高温、深井酸压改造的工作液体系,即高温冻胶酸体系和高温低固相胶凝酸体系。特别是高温低固相胶凝酸体系,将通常酸液体系中聚合物(胶凝剂)含量从0.8%~1.0%降到0.5%~0.6%左右,减少了40%~50%聚合物的用量,从而减小酸压过程中聚合物对储层造成的潜在伤害。
     本文还对胶凝酸体系的流变性、酸-岩反应动力学参数、酸蚀裂缝的导流能力进行了完善的研究,为优化酸压施工工艺提供科学依据。结果表明:研制的酸液体系具有良好的抗温性能,可有效地降低酸液滤失和延缓酸-岩反应速度。完全能够满足塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层的酸压施工要求,对我国其它油田资源的开发也具有现实意义。
Acid and frac treatment is one important measure for hydrocarbon reservoir to increase production, the performance of acid and frac working liquid and acidizing fluid additive directly affect the effect of acid and frac treatment, especially for deep wells with high temperature and low permeability. At present, under the deep well condition with high temperature, the routine acidizing fluid has limited ability of slowing rate , can not form the longer acid etching fracture hat has some sustaining ability. ,This paper aims at the sutural carbonate rock reservoir in Ordovician TaHe oilfield. Two new kinds of polymer sour liquid gelling agents (PDA and PDMC) have been synthesized. The gelling agent PDA is the copolymer of methacryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride (DMC) and acrylamide (AM); the gelling agent PDMC is the homopolymer of DMC. The influential factors of polymerization reaction have been studied ( such as catalyst, pH, mass ratio of monomers, total concentration of monomers, the type and mass of initiator, temperature and reaction time etc.) IR and the H-NMR structural symptom have been carried out for composing outcome. Performance appraisement shows: It has good tackify effect, temperature-tolerance performance, and compatibility with various acidizing liquid additives.In this paper, using the gelling agent synthesized by myself as host agent, two sets of working liquids that meet the acid and frac treatment in deep wells with high temperature have been developed : the jell acid system and low solidoid gelling acid system. Special for high temperature low solidoid gelling acid system, it dropped the polymer content from 0.8% ~ 1.0% in the common acid liquid to 0.5% ~ 0.6% , reduced 40% — 50% polymer dosage, so it can reduce the potential injury to reservoir bed causing by polymer in process of acid and frac treatment.In this paper, the rheological property of gelling acid system, the reaction dynamics parameter of acid-rock and the flow conductivity of acid-etching fracture had still been completely studied. It offered scientific basis for optimization acid
    treatment. Show as a result: The acid liquid has good temperature-tolerance performance; it also can reduce the filtration efficiently and delay acid - rock reaction speed. The system can satisfy completely the requirements of acid and frac treatment in carbonate rock reservoir in Ordovician TaHe oilfield. For other oilfields of our country, it also has realistic meaning.
引文
(1) 陈赓良,黄瑛.酸化工作液缓速作用的理论与实践[J].钻井液与完井液,2004,21(1):50-54
    (2) 刘同斌,唐永帆.四川油气田压裂酸化液体技术新进展[J].石油与天然气化工,2002年,创刊30年专辑:47-53
    (3) 缑新俊,赵立强,刘平礼.基质酸化发展现状[J].钻采工艺,2002,25(2):40-44
    (4) 蔡燕杰,许静华,魏世平.石油勘探开发基础知识[M].(第一版).北京:中国石化出版社,1999,104-106
    (5) 郭建春,陈朝刚.酸化工作液发展现状[J].河南石油,2004,18(6):40-42
    (6) 大港油田集团钻采工艺研究院.国内外钻井与采油工程新技术[M].(第一版).北京:中国石化出版社,2002,147
    (7) H. A. Nasr-El-Din, S. H. Al-Mutairi, W. Walters. Stimulation of a Deep Sour Gas Reservoir Using Gelled Acid. SPE 75501
    (8) K. C. Taylor, H. A. Nasr-EI-Din. Laboratory Evaluation of In-Situ Gelled Acids for Carbonate Reservoirs. SPE 71694
    (9) Woo; George Tso-chih(Houston, TX); Boles; Joel Lynn(Spring, TX); Lopez; Enrique(Midland, TX). Acid gels for fracturing subterranean formations. U.S.P. 5975206(1999)
    (10) Woo; George Tso-chih(Houston, TX); Boles; Joel Lynn(Spring, TX); Lopez; Enrique(Midland, TX). Acid gels for fracturing subterranean formations. U.S.P. 6046140(2000)
    (11) Dawson; Jeffrey C. (Spring, TX); Kesavan; Subramanian (Woodlands,TX); Le; Hoang V. (Houston,TX). U.S.P. 6387853(2002)
    (12) 原青民.近期压裂酸化添加剂研究情况简介[J].石油与天然气化工,1992,21(1):14-21
    (13) 赫安乐.VY-101酸液稠化剂及稠化酸的研究[J].油田化学,1996,13(4):303-307
    (14) 方娅.油气井酸化工作液增稠剂[J].钻采工艺,1993,16(3):69-74
    (15) 杜国滨.CT1-9胶凝酸在贵州旺替2井应用[J].石油与天然气化工,2000,29(3):146
    (16) 车天勇,黄志宇.抗高温乳化酸体系的实验室研制[J].石油与天然气化工,2004,33(44):274-277.283
    (17) 冯英,陈建波,李建波.乳化酸配方室内研究[J].钻采工艺,2004,27(6):83-87
    (18) 季川疆,袁飞,谭芳.乳化酸酸压技术在塔河油田的应用[J].新疆石油学院学报,2004,16(3):53-55
    (19) 胡国良.低摩阻乳化酸研究与应用[J].新疆石油学院学报,2004,16(1):70-71,80
    (20) 谯天杰,张友彩.泡沫酸化工艺对川中低压裂缝性油藏适应性的认识[J].钻采工艺,2003.26(S1):103-105
    (21) Bernadiner M G, Thompson K E,Fogler H S. Effect of foams used during carbonate acidizing[R].SPE21035,1992
    (22) Acid Fracturing Improves Gas Production in Carbonate Formations[J].Journal of Petroleum Technology, 1999,51 (3):30-32
    (23) 赖文洪,杨健.胶束酸酸化工艺在川南气田应用实践[J].钻采工艺,1998,21(2):76-78
    (24) 马喜平.提高酸化效果的缓速酸[J].钻采工艺,1996,19(1):55-62
    (25) 郑延成,郭稚弧,赵修太.低渗透地层酸化改造进展[J].河南化工,2000,(4):3-5,10
    (26) 刘中信.接力式酸降压增注工艺技术的应用[J].石油与天然气化工,2004,33(6):440-441
    (27) 李勇明,郭建春,赵金洲.裂缝性油藏酸液滤失模型研究[J].西南石油学院学报,2004,26(2):50-53
    (28) 黄黎明,陈赓良,杜国滨.CT降滤失酸的研制与应用[J].天然气工业,2004,23(S1):95-97
    (29) 杜国滨.CT降滤失酸的性能与现场应用[J].钻采工艺,2003,26(S1):112-115,120
    (30) 古发刚,任书泉,陈冀嵋.压裂酸化工艺与通用设计计算方法[J].石油学报,1996,17(2):128-137
    (31) White D J. Using a unique acid-fracturing fluid to control fluid loss improves stimulation results in carbonate formations [R].SPE24009,1992
    (32) 胥耘.碳酸盐岩储层酸压工艺技术综述[J].油田化学,1997,14(2):175-179,196
    (33) 王素兵.滤失控制酸酸压施工工艺初探[J].钻采工艺,2001,24(5):51-53
    (34) 张太斌,卢云宵.车西古潜山碳酸盐岩储层酸压改造技术[J].钻采工艺,2000,26(2):24-26,31
    (35) Fredrickson S E. Stimulating carbonate formation using a closed fracture acidizing technique [R].SPE 14654,1986
    (36) 王学忠.乳化酸酸压工艺技术在塔河油田的应用[J].石油钻探技术,2002,30(3):69-71
    (37) 沈建国,王素兵.四川压裂酸化技术新发展[J].天然气工业,2001,21(5):70-73
    (38) PE. Johnson, L. D. Burns, Carbonate Production decline rates are reduced through improvement in gelled acid technology. US3759031,1979
    (39) 王桂霞.西南石油学院硕士论文.2002.4
    (40) 郑晓宇,吴肇亮.油田化学品[M].(第一版).北京:化学工业出版社,2001,340
    (41) 高建村,彭政.XP12-1系列耐高温酸化液胶凝剂的研制及其性能测试[J].新疆石油学院学报,2000,12(4):26-28
    (42) 付美龙,欧阳慧.KF-1型胶凝酸的配制及实验室研究[J].江汉石油学院学报,1996,18(1):62-64
    (43) 黄洪同.工业表面活性剂,北京:化学工业出版社,1990,10
    (44) Alfey T Jr, Fuoss R M, H. Morawetz, Am. Chem. Soc,74,438
    (45) Rohn & Haas Co. Brit. 820, 560. Sept, 23,1959
    (46) Korshunov M A, Mikhlin V S,BoDMAEMAaryuk F N. Zh. Org. Khim. 1968, 4(7), 1204-1209 (Russ)
    (47) White R. Winslow (Rohm and Haas Co.) Ger. Often. 1,932,625 , 26 Feb 1970, US Appl. 02 Jul 1968
    (48) 戎通明,山内淳量,村中英一等.甲基丙烯酸氨烷基酯的制造方法.日本公开特许公报,昭62-185059
    (49) Nishikaji, Takashi. et al. JP78,34714,1978
    (50) Kametani, Masaya, et al. JP79,19911,1979
    (51) Taka, Alsuo, et al. JP79,163517,1979
    (52) 刘祥臣,王波,杨东辉等.二乙基氨基甲基丙烯酸乙酯的研制.化学世界,2002,1:138-139
    (53) 李洁春.分析化学手册.第五分册.气相色谱分析[M].(第一版).北京:化学工业出版社,1999
    (54) 王中华.油田化学品[M].(第一版).北京:中国石化出版社,2001,13
    (55) 孙中新,丁文光.甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵生产技术及其现状[J].齐鲁石油化工,1998,(1),67-68
    (56) 增田芳秀,北岸位之.不饱和季胺盐的制造方法[P].日本专利:特开平6-32768,1994
    (57) 长津芳郎,田村弘,半田清次等.不饱和季胺盐的制造方法[P].日本专利:昭61-50947,1986
    (58) 华中师范大学,东北师范大学,陕西师范大学.可溶性氯化物中氯含量的测定.分析化学实验(第一版),北京高等教育出版社,1982
    (59) 潘祖仁.高分子化学.化学工业出版社
    (60) G.奥迪安.聚合反应原理.科学出版社,1987
    (61) 邵毓芳,稀根定.高分子物理实验.南京大学出版社,1998年第一版:12
    (62) 中华人民共和国石油天然气行业标准.酸液稠化剂评价方法,SY/T6214-1996
    (63) 修书志等.SCJ-1稠化酸的研究与应用[J].钻井液与完井液,1999,16(5):42-44
    (64) V. F. Kurenkov and L. I. Abramova. Homogeneous Polymerization of Acrylamide in Solutions. Polym-Plast. Technol. Eng. 1992,31 (7&8):659-704
    (65) 蔡大庆,周吴.塔河油田碳酸盐岩储层酸压技术应用[J].钻采工艺,2004,27(3):38-40,56
    (66) 马虹.化学实验技术(Ⅱ)[M].(第一版),北京:化学工业出版社,2002,52-70
    (67) 严瑞瑄.水溶性高分子[M].(第一版),北京:化学工业出版社,1998,95-96
    (68) 赵福麟.采油化学[M].(第一版),山东东营:石油大学出版社,1989,58-60
    (69) 戴彩丽,葛际江.表面稠化酸的防砂作用研究[J].西南石油学院学报,2001,23(6):60-62
    (70) 季川疆.新型高温酸化缓蚀剂HS-6研制及应用[J].新疆石油学院学报,2004,16(2):42-43
    (71) 中华人民共和国石油天然气行业标准.酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标,SY/T5405-1996
    (72) 王宝峰,胡恩安.低伤害高温酸化缓蚀剂Al-811的开发机理[J].腐蚀科学与防护技术,2001,13(5):294-296
    (73) 魏宝明.金属腐蚀理论及应用[M].(第一版),北京:化学工业出版社,1985,25-178
    (74) 叶康民.缓蚀剂的协同效应[J].材料保护,1990,(1-2):38
    (75) 郭稚孤.缓蚀剂及其应用[M].(第一版),武汉:华中工学院出版社,1987,101-126
    (76) 汪群拥,尹占兰.缓蚀剂的设计与HSAB理论[J].金属腐蚀与防护,1993,(2):100-108
    (77) 杨文治,黄魁元.缓蚀剂[M].(第一版),北京:化学工业出版社,1989,30-32
    (78) 陈家坚.季胺盐缓蚀剂[J].金属腐蚀与防护,1985,(1):29
    (79) 中华人民共和国药典委员会.中华人民共和国药典(第二部)[M].(第一版),北京:化学工业出版社、人民卫生出版社,1990,附录19-21
    (80) 中国石化新星西北分公司企业标准.酸压/酸化胶凝酸通用技术条件,Q/XBKF02.3-2002
    (81) 张建利,孙忠杰,张泽兰.碳酸盐岩油藏酸岩反应动力学实验研究[J].油田化学,2003,20(3):216-219
    (82) 付永强.裂缝性低渗透复杂岩性油藏酸压机理及工艺技术研究.2000,西南石油学院博士论文,76

© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号

地址:北京市海淀区学院路29号 邮编:100083

电话:办公室:(+86 10)66554848;文献借阅、咨询服务、科技查新:66554700