發(fā)布時間：2020-06-13 19:23

【摘要】：酸化是指用酸或潛在酸處理油氣儲層,以恢復或增加油氣層滲透率,實現(xiàn)油氣井增產(chǎn)的一種技術,基質酸化作為碳酸鹽巖油藏的開發(fā)過程中重要的改造和增產(chǎn)手段之一而得到廣泛的應用。我國鄂北丘陵山區(qū)為嚴重缺水地區(qū),針對于此將油氣井增產(chǎn)的酸化技術應用于水井增產(chǎn),開展基于水井增產(chǎn)的酸-巖間的相互作用機理研究。通過對基巖酸化形成蚓孔增大含水層滲透率,從而解決地區(qū)缺水問題,建立適合于碳酸鹽巖基巖水井酸化增產(chǎn)酸液體系。常規(guī)的酸液體系在實際施工過程中存在反應速率過快、腐蝕性強、難以形成有效酸蝕蚓孔等問題;而以螯合劑為代表的環(huán)保酸體系對于碳酸鹽巖酸化雖然能夠形成有效的蚓孔和對金屬的低腐蝕性,卻由于其與灰?guī)r的螯合作用緩慢,在實際工程需要更多的時間形成蚓孔,影響工程進程。在此,我們基于對湖北省宜昌市秭歸地區(qū)寶塔組灰?guī)r的理化性能進行研究分析,研究常規(guī)型酸液和環(huán)保型酸液對于低滲灰?guī)r的相互作用機理并遴選出性能較優(yōu)的酸液類型與濃度,構建適合基巖碳酸鹽巖水井增產(chǎn)酸化工作液體系,為工程實際提供理論基礎與技術支撐。論文分為六章,各章主要內容如下:第一章簡要介紹論文的選題背景與研究意義,介紹了當前國內外碳酸鹽巖基質酸化增產(chǎn)的技術水平,并說明了常規(guī)酸液進行酸化的弊端,提出了擬解決的關鍵問題與技術路線。第二章分析實驗所用湖北省宜昌市秭歸地區(qū)寶塔組灰?guī)r的基本特征,對常規(guī)酸液和環(huán)保酸液的種類與應用進行了介紹,并評價了實驗所用的螯合劑螯合能力。第三章研究了常規(guī)酸液對秭歸寶塔組灰?guī)r理化性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)酸中鹽酸、甲酸、磷酸對秭歸寶塔組灰?guī)r具有較高的溶蝕率,但同時對金屬試片有著較強的腐蝕能力。在巖心流動實驗中鹽酸更易對巖樣形成端面溶蝕,難以深入酸化。而乙酸對灰?guī)r具有良好的緩速效果,并表現(xiàn)出對金屬試片較低的腐蝕速率。在巖心流動實驗中秭歸灰?guī)r在乙酸酸化后形成直徑相對較小的蚓孔,且不易生成端面溶蝕。通過對常規(guī)酸液體系的優(yōu)選評價實驗,確定了適合于秭歸低滲碳酸鹽巖儲層基質水井酸化增產(chǎn)的常規(guī)酸液體系配方為:8%鹽酸+6%乙酸+0.2%LVCMC+0.1%水溶性咪唑啉。其對秭歸寶塔組灰?guī)r的酸化前后其滲透率增加了100~300倍,對標準金屬腐蝕試片P110腐蝕24 h的腐蝕速率為0 g/(m2×h),緩蝕效果優(yōu)異;利用CT掃描法對酸化后的巖樣進行內部孔隙觀察,發(fā)現(xiàn)該酸液體系明顯增加了灰?guī)r巖樣的孔隙度,與前期實驗結果基本吻合。第四章研究了環(huán)保型酸液對秭歸寶塔組灰?guī)r理化性能的影響。螯合酸GLDA、MGDA和可降解的有機強酸MSA(甲基磺酸)對秭歸寶塔組灰?guī)r具有良好的溶蝕效果。通過巖心流動實驗對環(huán)保酸的實驗研究發(fā)現(xiàn):GLDA相較于MGDA更易在秭歸寶塔組灰?guī)r上形成蚓孔。通過對GLDA的濃度、p H值以及注入速度等對秭歸寶塔組灰?guī)r滲透率影響的實驗研究發(fā)現(xiàn):3%GLDA(p H=4,HAC)溶液在流速為1m L/min對秭歸寶塔組灰?guī)r的具有明顯的增加滲透率的效果。通過對環(huán)保酸液體系的優(yōu)選評價實驗,確定了適合于秭歸低滲碳酸鹽巖儲層基質酸化環(huán)保酸液體系為:7%MSA+3%GLDA(p H=4,HAC)。該體系對秭歸寶塔組灰?guī)r酸化后其滲透率增加了400倍左右,且在酸化后的巖樣端面并未發(fā)現(xiàn)明顯的端面溶蝕情況。其在不添加緩蝕劑的情況下,對金屬試片P110仍具有良好的緩蝕效果。利用CT掃描法對酸化后的巖樣進行內部孔隙觀察,發(fā)現(xiàn)該酸液體系明顯增加了巖樣的孔隙度,與前期實驗結果基本吻合。第五章對全文進行了總結,提出了論文的主要創(chuàng)新點和進一步研究思路。本文的主要創(chuàng)新點有:(1)基于室內實驗,研究了低腐蝕、可生物降解的螯合酸GLDA(谷氨酸N,N-二乙酸)和有機酸MSA(甲基磺酸)對秭歸寶塔組灰?guī)r的溶解機理以及對金屬的腐蝕機理,并研究確定了螯合酸對秭歸寶塔組灰?guī)r的酸化過程中最佳流速和濃度。(2)從室內實驗的角度,研究常規(guī)型和環(huán)保型酸液與低滲秭歸寶塔組灰?guī)r之間的相互作用,并依此構建出適合我國鄂北丘陵山區(qū)或其他地區(qū)代表性低滲碳酸鹽巖基巖水井增產(chǎn)的兩套酸液體系。
【圖文】：

2 石彥平：灰?guī)r水井酸化增滲技術的實驗研究第二章 碳酸鹽巖和酸化酸液特征概述2.1 碳酸鹽巖特征概述實驗所用的碳酸鹽巖樣采自湖北省宜昌市秭歸縣九畹溪鎮(zhèn)桂埡村黨員活動心（地圖位置見圖 2.1）寶塔組灰?guī)r露頭，現(xiàn)場采樣圖和采集的巖樣如圖 2. 2 所示該地層屬于淺灰色中厚層灰?guī)r，風化面灰白色，新鮮面淺灰色，，中厚層狀。含物碎屑，腕足類等，含量約 30%。GPS 定位為 N30.880°，E110.8280° ，H=322灰?guī)r是一種沉積巖，主要由方解石組成，其含量大于 95%。剩余 5%的含量要由粘土礦物、石英粉砂、鐵質微粒、海綠石、有機質等組成�；�?guī)r的結構主包括晶粒結構和碎屑結構。碎屑結構多由顆粒、泥晶基質和亮晶膠結物構成。粒結構是由化學及生物化學作用沉淀而成的晶體顆粒[65]。

腕足類等，含量約 30%。GPS 定位為 N30.880°，E110.8280° ，H=3灰?guī)r是一種沉積巖，主要由方解石組成，其含量大于 95%。剩余 5%的含粘土礦物、石英粉砂、鐵質微粒、海綠石、有機質等組成�；�?guī)r的結構晶粒結構和碎屑結構。碎屑結構多由顆粒、泥晶基質和亮晶膠結物構成構是由化學及生物化學作用沉淀而成的晶體顆粒[65]。圖 2.1 湖北省宜昌市秭歸縣九畹溪鎮(zhèn)桂埡村地圖位置取樣地點秭歸縣宜昌市
【學位授予單位】：中國地質大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE357.2

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本文編號：2711624