酸液稠化劑的制備與性能評(píng)價(jià)【文獻(xiàn)綜述】

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1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述高分子材料與工程酸液稠化劑的制備與性能評(píng)價(jià)1酸化的概述所謂酸化，是將配制好的酸液以高于吸收壓力且又低于破裂壓力的壓力注入地層，借酸的溶蝕作用提高近井地帶油氣層滲透率的工藝措施。酸化效果的好壞，特別是高溫、低滲透深井的酸化效果，在很大程度上取決于酸液體系、使用的化學(xué)藥劑及酸化工藝。由于油層越來(lái)越深，井溫越來(lái)越高，地層對(duì)酸化措施的要求也越來(lái)越高，因此迫切需要對(duì)稠化酸進(jìn)行深入研究。向酸液中添加聚合物稠化劑形成稠化酸，可以提高酸液粘度，降低氫離子向巖石壁面的傳質(zhì)速度，從而達(dá)到緩速的目的。稠化酸具有濾

2、失量小、摩阻低、細(xì)砂懸浮力強(qiáng)等特性，易于以較高速度注入。配置稠化酸的關(guān)鍵組分是稠化劑，通常稠化劑要求具備抗鹽、抗剪切降解性能好、良好的熱穩(wěn)定性、含殘?jiān)偷忍攸c(diǎn)。另外，隨著人們對(duì)酸化認(rèn)識(shí)的加深，如何減少聚合物的加量從而達(dá)到減輕地層傷害也是選擇酸液膠凝劑時(shí)需重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。2酸化處理的發(fā)展史20世紀(jì)30年代，酸化處理主要應(yīng)用于石灰?guī)r地層，后來(lái)推廣到砂巖地層。JRWilson與Standardoil于1933年一起對(duì)氫氟酸(HF)處理砂巖地層提出專(zhuān)利申請(qǐng)。1933年Halliburton公司首次將氫氟酸和鹽酸組成

3、的混合液(后來(lái)稱(chēng)為土酸)試注入井中。土酸的成功應(yīng)用極大地推動(dòng)了酸化技術(shù)的發(fā)展。酸化處理技術(shù)發(fā)展至今，常用的酸液根據(jù)其有效成分可大致分為5種：(1)無(wú)機(jī)酸目前，常用的無(wú)機(jī)酸主要是鹽酸、土酸(鹽酸和氫氟酸的混合酸)，有時(shí)也用硫酸、碳酸、磷酸這些特殊酸。絕大多數(shù)的碳酸鹽巖地層的酸化處理采用鹽酸，一般鹽酸的濃度為15%(wt)，人們通常稱(chēng)其為常規(guī)酸。(2)有機(jī)酸乙酸和甲酸。它們對(duì)金屬的腐蝕速度遠(yuǎn)低于無(wú)機(jī)酸，腐蝕均勻，可用于與酸接觸時(shí)間長(zhǎng)的帶酸射孔作業(yè)。酸巖反應(yīng)速度低于鹽酸，因而活性酸穿透距離更長(zhǎng)，可做緩速酸。(3)

4、固體酸4酸化常用的固體酸有氨基磺酸和氯乙酸。這二者都是易溶于水的白色品狀粉末。與鹽酸相比，固體酸不破壞地層孔隙結(jié)構(gòu)，能酸化較深地層。但它們?cè)诟邷叵乱姿猓灰擞诟邷厥褂谩?4)多組分酸多組分酸通常是有機(jī)酸和無(wú)機(jī)酸的混合物，它既利用了鹽酸溶解力的經(jīng)濟(jì)性，又利用了有機(jī)酸的低腐蝕性。這類(lèi)酸幾乎都用于高溫地層處理。(5)緩速酸緩速酸就是一種通過(guò)將酸稠化或者向酸液中加入親油性表面活性劑或乳化劑，從而延緩酸與地層反應(yīng)速度的酸液。緩速酸的類(lèi)型主要有稠化酸、乳化酸、化學(xué)緩速酸、潛在酸、泡沫酸等幾種。3酸液添加劑由于早期的酸

5、化技術(shù)存在著許多尚未解決的實(shí)際問(wèn)題，所以直到20世紀(jì)30年代才得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。人們根據(jù)多年酸化處理的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，首次考慮到向酸液中加入抑制劑，以減緩油管柱的腐蝕速度，并取得了良好的效果。常用的添加劑種類(lèi)有:緩蝕劑、緩速劑、穩(wěn)定劑，有時(shí)還加入減阻劑、暫時(shí)堵塞劑及破乳劑等。(1)緩蝕劑緩蝕劑的作用是它吸附于金屬表面，在酸和金屬間形成保護(hù)膜，以阻止或延緩酸對(duì)油管、套管及井下金屬設(shè)備的腐蝕，來(lái)確保酸化作業(yè)的順利實(shí)施。目前國(guó)內(nèi)外經(jīng)常使用的緩蝕劑主要是烷基吡啶化合物、胺類(lèi)、喹啉衍生物、炔醇類(lèi)、脂肪酸及其脂類(lèi)、咪唑琳

6、類(lèi)等。如Halliburton公司的HAI-75和HII-500、加拿大Nowsco公司的AI-250[和AI-350、華中理工大學(xué)的7461-102、四川井下作業(yè)處的7801和7701等。(2)緩速劑緩速劑的作用就是延緩酸與巖石的反應(yīng)速度，提高酸化效果。目前國(guó)內(nèi)外酸液常用的緩速劑要有稠化劑、乳化劑、化學(xué)緩速劑、自生酸等幾種。下面作簡(jiǎn)單介紹：①稠化劑自80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)通過(guò)的酸液稠化劑主要有改性植物膠、生物膠和合成聚合物類(lèi)，其中以丙烯酰胺聚合物產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用最多。②乳化劑4乳化酸是國(guó)外70年代開(kāi)發(fā)應(yīng)

7、用的一種酸化工作液，尤其適用于低滲透地層碳酸鹽巖油氣藏的深度酸化改造和強(qiáng)化增產(chǎn)作業(yè)。乳化劑是形成乳化酸的關(guān)鍵添加劑，其性能的好壞直接影響整個(gè)酸化過(guò)程和酸化效果。③化學(xué)緩蝕劑化學(xué)緩速劑加入到酸液中，吸附在巖石表面，形成一種附著的薄膜，從而減緩酸與巖石表面的反應(yīng)作用。目前國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品主要有烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉類(lèi)陰離子表面活性劑和F70、WS-50、RTA-1等化學(xué)緩速劑。④自生酸自生酸是指在地層條件下能產(chǎn)生酸的物質(zhì)，使用自生酸能有效地減緩酸液對(duì)管柱、井下工具的腐蝕。80年代以來(lái)，石油勘探開(kāi)發(fā)研究院、吉林油田等

8、先后開(kāi)發(fā)出了磷酸/氫氟酸體系、四氯甲烷體系等自生酸，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)取得了較好的成效。(3)鐵離子穩(wěn)定劑在酸化工作液中鐵離子常引起嚴(yán)重的殘?jiān)恋矶鴮?dǎo)致地層的二次傷害，影響酸化效果。為控制鐵離子，一方面需在酸液中添加緩蝕劑，減輕酸對(duì)金屬設(shè)備表面的酸蝕，從而減小鐵離子濃度；另一方面加入鐵離子穩(wěn)定劑，使酸液中鐵離子不形成沉淀從而避免再次損害地層。4酸液稠化劑的應(yīng)用現(xiàn)狀酸液稠化劑應(yīng)具備在酸液中有良好的穩(wěn)定性、酸溶性好、增粘能