【摘要】：酸化是指用酸或潛在酸處理油氣儲(chǔ)層,以恢復(fù)或增加油氣層滲透率,實(shí)現(xiàn)油氣井增產(chǎn)的一種技術(shù),基質(zhì)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(yīng)用。我國(guó)鄂北丘陵山區(qū)為嚴(yán)重缺水地區(qū),針對(duì)于此將油氣井增產(chǎn)的酸化技術(shù)應(yīng)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(jī)理研究。通過對(duì)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(shí)際施工過程中存在反應(yīng)速率過快、腐蝕性強(qiáng)、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(duì)于碳酸鹽巖酸化雖然能夠形成有效的蚓孔和對(duì)金屬的低腐蝕性,卻由于其與灰?guī)r的螯合作用緩慢,在實(shí)際工程需要更多的時(shí)間形成蚓孔,影響工程進(jìn)程。在此,我們基于對(duì)湖北省宜昌市秭歸地區(qū)寶塔組灰?guī)r的理化性能進(jìn)行研究分析,研究常規(guī)型酸液和環(huán)保型酸液對(duì)于低滲灰?guī)r的相互作用機(jī)理并遴選出性能較優(yōu)的酸液類型與濃度,構(gòu)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(shí)際提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。論文分為六章,各章主要內(nèi)容如下:第一章簡(jiǎn)要介紹論文的選題背景與研究意義,介紹了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外碳酸鹽巖基質(zhì)酸化增產(chǎn)的技術(shù)水平,并說明了常規(guī)酸液進(jìn)行酸化的弊端,提出了擬解決的關(guān)鍵問題與技術(shù)路線。第二章分析實(shí)驗(yàn)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(duì)常規(guī)酸液和環(huán)保酸液的種類與應(yīng)用進(jìn)行了介紹,并評(píng)價(jià)了實(shí)驗(yàn)所用的螯合劑螯合能力。第三章研究了常規(guī)酸液對(duì)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(duì)秭歸寶塔組灰?guī)r具有較高的溶蝕率,但同時(shí)對(duì)金屬試片有著較強(qiáng)的腐蝕能力。在巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)中鹽酸更易對(duì)巖樣形成端面溶蝕,難以深入酸化。而乙酸對(duì)灰?guī)r具有良好的緩速效果,并表現(xiàn)出對(duì)金屬試片較低的腐蝕速率。在巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)中秭歸灰?guī)r在乙酸酸化后形成直徑相對(duì)較小的蚓孔,且不易生成端面溶蝕。通過對(duì)常規(guī)酸液體系的優(yōu)選評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn),確定了適合于秭歸低滲碳酸鹽巖儲(chǔ)層基質(zhì)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(duì)秭歸寶塔組灰?guī)r的酸化前后其滲透率增加了100~300倍,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)酸化后的巖樣進(jìn)行內(nèi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。第四章研究了環(huán)保型酸液對(duì)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(jī)強(qiáng)酸MSA(甲基磺酸)對(duì)秭歸寶塔組灰?guī)r具有良好的溶蝕效果。通過巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)保酸的實(shí)驗(yàn)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(duì)GLDA的濃度、p H值以及注入速度等對(duì)秭歸寶塔組灰?guī)r滲透率影響的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):3%GLDA(p H=4,HAC)溶液在流速為1m L/min對(duì)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(duì)環(huán)保酸液體系的優(yōu)選評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn),確定了適合于秭歸低滲碳酸鹽巖儲(chǔ)層基質(zhì)酸化環(huán)保酸液體系為:7%MSA+3%GLDA(p H=4,HAC)。該體系對(duì)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(duì)金屬試片P110仍具有良好的緩蝕效果。利用CT掃描法對(duì)酸化后的巖樣進(jìn)行內(nèi)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(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合。第五章對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié),提出了論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和進(jìn)一步研究思路。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有:(1)基于室內(nèi)實(shí)驗(yàn),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(jī)酸MSA(甲基磺酸)對(duì)秭歸寶塔組灰?guī)r的溶解機(jī)理以及對(duì)金屬的腐蝕機(jī)理,并研究確定了螯合酸對(duì)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(nèi)實(shí)驗(yàn)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(gòu)建出適合我國(guó)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(shù)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(dòng)心（地圖位置見圖 2.1）寶塔組灰?guī)r露頭，現(xiàn)場(chǎng)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(fēng)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(zhì)微粒、海綠石、有機(jī)質(zhì)等組成�；�?guī)r的結(jié)構(gòu)主包括晶粒結(jié)構(gòu)和碎屑結(jié)構(gòu)。碎屑結(jié)構(gòu)多由顆粒、泥晶基質(zhì)和亮晶膠結(jié)物構(gòu)成。粒結(jié)構(gòu)是由化學(xué)及生物化學(xué)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(zhì)微粒、海綠石、有機(jī)質(zhì)等組成。灰?guī)r的結(jié)構(gòu)晶粒結(jié)構(gòu)和碎屑結(jié)構(gòu)。碎屑結(jié)構(gòu)多由顆粒、泥晶基質(zhì)和亮晶膠結(jié)物構(gòu)成構(gòu)是由化學(xué)及生物化學(xué)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(diǎn)秭歸縣宜昌市
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE357.2

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本文編號(hào)：2711624