【摘 要】
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目前非常规油气资源已逐渐成为油气田开发的主要方向,在非常规油气资源的开发过程中,酸化压裂作业是改善储层物性,提高原油采收率的重要工艺之一。但在部分低渗超低渗油藏中,传统压裂施工存在效果差,见效时间短等问题,因此对不同油藏开发有出针对性的压裂工艺十分必要。增能压裂是在常规酸化压裂过程中添加化学剂,通过化学剂的物理化学作用来改变储层压力、温度以及地层流体性质的工艺措施;主要可分为液态CO2增能技术、液
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目前非常规油气资源已逐渐成为油气田开发的主要方向,在非常规油气资源的开发过程中,酸化压裂作业是改善储层物性,提高原油采收率的重要工艺之一。但在部分低渗超低渗油藏中,传统压裂施工存在效果差,见效时间短等问题,因此对不同油藏开发有出针对性的压裂工艺十分必要。增能压裂是在常规酸化压裂过程中添加化学剂,通过化学剂的物理化学作用来改变储层压力、温度以及地层流体性质的工艺措施;主要可分为液态CO2增能技术、液态N2增能技术和自生气体系增能技术。与CO2增能技术和液态N2增能技术相比,自生气体系增能工艺不需要增加压裂设备,施工工艺简便等优点。论文针对自生气压裂增能体系的产气特性和增能效果进行了详尽的研究。首先通过常压下产气实验,分析不同自生气体系的产气特性,结果表明产气能力由好到差依次为:亚硝酸钠+氯化铵体系、过硫酸铵体系、碳酸铵/碳酸氢铵体系、亚硝酸钠+尿素体系。反应物浓度越大、反应温度越高,体系的产气量越多;氢离子对亚硝酸钠+氯化铵体系和亚硝酸钠+尿素体系的产气量和产气速率具有促进作用,但过高浓度的氢离子会导致副反应的发生。对于亚硝酸钠+氯化铵体系,反应物浓度越大、初始温度越高、氢离子浓度越大,体系的生热效果越好;根据实验结果推得Na NO2和NH4Cl的反应动力学方程为d C?dt=-7.103×10~7CH~1.+3291C02.0949e（-51.28k J/mol?RT）。通过高温高压增能实验评价了五种自生气体系的增能效果,增能能力从好到差依次为:亚硝酸钠+氯化铵、过硫酸铵、碳酸氢铵、亚硝酸钠+尿素、碳酸铵。其中亚硝酸钠+氯化铵体系在3.0 mol/L,100℃时可使反应釜压力增加6.15 MPa,产气效率达到82.74%,可作为增能压裂用自生气体系。为了进一步提高亚硝酸钠+氯化铵体系的产气能力和增能效果,采用了自生酸类物质用于控制体系p H值,以实现低温时不产气高温时大量产气的效果。通过产酸性能实验和自生酸引发自生气体系产气实验,优选出了甲酸甲酯（0.05 mol/L）、甲酸乙酯（0.05mol/L）、多聚甲醛（0.05 mol/L）和过硫酸铵（0.005 mol/L）四种自生酸。其中,甲酸甲酯引发体系和过硫酸铵引发体系具有最好的增能效果;在1.5 mol/L反应物,100℃条件下,可使反应釜压力增加3.31 MPa,产气效率达到89.07%;多孔介质增能实验表明:自生气体系能够有效地提高多孔介质的压力和温度,增加地层能量,且自生酸引发自生气体系腐蚀速率极低。
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