CN101161762A - 用于蚀化砂岩的酸 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于蚀化砂岩的酸，其重量百分比组成为：磷酸络合物2～20％，氟化氢铵1～20％，乙酸0.01～5％，柠檬酸0.01～2％，酸化缓蚀剂0.1～3％，互溶剂0.1～5％，防乳破乳剂0.1～2％，粘土稳定剂0.01～10％，余量为水。本发明的主要特点：1)作用效果显著，增产效果明显，有效期长；2)保护储层，阻垢，防止水锁、水敏伤害；3)酸化速度慢，反应均匀，伤害岩石骨架少，强度高；4)表面张力低，诱导油流效果好。
Description
技术领域
本发明涉及一种油井酸化工艺使用的化学剂，具体涉及一种油层解堵用的用于蚀化砂岩的酸。
背景技术
目前，为使渗透率低的油井增产，普遍采用向油井注入酸的方法，使酸与砂岩储层中的砂岩反应，蚀化砂岩，提高油井的渗透率，达到增产的目的。现有的对砂岩储层酸化处理通常使用盐酸与氢氟酸的混和酸，即土酸，常规的土酸是按HCl∶HF为4∶1的比例配制的，也有将二氟化铵(NH4HF2)溶于HCl中制备HF，形成土酸解堵液。但最近的研究表明，要减少潜在的氟化盐沉淀，该比例至少应为6∶1，最好是9∶1，另外，常规的土酸酸化技术反应速度快，腐蚀强，容易产生沉淀，降低了增产效果。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供的一种解堵、腐蚀小，不易产生沉淀的用于蚀化砂岩的酸。从而起到解除堵塞和增加基质渗透率的作用。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种用于蚀化砂岩的酸，由以下重量百分比的原料组成：
磷酸络合物2～20％
氟化氢铵1～20％
乙酸0.01～5％
柠檬酸0.01～2％
酸化缓蚀剂0.1～3％
互溶剂0.1～5％
防乳破乳剂0.1～2％
粘土稳定剂0.01～10％
余量为水。
所述酸化缓蚀剂为醛胺酮缩合聚合物、四甲基吡啶与氯苄聚合物、哌嗪混和物与烷基苄聚合物或多烷基氯化苄聚合物；所述互溶剂为乙二醇单丁醚或非离子氟表面活性剂；所述防乳破乳剂为聚氧乙烯醚非离子表面活性剂、聚氧有机硅非离子表面活性剂、聚环氧乙烷环氧丙烷四嵌段聚醚或聚环氧乙烷环氧丙烷三嵌段聚醚；所述粘土稳定剂为聚二甲基烯丙基胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵或聚环氧氯丙烷二甲胺。
在制备本发明的过程中，氟化物的阴离子是由溶解的氟化盐离子化提供，1个HF分子是由1个水合氢离子和1个氟化物阴离子结合成。由于该混和物的pH值的原因造成水合氢离子和活性HF浓度均很低，所以弱酸和弱酸盐的缓冲作用形成平衡。当该酸与地层发生反应时，该体系的平衡被破坏，再次活化上述过程，直到重新建立平衡，只要溶质的浓度充分，该溶剂的酸化反应速度是很稳定的。制备用于蚀化砂岩的酸时，只有3个最强的氢离子水解产生HF，其余的不发生作用，因它们需在PH＞4的条件下水解。最强的氢离子的特性类似盐酸，而最弱的氢离子特性类似碳酸，这种缓冲效应使酸与粘土和碳酸盐的反应速度减慢了好几倍，相当于缓速酸。而且反应速度可由其它酸替代若干蚀化砂岩的酸来改变，例如盐酸比有机酸形成HF的速度要快。
此外，当酸化地层时还有下列协同效应：(1)当与地层开始反应时，由于化学吸附作用在粘土周围形成一层铝-硅酸盐-磷酸盐层，其厚度小于1μm，在弱酸和水中溶解度很低，但可被HCl快速溶解。这层薄膜阻塞了粘土进一步反应，因而可防止基岩破碎；(2)用于蚀化砂岩的酸具有抗吸附和水润湿特性，促进HF与石英的反应，尽管反应速度比土酸慢，但对石英的溶解度较高；(3)用于蚀化砂岩的酸是一种良好的分散剂和防垢剂，因此在近井地带可延迟并抑制沉淀形成。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明能有效地保证酸进入油水井井眼深处，对地层伤害小，克服以往酸化易形成酸渣、需要返排、作用半径小、有效期短、现场危险性大的问题。具有低毒性、低气味、低腐蚀性的优点，不但可以解决常规油水井结垢、油层堵塞的问题，产品本身还具有一定的杀菌作用，能够解决和抑制细菌产生的排泄物堵塞，经过协同调整技术，可以解决聚合物驱造成的堵塞问题。在解堵的过程中不对地层造成新的伤害，不产生二次沉淀，具有长时间沉积阻垢作用；解堵后还可产生良好的防膨稳砂的作用，由于其解堵的过程缓慢，不对岩心骨架造成剧烈伤害，避免出现常规土酸酸化后，容易对地层造成骨架伤害、地层坍塌、容易出砂、解堵有效期短的问题。
附图说明
图1是本发明和常规土酸酸化速度变化示意图。
图2是使用本发明和常规土酸后的岩心强度变化示意图。
图中：A表示5％土酸水溶液酸化速度变化曲线，B表示5％本发明水溶液酸化速度变化曲线，C表示使用5％土酸水溶液后的岩心强度变化曲线，D表示使用5％本发明水溶液后的岩心强度变化曲线，β表示砂岩溶蚀量，η表示岩心强度变化率，t表示时间。
具体实施方式
以下实施例均按重量计：
实施例1
磷酸络合物10％
氟化氢铵10％
乙酸2％
柠檬酸1％
醛胺酮缩合聚合物1％
乙二醇单丁醚1％
聚氧乙烯醚非离子表面活性剂1％
聚二甲基烯丙基胺2％
水为72％。
将上述各组分混和后制成本发明用于蚀化砂岩的酸。
实施例2
磷酸络合物15％
氟化氢铵15％
乙酸3％
柠檬酸2％
四甲基吡啶与氯苄聚合物3％
非离子氯表面活性剂5％
聚氧有机硅非离子表面活性剂2％
聚二甲基二烯丙基氯化铵5％
水为50％。
将上述各组分混和后制成本发明用于蚀化砂岩的酸。
实施例3
磷酸络合物20％
氟化氢铵20％
乙酸1％
柠檬酸0.5％
哌嗪混和物与烷基苄聚合物0.5％
乙二醇单丁醚2％
聚氧乙烯醚非离子表面活性剂0.5％
聚环氧氯丙烷二甲胺0.5％
水为55％。
将上述各组分混和后制成本发明用于蚀化砂岩的酸。
实施例4
磷酸络合物8％
氟化氢铵7％
乙酸4％
柠檬酸1％
醛胺酮缩合聚合物1％
非离子氟表面活性剂2％
聚环氧乙烷环氧丙烷三嵌段聚醚1.5％
聚二甲基烯丙基胺3.5％
水为72％。
将上述各组分混和后制成本发明用于蚀化砂岩的酸。
实施例5
磷酸络合物20％
氟化氢铵5％
乙酸3％
柠檬酸1.5％
多烷基氯化苄聚合物2.5％
乙二醇单丁醚5％
聚环氧乙烷环氧丙烷四嵌段聚醚0.1％
聚环氧氯丙烷二甲胺0.9％
水为62％。
将上述各组分混和后制成本发明用于蚀化砂岩的酸。
本发明磷酸络合物(PBTCA)的结构式：
本发明的主要特点：1)作用效果显著，增产效果明显，有效期长；2)保护储层，阻垢，防止水锁、水敏伤害；3)酸化速度慢，反应均匀，伤害岩石骨架少，强度高；4)表面张力低，诱导油流效果好。
本发明不仅可以单独应用于油井解堵工艺，还可以作为辅助剂应用于压裂酸化工艺中。
Claims (5)
1.一种用于蚀化砂岩的酸，由以下重量百分比的原料组成：
磷酸络合物2～20％
氟化氢铵1～20％
乙酸0.01～5％
柠檬酸0.01～2％
酸化缓蚀剂0.1～3％
互溶剂0.1～5％
防乳破乳剂0.1～2％
粘土稳定剂0.01～10％
余量为水。
2.根据权利要求1所述的用于蚀化砂岩的酸，其特征在于所述酸化缓蚀剂为醛胺酮缩合聚合物、四甲基吡啶与氯苄聚合物、哌嗪混和物与烷基苄聚合物或多烷基氯化苄聚合物。
3.根据权利要求1所述的用于蚀化砂岩的酸，其特征在于所述互溶剂为乙二醇单丁醚或非离子氟表面活性剂。
4.根据权利要求1所述的用于蚀化砂岩的酸，其特征在于所述防乳破乳剂为聚氧乙烯醚非离子表面活性剂、聚氧有机硅非离子表面活性剂、聚环氧乙烷环氧丙烷四嵌段聚醚或聚环氧乙烷环氧丙烷三嵌段聚醚。
5.根据权利要求1所述的用于蚀化砂岩的酸，其特征在于所述粘土稳定剂为聚二甲基烯丙基胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵或聚环氧氯丙烷二甲胺。
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