CN102899014B - 一种纤维转向酸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纤维转向酸，其组分及重量百分比如下：盐酸12-30%，缓蚀剂1-3%，表面活性剂1-2%，铁离子稳定剂1-2%，纤维0.1-2%，其余为水。所述纤维为羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素或聚酯纤维，使用长度为5-30mm；所述缓蚀剂为甲基硫酸十七碳烯基咪唑啉铵、甲基硫酸十七烷基-二羟乙基咪唑啉甲基铵、氯化-1-N-羟乙基-2-烷基咪唑啉铵或其混合物；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠或其混合物；所述铁离子稳定剂为柠檬酸钠、异抗坏血酸钠或其混合物。本发明将纤维注入地层，纤维互相缠绕，堵塞开度较大的裂缝和孔隙，引导酸液改变流向，达到均匀布酸和深部酸化，纤维完全降解，对地层无污染。

Description

一种纤维转向酸

技术领域

本发明涉及油气田开发增产领域油气井酸化施工中使用的转向酸。

技术背景

储层基质酸化的主要目的是解除近井地带的污染或产生新的流动通道（蚓孔）绕过污染带，增加储层与井筒的连通性，提高油气井的产能或注水井的注入能力。为了使酸化处理达到预期目的，首先要解决好均匀布酸问题。由流体流动最小阻力原理可知，酸液首先进入渗透率最高或伤害最小的层段，而对需要解堵的低渗透带或伤害严重层，可能很少进酸或根本未进酸。对受伤害程度差异大的巨厚储层，因吸液能力的不同，如果仅仅进行笼统的酸化，可能不仅不能很好地解堵严重伤害层，反而会加大纵向渗透率的差异；对多层状储层的酸化，由于储层纵向上的非均质性或污染程度的差异，使均匀布酸非常困难，必须进行转向处理才能达到储层段均匀改造的效果。

转向剂的作用在于平衡酸液流动，以使不同渗透率的地层均能达到酸化。按照作用机理，酸化转向技术可分为机械转向和化学转向等。

机械转向：主要依靠封隔器或堵球等来实现转向的目的。封隔器转向原理是允许酸液在某段时间注入有限的处理层段，可以同时对多个层段进行酸化改造；堵球转向原理是套管内封堵射孔孔眼的小球被加到处理液中，并被液体带至射孔孔眼部位，封堵接收液体的孔眼。

化学转向：化学转向技术主要是向处理液中加入化学转向剂（一般是油溶性的高分子化合物），使其可在砂岩壁面产生低渗滤饼，也可通过注入粘性高分子段塞而降低高渗层的注入能力。

当储层存在天然裂缝或渗透率差异巨大时，无论是机械转向，还是化学转向其转向效果都很不理想。对于很多小薄层的储层，封隔器不能很好的封隔，针对裂缝发育的储层，封隔器不能有效的控制酸液流动方向；目前使用的化学转向剂是一些高分子化合物，依靠这些高分子化合物粘附在裂缝或孔隙壁面，堵塞裂缝和孔隙，使酸液转向，但是当裂缝和孔隙较大时，这些高分子化合物不能有效发挥堵塞作用。

本发明针对酸化过程中大厚层的均匀布酸和裂缝性储层降低酸液滤失的需要，利用随酸液进入地层的纤维，堵塞先期形成的酸蚀裂缝或天然裂缝，使酸液在地层中改变流向，对大厚层或裂缝性储层油气开采具有重大的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维转向酸，将纤维作为一种暂堵转向剂注入地层，由于纤维具有较大的长径比，纤维利用长度互相缠绕，形成网络结构，能有效堵塞开度较大的裂缝和孔隙，阻止酸液进入这些高渗透区域，引导酸液改变流向，达到均匀布酸和深部酸化的目的，同时纤维完全降解，对地层无污染。

为达到以上技术目的，本发明提供具体的解决方案如下：

一种纤维转向酸，其组分及重量百分比如下：盐酸12-30%，缓蚀剂1-3%，表面活性剂1-2%，铁离子稳定剂1-2%，纤维0.1-2%，其余为水。

所述纤维为羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素或聚酯纤维，使用长度为5-30mm；所述缓蚀剂为甲基硫酸十七碳烯基咪唑啉铵、甲基硫酸十七烷基-二羟乙基咪唑啉甲基铵、氯化-1-N-羟乙基-2-烷基咪唑啉铵或其混合物；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠或其混合物；所述铁离子稳定剂为柠檬酸钠、异抗坏血酸钠或其混合物。

本发明的技术原理如下：酸化过程中，针对大厚层的均匀布酸以及裂缝储层降低酸液滤失的需要，含有转向纤维的酸液进入地层后，由于纤维具有一维结构，长度在5-30mm，会有一部分通过物理作用阻挡在裂缝口，减低甚至阻停酸液在此裂缝的流动速度，引导酸液向其他储层或裂缝的深部流动，达到均匀布酸和避免酸液向天然裂缝滤失，降低酸液的效率。而酸液中的纤维在酸性环境和地层温度下，能发生降解，降解为小分子的化合物，所以当酸化施工结束后，进入地层的纤维会降解成小分子返排到地面，使施工时被纤维堵塞的储层或裂缝又恢复流体的畅通。

本发明使用的纤维可以在现有的各种酸液体系中使用，与各种酸液体系均能很好的配伍，纤维的加入不影响酸液体系的性能。

所述纤维是纤维素和聚酯类，纤维素在酸性条件下能降解为葡萄糖，降解后分子量不到200，可以顺利返排出地层，在地层几乎没有残留；聚酯类纤维在酸性条件下完全降解为小分子有机酸和醇，对地层也没有残留伤害。

与现有技术对比，本发明采用可降解纤维能很好地解决酸化过程中均匀布酸和阻止酸液向裂缝中滤失的问题，同时酸液体系能完全降解为小分子化合物，对地层没有伤害。目前使用的一些转向技术主要是采用球状的油溶性高分子聚合物作为堵剂进入地层，这些堵剂不能完全降解，有可能残留地层，对地层造成严重的伤害，所以本发明更适用于油气田的酸化改造。

具体实施方式

一、本发明纤维转向酸的制备

实施例1

在搪瓷内胆反应釜中加入64.5kg水，然后搅拌下加入30kg浓盐酸和2kg甲基硫酸十七碳烯基咪唑啉铵以及1kg柠檬酸钠，搅拌均匀后缓慢加入0.5kg羟丙基甲基纤维素，混合均匀再加入2kg十二烷基磺酸钠，得到纤维转向酸液。

实施例2

在搪瓷内胆反应釜中加入73kg水，然后搅拌下加入20kg浓盐酸和3kg甲基硫酸十七烷基-二羟乙基咪唑啉甲基铵以及2kg异抗坏血酸钠，搅拌均匀后缓慢加入1kg羟乙基纤维素，混合均匀再加入0.2kg十二烷基磺酸钠和0.8kg十六烷基磺酸钠，得到纤维转向酸液。

实施例3

在搪瓷内胆反应釜中加入77.5kg水，然后搅拌下加入15kg浓盐酸和2kg氯化-1-N-羟乙基-2-烷基咪唑啉铵以及0.5kg柠檬酸钠和1.5kg异抗坏血酸钠，搅拌均匀后缓慢加入2kg羟丙基纤维素，混合均匀再加入1.5kg十六烷基磺酸钠，得到纤维转向酸液。

实施例4

在搪瓷内胆反应釜中加入84.4kg水，然后搅拌下加入12kg浓盐酸和1kg甲基硫酸十七碳烯基咪唑啉铵以及1kg柠檬酸钠和0.5kg异抗坏血酸钠，搅拌均匀后缓慢加入0.1kg聚酯纤维，混合均匀再加入1kg十六烷基磺酸钠，得到纤维转向酸液。

实施例5

在搪瓷内胆反应釜中加入72.5kg水，然后搅拌下加入20kg浓盐酸，1kg甲基硫酸十七烷基-二羟乙基咪唑啉甲基铵和1kg甲基硫酸十七碳烯基咪唑啉铵，以及1.5kg异抗坏血酸钠，搅拌均匀后缓慢加入2kg羟丙基甲基纤维素，混合均匀再加入1kg十六烷基磺酸钠和1kg十二烷基磺酸钠，得到纤维转向酸液。

实施例6

在搪瓷内胆反应釜中加入69.5kg水，然后搅拌下加入24kg浓盐酸，0.5kg甲基硫酸十七烷基-二羟乙基咪唑啉甲基铵，1kg甲基硫酸十七碳烯基咪唑啉铵和1.5kg氯化-1-N-羟乙基-2-烷基咪唑啉铵，以及1kg柠檬酸钠，搅拌均匀后缓慢加入1.5kg羟乙基纤维素，混合均匀再加入1kg十六烷基磺酸钠，得到纤维转向酸液。

二、本发明纤维转向酸的性能测试

测试方法：切取直径为2.5cm，长度为5cm岩心，然后人工将其造缝，并在缝中垫入塑料片，控制缝的高度为10μm，将岩心烘干并放入夹持器，在夹持器上加5MPa压力，正向驱替盐水，测量通过岩心的流量与压差，根据达西公式计算岩心渗透率K₀；反向驱替各实施例制备的纤维转向酸与对比例，测量通过岩心的流量与压差；测试完成后，将岩心加热到70℃，放置12h后，再正向驱替盐水，测量通过岩心的流量与压差，根据达西公式计算岩心渗透率K₁；将K₀与K₁相除，得到渗透率变化，结果见表1。对比例采用油溶性树脂暂堵剂。

表1各实施例与对比例的转向效果测试

项目	压力升高值/MPa	渗透率恢复率/%
			实施例1	0.8	85
实施例2	1.1	82
			实施例3	2	78
实施例4	0.2	89
			实施例5	2.4	81
实施例6	1.7	80
			对比例	0.4	64

从表1中可以看出，纤维转向酸具有较好的封堵裂缝能力，且能有效降解，使裂缝渗透率恢复。

三、本发明纤维转向酸的现场使用情况

本发明纤维转向酸在四川盆地某井得到应用，该井储层属于震旦系构造，垂直深度3287.5m，改造水平段为3200～4044m，储层岩性为浅灰色白云岩。储层裂缝特征明显，且井段长、跨度大，为了实现均匀改造，采用纤维转向酸实现储层层间和层内转向，施工中使用20m³纤维转向酸液。施工过程中监测到明显的压力升高过程，压后压裂液返排率较高达83%，产气73m³/d。

Claims (3)

1.一种纤维转向酸，其组分及重量百分比如下：盐酸12-30％，缓蚀剂1-3％，表面活性剂1-2％，铁离子稳定剂1-2％，纤维0.1-2％，其余为水；所述纤维为聚酯纤维，使用长度为5-30mm；所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠或其混合物。

2.如权利要求1所述的纤维转向酸，其特征在于，所述缓蚀剂为甲基硫酸十七碳烯基咪唑啉铵、甲基硫酸十七烷基-二羟乙基咪唑啉甲基铵、氯化-1-N-羟乙基-2-烷基咪唑啉铵或其混合物。

3.如权利要求1所述的纤维转向酸，其特征在于，所述铁离子稳定剂为柠檬酸钠、异抗坏血酸钠或其混合物。