CN105295886B - 一种复合缓速酸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合缓速酸，属于砂岩地层酸化技术领域。该复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯16‑18％、氟化铵5‑6％、盐酸9‑11％、缓蚀剂0.8‑1.2％、铁离子稳定剂1.2‑1.7％、粘土稳定剂1.3‑1.6％、助排剂1.2‑1.6％、破乳剂0.8‑1.2％，余量为水。甲酸甲酯在酸液中能够水解生成甲酸，而甲酸则随之与氟化铵反应生成所需的氢氟酸。在该缓速酸刚进入地层时，甲酸甲酯水解生成的甲酸量非常小，甲酸与氟化铵反应生成的氢氟酸的量也相应较小，延缓了酸岩之间的反应速率。为该缓速酸达到深部地层提供足够的时间；在该缓速酸达到深部地层后，随着甲酸的逐渐消耗，甲酸甲酯水解反应速率逐渐增大，新生成的甲酸量逐渐增多，相应地，酸岩之间的反应速率也随之增大，提高了地下油层开采效率。

Description

一种复合缓速酸

技术领域

本发明涉及地下砂岩地层酸化技术领域，特别涉及一种复合缓速酸。

背景技术

在地下油层开采过程中，为了解除泥浆堵塞及提高泥砂岩地层的渗透性，常采用酸化液来对地下砂岩基质进行酸化，以提高注水量或出油率。氢氟酸是砂岩质矿物的唯一常规酸，因此，常规的酸化液中均含有氢氟酸或能够生成氢氟酸的原始化合物。土酸是一种常见的酸化液，主要由盐酸和氢氟酸按一定的配比配制而成。然而在在利用土酸酸化砂岩基质的过程中，由于酸岩之间的反应速率过快，大部分土酸将消耗在近井筒区域内，不仅造成穿透距离较短，甚至地层垮塌，而且造成油井管柱严重腐蚀。所以，为了解决上述问题，有必要提供这样一种酸化液，其能够减缓酸岩之间的反应速率，提供使酸化液达到深部地层足够的时间，使酸化液在深部地层真正实现解除泥浆堵塞。

CN103074050A公开了一种高泥质砂岩储层用防垢型多氢缓速酸，包括以下重量配比的原料：盐酸3-5、氨基三亚甲基膦酸3-5、氟化氢铵3.5-6、缓蚀剂1-2.2、铁离子稳定剂0.5-1、粘土稳定剂0.2-1、水78-87。在酸化应用中，通过氨基三亚甲基膦酸逐级释放氢离子，与氟化氢铵缓慢反应生成氢氟酸，从而达到减缓酸岩之间反应速率的目的。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术酸岩之间的反应速率过低，造成地下油层的开采效率较低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种既能延缓酸岩之间的反应速率，又能保证地下油层开采效率的复合缓速酸。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种复合缓速酸，包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯16-18％、氟化铵5-6％、盐酸9-11％、缓蚀剂0.8-1.2％、铁离子稳定剂1.2-1.7％、粘土稳定剂1.3-1.6％、助排剂1.2-1.6％、破乳剂0.8-1.2％，余量为水。

作为优选，所述复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯17-18％、氟化铵5.5-6％、盐酸9-10％、缓蚀剂0.9-1.1％、铁离子稳定剂1.4-1.6％、粘土稳定剂1.4-1.5％、助排剂1.3-1.5％、破乳剂0.9-1.0％，余量为水。

作为优选，所述复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯16％、氟化铵5％、盐酸10％、缓蚀剂0.8％、铁离子稳定剂1.5％、粘土稳定剂1.5％、助排剂1.5％、破乳剂1％，水62.7％。

作为优选，所述复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯17％、氟化铵6％、盐酸9％、缓蚀剂1％、铁离子稳定剂1.2％、粘土稳定剂1.3％、助排剂1.6％、破乳剂0.8％，水61.1％。

作为优选，所述复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯18％、氟化铵6％、盐酸11％、缓蚀剂1.2％、铁离子稳定剂1.7％、粘土稳定剂1.6％、助排剂1.2％、破乳剂1.2％，水58.1％。

具体地，所述盐酸为浓度为30％-40％的工业盐酸。

具体地，所述缓蚀剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的缓蚀剂SA1-3。

具体地，所述铁离子稳定剂为乙酸类复合物。

作为优选，所述铁离子稳定剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的铁离子稳定剂WD-8。

具体地，所述粘土稳定剂为聚季铵盐类和/或阳离子聚丙烯胺。

作为优选，所述粘土稳定剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的粘土稳定剂WD-5。

具体地，所述助排剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的助排剂SA5-5。

具体地，所述破乳剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的破乳剂WD-6。

第二方面，本发明实施例还提供了一种复合缓速酸在酸化砂岩地层中的应用。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的复合缓速酸，包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯16-18％、氟化铵5-6％、盐酸9-11％、缓蚀剂0.8-1.2％、铁离子稳定剂1.2-1.7％、粘土稳定剂1.3-1.6％、助排剂1.2-1.6％、破乳剂0.8-1.2％，余量为水。由于甲酸甲酯在酸液中处于水解平衡状态，其能够水解生成甲酸，而甲酸则随之与氟化铵反应生成所需的氢氟酸。在该缓速酸刚进入地层时，甲酸甲酯水解生成的甲酸量非常小，甲酸与氟化铵反应生成的氢氟酸的量也相应较小，延缓了酸岩之间的反应速率。为该缓速酸达到深部地层提供足够的时间；在该缓速酸达到深部地层后，随着甲酸的逐渐消耗，甲酸甲酯水解反应速率逐渐增大，新生成的甲酸量逐渐增多，相应地，酸岩之间的反应速率也随之增大，提高了地下油层开采效率。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种复合缓速酸，该复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯16-18％、氟化铵5-6％、盐酸9-11％、缓蚀剂0.8-1.2％、铁离子稳定剂1.2-1.7％、粘土稳定剂1.3-1.6％、助排剂1.2-1.6％、破乳剂0.8-1.2％，余量为水。

由于甲酸甲酯在酸液中处于水解平衡状态，其能够水解生成甲酸，而甲酸则随之与氟化铵反应生成所需的氢氟酸。在该缓速酸刚进入地层时，甲酸甲酯水解生成的甲酸量非常小，甲酸与氟化铵反应生成的氢氟酸的量也相应较小，延缓酸岩之间的反应速率。为该缓速酸达到深部地层提供足够的时间；在该缓速酸达到深部地层后，随着甲酸的逐渐消耗，甲酸甲酯水解反应速率逐渐增大，新生成的甲酸量逐渐增多，相应地，酸岩之间的反应速率也随之增大，提高了地下油层开采效率。

本发明实施例提供的缓速酸不仅在保证地下油层开采效率不受影响的前提下，有效减缓酸岩之间的反应速率。而且，该缓速酸还具有防止油管腐蚀。防止地层塌陷，并能促进工作残液返排的作用。

作为优选，所述复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯17-18％、氟化铵5.5-6％、盐酸9-10％、缓蚀剂0.9-1.1％、铁离子稳定剂1.4-1.6％、粘土稳定剂1.4-1.5％、助排剂1.3-1.5％、破乳剂0.9-1.0％，余量为水。举例来说，该复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯16％、氟化铵5％、盐酸10％、缓蚀剂0.8％、铁离子稳定剂1.5％、粘土稳定剂1.5％、助排剂1.5％、破乳剂1％，水62.7％。或者，该复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯17％、氟化铵6％、盐酸9％、缓蚀剂1％、铁离子稳定剂1.2％、粘土稳定剂1.3％、助排剂1.6％、破乳剂0.8％，水61.1％。或者，该复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯18％、氟化铵6％、盐酸11％、缓蚀剂1.2％、铁离子稳定剂1.7％、粘土稳定剂1.6％、助排剂1.2％、破乳剂1.2％，水58.1％。

具体地，上述盐酸为浓度为30％-40％的工业盐酸。该工业盐酸的浓度可以为30％-40％之间，优选30％-36％。可以理解的是，本发明实施例中，甲酸与氟化铵反应生成的氢氟酸，而氢氟酸将与该工业盐酸进行组合，得到期望的土酸。

具体地，上述缓蚀剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的缓蚀剂SA1-3。

通过在复合缓速酸中加入可与该缓速酸配伍的缓蚀剂，以降低该缓速酸对油管或其它金属设备的腐蚀度，提高该缓速酸的溶蚀率。特别地，当缓蚀剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的缓蚀剂SA1-3时，该复合缓速酸对金属制品的腐蚀速率更低。其中，缓蚀剂SA1-3为多种有机化合物的复配物，其可商购产品，购自成都安实得石油科技开发有限公司。进一步地，本发明实施例的缓蚀剂还可以为其它用于酸性介质中的缓蚀剂，例如：硫脲系缓蚀剂、酰胺系缓蚀剂、咪唑啉系缓蚀剂、季铵盐类缓蚀剂、有机胺类缓蚀剂等。

具体地，上述铁离子稳定剂为乙酸类复合物。

通过在复合缓速酸中加入可与该缓速酸配伍的铁离子缓蚀剂，以与亚铁离子或铁离子络合，防止其在酸性环境中发生水解，或者在低酸环境中稳定铁离子，防止铁凝胶沉淀后随残液排出。具体地，本发明实施例的铁离子稳定剂为乙酸类复合物。作为优选，该铁离子稳定剂为铁离子稳定剂WD-8。其中，铁离子稳定剂WD-8为成都安实得石油科技开发有限公司生产的可商购产品。

具体地，上述粘土稳定剂为聚季铵盐类和/或阳离子聚丙烯胺。

通过在复合缓速酸中加入可与该缓速酸配伍的粘土稳定剂，使该缓速酸能够有效吸附在粘土表面，防止水敏性矿物水化膨胀及分散转移，而对油层造成伤害。具体地，该粘土稳定剂可以为聚季铵盐类和/或阳离子聚丙烯胺。作为优选，该粘土稳定剂可以为粘土稳定剂WD-5。其中，粘土稳定剂WD-5为成都安实得石油科技开发有限公司生产的可商购产品。

具体地，上述助排剂为助排剂SA5-5。通过在复合缓速酸中加入助排剂，以促进工作残液从地层中返排。可以理解的是，该助排剂具有较低的表面张力，对地层具有较低的吸附力，且对地层不产生伤害。进一步地，该助排剂是本领域技术人员可以预想得到的，其可以为季铵盐阳离子表面活性剂与醇的复配物。作为优选，该助排剂为助排剂SA5-5。其中，助排剂SA5-5为成都安实得石油科技开发有限公司生产的可商购产品。

具体地，上述破乳剂为破乳剂WD-6。

通过在复合缓速酸中加入破乳剂，将乳化状的油水混合液中油和水分离开来，以保证原油外输含水标准。作为优选，本发明实施例中，破乳剂为破乳剂WD-6，其中，破乳剂WD-6为成都安实得石油科技开发有限公司生产的可商购产品。

第二方面，本发明实施例还提供了一种复合缓速酸在酸化砂岩地层中的应用。

通过将本发明实施例提供的复合缓速酸用于石油开采过程中对砂岩地层的酸化，达到既能减缓酸化浅层地层，又能深度酸化深部地层的目的。

以下将通过具体地实施例来进一步地说明本发明。

以下实施例1-3中，甲酸甲酯为购自南京科迈化工产品有限公司的工业级甲酸甲酯，含量大于等于96.5％；

氟化铵为购自佛山南海双氟化工有限公司的工业级氟化铵；

工业盐酸、缓蚀剂SA1-3、铁离子稳定剂WD-8、粘土稳定剂WD-5、助排剂SA5-5、破乳剂WD-6均购自成都安实得石油科技开发有限公司。

实施例1

本实施例中的复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯 16％、氟化铵5％、工业盐酸 10％、缓蚀剂SA1-3 0.8％、铁离子稳定剂WD-8 1.5％、粘土稳定剂WD-51.5％、助排剂SA5-5 1.5％、破乳剂WD-6 1％，水 62.7％。其中，工业盐酸的浓度为30％。

该复合缓速酸的制备方法如下：在冷却的反应釜内按上述重量比加入甲酸甲酯、氟化铵，然后加入少量的水，然后在搅拌状态下，按上述重量比加入缓蚀剂SA1-3、铁离子稳定剂WD-8、粘土稳定剂WD-5、助排挤SA5-5以及破乳剂WD-6，搅拌30分钟后至混合均匀。再向其中特定量的盐酸，边冷却边搅拌，30分钟后，加入剩余的水，搅拌均匀后冷却至常温，即得到上述复合缓速酸。

取西南油气田位于川中公山庙油田地区的川中公30井的砂岩地层的岩粉，按缓速酸与岩粉的配比为10:1(ml/g)，将特定量的上述复合缓速酸与岩粉混合进行溶蚀率测定试验。其中，该溶蚀率测定试验得到具体步骤如下：

1)称取岩粉，置于容器中，然后将特定量的缓速酸倒入该容器中，并将该容器置于90℃的水浴锅中进行反应。

2)待反应至特定的时间时，取出该容器，并将其中的液体进行过滤，并烘干滤渣。对烘干的滤渣进行称重，获取与缓速酸进行反应的岩粉的质量，计算得到缓速酸对岩粉的溶蚀率。

通过上述方法，分别对本实施例提供的缓速酸在与岩粉反应5分钟、15分钟、30分钟、60分钟及120分钟时的溶蚀率进行测量，结果如表1所示：

表1 实施例1提供的缓速酸与岩粉反应不同时间条件时的溶蚀率

反应时间(分钟)	溶蚀率(％)
		5	9.7
15	10.11
		30	23.88
60	29.43
		120	32.75

由表1可知，本实施例提供的缓速酸在15分内对岩粉的溶蚀率都较低且保持相对稳定，能够有效减缓该缓速酸进入地层的初期酸岩之间的反应速率.为该缓速酸达到深部地层提供了足够的时间。而在反应15分钟后，该缓速酸对岩粉的溶蚀率逐渐提高，有效提高了该缓速酸达到深部地层后的酸岩之间的反应速率，达到了深部酸化的目的，进而保证了油层开采的效率不受影响。

实施例2

本实施例中的复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯 17％、氟化铵6％、工业盐酸 9％、缓蚀剂SA1-3 1％、铁离子稳定剂WD-8 1.2％、粘土稳定剂WD-5 1.3％、助排剂SA5-5 1.6％、破乳剂WD-6 0.8％，水 61.1％。其中，工业盐酸的浓度为32％。本实施例复合缓速酸的制备方法与实施例1相同。

取西南油气田位于川中公山庙油田地区的川中公30井内砂岩地层的岩粉，按缓速酸与岩粉的配比为10:1(ml/g)，将特定量的上述复合缓速酸与岩粉混合进行溶蚀率测定试验。其中，该溶蚀率测定试验得到具体步骤与实施例1相同。

通过上述方法，分别对本实施例提供的缓速酸在与岩粉反应5分钟、15分钟、30分钟、60分钟及120分钟时的溶蚀率进行测量，结果如表2所示：

表2 实施例2提供的缓速酸与岩粉反应不同时间条件时的溶蚀率

反应时间(分钟)	溶蚀率(％)
		5	8.9
15	9.37
		30	23.15
60	29.72
		120	33.51

由表2可知，本实施例提供的缓速酸在15分内对岩粉的溶蚀率都较低且保持相对稳定，能够有效减缓该缓速酸进入地层的初期酸岩之间的反应速率.为该缓速酸达到深部地层提供了足够的时间。而在反应15分钟后，该缓速酸对岩粉的溶蚀率逐渐提高，有效提高了该缓速酸达到深部地层后的酸岩之间的反应速率，达到了深部酸化的目的，进而保证了油层开采的效率不受影响。

实施例3

本实施例中的复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯 18％、氟化铵6％、工业盐酸 11％、缓蚀剂SA1-3 1.2％、铁离子稳定剂WD-8 1.7％、粘土稳定剂WD-51.6％、助排剂SA5-5 1.2％、破乳剂WD-6 1.2％，水 58.1％。其中，工业盐酸的浓度为33％。本实施例复合缓速酸的制备方法与实施例1相同。

取西南油气田位于川中公山庙油田地区的川中公30井内砂岩地层的岩粉，按缓速酸与岩粉的配比为10:1(ml/g)，将特定量的上述复合缓速酸与岩粉混合进行溶蚀率测定试验。其中，该溶蚀率测定试验得到具体步骤与实施例1相同。

通过上述方法，分别对本实施例提供的缓速酸在与岩粉反应5分钟、15分钟、30分钟、60分钟及120分钟时的溶蚀率进行测量，结果如表3所示：

表3 实施例3提供的缓速酸与岩粉反应不同时间条件时的溶蚀率

反应时间(分钟)	溶蚀率(％)
		5	9.3
15	9.99
		30	23.02
60	29.54
		120	33.01

由表3可知，本实施例提供的缓速酸在15分内对岩粉的溶蚀率都较低且保持相对稳定，能够有效减缓该缓速酸进入地层的初期酸岩之间的反应速率.为该缓速酸达到深部地层提供了足够的时间。而在反应15分钟后，该缓速酸对岩粉的溶蚀率逐渐提高，有效提高了该缓速酸达到深部地层后的酸岩之间的反应速率，达到了深部酸化的目的，进而保证了油层开采的效率不受影响。

实施例4

本实施例分别利用实施例1-3提供的复合缓速酸对川中公山庙油田地区的地层进行酸化处理，并对进行酸化处理后的注水井的日注水量与未进行酸化处理的注水井的日注水量进行比较，获取进行酸化处理后的注水井相比未进行酸化处理的注水井的日注水量的增长百分率，结果如表4所示，

表4 相比未进行酸化处理的注水井，酸化处理后的注水井的日注水量的增长百分率

可见，利用本实施例提供的复合缓速酸对地层进行酸化处理后，注水井的日注水量得以明显提高，这对于提高油层开采的效率具有重要的意义。

实施例5

本实施例分别利用实施例1-3提供的复合缓速酸以及CN103074050A实施例13提供的复合缓速酸对N-80钢进行腐蚀试验，其中，该腐蚀试验的具体步骤为：取一定质量的N-80钢片，将其放入缓速酸中，在95℃的条件下反应4h后，取出该N-80钢片，干燥后测量其质量，获取反应掉的N-80钢片的质量，即能得到复合缓速酸对N-80钢腐蚀率。根据该腐蚀试验，得到实施例1-3提供的复合缓速酸对N-80钢的腐蚀率，结果如表5所示：

表5 缓速酸对N-80钢的腐蚀率

可见，与现有技术相比，本发明实施例提供的缓速酸，由于使用了缓蚀剂SA1-3，具有更强的缓蚀能力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复合缓速酸，包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯16-18％、氟化铵5-6％、盐酸9-11％、缓蚀剂0.8-1.2％、铁离子稳定剂1.2-1.7％、粘土稳定剂1.3-1.6％、助排剂1.2-1.6％、破乳剂0.8-1.2％，余量为水；

所述缓蚀剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的缓蚀剂SA1-3；

所述铁离子稳定剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的铁离子稳定剂WD-8；

所述粘土稳定剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的粘土稳定剂WD-5；

所述助排剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的助排剂SA5-5；

所述破乳剂为成都安实得石油科技开发有限公司生产的破乳剂WD-6。

2.根据权利要求1所述的复合缓速酸，其特征在于，所述复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯17-18％、氟化铵5.5-6％、盐酸9-10％、缓蚀剂0.9-1.1％、铁离子稳定剂1.4-1.6％、粘土稳定剂1.4-1.5％、助排剂1.3-1.5％、破乳剂0.9-1.0％，余量为水。

3.根据权利要求1所述的复合缓速酸，其特征在于，所述复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯16％、氟化铵5％、盐酸10％、缓蚀剂0.8％、铁离子稳定剂1.5％、粘土稳定剂1.5％、助排剂1.5％、破乳剂1％，水62.7％。

4.根据权利要求1所述的复合缓速酸，其特征在于，所述复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯17％、氟化铵6％、盐酸9％、缓蚀剂1％、铁离子稳定剂1.2％、粘土稳定剂1.3％、助排剂1.6％、破乳剂0.8％，水61.1％。

5.根据权利要求1所述的复合缓速酸，其特征在于，所述复合缓速酸包括以下重量百分比的成分：甲酸甲酯18％、氟化铵6％、盐酸11％、缓蚀剂1.2％、铁离子稳定剂1.7％、粘土稳定剂1.6％、助排剂1.2％、破乳剂1.2％，水58.1％。