CN105838348B - 一种用于油气藏酸压增产措施的胶凝酸 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于油气藏酸压用的胶凝酸，可以应用于中、高温碳酸盐岩储层酸压措施中，具有优秀的酸岩反应缓速性、降滤失性能，能够有效提高酸蚀裂缝的导流能力和酸液的穿透距离，可以有效实现酸液深穿透，沟通远端储层，达到深度酸压改造的目的；同时酸压后胶凝酸产生极少量残渣，对储层所造成的二次伤害极低；同时该酸液体系性能稳定，现场配制简单、方便。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，尤其是涉及一种用于油气藏酸压增产措施的胶凝酸。
背景技术
用于油气藏酸化压裂作业中的酸性工作液通过地面高压泵注设备将该工作液挤入地层，压破地层形成裂缝，工作液进入地层，再与地层岩石发生反应，酸液溶蚀地层，形成溶蚀蚓孔，从而达到增大储层渗透率、泄油(气)通道，最终达到增产的目的。
随着油气田开发进入中后期，具有自然产能的井越来越少，开发难度也越来越大，针对碳酸盐岩储层油气井，酸化压裂是一项有效的增产措施。但现存的胶凝酸技术普遍存在高温下表观粘度小、降滤失性能不好、耐温耐剪切性能不高、酸压后残渣对地层造成二次伤害，尤其是酸岩反应缓速性能不好的问题，因此在一定程度上降低了酸压增产效果，尤其是高温深井酸压增产措施。
酸压工作液是酸压措施的关键点，其酸岩反应缓速性能又是其重要的一项指标。酸岩反应速度过快，会导致酸液浓度降低过快，酸压工作液不能有效沟通远端地层，也就不能实现远端地层的酸压改造；同时酸岩反应后胶凝酸的残渣会对地层孔喉的堵塞，造成二次伤害，因此需要一种低伤害、高效缓速的胶凝酸酸压工作液。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于油气藏酸压增产措施的低伤害、高效缓速胶凝酸，解决现有技术中的酸压工作液的酸岩反应速度过快以及产生残渣较多的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种用于油气藏酸压用的胶凝酸，包括稠化剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、起泡剂、盐酸和水，其中稠化剂所占质量体积比为0.4％-0.9％，缓蚀剂所占体积比为0.2％-2％，铁离子稳定剂所占体积比为0.5％-1.5％，助排剂所占体积比为0.5％-1.5％，起泡剂所占体积比为0.5％-1％，盐酸所占体积比为10％-25％，余量为水。
在本发明的胶凝酸中，所述稠化剂所占质量体积比为0.5-0.7％，缓蚀剂所占体积比为0.2％-0.5％，铁离子稳定剂所占体积比为1％，助排剂所占体积比为0.5-1％，起泡剂所占体积比为0.5-1％，盐酸所占体积比为15％-25％，余量为水。
在本发明的胶凝酸中，所述稠化剂为阴离子型单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺形成的共聚物。
在本发明的胶凝酸中，共聚物中所述丙烯酰胺与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸之间的比例为5-12。
在本发明的胶凝酸中，所述缓蚀剂包括羟基喹啉和氯化苄，且在缓蚀剂中，羟基喹啉的质量体积比为20％-45％，氯化苄的质量体积比为5％-15％。
在本发明的胶凝酸中，所述铁离子稳定剂为乙二胺四乙酸二钠。
在本发明的胶凝酸中，所述助排剂包括聚醚多元醇，且在助排剂中的体积比为15％-20％。
在本发明的胶凝酸中，所述聚醚多元醇为丙二醇嵌段聚醚、聚氧化乙烯多元醇或聚氧化丙烯多元醇。
在本发明的胶凝酸中，所述起泡剂包括甜菜碱类表面活性剂。
在本发明的胶凝酸中，所述甜菜碱类表面活性剂包括十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺、甲醇、氟碳类表面活性剂，其中十二烷基三甲基氯化铵所占体积比为15％-25％，十二烷基二甲基氧化胺所占体积比为10％-20％，甲醇所占的体积比为1％-10％，氟碳类表面活性剂所占体积比为0.1％-1％。
实施本发明的用于油气藏酸压增产措施的胶凝酸，具有以下有益效果：本发明提供一种油气藏酸压用的低伤害、高效缓速的胶凝酸酸液，可以应用于中、高温碳酸盐岩储层酸压措施中，具有优秀的酸岩反应缓速性、降滤失性能，能够有效提高酸蚀裂缝的导流能力和酸液的穿透距离，可以有效实现酸液深穿透，沟通远端储层，达到深度酸压改造的目的；同时酸压后胶凝酸产生极少量残渣，对储层所造成的二次伤害极低；同时该酸液体系性能稳定，现场配制简单、方便。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的用于油气藏酸压增产措施的胶凝酸作进一步说明：
本发明提供一种用于油气藏酸压增产措施的胶凝酸，包括稠化剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、起泡剂、盐酸和水，其中稠化剂所占质量体积比为0.4％-0.9％，缓蚀剂所占体积比为0.2％-2％，铁离子稳定剂所占体积比为0.5％-1.5％，助排剂所占体积比为0.5％-1.5％，起泡剂所占体积比为0.5％-1％，盐酸所占体积比为10％-25％，余量为水。
优选地，稠化剂所占质量体积比为0.5-0.7％，缓蚀剂所占体积比为0.2％-0.5％，铁离子稳定剂所占体积比为1％，助排剂所占体积比为0.5-1％，起泡剂所占体积比为0.5-1％，盐酸所占体积比为15％-25％，余量为水。
其中，稠化剂为阴离子型单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺形成的共聚物，在该共聚物中丙烯酰胺与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸之间的比例为5-12，优选为6-10，更优选为8。该稠化剂的酸溶时间为15-20分钟。
缓蚀剂包括羟基喹啉和氯化苄，且在缓蚀剂中，羟基喹啉的质量体积比为20％-45％，氯化苄的质量体积比为5％-15％，将二者溶解于水中得到该缓蚀剂。优选地，羟基喹啉的质量体积比为25％-35％，氯化苄的质量体积比为8％-12％。更优选地，羟基喹啉的质量体积比为30％，氯化苄的质量体积比为10％。这里所说的“羟基喹啉”可以是8-羟基喹啉，也可以是2-羟基喹啉等，即可以是不同取代位置的羟基喹啉。
铁离子稳定剂为乙二胺四乙酸二钠。
助排剂包括聚醚多元醇，且在助排剂中的体积比为15％-20％，溶于水中制备而成。聚醚多元醇可以为丙二醇嵌段聚醚或聚氧化乙烯多元醇或聚氧化丙烯多元醇，优选为丙二醇嵌段聚醚。
起泡剂包括甜菜碱类表面活性剂，其中甜菜碱类表面活性剂包括十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺、甲醇、氟碳类表面活性剂。十二烷基三甲基氯化铵所占体积比为15％-25％，十二烷基二甲基氧化胺所占体积比为10％-20％，甲醇所占的体积比为1％-10％，氟碳类表面活性剂所占体积比为0.1％-1％，溶于水制备得到甜菜碱类表面活性剂混合物。优选地，十二烷基三甲基氯化铵所占体积比为18％-20％，十二烷基二甲基氧化胺所占体积比为12％-18％，甲醇所占的体积比为3％-8％，氟碳类表面活性剂所占体积比为0.3％-0.6％。更优选地，十二烷基三甲基氯化铵所占体积比为20％，十二烷基二甲基氧化胺所占体积比为15％，甲醇所占的体积比为5％，氟碳类表面活性剂所占体积比为0.5％。
所使用的盐酸为浓盐酸。
需要说明的是，上述所提及的“质量体积比”，如1％是指每100mL溶剂(比如：水)中加入1g质量的物质。所提及的“体积比”，如1％是指每100mL溶剂(比如：水)中加入1mL体积的物质。
上述稠化剂与盐酸混合后，可以增加酸液体系的粘度，从而降低酸液在地层的滤失；另外酸液粘度增加，会降低酸岩反应的速度，从而增加酸液在地层的深穿透性，也就是反应慢，酸液活性保持的越久，即达到高效缓速的目的。
上述缓蚀剂可以阻止盐酸与井下管材及工具发生反应，避免腐蚀井下管材及工具。
由于酸液与金属表面接触，会形成部分铁离子进入地层，随着酸岩反应的进行，酸液活性会逐渐降低，PH值升高，出现游离铁离子以Fe(OH)3形式沉淀，造成二次污染。上述铁离子稳定剂可与Fe3+、Fe2+络合或螯合，使它在酸中不易发生水解，铁还原剂可将Fe3+还原至Fe2+，在乏酸PH值下可达到稳定铁的目的，防止铁凝胶沉淀，从而随乏酸排出。
上述助排剂可以降低酸液的表界面张力，待酸液在地层中反应完全后，利于返排到地面，降低二次伤害。
上述起泡剂可以在酸液返排时产生泡沫，从而在返排时，井筒内的液柱压力更小，更有利于返排。
上述盐酸与地层岩石发生反应，形成酸蚀裂缝及蚓孔，增加泄油、气面积。
本发明所述胶凝酸体系为一种高效缓速酸液体系，主剂采用优化后的新型共聚物，与同等浓度盐酸相比缓速率达到75％以上，尤其适合于中高温碳酸盐岩储层酸压增产措施；具有低残渣的性能，酸压后不易堵塞储层孔喉，不易造成储层的二次伤害，对于酸压改造措施尤为重要；本发明所述胶凝酸体系缓蚀剂为主要成分为羟基喹啉，氯化苄的混合物，具有用量极低、缓蚀性能优良的特性，对N80钢材，90℃，60转/分，10MPa条件下动态腐蚀速率仅为0.8865g/(m2·h)。
实施例1：
配制100mL胶凝酸，将0.6克稠化剂(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺以1：8形成的共聚物)、0.3mL缓蚀剂(每100mL缓蚀剂中含30g羟基喹啉和10g氯化苄)、1mL乙二胺四乙酸二钠、0.8mL助排剂(每100mL助排剂中含丙二醇嵌段聚醚18mL)、0.8mL起泡剂(每100mL起泡剂中含20mL十二烷基三甲基氯化铵、15mL十二烷基二甲基氧化胺、5mL甲醇、0.5mL氟碳类表面活性剂)以及20mL浓盐酸溶于适量水中得到100mL的胶凝酸。其中，稠化剂酸溶时间为15分钟。
工程案例：
中东地区AZ-02井，定向井，开发油井，施工井段2563.3m～2637.5m，使用本实施例的胶凝酸，泵注酸液370m3，施工排量1.7-3.5m3/min，施工压力29.37MPa～11.84MPa，酸压后日产量6500-7000bbl/day。
实施例2：
配制100mL胶凝酸，将0.5克稠化剂(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺以1：10形成的共聚物)、0.5mL缓蚀剂(每100mL缓蚀剂中含25g羟基喹啉和12g氯化苄)、1mL乙二胺四乙酸二钠、0.5mL助排剂(每100mL助排剂中含丙二醇嵌段聚醚20mL)、0.5mL起泡剂(每100mL起泡剂中含20mL十二烷基三甲基氯化铵、18mL十二烷基二甲基氧化胺、8mL甲醇、0.6mL氟碳类表面活性剂)以及15mL浓盐酸溶于适量水中得到100mL的胶凝酸。其中，稠化剂酸溶时间为15分钟。
工程案例：
中东地区AZ-04井，定向井，开发油井，施工井段2701.7m～2773.8m，使用本实施例的胶凝酸，泵注酸液360m3，施工排量1.8-3.5m3/min，施工压力31.46MPa～10.95MPa，酸压后日产量5500-6000bbl/day。
实施例3：
配制100mL胶凝酸，将0.7克稠化剂(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺以1：6形成的共聚物)、0.2mL缓蚀剂(每100mL缓蚀剂中含35g羟基喹啉和8g氯化苄)、1mL乙二胺四乙酸二钠、1mL助排剂(每100mL助排剂中含丙二醇嵌段聚醚15mL)、1mL起泡剂(每100mL起泡剂中含18mL十二烷基三甲基氯化铵、12mL十二烷基二甲基氧化胺、3mL甲醇、0.3mL氟碳类表面活性剂)以及25mL浓盐酸溶于适量水中得到100mL的胶凝酸。其中，稠化剂酸溶时间为17分钟。
工程案例：
中东地区AZ-06井，定向井，开发油井，施工井段2613.8m～2722.4m，使用本实施例的胶凝酸，泵注酸液375m3，施工排量1.8-3.4m3/min，施工压力30.26MPa～11.90MPa，酸压后日产量6000-6400bbl/day。
实施例4：
配制100mL胶凝酸，将0.9克稠化剂(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺以1：12形成的共聚物)、2mL缓蚀剂(每100mL缓蚀剂中含20g羟基喹啉和5g氯化苄)、1.5mL乙二胺四乙酸二钠、1.5mL助排剂(每100mL助排剂中含丙二醇嵌段聚醚15mL)、1mL起泡剂(每100mL起泡剂中含15mL十二烷基三甲基氯化铵、10mL十二烷基二甲基氧化胺、1mL甲醇、0.1mL氟碳类表面活性剂)以及25mL浓盐酸溶于适量水中得到100mL的胶凝酸。其中，稠化剂酸溶时间为20分钟。
工程案例：
中东地区AZ-02井，定向井，开发油井，施工井段2563.3m～2637.5m，使用本实施例的胶凝酸，泵注酸液360m3，施工排量1.75-3.5m3/min，施工压力30.11MPa～11.78MPa，酸压后日产量6200-6500bbl/day。
实施例5：
配制100mL胶凝酸，将0.4克稠化剂(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺以1：5形成的共聚物)、0.3mL缓蚀剂(每100mL缓蚀剂中含45g羟基喹啉和15g氯化苄)、0.5mL乙二胺四乙酸二钠、0.8mL助排剂(每100mL助排剂中含丙二醇嵌段聚醚18mL)、0.8mL起泡剂(每100mL起泡剂中含25mL十二烷基三甲基氯化铵、20mL十二烷基二甲基氧化胺、10mL甲醇、0.1mL氟碳类表面活性剂)以及20mL浓盐酸溶于适量水中得到100mL的胶凝酸。其中，稠化剂酸溶时间为18分钟。
工程案例：
中东地区AZ-04井，定向井，开发油井，施工井段2701.7m～2773.8m，使用本实施例的胶凝酸，泵注酸液370m3，施工排量1.6-3.5m3/min，施工压力29.98MPa～10.84MPa，酸压后日产量6600-6800bbl/day。
实施例6：
配制100mL胶凝酸，将0.4克稠化剂(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺以1：5形成的共聚物)、0.3mL缓蚀剂(每100mL缓蚀剂中含45g羟基喹啉和15g氯化苄)、0.5mL乙二胺四乙酸二钠、0.8mL助排剂(每100mL助排剂中含聚氧化乙烯多元醇15mL)、0.8mL起泡剂(每100mL起泡剂中含25mL十二烷基三甲基氯化铵、20mL十二烷基二甲基氧化胺、10mL甲醇、0.1mL氟碳类表面活性剂)以及20mL浓盐酸溶于适量水中得到100mL的胶凝酸。其中，稠化剂酸溶时间为17分钟。
工程案例：
中东地区AZ-04井，定向井，开发油井，施工井段2701.7m～2773.8m，使用本实施例的胶凝酸，泵注酸液350m3，施工排量1.8-3.2m3/min，施工压力30.98MPa～10.56MPa，酸压后日产量6000-6400bbl/day。
实施例7：
配制100mL胶凝酸，将0.4克稠化剂(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺以1：5形成的共聚物)、0.3mL缓蚀剂(每100mL缓蚀剂中含45g羟基喹啉和15g氯化苄)、0.5mL乙二胺四乙酸二钠、0.8mL助排剂(每100mL助排剂中含聚氧化丙烯二元醇20mL)、0.8mL起泡剂(每100mL起泡剂中含25mL十二烷基三甲基氯化铵、20mL十二烷基二甲基氧化胺、10mL甲醇、0.1mL氟碳类表面活性剂)以及20mL浓盐酸溶于适量水中得到100mL的胶凝酸。其中，稠化剂酸溶时间为15分钟。
工程案例：
中东地区AZ-04井，定向井，开发油井，施工井段2701.7m～2773.8m，使用本实施例的胶凝酸，泵注酸液360m3，施工排量1.9-3.4m3/min，施工压力30.12MPa～11.44MPa，酸压后日产量5800-6300bbl/day。
实施例8：
配制100mL胶凝酸，将0.4克稠化剂(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺以1：5形成的共聚物)、0.3mL缓蚀剂(每100mL缓蚀剂中含45g羟基喹啉和15g氯化苄)、0.5mL乙二胺四乙酸二钠、0.8mL助排剂(每100mL助排剂中含聚氧化丙烯三元醇16mL)、0.8mL起泡剂(每100mL起泡剂中含25mL十二烷基三甲基氯化铵、20mL十二烷基二甲基氧化胺、10mL甲醇、0.1mL氟碳类表面活性剂)以及20mL浓盐酸溶于适量水中得到100mL的胶凝酸。其中，稠化剂酸溶时间为18分钟。
工程案例：
中东地区AZ-04井，定向井，开发油井，施工井段2701.7m～2773.8m，使用本实施例的胶凝酸，泵注酸液360m3，施工排量1.8-3.5m3/min，施工压力31.05MPa～12.09MPa，酸压后日产量5600-6000bbl/day。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进或变换都应属于本发明所附要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于油气藏酸压用的胶凝酸，其特征在于，包括稠化剂、缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、起泡剂、盐酸和水，其中稠化剂所占质量体积比为0.4％-0.9％，缓蚀剂所占体积比为0.2％-2％，铁离子稳定剂所占体积比为0.5％-1.5％，助排剂所占体积比为0.5％-1.5％，起泡剂所占体积比为0.5％-1％，盐酸所占体积比为10％-25％，余量为水；
所述稠化剂为阴离子型单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和丙烯酰胺形成的共聚物；共聚物中所述丙烯酰胺与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸之间的比例为5-12；
所述缓蚀剂包括羟基喹啉和氯化苄，且在缓蚀剂中，羟基喹啉的质量体积比为20％-45％，氯化苄的质量体积比为5％-15％。
2.根据权利要求1所述的胶凝酸，其特征在于，所述稠化剂所占质量体积比为0.5-0.7％，缓蚀剂所占体积比为0.2％-0.5％，铁离子稳定剂所占体积比为1％，助排剂所占体积比为0.5-1％，起泡剂所占体积比为0.5-1％，盐酸所占体积比为15％-25％，余量为水。
3.根据权利要求1所述的胶凝酸，其特征在于，所述铁离子稳定剂为乙二胺四乙酸二钠。
4.根据权利要求1所述的胶凝酸，其特征在于，所述助排剂包括聚醚多元醇，且在助排剂中的体积比为15％-20％。
5.根据权利要求4所述的胶凝酸，其特征在于，所述聚醚多元醇为丙二醇嵌段聚醚、聚氧化乙烯多元醇或聚氧化丙烯多元醇。
6.根据权利要求1所述的胶凝酸，其特征在于，所述起泡剂包括甜菜碱类表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的胶凝酸，其特征在于，所述甜菜碱类表面活性剂包括十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基二甲基氧化胺、甲醇、氟碳类表面活性剂，其中十二烷基三甲基氯化铵所占体积比为15％-25％，十二烷基二甲基氧化胺所占体积比为10％-20％，甲醇所占的体积比为1％-10％，氟碳类表面活性剂所占体积比为0.1％-1％。
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