CN110452680A - 酸化解堵剂及其制备方法和应用该酸化解堵剂的解堵方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田开发领域的一种酸化解堵剂及其制备方法和应用该酸化解堵剂的解堵方法，包括A组分、B组分、C组分、D组分；A组分含，盐酸、二甲苯和水；B组分包括土酸/有机酸体系；C组分包括添加剂、能产生氢氟酸的组合物和水；D组分包括：盐酸和水。施工过程包括：步骤1：向注水井中注入质量浓度为2‑5%的预冲洗液；步骤2：将A组分以1‑1.5立方米/分钟排量挤入地层；步骤3：降低排量，将B组分以1‑1.2立方米/分钟排量挤入地层；步骤4：将C组分以1‑1.5立方米/分钟排量挤入地层；步骤5：将D组分加入井中。整体组分相结合，达到了对于老井的混合性堵塞处理效果好的作用，且适用于堵塞段较深，解堵半径较大，解堵剂方量较大的井。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发的技术领域，尤其是涉及一种酸化解堵剂及其制备方法和应用该酸化解堵剂的解堵方法。
背景技术
随着油田勘探开发过程的进行，钻井、固井、完井、压裂、注水等各种措施都可能对油层造成伤害，因而导致油层的堵塞。当油层发生堵塞就会导致水注不进，油采不出等现象的发生，最终导致油气资源的极大浪费。因此，有关油气层保护的问题日益引起各界的重视，并成为油气开发过程中的一项重要研究内容。
油井堵塞发生主要有2种原因，一是作业大修过程中由于泥浆压井造成近井地带泥浆污染，二是地层由于长期生产近井地带受到底层内部物源堵塞，这两种原因均可通过解堵解决。
油田每年进行大量的砂岩油藏酸化解堵措施，所使用的酸液类型较多，主要为2大类：土酸和缓释酸。
土酸是由12重量％的HCl与3重量％的HF的水溶液形成的常规酸，这种土酸酸化剂的最大的特点是对黏土矿物的溶解能力强，能够快速溶解底层的酸敏矿物和沉淀物，但是这种酸化剂存在下述问题，酸液滤失较快、酸与地层反应速度较快、酸作用距离较短，特别是在高温下其穿透深度小、高溶解能力会破坏地层表面的完整性等。
基于土酸的上述缺陷，开发了缓释酸。缓释酸是一种有10重量％HCl与6重量％氟硼酸的水溶液形成的缓释酸，这种酸化剂通过抑制对酸敏矿物的酸化作用来提高对底层的作用距离。然而这种酸化剂对岩屑矿物的溶蚀能力偏低，对在水中溶解度小的无机盐沉淀的通解能力小。
基于上述的技术缺陷，需要进一步的开发出新的酸液的组合，改善现有酸液存在的反应速度快，作用距离短，解堵效果不好的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种酸化解堵剂，能够适用于低渗透砂岩油田，对砂岩地层岩石、污染堵塞物有远距离和强烈溶蚀作用，反应后岩心结构完整、无沉淀生成，有效作用距离比传统土酸和有机土酸远。
本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：
一种酸化解堵剂，包括重量含量为1-20％的A组分；5-20％的B组分；10-35％的C组分；2-8％的D组分，余量为水；
所述A组分包括：盐酸、二甲苯和水；
所述B组分包括：土酸-有机酸体系；
所述C组分包括：添加剂、能产生氢氟酸的组合物和水；
所述D组分包括：盐酸和水。
通过采用上述技术方案，组分A的存在能够起到消除盐酸盐及其它盐类沉淀堵塞，溶解井筒和油层中的结构和钙质沉淀物成分，解除有机物堵塞，具体如蜡质和沥青质沉淀，同时隔离地层，使地层流体中的Ca、Mg等离子驱替到地层深处；
B组分的加入能够起到溶蚀砂岩中堵塞孔隙的粘土矿物，并使地层微粒得到较大程度的稳定，且能够有效提高岩心的渗透率和解除泥浆对岩心的损害，有效距离增长；
C组分的加入能够解除油层中的硅质胶结物和微粒堵塞物；
D组分的加入作为冲洗液，保持残酸中的pH值，预防二次沉淀形成。同时将C组分顶替到更远的地方，以防止其在残酸在近井地带造成沉淀堵塞。
整体在A组分、B组分、C组分和D组分的配合下，整体相结合，对于老井的混合性堵塞处理效果好，且适用于堵塞段较深，解堵半径较大，解堵剂方量较大的井。
本发明进一步设置为：所述土酸-有机酸体系包括氢氟酸、盐酸、甲酸或乙酸、添加剂和水。
通过采用上述技术方案，土酸能够与砂岩中粘土矿物反应，解除自身粘土和泥质堵塞物。
盐酸主要接触由于油井长期开采引起地层温度、压力变化而造成的碳酸钙等垢物的堵塞；氢氟酸主要进一步酸化溶剂较难溶解的无机垢，适当溶解岩石骨架，增大地层附近的孔隙度。
土酸解堵酸化体系作用原理就是通过酸液溶解岩层中的可溶成分，部分溶解砂粒之间的胶结物和部分砂粒，使致密的堵塞物变得疏松，从粘附的岩石表面剥蚀下来，并随残液一同排出，从而解除发生的堵塞损害，达到解堵的目的。
本发明进一步设置为：所述添加剂包括互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂。通过采用上述技术方案，各组分中配合不同的添加剂使用，能够增加解堵的深度和解堵的半径。具体的互溶剂增加了组分间的溶解性，起泡剂能够扩大分选截面，保证气泡上升形成泡沫层；粘土稳定剂能够有效吸附在粘土表面，有利于注水，增加油井的产油量；助排剂能够帮助酸化作用中工作残液从底层反排；铁离子稳定剂能够保持增加铁离子的稳定性，改善解堵过程中的二次污染；酸化缓蚀剂与酸兼容性好，具有缓蚀的效果；酸液稠化剂增加酸液的稠度。
本发明进一步设置为：能够产生氢氟酸的组合物包括磷酸和氢氟酸铵。
通过采用上述技术方案，磷酸和氢氟酸铵的复配能够生成高浓度的氢氟酸，进入地层深处，实现深部基质酸化。且磷酸和氢氟酸铵都属于缓速酸，反应形成的磷酸盐可以络合铁离子，避免铁离子生成二次沉淀污染。
本发明进一步设置为：所述A组分包括体积比为4-15:1-4：82-95盐酸、二甲苯与水；
所述B组分包括体积比为1-4:2-20:0-5:70-80:1-5:1-2:1-3:1-3:0.2-1:1-5:0.8-5的氢氟酸、盐酸、甲酸或乙酸、水、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂；
所述C组分包括体积比为4-12:10-20：63-70:2-5:1-3:1-3:1-3:0.2-1:1-5:2-3的磷酸、氢氟酸铵、水、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂；
所述D组分包括体积比为5-10:90-95的盐酸和水。
通过采用上述技术方案，解堵剂的参数选择在上述的范围内，能够具有较好的配伍性、稳定性，溶蚀性对措施区域具有较好的适应性。
本发明进一步设置为：能够产生氢氟酸的组合物包括磷酸、氢氟酸铵和盐酸。
通过采用上述技术方案，磷酸特点是反应速度慢，适合于酸化的油层温度范围较大，从低温30℃到高温160℃均适用。其原理是利用两种稳定酸液另算和氢氟酸铵复配，生成高浓度的氢氟酸，进入地层深处，实现深部基质酸化。磷酸和氢氟酸铵二者属于缓速酸，反应形成的磷酸盐可以络合Fe离子，避免二次沉淀污染生成。
本发明进一步设置为：所述A组分包括体积比为4-15:1-4：82-95盐酸、二甲苯与水；
所述B组分包括体积比为1-4:2-20:0-5:70-80:1-5:1-2:1-3:1-3:0.2-1:1-5:0.8-5的氢氟酸、盐酸、甲酸或乙酸、水、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂；
所述C组分包括重量比为4-12:7-20：6-10：55-70:1-4:1-2:1-3:0.5-3:0.2-1:1-5:1-5的磷酸、氢氟酸铵、盐酸、水、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂；
所述D组分包括体积比为5-10:90-95的盐酸和水。
通过采用上述技术方案，C组分中进一步加入的盐酸能够促进酸化解堵的效果。
本发明的又一发明目的在于提供一种酸化解堵剂的制备方法，利用该方法制备出来的酸化解堵剂的有效时限长。
本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种酸化解堵剂的制备工方法，包括如下步骤，
S1：将二甲苯、盐酸和水混合均匀，得A组分；
S2：将氢氟酸、盐酸、甲酸或乙酸、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂加入水中，搅拌混合均匀得B组分；
S3：将磷酸、氢氟酸铵、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂加入水中，搅拌均匀混合得C组分；
S4：将盐酸加入水中，混合均匀的D组分。
通过采用上述技术方案，经由S1-S4的步骤能够完成酸化解堵剂的制备，制备好的酸化解堵剂，备用储存，等待解堵操作时使用。
本发明进一步设置为：S3中还加入有盐酸。
通过采用上述技术方案，盐酸的加入能够进一步的促进解堵效果。
本发明的另一发明目的在于提供一种酸化解堵剂的解堵方法，利用该解堵方法实现的酸化解堵的有效时限长。
本发明的上述发明目的三是通过以下技术方案得以实现的：一种酸化解堵剂的解堵方法，包括如下的步骤：
步骤1：向注水井中注入质量浓度为2-5％的预冲洗液；
步骤2：将A组分以1-1.5立方米/分钟排量挤入地层；
步骤3：降低排量，将B组分以1-1.2立方米/分钟排量挤入地层；
步骤4：将C组分以1-1.5立方米/分钟排量挤入地层；
步骤5：将D组分加入井中。
通过采用上述技术方案，步骤1中的预冲洗的处理以“饱和地层”并初步确定地层渗透率及注入速度；步骤2中A组分的加入将地层中的钙、镁离子驱替到地层深处；步骤3的进行能够溶蚀油层砂岩中堵塞孔隙的粘土矿物，并使地层微粒得到较大程度的稳定；步骤4的进行能够实现C组分沿着B组分腐蚀后的通道进入地层深处，以解除油层中的硅质胶结物和微粒堵塞物；步骤5加入的D组分，做为后冲洗液，保持了残酸中的pH,预防二次沉淀形成。同时将磷酸体系顶替到更远的地方，以防止其在残酸晚期中近井地带造成沉淀堵塞。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.A组分、B组分、C组分、D组分的配合使用，达到了有效的解堵效果，起到了良好的增产增注的效果；
2.A组分、B组分、C组分、D组分的配合使用不仅能够起到接触有机物堵塞，又能够接触无机物堵塞，采用多级酸化的方法有效的避免了地水钠、钾离子和氟硅化合物、氟铝化合物产生二次污染；
3.组分配合后对于老井的解堵效果较好，配合不同的添加剂，适用于堵塞段较深，解堵半径较大，解堵剂方量较大的井。
附图说明
图1是砂岩矿物结构图。
具体实施方式
本申请文件中的解堵剂主要是用于长庆油田中，长庆油田砂岩矿物组成较为复杂，从岩石成分上来讲，一般泥质含量高、粘土矿物含量高、粉砂质含量高，因此需要采取特殊酸化工艺。具体的砂岩矿物的结构图参见图1，且具体的砂岩矿物组成参见表1。
因此需要结合井况实际情况，掌握措施层的污染情况，制定具有针对性的措施，确保施工过程中的质量、安全、环保、措施效果、经济效益，制定出本申请文件的以下实施例的方案。
本申请文件实施例及对比例中的各组分参数。
实施例及对比例中预冲洗液为3％的氯化铵2000kg。
实施例1
酸化解堵剂包含如下组分：
A组分：盐酸250kg、二甲苯50kg、水4700kg；
B组分：氢氟酸100kg、盐酸2000kg、甲酸100kg、水7000kg、互溶剂300kg、起泡剂100kg、粘土稳定剂100kg、助排剂100kg、铁离子稳定剂20kg、酸化缓蚀剂100kg、酸液稠化剂80kg；
C组分：磷酸400kg、氢氟酸铵2000kg、水6300kg、互溶剂280kg、起泡剂100kg、粘土稳定剂100kg、助排剂100kg、铁离子稳定剂20kg、酸化缓蚀剂500kg、酸化稠化剂200kg；
D组分：盐酸250kg、水4750kg。
具体的上述酸化解堵剂的制备方法是包括以下步骤：
S1：将二甲苯、盐酸和水混合均匀，制得A组分；
S2：将氢氟酸、盐酸、甲酸、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂加入水中，搅拌混合均匀制得B组分；
S3：将磷酸、氢氟酸铵、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂加入水中，搅拌均匀混合得C组分；
S4：将盐酸加入水中，混合均匀的D组分。
在现场进行酸化解堵时，具体包括以下步骤：
步骤1：向注水井中注入质量浓度为2％的预冲洗液；
步骤2：将A组分以1立方米/分钟排量挤入地层；
步骤3：降低排量，将B组分以1立方米/分钟排量挤入地层；
步骤4：将C组分以1立方米/分钟排量挤入地层；
步骤5：将D组分加入井中封井24h。
实施例2-6与实施例1的区别在于组分含量的不同及施工过程中参数的不同。
具体组分参见表2。
表3实施例1-6的施工步骤中的具体参数。
实验检测
1、性能测试
(1)对砂岩储层岩心的溶蚀能力：将1g粉碎成过80目筛的砂岩储存(长庆油田)岩心置于容器中，按照实施例1-6的解堵步骤依次加入B组分、C组分1:1的体积加量共50ml，30℃下反应表4所示时间或在表5的温度下反应3小时后用滤纸过滤，依次用D组分、清水洗涤至洗液pH至呈中性，真空干燥，称量，计算岩心的溶蚀率，结果如表4所示，其中溶蚀率是根据反应前后岩心的失重除以反应前质量得到的。
(2)渗透恢复率：在岩心试验仪上顺序依次注入A组分、B组分、C组分和D组分，测定注酸前后岩心渗透率变化。
表4实施例1-6的不同时间下的溶蚀率。
表5实施例1-6的不同温度下的溶蚀率。
表6实施例1-6的岩心渗透率
由表4和表5能够得出在不同的时间或者温度下本申请的酸化解堵剂都能够有很好的解堵效果，而且随着C组分中的磷酸与氢氟酸铵反应生成的氢氟酸增多时，解堵的作用效果更好。而且当温度在40-70℃间是，解堵的温度也更适应。参加表7，本申请的组分的解堵效果也都是比较明显的，虽然现有技术中有记载，在堵塞成分中有碳酸盐是不易用土酸，但是本申请文件将土酸组分与有机酸组分和能够产生氢氟酸的化合物混合使用时，仍能够达到很好的解堵效果。
实施例7-12与实施例1-6的区别在于组分C的不同，具体的实施例7-12的组分中还加入有盐酸，具体的组分含量参见表7。
表8实施例7-12的不同时间下的溶蚀率。
表9实施例7-12的不同温度下的溶蚀率。
表10实施例7-12的岩心渗透率
由表8-10能够得出，在C组分中增加盐酸时，解堵效果明显增强。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于不含有B组分。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于组分中不含有C组分。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于组分中同时不含有B组分和C组分。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在于酸化解堵的过程中不加入预冲洗液。表10对比例1-4的不同时间下的溶蚀率。
表11对比例1-4的不同温度下的溶蚀率。
表12对比例1-2的岩心渗透率
对比实施例1与对比例1-3，在组分中不含B组分或者C组分时，酸化效果明显降低很多，在结合对比例3的结果，申请人能够合理的推导出，将B组分和C组分结合在一起使用，能够克服单独使用存在的局限性，改善解堵过程中的二次沉淀的污染，且延长了酸化的作用时间，最终达到更好的解堵效果。
进一步的对比实施例1与对比例4，不加预冲洗液的时候，解堵的效果较之实施例1要交明显的差异，则申请人能够合理的得出，在本申请文件的解堵剂下，结合本申请文件的解堵工艺使用，能够达到更好的解堵效果。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种酸化解堵剂，其特征在于：包括A组分、B组分、C组分、 D组分；
所述A组分包括：盐酸、二甲苯和水；
所述B组分包括：土酸-有机酸体系；
所述C组分包括：添加剂、能产生氢氟酸的组合物和水；
所述D组分包括：盐酸和水。
2.根据权利要求1所述的酸化解堵剂，其特征在于：所述土酸-有机酸体系包括氢氟酸、盐酸、甲酸或乙酸、添加剂和水。
3.根据权利要求2所述的酸化解堵剂，其特征在于：所述添加剂包括互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂。
4.根据权利要求3所述的酸化解堵剂，其特征在于：能够产生氢氟酸的组合物包括磷酸和氢氟酸铵。
5.根据权利要求4所述的酸化解堵剂，其特征在于：所述A组分包括体积比为4-15:1-4：82-95盐酸、二甲苯与水；
所述B组分包括体积比为1-4:2-20:0-5:70-80:1-5:1-2:1-3:1-3:0.2-1:1-5:0.8-5的氢氟酸、盐酸、甲酸或乙酸、水、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂；
所述C组分包括体积比为4-12:10-20：63-70:2-5:1-3:1-3:1-3:0.2-1:1-5:2-3的磷酸、氢氟酸铵、水、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂；
所述D组分包括体积比为5-10:90-95的盐酸和水。
6.根据权利要求3所述的酸化解堵剂，其特征在于：能够产生氢氟酸的组合物包括磷酸、氢氟酸铵和盐酸。
7.根据权利要求6所述的酸化解堵剂，其特征在于：所述A组分包括体积比为4-15:1-4：82-95盐酸、二甲苯与水；
所述B组分包括体积比为1-4:2-20:0-5:70-80:1-5:1-2:1-3:1-3:0.2-1:1-5:0.8-5的氢氟酸、盐酸、甲酸或乙酸、水、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂；
所述C组分包括重量比为4-12:7-20：6-10：55-70:1-4:1-2:1-3:0.5-3:0.2-1:1-5:1-5的磷酸、氢氟酸铵、盐酸、水、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂；
所述D组分包括体积比为5-10:90-95的盐酸和水。
8.一种如权利要求5所述的酸化解堵剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1：将二甲苯、盐酸和水混合均匀，得A组分；
S2：将氢氟酸、盐酸、甲酸或乙酸、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂加入水中，搅拌混合均匀得B组分；
S3：将磷酸、氢氟酸铵、互溶剂、起泡剂、粘土稳定剂、助排剂、铁离子稳定剂、酸化缓蚀剂、酸液稠化剂加入水中，搅拌均匀混合得C组分；
S4：将盐酸加入水中，混合均匀的D组分。
9.根据权利要求8所述的酸化解堵剂的制备方法，其特征在于：S3中还加入有盐酸。
10.一种如权利要求8或9所述的酸化解堵剂的解堵方法，包括如下的步骤：
步骤1：向注水井中注入质量浓度为2-5%的预冲洗液；
步骤2：将A组分以1-1.5立方米/分钟排量挤入地层；
步骤3：降低排量，将B组分以1-1.2立方米/分钟排量挤入地层；
步骤4：将C组分以1-1.5立方米/分钟排量挤入地层；
步骤5：将D组分加入井中。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191115 |
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