CN110699061A - 用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂0.8％～1.2％，稠化剂0.3～0.5％，缓蚀剂4％～6％，助排剂1％～2％，铁离子稳定剂0.5～2％，发泡剂3％～5％，稳泡剂0.2％～0.3％，碳酸钙1％～1.5％，盐酸10％～25％，余量为水。本发明的目的在于提供用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法，以解决现有技术中胶凝酸体系用于非均质性较弱的储层酸化时，容易对地层造成较为明显伤害的问题，实现提高非均质性较弱的储层使用胶凝体系时对地层伤害的目的。

Description

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法

技术领域

本发明涉及酸化增产领域，具体涉及用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法。

背景技术

在酸化施工中，由于酸岩反应的速度很快，而酸的穿透距离又较短，因此只能消除近井地带地层的伤害。因此提高酸的浓度可以适当增加酸液的穿透距离。通常酸化的增产有效期比较短，砂岩经过了酸化处理后，由于其粘土颗粒或其它的微粒的运移容易造成油流通孔道的堵塞，从而造成酸化的初期产量增长很快而后期的产量迅速下降。在碳酸盐岩油藏中，因为酸液与碳酸盐岩反应的太快，使得离井底比较远处的裂缝不容易被酸化，因此对储层进行酸化时需要综合考虑酸液体系。

对于非均质性较弱的储层，现有技术中一般使用胶凝酸酸液体系进行酸化，利用胶凝酸摩阻较小的特点，起到提高酸化排量，降低对地面设备性能需求的效果。现有的胶凝酸体系，降滤失效果较好，能够延缓酸岩反应速度，增加活性酸的穿透距离，在国内外都曾有广泛运用；但是胶凝酸配方对地层的伤害问题逐渐被业内所重视：胶凝酸配方中的高分子聚合物对地层的伤害常常使酸化施工效果受到很大影响，直接影响施工效果。特别是在非均质性较弱的储层中，这种伤害具有较强的连续性，所以在宏观上更容易体现出对产量的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法，以解决现有技术中胶凝酸体系用于非均质性较弱的储层酸化时，容易对地层造成较为明显伤害的问题，实现降低非均质性较弱的储层使用胶凝体系时对地层伤害的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂0.8％～1.2％，稠化剂0.3～0.5％，缓蚀剂4％～6％，助排剂1％～2％，铁离子稳定剂0.5～2％，发泡剂3％～5％，稳泡剂0.2％～0.3％，碳酸钙1％～1.5％，盐酸10％～25％，余量为水。

针对现有技术中胶凝酸体系用于非均质性较弱的储层酸化时，容易对地层造成较为明显伤害的问题，本发明提出用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，本体系中的组分，包括了现有胶凝酸中使用的胶凝剂、稠化剂、缓蚀剂等组分，此外，本方案还包括发泡剂、稳泡剂、碳酸钙，发泡剂用于在胶凝酸体系中进行发泡，稳泡剂用于保持气泡稳定。本方案的实质是胶凝酸与泡沫酸两种酸化体系的复配，本方案在混合搅拌均匀后，利用碳酸钙与酸液反应，生成二氧化碳，二氧化碳气体与发泡剂产生的泡沫混合，能够通过二氧化碳促进泡沫生成，使得发泡剂产生的泡沫更稳定。本方案中的酸液在酸化过程中进入储层，在非均质性较强的储层中具有如下优点：(1)泡沫对渗透率有选择性，泡沫对高渗层具有较强的封堵作用，而对低渗层的封堵作用较弱，通过泡沫封堵高渗孔洞，使得带胶凝剂的酸液体系更多的进入低渗的孔缝；而胶凝剂进入低渗孔缝后，由于其滤失较低，因此不会在低渗孔缝内出现水锁现象，能够保证酸液在低渗孔缝内缓慢的反应速度、增加酸液的穿透距离。因此，本申请相较于传统胶凝酸大规模清洗高渗储层、导致酸液涌入高渗储层而难以对低渗储层进行改善的技术而言，显著提升了对储层低渗区域的增产效果。对于油气井而言，其储层高渗区本就不具有太多增产价值，需要增产的是低渗区域，本方案完美的实现了酸化增产的基础思路。(2)泡沫对油水层有选择性，由于油的界面张力低，进入水的泡沫比进入油的泡沫相对稳定，泡沫优先进入油层；本申请中泡沫伴随胶凝酸液进入油层，实现对油层的优先酸化，避免酸液浪费在含水率较高区域，不仅能够提高对整个酸液体系的利用率，还能够减缓见水时间、甚至降低后期产出的含水率。(3)本方案中利用碳酸钙的添加，使得泡沫与二氧化碳充分混合，不稳定的泡沫在前期地面混合过程中受二氧化碳气体侵入、并伴随高速搅拌，会快速破碎，使得剩余下来的泡沫性能、抗压均较为稳定，避免传统泡沫酸体系进入地层后会受上覆岩层压力和围压作用大量破灭的问题。(4)胶凝体系内加入泡沫后，泡沫附着在表面，酸液注入地层后泡沫也会位于靠近岩层的方向，因此其中H⁺只能通过外相向岩石表面传播，而胶凝体系的酸液其表观粘度本就较大，再加上发泡剂产生的泡沫与二氧化碳产生的气泡后，表观粘度更大，其界面扩散速度能够显著降低，使得本方案的溶蚀反应速率比传统胶凝酸液相酸液体系中的低，起到缓速酸化的目的，从而有利于形成更深的溶蚀通道。(5)传统胶凝酸体系残酸粘度较低，一般在10～15mPa·s之间，能够较为容易的携带反应后地层裂缝中的固相微粒，但是由于其能量有限，返排效果受到显著，这也是导致胶凝酸酸压对地层二次伤害的原因之一。而本方案中，碳酸钙产生的二氧化碳在地面搅拌混合时，必然大量混合在酸液内，注入井内后，在地层高温作用下会逐渐析出，气体膨胀能为残酸返排提供能量，使残酸返排更彻底，因此本申请利用二氧化碳在井下的膨胀能与携带固相微粒的残液相互配合，显著提高返排效果，在防止二次沉淀方面有非常明显的优势。

进一步的，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂4％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

进一步的，所述胶凝剂为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺形成的共聚物。即甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体、丙烯酰胺单体形成的共聚物。

进一步的，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。

进一步的，所述缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐。

进一步的，所述盐酸的浓度为25％～28％。

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系的制备方法，其特征在于，将各组分按质量百分比混合，高速搅拌，直至形成乳白色均匀分散的微泡沫液相。

进一步的，所述高速搅拌采用高速搅拌机，转速为1800～2000rpm。传统的酸液混合，转速一般在3000rpm以上，用于本申请中会导致二氧化碳过多析出散溢，因此本方案的搅拌转速相对较低，能够确保酸液中混合足够的二氧化碳气体，便于后期为残酸返排提供能量。当然，若现场工程师认为二氧化碳气体产出量不足时，可以人为加入氮气进行补充。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法，完美的实现了酸化增产的基础思路，相较于传统胶凝酸大规模清洗高渗储层、导致酸液涌入高渗储层而难以对低渗储层进行改善的技术而言，显著提升了对储层低渗区域的增产效果。

2、本发明用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法，泡沫伴随胶凝酸液进入油层，实现对油层的优先酸化，避免酸液浪费在含水率较高区域，不仅能够提高对整个酸液体系的利用率，还能够减缓见水时间、甚至降低后期产出的含水率。

3、本发明用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法，利用碳酸钙的添加，使得泡沫与二氧化碳充分混合，不稳定的泡沫在前期地面混合过程中受二氧化碳气体侵入、并伴随高速搅拌，会快速破碎，使得剩余下来的泡沫性能、抗压均较为稳定，避免传统泡沫酸体系进入地层后会受上覆岩层压力和围压作用大量破灭的问题。

4、本发明用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法，表观粘度更大，界面扩散速度能够显著降低，溶蚀反应速率比传统胶凝酸液相酸液体系中的低，起到缓速酸化的目的，从而有利于形成更深的溶蚀通道。

5、本发明用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系及其制备方法，碳酸钙产生的二氧化碳在地面搅拌混合时，必然大量混合在酸液内，注入井内后，在地层高温作用下会逐渐析出，气体膨胀能为残酸返排提供能量，使残酸返排更彻底，因此本申请利用二氧化碳在井下的膨胀能与携带固相微粒的残液相互配合，显著提高返排效果，在防止二次沉淀方面有非常明显的优势。

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明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1：

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂4％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

优选的，胶凝剂为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺形成的共聚物。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。缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐。盐酸的浓度为25％。

本实施例复合式酸液体系的制备方法为：将各组分按质量百分比混合，采用高速搅拌机在转速1800rpm～2000rpm下搅拌，直至形成乳白色均匀分散的微泡沫液相。

实施例2：

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂0.8％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂3％，稳泡剂0.2％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

实施例3：

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂1.2％，稠化剂0.3～0.5％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂5％，稳泡剂0.2％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

对比例1：

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂2％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

对比例2：

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂0.5％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

对比例3：

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂6％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

对比例4：

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂8％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

对比例5：

用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂2％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂8％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

上述各实施例与对比例中，各组分的材料均相同、制备工艺与参数均相同。配置完成后通过性能测定和同批次取芯的岩心模拟实验得到如下表所示的结果：

通过以上对比，可以看出，当胶凝剂取值不变时，随着发泡剂的用量降低，酸液体系粘度下降、返排携砂能力变弱、增产效果变弱、溶蚀通道深度变浅(因为残液见液时间增大)；当胶凝剂取值不变时，随着发泡剂的用量增大，酸液体系粘度升高、返排携砂能力提高，但是由于过多泡沫封堵胶凝酸液的路径，会导致增产效果明显变弱、溶蚀通道同样深度变浅。当胶凝剂与发泡剂的用量同比例增大时，整个体系粘度很大、返排携砂能力虽然能够得到增强，但是增产效果完全不理想，其原因就在于胶凝剂对岩心的二次污染，且溶蚀通道同样深度变浅。所以，胶凝剂和发泡剂在本申请酸液体系中的占比，按照本申请所给出的区间是最优方案。

上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂0.8％～1.2％，稠化剂0.3～0.5％，缓蚀剂4％～6％，助排剂1％～2％，铁离子稳定剂0.5～2％，发泡剂3％～5％，稳泡剂0.2％～0.3％，碳酸钙1％～1.5％，盐酸10％～25％，余量为水。

2.根据权利要求1所述的用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：胶凝剂1％，稠化剂0.4％，缓蚀剂5％，助排剂1.5％，铁离子稳定剂1％，发泡剂4％，稳泡剂0.3％，碳酸钙1％，盐酸15％，余量为水。

3.根据权利要求1所述的用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，其特征在于，所述胶凝剂为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺形成的共聚物。

4.根据权利要求1所述的用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，其特征在于，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。

5.根据权利要求1所述的用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，其特征在于，所述缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐。

6.根据权利要求1所述的用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系，其特征在于，所述盐酸的浓度为25％～28％。

7.基于权利要求1至6中任一所述的用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系的制备方法，其特征在于，将各组分按质量百分比混合，高速搅拌，直至形成乳白色均匀分散的微泡沫液相。

8.根据权利要求8所述的用于弱非均质性储层酸化的复合式酸液体系的制备方法，其特征在于，所述高速搅拌采用高速搅拌机，转速为1800～2000rpm。