CN112080266A - 一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂及其制备方法 - Google Patents

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孙阳
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Abstract

本发明提供一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂及其制备方法，由以下原料制成，碳化铝、乙醇钠和乙炔锂‑乙二胺络合物，按摩尔比为1:2:2的比例配制。本发明的复合干化剂考虑了水锁致密气藏的微观孔隙与地层水矿化度的问题，解决了干化剂与地层水反应后产生盐析物堵塞储层孔隙，影响干化剂对渗透率的提升效果，抗盐改进后复合干化剂与地层水反应产生的固相盐析远少于普通干化剂产生的固相盐析物，且具有相当的耗水效果，为一种大幅度提高抗盐作用的致密储层复合干化剂。

Description

一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂及其制备方法。
背景技术
致密天然气藏的喉道被认为是毛细管束型，开发过程中往往表现出岩样孔隙度低、喉道细小，毛细管压力高，毛管现象突出，即使不存在生产压差，只要作业流体中含有水相就会在毛管力的自吸作用下，水溶液侵入储层，造成水锁伤害。并且致密储层自身大多含水饱和度较高，含水饱和度一般为30％～70％，对致密气藏的开采极大困难，降低气井产能，因此，合理、高效地避免或减小致密砂岩储层的水锁伤害是致密气藏开发的关键问题。目前国内外常用的解除这种伤害的方法大体上可分为两大类：物理解除法和化学解除法。但是目前常用的物理化学方法均未涉及储层渗透率大量降低的本质性改善问题，而2018年，通过研究提出利用超临界二氧化碳的溶解性向致密储层中注入干化剂，降低致密储层含水饱和度、可使大量原本被水膜占据的孔喉重新成为气体流动通道，从而实现从基质-微裂缝-水力裂缝-井筒的通道减阻，改善气体在致密储层中的流动能力、提高渗透率。目前，公开号为CN107459981A的中国专利《一种降低致密储层水锁效应的干化剂》提出了一种由Al4C3和C2HNa组成的干化主剂对致密储层进行干化。但在对所选干化剂进行原理性干化实验发现，干化剂与地层水接触后在耗水的同时，产生部分固相盐析物，这种盐析物可能会造成地层堵塞。为了避免产生的盐析物堵塞地层，必须对干化后的盐析物进行抗盐研究。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂及其制备方法，针对低孔低渗地层高含水饱和度的特点，根据干化剂与地层水的反应后产生部分盐析物可能造成干化过程中降低干化效应的问题，对干化剂配方进行抗盐改进，达到从本质上保证复合干化剂耗消耗地层水的同时大幅度减少盐析物的生成，避免造成地层孔隙堵塞而影响干化剂对水锁气藏渗透率的提高效率，保证复合干化剂对储层渗透率的提升效果。
本发明采用的技术方案是：
一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂，由以下原料制成，碳化铝、乙醇钠和乙炔锂-乙二胺络合物，按摩尔比为1:2:2的比例配制。
一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂的制备方法，包括以下步骤：将碳化铝、乙炔锂-乙二胺络合物乙醇钠按比例加入高温高压反应釜，并注入分散剂，采用平衡转子搅拌均匀。
所述分散剂为低分子量有机溶剂类。具体的为无水乙醇。
本发明提供的一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂，考虑了乙炔锂-乙二胺络合物与地层水反应后能够产生强碱性的氢氧化锂，能够电离溶解干化主剂碳化铝与地层水反应后产生的固相盐析物氢氧化铝，电离形成偏铝酸根离子，大幅减少盐析物的生成，避免堵塞储层孔隙。
所述的复合干化剂的其工作原理为：
碳化铝与水的反应比为1:12，通过碳化铝消耗掉大量的地层水，反应后生成固体氢氧化铝；复合干化剂中的协同剂乙炔锂-乙二胺络合物与水反应生成氢氧化钠；复合干化主剂中的乙醇钠与水反应生成氢氧化钠；氢氧化钠与干化主剂碳化铝反应生成的固体氢氧化铝反应，生成溶于水的偏铝酸钠；氢氧化锂与干化主剂碳化铝反应生成的固体氢氧化铝反应，生成溶于水的偏铝酸锂；
地层水被消耗后，反应生成物中偏铝酸钠、偏铝酸锂电离溶解于剩余地层水中，生成物的甲烷和乙炔均为气体，沿裂缝排出。
本发明的有益效果是：本发明制作的复合干化剂考虑了水锁致密气藏的微观孔隙与地层水矿化度的问题，解决了干化剂与地层水反应后产生盐析物堵塞储层孔隙，影响干化剂对渗透率的提升效果，抗盐改进后复合干化剂与地层水反应产生的固相盐析远少于普通干化剂产生的固相盐析物，且具有相当的耗水效果，为一种大幅度提高抗盐作用的致密储层复合干化剂。
附图说明
图1是本实施例抗盐效果对比图；
图2是本实施例干化反应耗水效果对比图；
图3是原干化剂反应后盐析物的XRD表征图；
图4是本实施例复合干化剂反应后盐析物XRD表征图；
图5是本实施例复合干化剂理论耗水对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅附图，本发明较佳实施例如下：
一种大幅度提高抗盐作用的致密储层复合干化剂，其配方由干化主剂、分散剂、协同剂组成；所述干化主剂碳化铝和乙醇钠组成；所述分散剂为低分子量有机溶剂—无水乙醇；所述协同剂为具有抗盐析物生成和加快反应速率作用的乙炔锂-乙二胺络合物。
将复合干化主剂为碳化铝、乙醇钠和乙炔锂-乙二胺络合物按摩尔比为1:2:2的比例混合后，用无水乙醇对其进行分散，经过高速搅拌后，得到复合干化剂。
图3是原干化剂反应后盐析物的XRD表征图；图4是本实施例复合干化剂反应后盐析物XRD表征图。
在地层水的反应过程中，1g的复合干化剂可以消耗2.25mL的水，具有较好的干化效果，且在常温下反应缓慢，在高温下反应迅速，利于输送于地层中；反应后产生烃类气体甲烷和乙炔。由于干化主剂的碳化铝与地层水反应会产生氢氧化铝沉淀，而氢氧化铝为两性氢氧化物，会与强碱发生反应，生成可溶性的偏铝酸盐，这与协同剂乙炔锂-乙二胺络合物与地层水反应后产生的强碱性物质氢氧化锂产生电离反应，生成偏铝酸锂电离溶解在剩余的地层水中。图5是本实施例复合干化剂理论耗水对比图。
所述的复合干化剂的其工作原理为：
碳化铝与水的反应比为1:12，通过碳化铝消耗掉大量的地层水，反应后生成固体氢氧化铝；复合干化剂中的协同剂乙炔锂-乙二胺络合物与水反应生成氢氧化钠；复合干化主剂中的乙醇钠与水反应生成氢氧化钠；氢氧化钠与干化主剂碳化铝反应生成的固体氢氧化铝反应，生成溶于水的偏铝酸钠；氢氧化锂与干化主剂碳化铝反应生成的固体氢氧化铝反应，生成溶于水的偏铝酸锂；
地层水被消耗后，反应生成物中偏铝酸钠、偏铝酸锂电离溶解于剩余地层水中，生成物的甲烷和乙炔均为气体，沿裂缝排出。
实施例1：
一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂，其配置步骤具体如下：
(1)配制矿化度为52731mg/L、水型为CaCl2型的模拟地层水；取30mL模拟地层水置于三角烧瓶中，待用；
(2)将复合干化主剂为碳化铝、乙醇钠和乙炔锂-乙二胺络合物按摩尔比为1:2:2的比例混合后取1g复合干化剂，分散到20mL的乙醇中，在30℃条件下进行机械搅拌20min，得到混合产物；
(3)将配置好的复合干化剂在烧杯中搅拌均匀注入三角烧瓶中，在三角烧瓶中放入磁力搅拌棒，然后开启磁力搅拌器以100r/min的速率搅拌；
(4)在保持温度25℃的条件下，反应60min后，气体流量计无气体流出时，打开三角烧瓶取出反应产物,过滤剩余沉淀0.26g，如图1，测得消耗的地层水为2.6mL；2.6mL对应图2中2.6mL。
实施例2：
(1)配制矿化度为52731mg/L、水型为CaCl2型的模拟地层水；取30mL模拟地层水置于三角烧瓶中，待用；
(2)将由碳化铝和乙炔钠组成的干化剂按摩尔比为1:4的比例混合后组成的原干化剂取1g，分散到20mL的乙醇中，在30℃条件下进行机械搅拌20min，得到混合产物；
(3)将配置好的复合干化剂在烧杯中搅拌均匀注入三角烧瓶中，在三角烧瓶中放入磁力搅拌棒，然后开启磁力搅拌器以100r/min的速率搅拌；
(4)在保持温度25℃的条件下，反应60min后，气体流量计无气体流出时，打开三角烧瓶取出反应产物,过滤剩余沉淀1.17g，测得消耗的地层水为2.7mL；2.7mL对应图2中2.7mL。
所配置的干化剂的技术效果如下：
根据上述实例，对原干化剂进行抗盐改进后，干化反应产生的固相盐析物大幅减少，如图1所示，随着干化剂质量的增加其对比效果更加显著。并且对比原干化剂的实测耗水效果，相差无几，具有相当的耗水效果，如图2所示。所以目前来看，按照碳化铝、乙醇钠和乙炔锂-乙二胺络合物按摩尔比为1:2:2的比例混合后的复合干化剂具有最佳的干化效果和抗盐效果。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂，其特征在于，由以下原料制成，碳化铝、乙醇钠和乙炔锂-乙二胺络合物，按摩尔比为1:2:2的比例配制。
2.根据权利要求1所述的一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳化铝、乙炔锂-乙二胺络合物乙醇钠按比例加入高温高压反应釜，并注入分散剂，采用平衡转子搅拌均匀。
3.根据权利要求2所述的一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂的制备方法，其特征在于，所述分散剂为低分子量有机溶剂类。
4.根据权利要求3所述的一种提高抗盐作用的致密储层复合干化剂的制备方法，其特征在于，所述的分散剂为无水乙醇。
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