CN112375558A - 砂岩地热井酸洗用工作液体系 - Google Patents

砂岩地热井酸洗用工作液体系 Download PDF

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祝琦
李进
张伟
魏志红
唐峰
夏天宝
张馨渊
叶磊
李江山
程春艳
孙刚
胡春明
魏艳河
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Abstract

本发明公开了一种砂岩地热井酸洗用工作液体系，由以质量分数计的土酸、1％的酸化缓蚀剂、1％的粘土稳定剂、1％的离子稳定剂、0.3～0.5％的稠化剂和余量的水配制的工作液；其中，土酸由1％～2％的氢氟酸和8％～10％的盐酸混合得到；酸化缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐类缓蚀剂；粘土稳定剂为氯化铵；离子稳定剂为羧酸盐类稳定剂；稠化剂为分子量为1500万的聚丙烯酰胺类稠化剂；该砂岩地热井酸洗用工作液体系用于近井地带、射孔炮眼进行疏通酸化，其90℃，170s‑1剪切速率下剪切120min后表观粘度在65～50mPa·s之间，满足施工要求，且具有与酸液配伍性良好和耐酸性的性能特点，有效提高地热水的采出。

Description

砂岩地热井酸洗用工作液体系
技术领域
本发明涉及石油与天然气开采开发技术领域，特别涉及一种砂岩地热井酸洗用工作液体系。
背景技术
地热作为一种热能，已被广泛关注。通过钻探地热井的方式，来进行抽集地下热水，满足大众取暖等生活所需。其中，由于存在近井地带被泥浆、射孔炮眼碎屑等堵塞的问题，刚完钻的地热井不能马上进行投产，需要首先对近井地带、射孔炮眼进行疏通酸化，以提高地热水的采出。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现有效清洗近井地带、射孔炮眼，疏通与井筒之间的通道的砂岩地热井酸洗用工作液体系。
为此，本发明技术方案如下：
一种砂岩地热井酸洗用工作液体系，由以质量分数计的土酸、1％的酸化缓蚀剂、1％的粘土稳定剂、1％的离子稳定剂、0.3～0.5％的稠化剂和余量的水配制的工作液；其中，土酸由1％～2％的氢氟酸和8％～10％的盐酸混合得到；酸化缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐类缓蚀剂；粘土稳定剂为氯化铵；离子稳定剂为羧酸盐类稳定剂；稠化剂为分子量为1500万的聚丙烯酰胺类稠化剂；上述各组分的质量分数之和为100％。
优选，该砂岩地热井酸洗用工作液体系还包括占工作液的总质量的0.2～0.3％的破胶剂；其中，破胶剂为过硫酸钾。
与现有技术相比，该砂岩地热井酸洗用工作液体系用于近井地带、射孔炮眼进行疏通酸化，其90℃，170s-1剪切速率下剪切120min后表观粘度在65～50mPa·s之间，满足施工要求，且具有与酸液配伍性良好和耐酸性的性能特点，有效提高地热水的采出。
附图说明
图1为本发明的实施例1的砂岩地热井酸洗用工作液体系的粘度变化曲线示意图；
图2为本发明的实施例2的砂岩地热井酸洗用工作液体系的粘度变化曲线示意图；
图3为本发明的实施例3的砂岩地热井酸洗用工作液体系破胶后的粘度变化曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1
一种砂岩地热井酸洗用工作液体系，包括土酸、1kg的曼尼希碱季铵盐类缓蚀剂、1kg的粘土稳定剂、1kg的离子稳定剂、0.5kg的稠化剂和87.5kg的水配制的工作液以及0.2kg的破胶剂；其中，土酸由1kg的氢氟酸和8kg的盐酸混合得到；酸化缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐类缓蚀剂；粘土稳定剂为氯化铵，铁离子稳定剂为羧酸盐类稳定剂，稠化剂为分子量为1500万的聚丙烯酰胺类稠化剂；破胶剂为过硫酸钾。
如图1所示为本实施例的工作液在90℃，170s-1剪切速率下剪切120min的粘度变化曲线示意图。从图1可以看出，在恒定170s-1剪切速率下，随着温度的升高酸表观粘度下降趋势明显，当温度稳定在90℃以后，酸表观粘度呈现小幅度周期性变化，稳定在65～60mPa·s之间。
向本实施例的工作液中加入0.2kg过硫酸钾，用粘度计测其表观粘度；然后向工作液中加入过硫酸钾，过硫酸钾固体初始悬浮于酸表面，之后随着剪切转子的搅拌，过硫酸钾固体逐渐溶解在酸中，且粘度在搅拌过程中自高至低递减趋势明显，30min以后粘度降低在10mpa·s以下，最终稳定在5mpa·s以内。
实施例2
一种砂岩地热井酸洗用工作液体系，由土酸、1kg的曼尼希碱季铵盐类缓蚀剂、1kg的粘土稳定剂、1kg的离子稳定剂、0.3kg的稠化剂和84.7kg的水配制的工作液以及0.3kg的破胶剂；其中，土酸由2kg的氢氟酸和10kg的盐酸混合得到；酸化缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐类缓蚀剂；粘土稳定剂为氯化铵，铁离子稳定剂为羧酸盐类稳定剂，稠化剂为分子量为1500万的聚丙烯酰胺类稠化剂；破胶剂为过硫酸钾。
如图2所示为本实施例的工作液在90℃，170s-1剪切速率下剪切120min的粘度变化曲线示意图。从图2可以看出，在恒定170s-1剪切速率下，随着温度的升高酸表观粘度下降趋势明显，当温度稳定在90℃以后，酸表观粘度呈现小幅度周期性变化，稳定在56～50mPa·s之间。
实施例3
一种砂岩地热井酸洗用工作液体系，包括土酸、1kg的曼尼希碱季铵盐类缓蚀剂、1kg的粘土稳定剂、1kg的离子稳定剂、0.5kg的稠化剂和84.5kg的水配制的工作液以及0.3kg的破胶剂；其中，土酸由2kg的氢氟酸和10kg的盐酸混合得到；酸化缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐类缓蚀剂；粘土稳定剂为氯化铵，铁离子稳定剂为羧酸盐类稳定剂，稠化剂为分子量为1500万的聚丙烯酰胺类稠化剂；破胶剂为过硫酸钾。
将本实施例的工作液在90℃，170s-1剪切速率下剪切120min进行破胶。在恒定170s-1剪切速率下，随着温度的升高酸表观粘度下降趋势明显，当温度稳定在90℃以后，酸表观粘度呈现小幅度周期性变化，稳定在63～58mPa·s之间。
向本实施例的工作液中加入0.3kg过硫酸钾，用粘度计测其表观粘度；然后向工作液中加入过硫酸钾，过硫酸钾固体初始悬浮于酸表面，之后随着剪切转子的搅拌，过硫酸钾固体逐渐溶解在酸中，如图3所示，粘度在搅拌过程中自高至低递减趋势明显，20min以后粘度降低在5mpa·s以下，最终稳定在3mpa·s以内。
根据酸与碳酸氢钠反应生成二氧化碳消耗氢离子的原理，当酸消耗量相同或相差很近的结果，可以判定聚丙烯酰胺类稠化剂对酸液影响及其微小。酸液有效成分为氢离子，只要丙烯酰胺衍生物稠化剂对氢离子没有作用，则可以说明稠化剂与酸液的配伍性好。
基于该理论，配制5wt.％的NaHCO3溶液300mL，配制实施例2的酸100mL，单独配制与实施例2中相同的土酸100mL。
实验1：将实施例2的酸100mL置于500ml烧杯中，并将烧杯置于磁力搅拌器上，加磁力搅拌子，以100r/min的转速搅拌；用100mL的碱式滴定管盛满5wt.％的NaHCO3溶液，向实施例2配方酸中滴加，直至500ml烧杯中不产生气泡为止。测量3次，求平均值。测试结果如下表1所示
实验2：将土酸100mL置于500mL烧杯中，并将烧杯置于磁力搅拌器上，加磁力搅拌子，以100r/min的转速搅拌；用100mL的碱式滴表定管盛满5wt.％的NaHCO3溶液，向土酸中滴加，直至500ml烧杯中不产生气泡为止。测量3次，求平均值。测试结果如下表2所示。
表1：
测试内容 1 2 3 平均值
NaHCO<sub>3</sub>消耗的体积/L 73.1 73.3 72.9 73.1
表2：
测试内容 1 2 3 平均值
NaHCO<sub>3</sub>消耗的体积/L 73.2 73.1 73.2 73.2
从上表1和表2的测试结果可知，两次实验中NaHCO3消耗的体积相差很小，可见，该稠化剂的选择对酸度影响很小，具有良好的配伍性。
进一步，参照SY/T5405-2019酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标，对实施例1的酸压工作液和12wt.％的盐酸溶液分别进行腐蚀测试。
经测试，钢片原样表面有钢片的金属光泽，无划痕、字迹清晰；而经过腐蚀后的钢片，表面钢片的金属光泽已经黯淡，甚至变黑；置于单独土酸溶液后的钢片表面字迹已经模糊不清，不能分辨。而置于工作液的钢片表面字迹仍能较容易分辨出来，且酸钢片表面光滑、无划痕、深度腐蚀凹槽等，而土酸腐蚀后的钢片表面粗糙、有残渣掉落。
具体腐蚀测试结果如下表3所示。
表3：
Figure BDA0002760786830000051
从上表3的测试结果可以看出该测试结果与上述观察结果一致。可见，本发明的酸缓释效果好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种砂岩地热井酸洗用工作液体系，其特征在于，由以质量分数计的土酸、1％的酸化缓蚀剂、1％的粘土稳定剂、1％的离子稳定剂、0.3～0.5％的稠化剂和余量的水配制的工作液；其中，土酸由1％～2％的氢氟酸和8％～10％的盐酸混合得到；酸化缓蚀剂为曼尼希碱季铵盐类缓蚀剂；粘土稳定剂为氯化铵；离子稳定剂为羧酸盐类稳定剂；稠化剂为分子量为1500万的聚丙烯酰胺类稠化剂；上述各组分的质量分数之和为100％。
2.根据权利要求1所述的砂岩地热井酸洗用工作液体系，其特征在于，还包括占工作液的总质量的0.2～0.3％的破胶剂；其中，破胶剂为过硫酸钾。
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