CN112961661B

CN112961661B - 一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸

Info

Publication number: CN112961661B
Application number: CN202110298403.9A
Authority: CN
Inventors: 刘向斌; 王庆国; 李广鑫; 管公帅; 李金禹; 汪旭颖; 唐超; 高超
Original assignee: Petrochina Co Ltd; Daqing Oilfield Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd; Daqing Oilfield Co Ltd
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2022-10-18
Anticipated expiration: 2041-03-19
Also published as: CN112961661A

Abstract

本发明涉及采油工程技术领域，属于一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸。本发明解决了常规酸液对低渗透储层及重复酸化井解堵效果差的问题。本发明由由粉末硝酸、氨基磺酸、有机磷酸、缓蚀剂、络合剂、功能纳米流体和水组成，它们的重量百分比为：粉末硝酸8~10%，氨基磺酸5~7%，有机磷酸3~5%，缓蚀剂0.5~1%，络合剂1.5~2%，功能纳米流体0.3~0.5%，水74.5%~81.7%。本发明可增加常规酸液无法作用到低渗透区域微小孔隙的波及范围，大幅度提高解堵效果。本发明可用于低渗透储层及重复酸化井的酸化解堵施工中，具有注入性好、作用距离长、波及范围广等优点。

Description

一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸

技术领域

本发明涉及油田采油工程领域，尤其属于一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸。

背景技术

酸化解堵技术是低渗透储层降压增注的重要技术手段，但由于低渗透具有储层物性差、非均质性强、油层孔道小、毛管作用力强等特点，随着注水开发过程中机械杂质增加，成垢离子超标，黏土矿物膨胀、运移的影响，造成近井地带污染，导致注水压力上升，注水量下降，影响油田的开发效果。

目前，针对低渗透储层的酸化解堵技术，主要采用含有盐酸、氢氟酸的常规酸液体系，但常规酸液与粘土矿物反应迅速，导致酸液穿透距离短，甚至还会产生二次沉淀，造成储层的永久性伤害。且在同一口井同一目的层多次采用酸化处理措施，重复注入酸液会对大孔道进行过度溶蚀，但仍无法波及到低渗透储层中的微小孔隙，导致后续酸化效果差、有效期短。

发明内容

本发明目的是克服背景技术中存在的对低渗透储层及重复酸化井采用常规酸液解堵处理效果差、有效期短的问题，提供一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸。

本发明所采用的技术方案是：一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸，它由粉末硝酸、氨基磺酸、有机磷酸、缓蚀剂、络合剂、功能纳米流体和水组成，它们的重量百分比为：粉末硝酸8~10%，氨基磺酸5~7%，有机磷酸3~5%，缓蚀剂0.5~1%，络合剂1.5~2%，功能纳米流体0.3~0.5%，水74.5%~81.7%。

所述的有机磷酸，可以是氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、甘氨酸二亚甲基膦酸中的任意一种。

所述的缓蚀剂，可以是苯乙烯-马来酸酐的共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物的多胺缩合物中的任意一种。

所述的络合剂，可以是柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸四钠中的一种或任意几种组合。

所述的功能纳米流体，采用二氧化硅纳米颗粒，以全氟辛基磺酸四乙基胺为表面活性改性剂，制得稳定分散的功能纳米流体。

本发明的一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸解堵原理是将改性纳米材料分散到以粉末硝酸、氨基磺酸、有机磷酸为主的酸液体系中，制备成均匀、稳定、界面性质优异的酸化液，更好的进入储层中微小孔隙进行酸岩反应，增加酸液作用范围，提高解堵效果。

采用¹⁷O-NMR测试结果表明，酸液组分(SiO₂纳米颗粒/表活剂)溶液半峰宽比常规水半峰宽低近一倍，验证其可将“常规水”变为“小分子水”。采用常规酸与纳米酸天然岩心驱替实验证明，改性纳米材料分散在酸液中，可将其变为“小分子”酸液，进入储层中的微小孔隙，酸液作用增加，渗透率提高率明显高于常规酸液。

本发明与已有技术相比，有如下优点：

①纳米酸为均匀、稳定、界面性质优异的“小分子”酸化液，与地层配伍性强，对地层的温度、矿化度、pH值适用范围大；

②纳米酸较常规酸液波及范围广，易于通过低孔低渗岩心，渗透率提高幅度是常规酸液1.94倍，主要为改善更小孔隙渗透率；

③主体酸成分粉末硝酸、氨基磺酸、有机磷酸为固体，与常规酸液盐酸、氢氟酸等液体强酸相比，存储、运输、配制过程中安全环保风险系数低。

附图说明：

图1为水溶液与酸液组分中功能纳米流体半峰宽对比图；

图2为纳米酸与常规酸对天然岩心的改造程度对比图。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明：它由粉末硝酸、氨基磺酸、有机磷酸、缓蚀剂、络合剂、功能纳米流体和水组成，它们的重量百分比为：粉末硝酸8~10%，氨基磺酸5~7%，有机磷酸3~5%，缓蚀剂0.5~1%，络合剂1.5~2%，功能纳米流体0.3~0.5%，水74.5%~81.7%。

实施例1，本实施例中本发明按重量百分比由下列成分组成：

粉末硝酸：8%；

氨基磺酸：5%；

有机磷酸：氨基三亚甲基膦酸3%；

缓蚀剂：苯乙烯-马来酸酐的共聚物0.5%；

络合剂：柠檬酸、乙二胺四乙酸四钠按1:1复配而成1.5%；

功能纳米流体：二氧化硅纳米颗粒，以全氟辛基磺酸四乙基胺为表面活性改性剂，按1:3比例复配而成0.3%；

余量为水，混合配制成纳米酸。

具体制备过程为：

1、在室温下将柠檬酸、乙二胺四乙酸四钠按1:1复配后称取1.5%，依次加入8%粉末硝酸、5%氨基磺酸、3%氨基三亚甲基膦酸、0.5%苯乙烯-马来酸酐的共聚物到水中完全溶解；

2、将二氧化硅纳米颗粒分散于水中，同时按1:3比例加入全氟辛基磺酸四乙基胺，采用机械搅拌和超声波分散相结合的方法制备功能纳米流体；

3、称取制得的功能纳米流体0.3%，加入到步骤1所述的酸液中充分溶解得到本发明。

实施例2，本实施例中本发明按重量百分比由下列成分组成：

粉末硝酸：9%；

氨基磺酸：6%；

有机磷酸：乙二胺四亚甲基膦酸4%；

缓蚀剂：苯乙烯-马来酸酐的共聚物0.4%；

络合剂：柠檬酸、乙二胺四乙酸四钠按1:1复配而成1.8%；

余量为水，混合配制成纳米酸。

制备方法同实施例1。

实施例3，本实施例中本发明按重量百分比由下列成分组成：

粉末硝酸：10%；

氨基磺酸：7%；

有机磷酸：乙二胺四亚甲基膦酸5%；

缓蚀剂：苯乙烯-马来酸酐的共聚物1.0%；

络合剂：柠檬酸、乙二胺四乙酸按1:1复配而成2.0%；

余量为水，混合配制成纳米酸。

制备方法同实施例1。

将实施例1、实施例2、实施例3、常规酸分别进行酸岩反应溶蚀实验。将试验区块岩屑粒径粉碎至0.9～1.6mm范围内，称取5g左右岩屑，分别倒入酸液50ml实施例1、2、3配制的纳米酸及常规酸，并将上述盛有试样的烧杯放入试验区块地层温度的恒温水浴中，16小时后取出，用蒸馏水冲洗，过滤并烘干，计算溶蚀率及破碎率。

表1 纳米酸与常规酸溶蚀能力对比

选择溶蚀能力最佳的实施例3，通过室内岩心模拟实验，对比评价纳米酸与常规酸对岩心的改造程度，确定纳米酸体系的适应性。选取相同区块、渗透率相差不大的天然岩心（ф2.5×5.0cm），进行洗油，测孔隙度、空气渗透率后抽空，用标准盐水饱和，浸泡24h后待用。取饱和好的岩心，地层温度下驱替15PV标准盐水，稳定后测得渗透率K₁，驱替酸液，出口见酸即停止注酸，反应16h，再驱替15PV标准盐水，待稳定后，测定渗透率K₂，计算渗透率提高率η。渗透率提高率计算公式：F=（K₂-K₁）/K₁×100%。

表2 岩心驱替实验结果

Claims

1.一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸，其特征在于：它由粉末硝酸、氨基磺酸、有机磷酸、缓蚀剂、络合剂、功能纳米流体和水组成，它们的重量百分比为：粉末硝酸8~10%，氨基磺酸5~7%，有机磷酸3~5%，缓蚀剂0.5~1%，络合剂1.5~2%，功能纳米流体0.3~0.5%，水74.5%~81.7%；所述的功能纳米流体，采用二氧化硅纳米颗粒，以全氟辛基磺酸四乙基胺为表面活性改性剂，制得稳定分散的功能纳米流体。

2.根据权利要求1所述的一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸，其特征在于：所述的有机磷酸是氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸、甘氨酸二亚甲基膦酸中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸，其特征在于：所述的缓蚀剂是苯乙烯-马来酸酐的共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物的多胺缩合物中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种低渗透储层酸化解堵所用的纳米酸，其特征在于：所述的络合剂是柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸四钠中的一种或任意几种组合。