CN113563865B - 一种高性能固体有机土酸体系 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高性能固体有机土酸体系，该有机土酸体系包括以下重量百分比的组分：固体有机酸酐3‑10％、活化剂1‑6％、氯化铵0‑10％、缓蚀剂0.1‑0.3％，余量为水。该高性能固体有机土酸体系可有效解决现有的酸液存在的作用距离短、对硅酸盐蚀刻效果差、对重晶石解堵效果差的问题。

Description

一种高性能固体有机土酸体系
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，具体涉及一种高性能固体有机土酸体系。
背景技术
酸压是以大于地层破裂压力下，压开地层，注入酸液，酸液可与岩石表面形成不均匀裂缝，沟通天然缝隙，使的裂缝闭合和具有良好导流能力，提高单井产量。酸压增产效果主要受裂缝长度和裂缝导流能力影响，由于常规酸压技术酸液与岩石反应速度过快，体系滤失严重，残余酸液在地层深部以难实现有效改造，致使酸蚀裂缝长度短，储层改造效果不佳。此外，盐酸、氢氟酸等常规液体酸在运输、储存及使用的过程中存在很大的危险件，且有效酸浓度较低，增加了运输的费用。为此，国内外学者提出固体酸酸压技术，如柠檬酸、固体硝酸脲粉末等，然而柠檬酸水溶速度较快、固体硝酸脲刻蚀作用差。此外，目前存在的固体有机酸对碳酸盐岩具有一定的酸蚀作用，然而对硅酸盐岩刻蚀较差，且对重晶石解堵效果较差，因此需要研究制备出一种高性能固体有机土酸，以解决火山岩、花岗岩等高温储层深穿透均匀改造难题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种高性能固体有机土酸体系，该固体有机土酸可有效解决现有的酸液存在的作用距离短、对硅酸盐蚀刻效果差、对重晶石解堵效果差的问题。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种高性能固体有机土酸体系，包括以下重量百分比的组分：固体有机酸酐3-10％、活化剂1-6％、氯化铵0-10％、缓蚀剂0.1-0.3％，余量为水。
进一步地，固体有机酸酐由三氟乙酸或二氟氯乙酸与有机酸经脱水缩合制得，固体有机酸酐中含有以下结构的有机酸酐：
Figure BDA0003189455370000021
R为碳原子数大于7的饱和或不饱和碳链。
进一步地，活化剂为硝酸异丁酯、异丙基硝酸酯、硝酸戊酯或硝酸异戊酯中的至少一种。
进一步地，缓蚀剂为具有以下分子结构的喹啉季铵盐中的一种或两种；
Figure BDA0003189455370000022
本发明所产生的有益效果为：
本发明中的固体有机酸酐可分别与活化剂和氯化铵作用，在地层下逐步生成盐酸和氢氟酸，从而缓解常规土酸体系作用距离短等技术缺陷，实现远距离深穿透的酸蚀效果，提高裂隙的导流能力。对花岗岩、火山岩等硅酸盐岩具有较好的溶蚀作用。本发明中的体系可用于重晶石解堵，溶蚀硫酸钡矿物，提高储层渗透率，同时在高温缓蚀剂的协同作用下，可进一步缓解酸液对管柱的腐蚀，因此该体系具有良好的防腐性能。
氯化铵在体系中既为黏土稳定剂，同时也是生成盐酸的重要反应物质。此外，反应过程中生成的R’N4H+是一种溶于水的氨基化合物，具有一定的黏土稳定作用，可与氯化铵起到协同防膨作用。
本发明中的固体有机酸体系具有制备工艺简单，易降解、对储层伤害程度低的优点，有利于环境保护。
附图说明
图1为挂片分别在SA3和SA4中的腐蚀状态；
图2为硫酸钡在不同条件下酸溶后状态。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例1
一种高性能固体有机土酸体系，其制备方法为：按质量比将5％的固体有机酸酐、0.1％的缓蚀剂QBEC以及2％活化剂均匀溶于水中，得到高性能固体有机酸液SA1。
实施例2
一种高性能固体有机土酸体系，其制备方法为：按质量比将5％的固体有机酸酐、0.2％的缓蚀剂QBEC、5％氯化铵以及3％活化剂均匀溶于水中，得到高性能固体有机酸液SA2。
实施例3
一种高性能固体有机土酸体系，其制备方法为：按质量比将10％的固体有机酸酐、0.3％的缓蚀剂QBEC、5％氯化铵以及5％活化剂均匀溶于水中，得到高性能固体有机酸液SA3。
实施例4
一种高性能固体有机土酸体系，其制备方法为：按质量比将10％的固体有机酸酐、0.3％的缓蚀剂QEEC、6％氯化铵以及6％活化剂均匀溶于水中，得到高性能固体有机酸液SA4。
实施例5
一种高性能固体有机土酸体系，其制备方法为：按质量比将10％的固体有机酸酐、0.3％的缓蚀剂QEEC、8％氯化铵以及5％活化剂均匀溶于水中，得到高性能固体有机酸液SA5。
对比例1
一种常规土酸体系，其制备方法为：按质量比将6％的HCl、6％的HF以及0.5％的缓蚀剂均匀溶于水中，得到酸液TA1。
实施例1-5级对比例1中各原料的种类和技术参数如下表：
Figure BDA0003189455370000041
试验例
依据标准SY/T 5886-2018《酸化工作液性能评价方法》测试实施例1-5和对比例1中酸体系的溶蚀性能。具体操作如下：首先分别将质量为m1的花岗岩岩屑与实施例1-5和对比例1中制备的不同酸液进行充分混合，并放置在老化罐中，接着在一定温度下反应，反应结束后，使用200目滤网将剩余岩屑过滤出来，剩余残液进行无害化处理。用自来水将滤出的岩屑清洗干净置于70℃恒温烘箱中烘干1h，称取质量m2，计算溶蚀率：η＝((m1-m2)/m1)*100％。其结果见表1和表2。
表1不同溶液体系对花岗岩溶蚀率对比
Figure BDA0003189455370000042
Figure BDA0003189455370000051
由表1可知，在本发明所得的高性能固体有机酸体系酸蚀下，72小时后花岗岩溶蚀率达到31.5～39.3％，比土酸体系溶蚀率稍高，并且还有具有显著的缓速性能，能够实现远距离深穿透的酸蚀效果，提高裂隙的导流能力。
表2 SA3溶液对重晶石的溶解率评价表测试
Figure BDA0003189455370000052
由表2可知，硫酸钡在25℃条件下，24h后酸溶率为25.36％；在80℃条件下24h，酸溶率为27.75％；在160℃条件下24h和48h后，酸溶率分别为59.89％和60.18％，说明该高性能固体有机土酸体系对重晶石具有良好的解堵性能。
由图1可知，挂片在SA3和SA4酸液中放置1h后，挂片表面依旧光滑，均没有肉眼可见的腐蚀，无明显变化，说明SA3和SA4酸液均具有优异的防腐蚀性能。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (3)

1.一种高性能固体有机土酸体系，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：固体有机酸酐3-10％、活化剂1-6％、氯化铵5-10％、缓蚀剂0.1-0.3％，余量为水；
所述固体有机酸酐由三氟乙酸或二氟氯乙酸与有机酸经脱水缩合制得，所述固体有机酸酐中含有以下结构：
Figure FDA0003690227640000011
R为碳原子数为7-18的饱和或不饱和碳链；
所述活化剂为硝酸异丁酯、异丙基硝酸酯或硝酸戊酯中的至少一种。
2.如权利要求1所述的高性能固体有机土酸体系，其特征在于，所述活化剂为硝酸异戊酯。
3.如权利要求1所述的高性能固体有机土酸体系，其特征在于，所述缓蚀剂为具有以下分子结构的喹啉季铵盐中的一种或两种；
Figure FDA0003690227640000012
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