CN117186861A - 一种温控缓速酸及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于砂岩地层酸化技术领域，公开了一种温控缓速酸及其应用，温控缓速酸包括酸前体、激活剂和稳定剂；酸前体为有机类强酸酐，其在正常状态下不具有酸性；激活剂采用DTPA‑5Na负责激活酸酐的水解生酸反应；稳定剂采用柠檬酸为温敏材料，用以根据温度控制生酸速度，所述酸前体、激活剂和稳定剂的质量比为1800～2000:9～11:1。温控缓速酸用于储层酸化解堵时，由传统入井沿程释放变为温控靶向释放，更有利到达深部目标位置，实现远端深部酸化，提高酸化穿透深度；并且具有无毒、安全绿色环保；便于运输、储存、施工；对工具损伤小；裂缝壁面不均匀刻蚀，提高导流能力；根据目标层物性进行温控靶向注入，有效率更高；废液可按常规废液处理或进系统流程，不影响破乳。

Description

一种温控缓速酸及其应用

技术领域

本发明属于砂岩地层酸化技术领域，具体涉及一种温控缓速酸及其应用。

背景技术

常规酸化解堵主要是利用酸液溶蚀粘土矿物、胶结物质、无机垢和有机垢堵塞成分的特性，清除生产井、注入井附近的污染，恢复地层渗透率或者溶蚀地层岩石胶结物以提高地层渗透率。复合酸体系(盐酸+氢氟酸)是砂岩基质酸化最常用的酸液体系。

砂岩油藏常规复合酸酸化存在以下问题：1.与地层岩石反应速度快，酸消耗于井眼附近，有效距离较低；2.粘土胶结物过度溶蚀使井壁岩石遭到破坏，易导致出砂躺井；3.易形成二次沉淀，对地层产生新的伤害；4.施工前需提前配液，作业准备周期长，且储存、运输要求高；5施工中用量难调整，量不足难补加、量过剩难回收；6.作业场地占地大，大规模酸压作业需大量酸罐；7.酸化作业需单下酸化管柱，无法实现在线酸化解堵；8.对工具腐蚀严重，需添加多种药剂且配伍性要求高。

发明内容

为克服上述技术问题，本发明提供了一种温控缓速酸及其应用。

本发明采用下述技术方案：

一种温控缓速酸，包括酸前体、激活剂和稳定剂组成；所述酸前体为有机类强酸酐，其在正常状态下不具有酸性；所述激活剂采用DTPA-5Na，负责激活酸酐的水解生酸反应；所述稳定剂采用柠檬酸，为温敏材料，用以根据温度控制生酸速度，所述酸前体、激活剂和稳定剂的质量比为1800～2000:9～11:1。

优选的，所述酸前体采用三氟甲磺酸酯或同系物。

优选的，所述酸前体、激活剂和稳定剂的质量比为1890:10:1。

上述温控缓速酸在储层深部酸化解堵方面的应用。

适用井况：砂岩油藏：垢质堵塞、深部解堵；碳酸盐岩油藏：酸压、储层改造。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明温控缓速酸区别于常规酸生酸过程，酸前体固态时没有酸性，用于储层酸化解堵时，遇水溶解后，在激活剂的作用下水解形成相应的有机羧酸，对碳酸盐岩进行有效溶蚀，由于反应速度缓慢，不会破坏储层岩石骨架，由传统入井沿程释放变为温控靶向释放，更有利到达深部目标位置；实现远端深部酸化，提高酸化穿透深度；激活剂DTPA-5Na和稳定剂柠檬酸作为螯合剂，对储层中的特殊堵塞物产生物理化学作用，最终转化形成“可溶性的络合物或可溶盐”，防止酸渣二次沉淀，实现储层改造及解堵的目的。

2.本发明的温控缓速酸具有无毒、安全绿色环保；便于运输、储存、施工；缓蚀性能优异，对工具损伤小；裂缝壁面不均匀刻蚀，提高导流能力；根据目标层物性进行温控靶向注入，有效率更高；药剂反应后，废液可按常规废液处理或进系统流程，不影响破乳等优点。

附图说明

图1是生酸速度试验曲线图；

图2是有效反应时间试验结果照片；

图3是溶蚀能力试验所用岩屑照片；

图4是溶垢能力试验照片；

图5是腐蚀性试验照片；

图6是井例1示意曲线；

图7是井例2示意曲线；

图8是井例4示意曲线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

一种温控缓速酸，包括酸前体、激活剂和稳定剂组成；酸前体为有机类强酸酐，采用酸前体采用三氟甲磺酸酯，其在正常状态下不具有酸性；激活剂采用DTPA-5Na，负责催化酸酐的水解生酸反应；稳定剂采用柠檬酸，为温敏材料，用以根据温度控制生酸速度，酸前体、激活剂和稳定剂的质量比为1890:10:1。

温控缓速酸物理参数：颜色形态为白色半透明颗粒；熔点≥195℃；密度1.05～1.15g/cm3；无毒无挥发性。

温控缓速酸在储层深部酸化解堵方面的应用：

(1)水中溶解度和酸性试验

温控缓速酸水中溶解度的酸性：随着温度升高，通过温敏材料可实现温控逐级释放氢离子，高温储层配制高浓度，进入地层深部后仍能溶解释放氢离子，实现深部酸化解堵。

(2)生酸速度试验

如图1，上方曲线为有效酸浓度mo l/L，下方曲线为有效酸浓度％，在温度达到90℃条件下，15min内40％浓度温控缓速酸酸浓度＜10％、75min后有效酸浓度增加缓慢，105min(1.7小时)酸浓度达到峰值。因此其区别于常规酸生酸过程，由入井沿程释放变为温控靶向释放，更有利到达深部目标位置。

(3)有效反应时间试验

90℃静态下与过量碳酸盐岩心反应的结果显示，温控缓速酸体系持续反应时间在190min以上，是20％浓度胶凝酸反应时间的3.9倍，且刻蚀后表面更粗糙(见图2，右侧为缓速酸作用后的岩心)，有利于提高导流能力。

酸液类型	反应时间min	岩心失重g	温度℃
				20％凝胶酸	49	10.07	90
40％温控缓速酸	190	9.95	90

(4)溶蚀能力试验

如图3，岩屑来源：胜利纯梁纯一组；岩性：长石粉砂岩；渗透率：98.6×10^-3μm²；孔隙度：26.2％；泥质含量：9.5％；原始液相渗透率为25×10^-3μm²。

60℃条件下，10％浓度温控缓速酸岩屑溶蚀率达到40％以上。

(5)溶垢能力试验

取克拉玛依油田采油井电泵处取得硬质垢块(图4左)进行实验，垢块放入自来水中，室温15℃，沉淀不溶；加入温控缓速酸25g，加热至40℃硬质污垢反应溶解，整块垢完全溶解时间360min，最终只有表面漂浮零星的油花(图4右)。

温控缓速酸对于钙镁垢、硅垢，具有很强的溶解除垢能力。

(6)渗透率恢复能力试验

应用岩心驱替装置，使用含有钙镁垢、硅垢的污水进行驱替、模拟堵塞过程；随后用温控缓速酸溶液进行驱替解堵。实验结果表明，温控缓速酸体系能将渗透率从10％恢复到90％左右。

(7)腐蚀性试验

温控缓速酸在未加缓蚀剂的情况下，低温腐蚀速率是盐酸的1/3左右；在高温下加入配套的专用缓蚀剂，腐蚀速率小于1.5g/(m²·h)，缓蚀效果完全满足要求。

试验照片见图5，试验结果如下：(试验条件：P110×90℃×4h)

常压静态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标如下：

施工方式：

温控缓速酸可实现动管柱酸化、酸压和不动管柱在线酸化：药剂运至现场，在搅拌池中用油田净化水配制成酸液，用加压设备将酸液挤入地层并用水顶替；关井24小时后开井。

典型井例-注水井

采用实施例一所述的温控缓速酸，

井例1：胜利现河注水井，图6

堵塞原因：近井地带结垢(有机垢+硅酸盐垢)，泥质含量37.8％，粘土运移膨胀堵塞渗流通道。

措施后，注入压力基本持平，日注入量从8方提高到22方，有效期210天。

实施例二

酸前体、激活剂和稳定剂的质量比为1820:10.5:1。

井例2：胜利石开注水井，图7

堵塞原因：长期注水，高压欠注，近井地带结垢堵塞。

措施后，注水压力从32MPa下降到14.5MPa，日注水量从6方上升到28方；有效期大于310天。

实施例三

酸前体、激活剂和稳定剂的质量比为1960:10:1

典型井例-注入井

井例3：克拉玛依油田推广应用13井次，11口井有效，有效率85％；有效井平均有效期210天以上。

实施例四

酸前体、激活剂和稳定剂的质量比为2000:9.8:1

典型井例-采油井

井例4：胜利东胜金家某井，图8，措施后日液恢复至初期，日产油量由0.8吨增加到3吨。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对以上实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种温控缓速酸，其特征在于，包括酸前体、激活剂和稳定剂组成；所述酸前体为有机类强酸酐，其在正常状态下不具有酸性；所述激活剂采用DTPA-5Na，负责激活酸酐的水解生酸反应；所述稳定剂采用柠檬酸，为温敏材料，用以根据温度控制生酸速度，所述酸前体、激活剂和稳定剂的质量比为1800～2000:9～11:1。

2.根据权利要求1所述的一种温控缓速酸，其特征在于，所述酸前体采用三氟甲磺酸酯或同系物。

3.根据权利要求2所述的一种温控缓速酸，其特征在于，所述酸前体、激活剂和稳定剂的质量比为1890:10:1。

4.权利要求3所述的温控缓速酸在储层深部酸化解堵方面的应用。