CN1262622C - 高温碳酸盐岩油藏低损害酸化体系 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适合高温碳酸盐岩油藏酸化采用的酸化体系，属于油田开发中油气藏改造应用的工作液。现有技术中，酸化工艺对于高温油井存在缺陷，表现为酸液对油管柱腐蚀；铁离子造成地层伤害；难以做到地层的深部酸化问题。本发明提供一套新的酸化体系，主要由主体液(剂)、活化剂和隔离液组成，其特征在于主体液(剂)选用PCl3、PCl5、POCl3，活化剂选用水，隔离液选用轻质油。配合采用相应的酸化工艺，首先向井筒中注入一定量的隔离液，而后依次循环向井筒中注入主体液→隔离液→活化剂，实现对地层的酸化。减少对油井管柱的腐蚀，减少对地层的伤害，减缓反应速度，增强对地层深部的酸化效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种适合高温碳酸盐岩油藏酸化采用的酸化体系，属于油田开发中油气藏改造应用的工作液及配套工艺。
背景技术
现有技术中，酸化是碳酸盐岩油藏增产改造的有利措施之一，通常酸化液的配制采用盐酸和有机酸，在注入油井管柱前，再添加缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂等，然后注入地层，但这样的酸化工艺对于高温油井存在明显的缺陷，主要表现为①由于高温，导致酸液对油管柱腐蚀严重，可能造成事故，管柱有腐蚀损坏导致落井的危险；②大量溶蚀的铁离子进入地层，对地层造成潜在伤害；③酸液与近井地层岩石反应速度太快，酸液浓度降低时间短，如在150℃的地层条件下，浓度20％的盐酸与碳酸岩反应，仅20分钟，盐酸就降至残酸浓度，难以做到地层的深部酸化，影响酸化效果。
本发明的目的在于提供一套新的酸化体系，有效解决碳酸盐岩油藏高温酸化中存在的上述问题，减少对油井管柱的腐蚀，减轻对地层的伤害，减缓反应速度，增强地层深部的酸化效果。
发明内容
本发明采用如下的技术方案：
一种适合高温碳酸盐岩油藏酸化采用的酸化体系，由主体液(剂)、活化剂和隔离液组成，其特征在于主体液(剂)选用PCl3、PCl5、POCl3三种无机氯化物，活化剂选用水，隔离液选用轻质油。轻质油一般选用煤油、柴油等，隔离液与主体液(剂)或活化剂均不发生化学反应。
采用上述技术方案主要依据如下的化学反应，反应方程式如下：
上述的三种无机氯化物与水发生化学反应，均可生成盐酸(HCl)，但三种无机氯化物本身不显酸性，它们对油井管柱腐蚀性很小。实验证明，在不含活化剂(水)时，16℃～160℃情况下，N80钢片在PCl3主体液中，腐蚀速率小于0.5g/m2.h，优于石油天然气行业标准SY/T5405-1996规定的腐蚀速率小于100g/m2.h指标。
为了控制上述主体液(剂)与活化剂(水)反应后，在地层中生成磷酸钙、磷酸镁等沉淀物质，可以先期在活化剂中添加1％-5％结晶改良剂，如磷酸盐或磷酸氢盐等，避免酸化造成油层伤害。
利用上述化学反应原理，配合采用相应的酸化工艺可解决高温碳酸盐岩的酸化难题。
运用上述酸化体系酸化工艺步骤归纳如下：
A、酸化材料的准备：即当主体剂呈固态时，应将主体剂混配到一定量的携带液中，(携带液可以是煤油或柴油)形成主体液，将液态的主体液、隔离液和活化剂分别装入主体液罐、隔离液罐和活化剂罐中，且主体液罐必须是密封罐；
B、连接罐体、泵车到井口的管线；
C、首先向井筒中注入一定量的隔离液；
D、依次循环向井筒中注入主体液→隔离液→活化剂，实现对地层的酸化。
上述D步骤中，每个注入段的液体用量和循环次数可依据需酸化处理的地层半径经计算确定。
该工艺，通过使用隔离液，使得主体液和活化剂隔离开，保证了管柱中的液体为中性，液体进入地层后，扩散开，主体液遇活化剂或地层水反应生成盐酸，可溶蚀地层岩石。由于主体液扩散与地层孔隙中的水(活化剂)反应是不均匀的，因而大大降低了反应速度，使地层深部仍能产生大量盐酸，达到深部酸化的目的。
采用本发明的酸化体系和酸化工艺优点在于，在地面和井筒管柱中都不生成酸液，可避免和减少对地面施工设备、车辆和地下油井管柱的腐蚀；通过控制注入的活化剂和隔离液，可控制地层中生成盐酸的反应速度，提高深部酸化质量。
具体实施方式
实施例1，采用PCl3做主体液，隔离液选用煤油，活化剂选用水，为防止反应时，生成沉淀，影响酸化效果，在水(活化剂)中添加六偏磷酸钠。
实施室中，确定主体液PCl3的试验浓度为10％，即当主体液与足量活化剂混合后的重量百分比为10％，在活化剂中添加占水(活化剂)总重量1％的六偏磷酸钠(结晶改良剂)。
在10％盐酸和选用PCl3为主体液情况下对比相同岩心的酸化效果：
表1：本发明的酸化体系对碳酸盐岩溶蚀率试验结果：
| 序号 | 酸化体系 | 试验温度℃ | 反应时间h(小时) | 溶蚀率％ |
| 1 | 无活化剂的PCl3主体液 | 16 | 4 | 0 |
| 2 | 无活化剂的PCl3主体液 | 90 | 4 | 0 |
| 3 | 10％PCl3(含足量的活化剂) | 90 | 4 | 39.6 |
| 4 | 10％盐酸 | 90 | 4 | 30.3 |
试验证明，本发明的酸化体系，在相同用量下比采用盐酸的溶蚀率更高。
实施例2，采用PCl5或POCl3做主体剂时，需将固态粉术状的主体剂混拌到煤油(携带液)中，制成主体液后，再按酸化工艺步骤进行酸化施工。
Claims (5)
1、一种适合高温碳酸盐岩油藏酸化的酸化体系，由主体液、活化剂和隔离液组成，其特征在于主体液选用PCl3、PCl5、POCl3，活化剂选用水，隔离液选用轻质油。
2、如权利要求1所述的适合高温碳酸盐岩油藏酸化的酸化体系，其特征在于轻质油选择煤油或柴油。
3、如权利要求1所述的适合高温碳酸盐岩油藏酸化的酸化体系，其特征在于活化剂中可以先期添加1％-5％结晶改良剂，结晶改良剂是磷酸盐或磷酸氢盐。
4、如权利要求3所述的适合高温碳酸盐岩油藏酸化的酸化体系，其特征在于结晶改良剂选用六偏磷酸钠。
5、如权利要求1所述适合高温碳酸盐岩油藏酸化的酸化体系，酸化作业时采用如下步骤：
A、酸化材料的准备：即当主体剂呈固态时，应将主体剂混配到一定量的携带液中，携带液是煤油或柴油，形成主体液，将液态的主体液、隔离液和活化剂分别装入主体液罐、隔离液罐和活化剂罐中，且主体液罐必须是密封罐；
B、连接罐体、泵车到井口的管线；
C、首先向井筒中注入一定量的隔离液；
D、依次循环向井筒中注入主体液→隔离液→活化剂，实现对地层的酸化。
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