CN1488704A

CN1488704A - 一种解堵注水井地层的酸化解堵液

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Publication number: CN1488704A
Application number: CNA031439322A
Authority: CN
Inventors: 计万军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2004-04-14

Abstract

一种解堵注水井地层的酸化解堵液。主要解决现有的粉末硝酸酸化液腐蚀油管速度快、硝酸有效浓度低、不易配制、成本高的问题。其特征在于：该酸化解堵液中含有工业硝酸及硝酸酸化添加剂，其中工业硝酸按重量百分比占3％～20％，硝酸酸化添加剂按重量百分比占0.8％～1.2％，余量为水；而硝酸酸化添加剂由金属缓蚀剂和表面活性剂组成。该解堵注水井地层的酸化解堵液能彻底解除注水井近井地带堵塞，具有腐蚀油管速度慢、硝酸有效浓度高、易配制、成本低的特点。

Description

一种解堵注水井地层的酸化解堵液

技术领域：

本发明涉及油田油水井化学解堵技术领域所用的一种油田化学剂，属于解堵注水井地层的酸化解堵液。

背景技术：

在原油开采过程中，注水井近井地带地层受到污染有堵塞现象，并且注水压力高，有的注水层达不到配注要求，影响注水量和原油产量，在实际工作中常配制酸液进行解堵，常用的有土酸酸化液或盐酸酸化液，使用土酸酸化液或盐酸酸化液进行作业时，渗透和溶蚀堵塞物的效果差、酸化有效期短，并且重复酸化时所用酸液规模必须比前一次规模大才能有效，主要原因是酸液消耗很快且与地层反应后的残液在地层较远处又重新形成了沉淀，堵塞了地层。针对上述的问题又开发的粉末硝酸酸化液：粉末硝酸酸化技术可以彻底解除堵塞，特别是硫酸盐还原菌产生的堵塞，在酸化过程中，可以代替盐酸用于配制酸化液，但粉末硝酸酸化技术不足之处在于：一是用粉末硝酸配制的酸化液对油管钢的腐蚀速度快，如对N-80碳钢的腐蚀速度达150g/m²·h；二是粉末硝酸中硝酸的有效浓度低，约为48％～50％；三是配制麻烦，因粉末硝酸溶解慢有时会沉积罐底；五是粉末硝酸价格昂贵。

发明内容：

为了克服现有的粉末硝酸酸化液腐蚀油管速度快、硝酸有效浓度低、不易配制、成本高的不足，本发明提供一种解堵注水井地层的酸化解堵液，该解堵注水井地层的酸化解堵液能彻底解除注水井近井地带堵塞，具有腐蚀油管速度慢、硝酸有效浓度高、易配制、成本低的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该酸化解堵液中含有工业硝酸及硝酸酸化添加剂，其中工业硝酸按重量百分比占3％～20％，硝酸酸化添加剂按重量百分比占0.8％～1.2％，余量为水；而硝酸酸化添加剂由金属缓蚀剂和表面活性剂组成且按重量百分比各占80％～95％及5％～20％。

上述的工业硝酸及硝酸酸化添加剂最佳含量按重量百分比为5％～10％及1％；金属缓蚀剂可选自喹啉、异喹啉、烷基取代喹啉、烷基取代异喹啉、吲哚或它们之间的任何混合物而衍生的季铵盐中的一种或几种；表面活性剂可选自OS-15、OP-10、OP-15、TX-10、平平加等中的一种或几种。

上述的酸化解堵液根据地层的需要可加入一些功能性添加剂：如铁离子稳定剂、粘土稳定剂、破乳助排剂及增效剂，其中：铁离子稳定剂可选自醋酸、柠檬酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸及其钠盐、铵盐；粘土稳定剂可选自氯化铵、聚季铵盐；破乳助排剂可选自脂肪醇的聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪胺的聚氧乙烯聚氧丙烯醚或它们的混合物；增效剂可选自硫脲、硫化钠、硫氰酸铵。

本发明的有益效果是，由于该酸化解堵液中含有工业硝酸及硝酸酸化添加剂，硝酸酸化添加剂包括金属缓蚀剂和表面活性剂；工业硝酸溶蚀堵塞物效果好，能把近井地带堵塞物腐蚀成液状，可以彻底解除堵塞，硝酸酸化添加剂具有优异的缓蚀性能，它能在60℃下对N-80碳钢的腐蚀速度小于5g/m²·h，作业时能有效防止酸液对作业设备及油套管的腐蚀，保证施工安全；并且配制该酸化解堵液时，把计量好的工业硝酸、酸化添加剂加入水中搅匀即可，简单易操作不会产生任何形式的沉淀，且硝酸酸化液的使用成本低，仅相当于同性能的粉末硝酸酸化液的使用成本的一半且该酸化解堵液的硝酸有效浓度高。

具体实施方式

下面将对本发明作进一步的说明：

该解堵注水井地层的酸化解堵液中包括工业硝酸、硝酸酸化添加剂，工业硝酸及硝酸酸化添加剂含量按重量百分比为5％～10％及1％，余量为水，适用于20～60℃注水井地层的酸化解堵。其中工业硝酸可选浓度范围为30％～98％，工业硝酸具有酸的通性、强氧化性，不但能够溶解无机物，还可以把硫化物氧化成硫酸盐且能够溶解胶质等有机物，溶蚀堵塞物效果好，能把近井地带堵塞物如：硫酸盐还原菌产生的硫化亚铁等细菌代谢产物、垢、铁锈、盐、有机盐等腐蚀成液状，可以彻底解除堵塞，保证注水井目的层的注水量达到配注要求，并且酸化的有效作用距离长，酸化有效期长；而硝酸酸化添加剂包括金属缓蚀剂和表面活性剂且按重量百分比各占80％～95％及5％～20％，金属缓蚀剂可选自喹啉、异喹啉、烷基取代喹啉、烷基取代异喹啉、吲哚或它们之间的任何混合物而衍生的季铵盐；表面活性剂可选自OS-15、OP-10、OP-15、TX-10、平平加等，表面活性剂具有降低酸液表面张力、悬浮微粒、破坏乳化液、增溶极小油滴的功能；硝酸酸化添加剂能有效防止酸液对作业设备及油套管的腐蚀，保证施工安全。本发明优选的硝酸酸化添加剂是廊坊石油分院提供的CINA-20。

硝酸酸化添加剂缓蚀作用的实验：

对廊坊石油分院提供的CINA-20硝酸酸缓蚀剂的实验在60℃下进行，酸液中硝酸的浓度为5％和10％，酸液用量200ml，试片为N-80油钢管，把试片浸泡在酸液中4小时，称量实验前后试片的失重量，下表为实验结果：

表1

酸液体系	实验前溶液外观	腐蚀速度(g/m²·h)	实验后酸液外观
酸液体系	实验前溶液外观	腐蚀速度(g/m²·h)	实验后酸液外观	5％HNO₃	无色	钢片溶解完	红色溶液，有红色烟雾冒出
10％HNO₃	无色	钢片溶解完	红色溶液，有红色烟雾冒出	5％HNO₃	无色	钢片溶解完	红色溶液，有红色烟雾冒出
10％HNO₃	无色	钢片溶解完	红色溶液，有红色烟雾冒出	5％HNO₃+1％CINA-20	无色	2.65	橙色、均匀、无沉淀
5％HNO₃+1.5％CINA-20	无色	2.32	橙色、均匀、无沉淀	5％HNO₃+1％CINA-20	无色	2.65	橙色、均匀、无沉淀
5％HNO₃+1.5％CINA-20	无色	2.32	橙色、均匀、无沉淀	10％HNO₃+1％CINA-20	无色	3.27	橙色、均匀、无沉淀
10％HNO₃+2％CINA-20	无色	1.98	橙色、均匀、无沉淀	10％HNO₃+1％CINA-20	无色	3.27	橙色、均匀、无沉淀

由表1中的实验数据可见，对N80碳钢的腐蚀速度小于5g/m²·h，廊坊石油分院提供的CINA-20硝酸酸化添加剂具有优异的缓蚀性能，它能在60℃下有效的防止N-80碳钢在5-10％HNO₃中的腐蚀，在实验条件下，不加缓蚀剂的硝酸溶液对碳钢的腐蚀特别剧烈，可把试片溶解完。

根据地层的需要可在该酸化解堵液中加入一些功能性添加剂：如铁离子稳定剂、粘土稳定剂、破乳助排剂及增效剂，其中：铁离子稳定剂包括醋酸、柠檬酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸及其钠盐、铵盐，醋酸可较长时间稳定残酸中的铁离子；粘土稳定剂包括氯化铵、聚季铵盐，具有稳定粘土微粒的功能；破乳助排剂包括脂肪醇的聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪胺的聚氧乙烯聚氧丙烯醚或它们的混合物；增效剂可选自硫脲、硫化钠、硫氰酸铵。

该酸化解堵液既可单独使用，也可和土酸酸化液或盐酸酸化液配合使用，因地层堵塞可能是由于机械杂质引起，有些固体微粒单依靠硝酸是不能溶解的，所以还应该采用氢氟酸与盐酸、硝酸一起进行酸化，配合使用时既可先挤入地层，然后再挤入土酸酸化液或盐酸酸化液，也可先挤入土酸酸化液或盐酸酸化液，然后再挤入该酸化解堵液，或者把该酸化解堵液和土酸酸化液或盐酸酸化液混合挤入地层；该酸化解堵液和土酸酸化液或盐酸酸化液配合使用时在挤入地层的过程中，可以加0.1米³隔离液，隔离液包括清水、1％～5％氯化铵的水溶液；该酸化解堵液的用量为每米地层0.5～3米³；挤注速度变化范围为0.01～2米³/分；在地层中停留时间可为16～24小时；反应后的残液可以返出地面，也可用后续的注入水直接挤入地层深部。

配制该酸化解堵液时，把计量好的工业硝酸、酸化添加剂加入水中搅匀即可，简单易操作，不会产生任何形式的沉淀硝酸有效浓度高，硝酸酸化液的使用成本低。

下表是工业硝酸和粉末硝酸使用成本对比：

表2

成本

1O％HNO₃

3050元/米³酸液

1100元/米³酸液

由表2可见，工业硝酸酸化液比粉末硝酸酸化液成本低，前者是后者的0.6倍左右，工业硝酸因成本低可以高浓度使用。

硝酸酸化液实施方案表

表3

实施例1、葡66-79井是大庆油田分公司采油七厂的一口注水井，在15.5MPa的注水压力下，葡17²层的吸水量为1米³/日，达不到10米³/日的配注要求，决定对葡17²层及以下层段用硝酸酸化技术进行解堵增注，采用上表3中的方案1配制的硝酸酸化液，挤入硝酸酸化液6米³，再挤入组成为13.5％HCL+1.5％HF+添加剂的土酸酸化液12米³。酸化后，在注水压力为13.7Mpa下，葡17²层的吸水量为13米³/日，达到了10米³/日的配注要求，有效期长达8个月。

实施例2、葡10-6-G56井是大庆油田分公司采油七厂的一口注水井，井口压力为13.5Mpa，葡10-6-G56井共有二个注水层，酸化前葡17-8层的吸水量为3米³/日，葡110层的吸水量为18米³/日，总吸水量为21米³/日，离配注要求50米³/日还差27米³/日，采用上表3中的方案2配制的硝酸酸化液对全井进行酸化解堵增注，挤入硝酸酸化液18米³，再挤入组成为13.5％HCL+1.5％HF+添加剂的土酸酸化液17米³，在12.7MPa的注水压力下，葡17-8层的吸水量为25米³/日，葡110层的吸水量为25米³/日，达到了50米³/日的配注要求，有效期长达8个月。

实施例3、葡165井是大庆油田分公司采油七厂的一口注水井，井口压力为7.9Mpa，葡165井共有四个注水层，酸化前葡11-2¹、葡12²-5、葡19-11的注水量分别为6米³/日、0米³/日、24米³/日，葡12²-5完全不吸水，葡16-8已停注，总吸水量为30米³/日，离配注要求55米³/日还差20米³/日，采用上表3中的方案3配制的硝酸酸化液对全井进行酸化解堵增注，挤入硝酸酸化液18米³，再挤入组成为13.5％HCL+1.5％HF+添加剂的土酸酸化液20米³，在3.3MPa的注水压力下，葡11-2¹层的吸水量为16米³/日，葡12²-5层的吸水量为29米³/日，葡19-11的吸水量为13米³/日，达到了55米³/日的配注要求，有效期长达8个月。

由此可见，根据地层被污染的程度不同，该硝酸酸化液可以和土酸酸化液配合使用，并且通过硝酸酸化技术，不但注水量得到了提高，而使注水井的注水压力得到了降低，可以推广使用。

Claims

1、一种解堵注水井地层的酸化解堵液，其特征在于：该酸化解堵液中含有工业硝酸及硝酸酸化添加剂，其中工业硝酸按重量百分比占3％～20％，硝酸酸化添加剂按重量百分比占0.8％～1.2％，余量为水；而硝酸酸化添加剂由金属缓蚀剂和表面活性剂组成且按重量百分比各占80％～95％及5％～20％。

2、根据权利要求1所述的解堵注水井地层的酸化解堵液，其特征在于：工业硝酸及硝酸酸化添加剂最佳含量按重量百分比如下：工业硝酸为5％～10％；硝酸酸化添加剂为1％。

3、根据权利要求1所述的解堵注水井地层的酸化解堵液，其特征在于：金属缓蚀剂可选自喹啉、异喹啉、烷基取代喹啉、烷基取代异喹啉、吲哚或它们之间的任何混合物而衍生的季铵盐中的一种或几种；表面活性剂可选自OS-15、OP-10、OP-15、TX-10、平平加等中的一种或几种。

4、根据权利要求1所述的解堵注水井地层的酸化解堵液，其特征在于：根据地层的需要可在该酸化解堵液中加入一些功能性添加剂如：铁离子稳定剂、粘土稳定剂、增效剂及破乳助排剂。

5、根据权利要求4所述的解堵注水井地层的酸化解堵液，其特征在于：铁离子稳定剂可选自醋酸、柠檬酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸及其钠盐、铵盐；粘土稳定剂可选自氯化铵、聚季铵盐；破乳助排剂可选自脂肪醇的聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪胺的聚氧乙烯聚氧丙烯醚或它们的混合物；增效剂可选自硫脲、硫化钠、硫氰酸铵。