專利名稱:砂巖基質(zhì)酸化液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及石油開采化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及油水井酸化處理技術(shù)領(lǐng)域中的一種酸化液。
背景技術(shù):
目前,國內(nèi)外油田油水井酸化處理使用的酸液主要是鹽酸-氫氟酸(即土酸)、濃縮酸、硝酸。利用酸液的化學(xué)溶蝕作用,溶解地層中的巖石礦物、堵塞物,疏通地層孔喉通道,以恢復(fù)和提高地層的滲透率,減少油流入井阻力或注水阻力,從而達(dá)到油井增產(chǎn)、水井增注的目的。如中國專利公開號(hào)為1528854和公開號(hào)為1488704的專利,就是采用硝酸等配置酸化液?,F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,這些酸液的酸-巖反應(yīng)速度快,有效作用距離短,基質(zhì)改造效果差,酸液對(duì)粘土的溶蝕率高于對(duì)石英的溶蝕率,過度對(duì)地層粘土膠結(jié)物的溶蝕,易造成近井地層坍塌,引發(fā)地層出砂,并且酸液對(duì)油井生產(chǎn)管柱腐蝕性較強(qiáng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基質(zhì)改造性能好、緩速性能好、對(duì)粘土具有低溶蝕率的砂巖基質(zhì)酸化液。降低酸-巖反應(yīng)速度,增加有效作用距離,提高基質(zhì)改造效果;提高酸液對(duì)石英的溶蝕率,減少對(duì)粘土膠結(jié)物的溶蝕,克服近井地層坍塌;本酸液對(duì)生產(chǎn)管柱腐蝕性較弱,保護(hù)油井管柱,延長油井管柱壽命。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種砂巖基質(zhì)酸化液,其配方重量比是由4~6%有機(jī)多元膦磺酸;4~7%氟化氫銨;0.3~0.5%XS-01膦酸緩蝕劑;1~2%NTS-2鐵離子穩(wěn)定劑;1~2%JS-7粘土穩(wěn)定劑;1~3%乙二醇單丁醚;0.1~0.3%XBS-919助排劑和79.2~88.6%水組成。配制方法比較簡(jiǎn)單。先將計(jì)算量的水加入配液池中,在常溫、攪拌條件下分別加入計(jì)算量的由有機(jī)多元膦磺酸、氟化氫銨、XS-01膦酸緩蝕劑、NTS-2鐵離子穩(wěn)定劑、JS-7粘土穩(wěn)定劑、乙二醇單丁醚、XBS-919助排劑和水,混合均勻后,裝入罐車備用。在施工現(xiàn)場(chǎng),按常規(guī)酸化作業(yè)施工工藝,將本酸化液擠入作業(yè)井地層,經(jīng)過關(guān)井、排酸、正反洗井,使井恢復(fù)正常生產(chǎn)。本發(fā)明砂巖基質(zhì)酸化液所采用的原材料全部在市場(chǎng)上或通過生產(chǎn)廠能買到。
該砂巖基質(zhì)酸化液產(chǎn)生的有益效果是①利用有機(jī)多元膦磺酸對(duì)粘土的包裹性能,與土酸相比降低了對(duì)粘土的溶蝕,使大量的酸液與石英反應(yīng),提高對(duì)石英的溶蝕率(與土酸相比,提高了60%),提高對(duì)地層的基質(zhì)改造作用,改善了地層的滲流通道,效果好;②利用有機(jī)多元膦磺酸的5級(jí)電離H+級(jí)數(shù),提高酸液的緩速性能,酸-巖有效反應(yīng)時(shí)間可達(dá)48小時(shí)(土酸酸-巖有效反應(yīng)時(shí)間僅有0.5小時(shí)),降低了反應(yīng)速度,增大了酸液的有效作用距離;③對(duì)生產(chǎn)管柱腐蝕性小,腐蝕速度2.31g/m2.h(90℃、常壓)??捎行Ы鉀Q常規(guī)中、高滲砂巖油氣藏多次酸化無效的疑難注水井增注、低孔低滲油氣藏注水井注不進(jìn)以及油井增產(chǎn)等油田增注增產(chǎn)技術(shù)難題?,F(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)單,操作性強(qiáng),可以與細(xì)分酸化、暫堵酸化等技術(shù)配套施工,應(yīng)用范圍廣泛。
圖1為有機(jī)多元膦磺酸的電離曲線圖具體實(shí)施方式
在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)本砂巖基質(zhì)酸化液的性能分別進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試過程如下1、測(cè)試本酸液對(duì)石英或粘土的溶蝕能力在攪拌下加入4g的有機(jī)多元膦磺酸、4g氟化氫銨、0.3g XS-01膦酸緩蝕劑、1g NTS-2鐵離子穩(wěn)定劑、1g JS-7粘土穩(wěn)定劑、1g乙二醇單丁醚、0.1g XBS-919助排劑、88.6g水,待混合均勻后,加入5g石英或粘土(精確度0.001g),90℃,常壓恒溫反應(yīng)4小時(shí),取出,用定量濾紙過濾,清洗干凈,放入105℃恒溫箱中恒溫2小時(shí),再放入干燥器進(jìn)行干燥,至樣品溫度達(dá)到室溫,進(jìn)行稱量(精確度0.001g),計(jì)算酸對(duì)石英或粘土的溶蝕量(g),除以石英或粘土的原始重量(g),最后求出酸液對(duì)石英或粘土的溶蝕率(%),判定酸液對(duì)石英或粘土的溶蝕能力。
砂巖基質(zhì)酸化液配方及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2、測(cè)試有機(jī)多元膦磺酸的電離H+級(jí)數(shù)依據(jù)國標(biāo)GB601,配置0.5N氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液。在攪拌條件下加入1g的有機(jī)多元膦磺酸,并加入99g水,配置1%有機(jī)多元膦磺酸溶液。用移液管移取適量配置好的1%有機(jī)多元膦磺酸溶液,放入配有磁力攪拌器及酸度計(jì)的200ml燒杯中,以0.5N當(dāng)量濃度的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定有機(jī)多元膦磺酸,開啟攪拌器及酸度計(jì),每用去1ml氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液,就記錄下當(dāng)時(shí)的PH值,滴定至PH值不再上升為止。以所用氫氧化鈉體積(毫升)數(shù)為橫坐標(biāo),以PH值為縱坐標(biāo),繪制出有機(jī)多元膦磺酸的電離曲線(見附圖1),根據(jù)電離曲線就可判斷該有機(jī)多元膦磺酸的電離H+級(jí)數(shù)。隨氫氧化鈉體積升高,PH值上升,并根據(jù)PH值上升臺(tái)階數(shù)量判斷有機(jī)多元膦磺酸的電離H+級(jí)數(shù),每出現(xiàn)1個(gè)上升臺(tái)階表征有1個(gè)電離級(jí)數(shù),出現(xiàn)5個(gè)上升臺(tái)階表征有5個(gè)電離H+級(jí)數(shù)。
3、測(cè)試本酸液的緩速能力在攪拌下加入4g的有機(jī)多元膦磺酸、6g氟化氫銨、90g水,待混合均勻后,加入5g(精確度0.001g)巖屑,加熱到90℃,常壓恒溫反應(yīng),分別按0.5、1、4、10、16、32、36、44、48小時(shí)取出,分別用定量濾紙過濾,放入恒溫105℃恒溫箱中恒溫2小時(shí),再放入干燥器進(jìn)行干燥,至樣品溫度達(dá)到室溫,進(jìn)行稱量(精確度0.001g),計(jì)算酸對(duì)巖屑的溶蝕量(g),除以巖屑的原始重量(g),最后求出酸液對(duì)巖屑不同時(shí)間的溶蝕率(%),判定酸液的緩速能力。
砂巖基質(zhì)酸化液配方組成及實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4、測(cè)試本酸化液腐蝕性能在攪拌下加入4g有機(jī)多元膦磺酸、6g氟化氫銨、0.3gXS-01膦酸緩蝕劑、89.7g水,,依據(jù)SY/T5405-1996標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行砂巖基質(zhì)酸化液的腐蝕性能評(píng)價(jià),實(shí)驗(yàn)結(jié)果腐蝕速度為2.31g/m2.h(常壓、90℃)。
通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)得出該酸液對(duì)石英溶蝕達(dá)到39.98%,對(duì)粘土溶蝕率達(dá)到26.15%;而且具有5級(jí)電離H+的性能,緩速時(shí)間可達(dá)48小時(shí);腐蝕速度為2.31g/m2.h。
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例首先,根據(jù)擬實(shí)施酸化作業(yè)井的層位厚度、孔隙度及酸化半徑計(jì)算所需酸化液的總量,而后按前述配方比例計(jì)算所需各組份的用量。配液時(shí)在攪拌條件下分別往配液池內(nèi)加入計(jì)算量的5%有機(jī)多元膦磺酸、5%氟化氫銨、0.4%XS-01膦酸緩蝕劑、1.5%NTS-2鐵離子穩(wěn)定劑、1.5%JS-7粘土穩(wěn)定劑、2%乙二醇單丁醚、0.2%XBS-919助排劑、84.4%水,混合均勻后,裝到專用的酸罐車,用700型壓裂車將所配酸液擠入作業(yè)井地層,關(guān)井反應(yīng)12~24小時(shí)后排酸,直到排出液PH值接近7,用水大排量反洗井兩周,按要求及時(shí)生產(chǎn)。
該砂巖基質(zhì)酸化液主要應(yīng)用于油田常規(guī)砂巖地層注水井增注、油井增產(chǎn)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)15井次的試驗(yàn),取得了比較的增產(chǎn)增注效果,累計(jì)增注188048m3,措施注水井對(duì)應(yīng)油井累計(jì)增油10344.94t,平均有效期282天,創(chuàng)產(chǎn)值648.7萬元,扣除施工費(fèi)、材料費(fèi)75萬元,凈增經(jīng)濟(jì)效益573.7萬元。
權(quán)利要求
1.一種砂巖基質(zhì)酸化液,主要應(yīng)用于油水井酸化處理,由有機(jī)多元膦磺酸、氟化氫銨、助劑及水復(fù)合而成,其特征在于各組份及其重量百分比為4~6%有機(jī)多元膦磺酸,4~7%氟化氫銨,0.3~0.5%XS-01膦酸緩蝕劑,1~2%NTS-2鐵離子穩(wěn)定劑,1~2%JS-7粘土穩(wěn)定劑,1~3%乙二醇單丁醚,0.1~0.3%XBS-919助排劑,79.2~88.6%水。
2.如權(quán)利要求1所述的砂巖基質(zhì)酸化液,其特征在于各組份及其重量百分比為5%有機(jī)多元膦磺酸、5%氟化氫銨、0.4%XS-01膦酸緩蝕劑、1.5%NTS-2鐵離子穩(wěn)定劑、1.5%JS-7粘土穩(wěn)定劑、2%乙二醇單丁醚、0.2%XBS-919助排劑、84.4%水。
全文摘要
一種砂巖基質(zhì)酸化液,適用于常規(guī)砂巖油井增產(chǎn)和注水井增注。由4~6%有機(jī)多元膦磺酸、4~7%氟化氫銨、0.3~0.5%XS-01膦酸緩蝕劑、1~2%NTS-2鐵離子穩(wěn)定劑、1~2%JS-7粘土穩(wěn)定劑、1~3%乙二醇單丁醚、0.1~0.3%XBS-919助排劑和79.2~88.6%水組成。本發(fā)明克服了常規(guī)酸液酸-巖反應(yīng)速度快,有效作用距離短,基質(zhì)改造效果差;對(duì)粘土的溶蝕率高于對(duì)石英的溶蝕率,將過度溶蝕地層粘土膠結(jié)物,易造成近井地層坍塌;對(duì)生產(chǎn)管柱腐蝕性較強(qiáng)等缺點(diǎn),有效解決常規(guī)中、高滲砂巖油氣藏多次酸化無效的疑難注水井增注、低孔低滲油氣藏注水井注不進(jìn)等技術(shù)難題?,F(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)單,操作性強(qiáng),應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號(hào)C09K8/60GK101067078SQ20071008885
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2007年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月24日
發(fā)明者邢德鋼, 姚奕明, 馮興武, 黃春燕 申請(qǐng)人:中國石化集團(tuán)河南石油勘探局