一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸的製作方法
2023-05-11 08:46:26
專利名稱：一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸的製作方法
技術領域：
本發明涉及石油工業地下油層的酸化製劑，特別是一種適合於高泥質砂巖儲層深部酸化的防垢型多氫緩速酸體系。
背景技術：
在石油工業，酸化是一種使油氣井增產的有效方法。隨著油田細分開發，高泥質物性差儲層成為挖潛對象，吸水和產液能力較差，高泥質儲層酸化存在反應速度過快、酸液作用距離短、易產生二次沉澱等問題。多氫酸體系具有較好的緩速效果，現有技術中此類多氫酸已有以下專利文獻予以批露。中國專利ZL200710050148，2009年11月25日授權，說明書中描述了一種雙重緩
速多氫酸體系。該體系將多氫酸與環糊精復配形成包合物，再將二氟化銨加入包合物溶液中製備而成。酸化過程中包含兩個緩速過程，一個是由於地層溫度和壓力的作用包合物緩慢釋放多氫酸，另一個是多氫酸與二氟化銨反應生成HF，能夠實現緩速酸化，同時抑止多氫酸在井筒附近的吸附，減少用量，可在砂巖酸化中應用。中國專利ZL 200910238211,2010年5月26日公開，說明書中描述了用於砂巖油田水井作業或注入水中添加的一種多氫酸增注劑。該增注劑由磷酸、磷酸銨、維生素、氫氟酸、除油鹽酸緩蝕劑、氟碳表面活性劑、氯化鉀和水組成，能夠增加儲層原油流動能力、防止垢生成，減少對地層堵塞，能提高注入水的滲流能力，達到低滲透油田降壓增注。中國專利ZL201010172350，2011年I月26日公開，說明書中描述了用於油井鑽探的多氫酸體系。該體系由HC1、多氫酸、氟鹽、酸化緩蝕劑、鐵離子穩定劑、粘土穩定劑、破乳齊U、助排劑、互溶劑和水組成，能夠解決油井滲透率低、出油率降低等堵塞問題。上述現有技術所公開的多氫酸都是通過控制氫氟酸的生成速度，達到緩速效果，但氫氟酸與高泥質儲層的粘土反應速度依據較快，並不能真正實現高泥質儲層的深部酸化目的。隨著油田細分開發和酸化技術的大面積推廣，目前砂巖酸化施工過程中存在如下問題亟待解決:第一、氫氟酸(HF)對粘土溶蝕的速度過快，使得酸液作用時間短而導致酸液在儲層中的穿透距離短；第二、氫氟酸與粘土礦物反應會產生二次沉澱而造成地層傷害。現有技術所提供的緩速酸都是控制氫氟酸(HF)的生成速度，達到緩速效果。但氫氟酸(HF)與高泥質儲層的粘土反應速度難以控制，並不能真正實現高泥質儲層的深部酸化。為了實現高泥質砂巖儲層的深部酸化，減緩氫氟酸(HF)與粘土的反應速度，同時抑制高礦化度水中成垢鹽類結垢堵塞地層問題，需要一種適合於高泥質砂巖儲層深部酸化的防垢型多氫緩速酸體系應用於現場
發明內容
本發明的目的是為實現高泥質砂巖儲層的深部酸化，減緩氫氟酸(HF)與粘土的反應速度，同時抑制高礦化度水中成垢鹽類結垢堵塞地層問題提供一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸。本發明的目的可通過如下技術措施來實現:
該高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
鹽酸3 5氨基三亞甲基膦酸 3 5
氟化氫銨3.5 6緩蝕劑I 2.2
鐵離子穩定劑0.5 I粘土穩定劑0.2 I
水78 87。本發明的目的還可通過如下技術措施來實現:
所述的原料還包括0.3 I重量份的破乳劑和/或 0.2 I重量份的互溶劑；所述的鹽酸的質量濃度為3-5% ;所述的氨基三亞甲基膦酸是含有五個氫離子的多級弱酸；所述的氟化氫銨是遇到氫離子能夠生成氫氟酸的鹽類；所述的緩蝕劑是吡啶季銨鹽類緩蝕劑，如氯化苄基吡啶、氯化苄基喹啉季銨鹽等；所述的鐵離子穩定劑是乙酸類複合物，如乙酸和檸檬酸混合物、乙酸和乳酸混合物等；所述的粘土穩定劑是聚季胺小陽離子類粘土穩定劑，聚氧化二甲基二烯丙基銨或聚2-羥基-1，3亞丙基氯化銨等；所述的破乳劑是氟碳表面活性劑類破乳劑，如全氟辛醯胺基-1，2-亞乙基甲基二乙級碘化銨或全氟聚氧丙烯庚醇醚全氟丙烯醯胺-1，2-亞乙基甲基二乙基碘化鉀等；所述的互溶劑是乙二醇單丁醚或乙二醇單丁醚類互溶劑。本發明的防垢型多氫緩速酸是在常溫下調配，氨基三亞甲基膦酸是含有五個氫離子的多級弱酸，具有緩衝性，發生五級電離逐漸釋放出氫離子(H+);氟化氫銨是遇到氫離子能夠生成氫氟酸的鹽類；緩蝕劑是防止酸液對油井鋼管腐蝕的吡啶季銨鹽類緩蝕劑；鐵離子穩定劑是能夠與鐵離子產生絡合作用的乙酸類複合物；粘土穩定劑是能夠抑制粘土膨脹的聚季小陽離子類粘土穩定劑；破乳劑破乳劑是氟碳表面活性劑類破乳劑；互溶劑是乙二醇單丁醚類互溶劑；鹽酸的含量是質量濃度3%-5%的稀鹽酸。在酸化中應用，氨基三亞甲基膦酸逐級電離釋放出氫離子，與氟化氫銨反應緩慢生成氫氟酸(HF)，同時該酸液體系能夠吸附在粘土表面，形成鋁矽膦酸鹽隔層，阻止粘土與氫氟酸(HF)的快速反應，延長酸液與粘土的反應時間，從而實現高泥質儲層深部酸化作用。與現有技術的多氫酸體系相比，本發明防垢型多氫緩速酸體系與高泥質砂巖儲層反應，具有如下顯著的優點:①氨基三亞甲基膦酸含有五個氫離子，發生五級電離，逐漸釋放出氫離子與氟化氫銨反應緩慢生成氫氟酸，達到降低氫氟酸與粘土的反應速度；②由於粘土礦物的表面積大，含有鈣、鐵、鋁等離子與氨基三亞甲基膦酸具有絡合作用，能夠靠物理和化學作用吸附在粘土表面，形成鋁矽膦酸鹽隔層，該隔層在氫氟酸和水中的溶解度小，但是在鹽酸中溶解度高，因此能阻止粘土與氫氟酸的快速反應，同時複合膦酸中含有的少量鹽酸能調整粘土的溶解度，增加酸液作用距離。③同時氨基三亞甲基膦酸具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸變作用，可阻止高礦化度水中成垢鹽類結垢堵塞地層，具有防垢功能，對儲層無二次傷害。④由於本發明的特性，對高泥質物性差儲層的酸化效果顯著提高，明顯提高高泥質物性差儲層的細分開發效果，提高經濟效益。對高泥質砂巖儲層酸化，該體系能夠通過五級電離控制氫氟酸的生成速度，同時在粘土表面吸附後形成鋁矽膦酸鹽隔層，控制氫氟酸與粘土的反應速度，實現高泥質儲層的深部酸化作用。
具體實施方式
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本發明結合實施例做進一步的詳述:
實施例1:
該高泥質砂巖 儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
質量濃度為3%鹽酸3公斤、氨基三亞甲基膦酸5公斤、氟化氫銨3.5公斤、氯化苄基吡啶緩蝕劑2.2公斤、乙酸和檸檬酸混合物鐵離子穩定劑0.5公斤聚氧化二甲基二烯丙基銨粘土穩定劑I公斤、水78公斤。實施例2:
該高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
質量濃度為5%鹽酸5公斤、氨基三亞甲基膦酸3公斤、氟化氫銨3.5公斤、氯化苄基吡啶緩蝕劑I公斤、乙酸和檸檬酸混合物鐵離子穩定劑I公斤、聚氧化二甲基二烯丙基銨粘土穩定劑0.2公斤、水87公斤。實施例3:
該高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
質量濃度為5%鹽酸3公斤、氨基三亞甲基膦酸5公斤、氟化氫銨3.5公斤、氯化苄基吡啶緩蝕劑2.2公斤、乙酸和檸檬酸混合物鐵離子穩定劑0.5公斤聚氧化二甲基二烯丙基銨粘土穩定劑I公斤、全氟辛醯胺基-1，2-亞乙基甲基二乙級碘化銨破乳劑0.3公斤、水78公斤。實施例4:
該高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
質量濃度為3%鹽酸5公斤、氨基三亞甲基膦酸3公斤、氟化氫銨3.5公斤、氯化苄基吡啶緩蝕劑I公斤、乙酸和檸檬酸混合物鐵離子穩定劑I公斤、聚氧化二甲基二烯丙基銨粘土穩定劑0.2公斤、全氟辛醯胺基-1，2-亞乙基甲基二乙級碘化銨破乳劑I公斤、水87公斤。實施例5:
該高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
質量濃度為3%鹽酸3公斤、氨基三亞甲基膦酸5公斤、氟化氫銨3.5公斤、氯化苄基吡啶緩蝕劑2.2公斤、乙酸和檸檬酸混合物鐵離子穩定劑0.5公斤聚氧化二甲基二烯丙基銨粘土穩定劑I公斤、乙二醇單丁醚互溶劑I公斤、水78公斤。實施例6:
該高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
質量濃度為5%鹽酸5公斤、氨基三亞甲基膦酸3公斤、氟化氫銨3.5公斤、氯化苄基吡啶緩蝕劑1公斤、乙酸和檸檬酸混合物鐵離子穩定劑I公斤、聚氧化二甲基二烯丙基銨粘土穩定劑0.2公斤、乙二醇單丁醚互溶劑0.2公斤、水87公斤。實施例7:
該高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
質量濃度為3%鹽酸3公斤、氨基三亞甲基膦酸5公斤、氟化氫銨3.5公斤、氯化苄基吡啶緩蝕劑2.2公斤、乙酸和檸檬酸混合物鐵離子穩定劑0.5公斤聚氧化二甲基二烯丙基銨粘土穩定劑I公斤、全氟辛醯胺基-1，2-亞乙基甲基二乙級碘化銨破乳劑0.3公斤、乙二醇單丁醚互溶劑I公斤、水78公斤。實施例8:
該高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
質量濃度為5%鹽酸5公斤、氨基三亞甲基膦酸3公斤、氟化氫銨3.5公斤、氯化苄基吡啶緩蝕劑I公斤、乙酸和檸檬酸混合物鐵離子穩定劑I公斤、聚氧化二甲基二烯丙基銨粘土穩定劑0.2公斤、全氟辛醯胺基-1，2-亞乙基甲基二乙級碘化銨破乳劑I公斤、乙二醇單丁醚互溶劑0.2公斤、水87公斤。實施例9:
用氯化苄基喹啉季銨鹽代替氯化苄基吡啶，其他分別同實施例1-8。實施例10:
用乙酸和乳酸混合物代替乙酸和檸檬酸混合物，其他分別同實施例1-8。實施例11:
用聚2-羥基-1，3亞丙基氯化銨代替聚氧化二甲基二烯丙基銨，其他分別同實施例
1-8。實施例12: 用全氟聚氧丙烯庚醇醚全氟丙烯醯胺-1，2-亞乙基甲基二乙基碘化鉀代替全氟辛醯胺基-1，2-亞乙基甲基二乙級碘化銨，其他分別同實施例3-4、7-8。實施例13:
用乙二醇單丁醚類互溶劑代替乙二醇單丁醚，其他分別同實施例5-8。本方案中最好選擇鹽酸質量濃度3%的稀鹽酸；氨基三亞甲基膦酸；吡啶季銨鹽類的緩蝕劑CRS-6;乙酸類鐵離子穩定劑N T S - 2 ;聚季胺小陽離子類粘土穩定劑BCS-851 ；
該優選組合方案的防垢型多氫緩速酸在90°C、2h下，對大理石的溶蝕率為5.11%，對玻璃片二氧化矽的溶蝕率為18.56% ;在90°C、6h下，對大理石的溶蝕率為6.58%，對玻璃片二氧化矽的溶蝕率為26.29% ;在90°C、16h下，對大理石的溶蝕率為8.01%，對玻璃片二氧化矽的溶蝕率為36.58%。實施例14:
該高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸由如下重量份配比的原料製成:
質量濃度為4%鹽酸4公斤、氨基三亞甲基膦酸4公斤、氟化氫銨5公斤、氯化苄基吡啶緩蝕劑1.5公斤、乙酸和檸檬酸混合物鐵離子穩定劑3公斤、聚氧化二甲基二烯丙基銨粘土穩定劑0.6公斤、全氟辛醯胺基-1，2-亞乙基甲基二乙級碘化銨破乳劑0.7公斤、乙二醇單丁醚互溶劑0.6公斤、水82公斤。製得的高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸能夠清理高泥質儲層礦物表面的殘餘油，有利於酸液與粘土接觸反應，在90°C、2h下，對大理石的溶蝕率為5.5%，對玻璃片二氧化矽的溶蝕率為16.6% ;在90°C、6h下，對大理石的溶蝕率為7.6%，對玻璃片二氧化矽的溶蝕率為23.9% ;在90°C、16h下，對大理石的溶蝕率為
13.7%，對玻璃片二氧化矽的溶蝕率為31.3%。經室內試驗結果得出，防垢型多氫緩速酸體系中氨基三亞甲基膦酸重量分數的增加有利於提高大理石的溶蝕率，但對玻璃片二氧化矽的溶蝕率降低。除上述實施例外，還可按下表配製:
權利要求
1.一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸，其特徵在於它由如下重量份配比的原料製成:鹽酸3 5氨基三亞甲基膦酸 3 5氟化氫銨3.5 6緩蝕劑I 2.2鐵離子穩定劑0.5 I粘土穩定劑0.2 I 水78 87。
2.根據權利要求1所述的一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸，其特徵在於所述的原料還包括0.3 I重量份的破乳劑和/或0.2 I重量份的互溶劑。
3.根據權利要求1所述的一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸，其特徵在於所述的鹽酸的質量濃度為3-5%。
4.根據權利要求1所述的一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸，其特徵在於所述的緩蝕劑是吡啶季銨鹽類緩蝕劑·。
5.根據權利要求1所述的一種高泥質砂巖·儲層用防垢型多氫緩速酸，其特徵在於所述的鐵離子穩定劑是乙酸類複合物。
6.根據權利要求1所述的一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸，其特徵在於所述的粘土穩定劑是聚季胺小陽離子類粘土穩定劑。
7.根據權利要求2所述的一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸，其特徵在於所述的破乳劑是氟碳表面活性劑類破乳劑。
8.根據權利要求2所述的一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸，其特徵在於所述的互溶劑是乙二醇單丁醚或乙二醇單丁醚類互溶劑。
全文摘要
本發明提供一種高泥質砂巖儲層用防垢型多氫緩速酸，它由如下重量份配比的原料製成鹽酸3～5、氨基三亞甲基膦酸3～5、氟化氫銨3.5～6、 緩蝕劑1～2.2、鐵離子穩定劑 0.5～1、粘土穩定劑0.2～1、破乳劑 0.3～1、互溶劑 0.2～1、水 78～87。用於石油工業控制氫氟酸與粘土的反應速度，實現高泥質儲層的深部酸化。
文檔編號C09K8/78GK103074050SQ20111032807
公開日2013年5月1日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者馬代鑫, 隋春豔, 徐賦海, 王增林, 牛栓文, 趙明宸, 王德山, 黃敏, 陳慶華, 李力行, 郝恆澤, 董保春 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化股份有限公司勝利油田分公司東辛採油廠