CN116875296A - 一种储层改造用固态酸前体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储层改造用固态酸前体，涉及油气开采技术领域，包括生酸主剂，生酸助剂，表面活性剂，稳定剂，缓蚀剂，生酸主剂为一种具有化学式为CF3NO3‑的官能团的三氟甲硝酸酯；其安全环保无毒，便于运输、储存、无常规酸的审批手续，改变了酸的形态，方便于现场使用；缓蚀性能优异，对管线、管柱损伤小，低温下对地面设备和作业管柱几乎无腐蚀，高温情况下可配合有机酸专用的缓蚀剂配合使用；实现远端深部酸化，提高酸化穿透深度，常规酸反应快，容易产生一条低导流能力的裂缝，较低的酸岩反应速度，可以扩大酸蚀作用范围，提高酸蚀增产效果，裂缝壁面不均匀刻蚀作用，提高导流能力。
Description
技术领域
本发明涉及油气开采技术领域，具体的说，尤其涉及一种储层改造用固态酸前体。
背景技术
油气井的出油量，往往与与油气储层的结构和渗透性有重要关系，为了提高油气井的出油量，往往需要通过将酸液注入油气井的储层中，对储层进行酸化、酸压改造。因此，对储层进行酸化、酸压改造需要大量的酸液。
由于盐酸等强酸属于特殊化学物品，在储运过程中，需要当相关部分提前做好备案审批，并且储运过程中要求比较高，需要特殊的储运设备，因此，酸液的储运过程较为复杂，费事费力，且成本较高。并且，成品酸液遇到储层时，酸性会快速释放，短时间内释放大量的酸性，会被油井沿程管线腐蚀甚至损坏，酸液对储层的岩层作用距离也及其有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储层改造用固态酸前体，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种储层改造用固态酸前体（固态酸前体英文简写为YDS），由下列物质按质量百分数混合而成：生酸主剂80%-95%，生酸助剂3-13%，表面活性剂1-4%，稳定剂0.8-2.5%，缓蚀剂0.2-0.5%，所述生酸主剂为一种具有化学式为CF3NO3-的官能团的三氟甲硝酸酯。
优选的，所述固态酸前体在固态时没有酸性，遇水溶解后水解形成相应的有机羧酸，对碳酸盐岩进行有效溶蚀，反应速度缓慢，不破坏储层岩石骨架。
优选的，所述固态酸前体为固体颗粒，现场泵入采用“固体粉末/颗粒直接携带”或“混配溶解成液体”两种形式注入。
优选的，所述固态酸前体为白色或乳白色颗粒，颗粒粒度为40-170目，水分不大于1%。
优选的，所述的生酸助剂为氟化铵、氯化铵、氯乙酸铵、羟丙基磺酸铵中的一种或者多种；所述表面活性剂为槐糖脂、鼠李糖脂、脂肪酸甲酯中的一种或者多种；所述的稳定剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种；所述的缓蚀剂为苯并***、氯化苄基吡啶中的一种或两种。
有益效果：本发明的有益效果是：本发明提供的一种储层改造用固态酸前体，安全环保无毒，便于运输、储存、无常规酸的审批手续，改变了酸的形态，方便于现场使用；缓蚀性能优异，对管线、管柱损伤小，低温下对地面设备和作业管柱几乎无腐蚀，高温情况下可配合有机酸专用的缓蚀剂配合使用；实现远端深部酸化，提高酸化穿透深度，常规酸反应快，容易产生一条低导流能力的裂缝，较低的酸岩反应速度，可以扩大酸蚀作用范围，提高酸蚀增产效果，裂缝壁面不均匀刻蚀作用，提高导流能力，实验证明该酸前体裂缝壁面形成更加粗糙的不均匀刻蚀，提高酸蚀裂缝的导流能力。
实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例
一种储层改造用固态酸前体（固态酸前体英文简写为YDS），由下列物质按质量百分数混合而成：生酸主剂80%，生酸助剂13%，表面活性剂4%，稳定剂2.5%，缓蚀剂0.5%。生酸助剂为30%氟化铵、20%氯化铵、20%氯乙酸铵、30%羟丙基磺酸铵。表面活性剂为30%槐糖脂、20%鼠李糖脂、50%脂肪酸甲酯。稳定剂为30%十六烷基三甲基氯化铵、70%十六烷基三甲基溴化铵。缓蚀剂为60%苯并***、40%氯化苄基吡啶。
实施例
一种储层改造用固态酸前体（YDS），由下列物质按质量百分数混合而成：生酸主剂85%，生酸助剂10%，表面活性剂3%，稳定剂1.7%，缓蚀剂0.3%。生酸助剂为50%氟化铵、50%氯化铵。表面活性剂为10%槐糖脂、30%鼠李糖脂、60%脂肪酸甲酯。稳定剂为50%十六烷基三甲基氯化铵、50%十六烷基三甲基溴化铵。缓蚀剂为50%苯并***、50%氯化苄基吡啶。
实施例
一种储层改造用固态酸前体（YDS），由下列物质按质量百分数混合而成：生酸主剂90%，生酸助剂6%，表面活性剂2.5%，稳定剂1.2%，缓蚀剂0.3%。生酸助剂为30%氟化铵、30%氯化铵、40%氯乙酸铵。表面活性剂为30%槐糖脂、70%鼠李糖脂。稳定剂为10%十六烷基三甲基氯化铵、90%十六烷基三甲基溴化铵。缓蚀剂为10%苯并***、90%氯化苄基吡啶。
实施例
一种储层改造用固态酸前体（YDS），由下列物质按质量百分数混合而成：生酸主剂95%，生酸助剂3%，鼠李糖脂表面活性剂1%，十六烷基三甲基氯化铵稳定剂0.8%，缓蚀剂0.2%。生酸助剂为10%氟化铵、10%氯化铵、10%氯乙酸铵、70%羟丙基磺酸铵。缓蚀剂为30%苯并***、70%氯化苄基吡啶。
实施例
一种储层改造用固态酸前体（YDS），由下列物质按质量百分数混合而成：生酸主剂85%，生酸助剂8%，表面活性剂4%，十六烷基三甲基溴化铵稳定剂2.5%，苯并***缓蚀剂0.5%。生酸助剂为10%氟化铵、30%氯化铵、60%氯乙酸铵。表面活性剂为20%槐糖脂、80%脂肪酸甲酯。
实施例
一种储层改造用固态酸前体（YDS），由下列物质按质量百分数混合而成：生酸主剂95%，生酸助剂3%，脂肪酸甲酯表面活性剂1%，稳定剂0.8%，氯化苄基吡啶缓蚀剂0.2%。生酸助剂为20%氟化铵、30%氯化铵、40%氯乙酸铵、10%羟丙基磺酸铵。稳定剂为25%十六烷基三甲基氯化铵、75%十六烷基三甲基溴化铵。
上述实施例中，生酸主剂为：三氟甲硝酸酯，是一种具有化学式CF3NO3-的官能团（简写为-OTF ）。例如：三氟甲硝酸正丁酯可写为：CH3CH2CH2CH2OTF，是一种强酸酐，遇水后在激活剂的作用下自动形成相应的强酸。所述的生酸助剂为氟化铵、氯化铵、氯乙酸铵、羟丙基磺酸铵中的一种或者多种；所述表面活性剂为槐糖脂、鼠李糖脂、脂肪酸甲酯中的一种或者多种；所述的稳定剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种；所述的缓蚀剂为苯并***、氯化苄基吡啶中的一种或两种。
对实施例3的固态酸前体（YDS）在实验室中不同温度和浓度下测定在水溶液中的溶解度和有效酸浓度，以评价固态酸前体（YDS）的生酸性能。实验结果如表1所示。
表1：固态酸前体水溶液中溶解度和有效酸浓度。
在水溶液中，YDS随着温度的升高溶解度逐渐增大，有效酸浓度约等于同质量HCl浓度的一半。
典型案例
案例1：中石化XX井，于2003年12月5日完钻，5532.58m以上井段为177.8mm套管完井，最终采用149.2mm钻头钻深至5865.08m裸眼完井。生产层段为5532.58～5787.51m，15年多时间进行了5次酸化和超过7轮次注水替油，效果均不佳。2019年8月17日上修，认为远井通道导流能力差，首次设计使用固态酸前体进行酸压作业，该井于2019年9月8日完成施工作业。
表2：酸压作业数据。
实施效果
措施前：
2018年05月02日：上修转抽后初期日产液9.3t，日产油4.8t。
2019年01月30日：供液不足关井、反注稀油、注水，05月05日由于供液不足关井，注水，截至8月17日上修前，供液不足，日产液4.2t，日产油0t，含水率100%。
措施后：
2019年09月08日：完成施工，7小时后返排40方后见稠油，掺稀，转抽。
2019年09月28日：完成转抽。
2019年10月01日：日产液38.1t，日产油0.381t，含水率99%。
2019年10月12日：日产液35.2t，日产油3.5t，含水率90%。
2019年10月14日：日产液31.6t，日产油15.3t，含水率52%。
案例2：中石油2-02-1井， 该井于2018年10月29日完钻，139.7mm油层套管下深2105.9m。射孔层段（S411）：
表3：各射孔层段数据。
射孔段长累计：16.5m/9段，岩性均为砂岩，平均孔隙度为16.5%，平均渗透率为40mD，平均泥质含量为24.8%。
该井于2018年12月22日下泵开井投产，截止2020年11月05日，生产情况：平均日产液15.04t，日产油2.18t，含水率85.62%；
停产前1个月生产情况：平均日产液8.48t，日产油0.37t，含水率95.7%；
关井前11月05日：产液9.7t，产油0.2t，含水率98%。
期间该井未采取任何增产措施，分析认为：本井属于致密砂岩储层，地层水型为碳酸氢钠，储层含有钙镁离子，储层原油含有蜡质、沥青质，在生产过程中极易形成复杂有机与无机的混合型结垢，造成渗流通道堵塞，导致产量下降，设计采用YDS体系进行解堵增产。
改造施工情况：施工日期：2020年11月20日，固态酸前体解堵配方：水＋7%YDS＋0.1%有机解堵剂＋0.004%激活助排剂，100m3；顶替液配方：水＋0.004%激活助排剂，25m3；施工排量：0.4m3/min；施工压力：10～15MPa；施工泵车：1辆400型水泥车。
实施效果：2020年11月20日施工，关井反应6小时后开始后续安装等作业，于2020年11月24日同工作制度开井生产。
表4：油、液产量数据。
截止2021年3月26日，累产原油300.1t，考察期增油420.9t。
案例3：中石化乌审旗XX井气井酸压，该井于2022年10月30日完井，114.3mm油层套管下深3315m。
表5：各射孔层段数据。
射孔段长度：27M
施工高粘酸用量1160m3，现场准备1200m3；低粘酸用量930m3，现场准备950m3；高粘液用量1274m3，现场准备1400m3；YDS体系酸用量500m3，现场准备530m3；返排液（配制压裂液）1400 m3，返排液（顶替用）83.6m3，现场准备1600m3。
酸裂改造及人员设备情况：1）2022年12月9日对该井实施酸压作业，对M7,M6,M5井段进行酸压改造，加入YDS体系酸固体A剂130t，排量6-8方，总液量530方。M4加入陶粒支撑剂9.8t；2）人员情况：8人施工，自生酸材料添加员36人、操作员1人、技术员1人。3）施工设备：25T吊车两台，50KW发电机一台。
酸裂改造后情况：1）施工结束后关井8小时后返排，共计返排280方左右；2）后期产量对比同平台及周边平台日增产5000方左右。
案例4：
中石油116-2井，该井于2019年10月12日完钻，10月16日完井，139.7mm油层套管下深1132.46m。
射孔层段：
2-4-10ab：1056.2～1058.4m，段长2.2m
2-4-10cd：1060.6～1063.3m，段长2.7m
累计射孔段长：4.9m。
新井生产情况：1）2019年11月11日进行新井进站生产，开井前油压5.3MPa，套压5.3MPa，开井后油压3.0MPa，套压3.4MPa，工作制度为8.0mm，压力逐渐降低，进站压力与外输压力持平，不产气。2）2020年2月25日开始人工助排、气举，油压2.9MPa，套压4.5MPa，助排过程中，打开采气树阀门2分钟后出一股水，油压套压开始下降，40分钟后，油压套压都为0MPa，井口不出砂、不出水、有微弱的气量，最高日产气900方左右，关井停产，砂面位置1103m，未砂埋。
压裂改造情况：1）2020年5月9日对该井实施压裂作业，施工最高压力29.00MPa，破裂压力27.10MPa，最大施工排量3.50m3/min，施工总液量282.60m3，净液量212.60m3，平均砂比33.73%，反洗井液量14.90m3，施工正常。施工后5月17日开井无气，不返排，气举无效，油套压为0。
2）分析认为导致严重堵塞的可能原因：
①压裂液进入与疏松岩层形成糊状“拥堵”；
②采用油田污水配液（含盐浓度达25.45%），可能造成储层盐敏；
③由于液体密度大、储层压力系数低，造成排液能量不足，返排困难，甚至排不出液；
④入井稠化剂等破胶不彻底形成堵塞。
现场解堵施工情况：解堵措施：采用YDS体系综合解堵工艺；施工日期：2020年7月11日，解堵复合酸配方：水＋6%YDS＋0.3%破胶剂＋0.003%激活助排剂；顶替液配方：水＋0.003%激活助排剂，段塞用量：解堵复合酸120方＋顶替液30方，排量：0.7m3/min～0.9m3/min，施工压力：6.1～7.5MPa。
实施效果：放喷返排：从7月13日开始，白天返排，晚上关井的方式，井内液体逐步返出，气量逐渐增大，每天开井返排前的压力情况：
表6：每天开井返排前的压力情况。
进站生产情况如表7所示：
表7：进站生产情况。
7月19日～7月27日：瞬时产气量200～300方/时，日产气4700～7000方/天，排水1.7方/天，产量逐步稳定，解堵施工达到效果。
8月5日之后：稳定产气5408m³/天，产水0.3m³/天。
本发明提供的一种储层改造用固态酸前体，安全环保无毒，便于运输、储存、无常规酸的审批手续，改变了酸的形态，方便于现场使用；缓蚀性能优异，对管线、管柱损伤小，低温下对地面设备和作业管柱几乎无腐蚀，高温情况下可配合有机酸专用的缓蚀剂配合使用；实现远端深部酸化，提高酸化穿透深度，常规酸反应快，容易产生一条低导流能力的裂缝，较低的酸岩反应速度，可以扩大酸蚀作用范围，提高酸蚀增产效果，裂缝壁面不均匀刻蚀作用，提高导流能力，实验证明该酸前体裂缝壁面形成更加粗糙的不均匀刻蚀，提高酸蚀裂缝的导流能力。
以上所描述的实施例是本发明的优选实施方式，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种储层改造用固态酸前体，其特征在于，由下列物质按质量百分数混合而成：生酸主剂80%-95%，生酸助剂3-13%，表面活性剂1-4%，稳定剂0.8-2.5%，缓蚀剂0.2-0.5%，所述生酸主剂为一种具有化学式为CF3NO3-的官能团的三氟甲硝酸酯。
2.根据权利要求1所述的一种储层改造用固态酸前体，其特征在于，所述固态酸前体在固态时没有酸性，遇水溶解后水解形成相应的有机羧酸，对碳酸盐岩进行有效溶蚀，反应速度缓慢，不破坏储层岩石骨架。
3.根据权利要求1所述的一种储层改造用固态酸前体，其特征在于，所述固态酸前体为固体颗粒，现场泵入采用固体粉末/颗粒直接携带或混配溶解成液体两种形式注入。
4.根据权利要求1所述的一种储层改造用固态酸前体，其特征在于：所述固态酸前体为白色或乳白色颗粒，颗粒粒度为40-170目，水分不大于1%。
5.根据权利要求1所述的一种储层改造用固态酸前体，其特征在于：所述生酸助剂为氟化铵、氯化铵、氯乙酸铵、羟丙基磺酸铵中的一种或者多种；所述表面活性剂为槐糖脂、鼠李糖脂、脂肪酸甲酯中的一种或者多种；所述稳定剂为十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或两种；所述缓蚀剂为苯并***、氯化苄基吡啶中的一种或两种。
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