[發(fā)明專利]一種針對(duì)粘土礦物的溶蝕酸化液及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810813693.4
• 申請(qǐng)日: 2018-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108690599B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲希玉;陳思芮;董曉芳;邱隆偉;王冠民;張洋晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): C09K8/74
• 分類號(hào): C09K8/74
• 代理公司: 山東三邦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37308
• 代理人: 肖太升;高洋

本發(fā)明提供一種針對(duì)粘土礦物的溶蝕酸化液及其制備方法。該酸化液包括組分鹽酸、氟硼酸、乙酸、三氟乙酸、過(guò)氧化氫、氯化銨，以及二甲氨基甲基苯并三氮唑、烷基氯化銨、聚甲基丙烯酸鉀。本發(fā)明提供的酸化液能有效溶蝕160℃以上高溫油氣儲(chǔ)層中的粘土礦物、膠結(jié)物等有機(jī)質(zhì)，在酸化過(guò)程中抑制粘土顆粒的水化膨脹和運(yùn)移，避免對(duì)儲(chǔ)層形成二次沉淀，提高儲(chǔ)層的滲透能力。該溶蝕酸化液現(xiàn)場(chǎng)配制和使用方便，安全可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油工程領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)粘土礦物的溶蝕酸化液及其制備方法。

背景技術(shù)

低滲透油氣層由于滲流阻力大，流體運(yùn)移過(guò)程中能量消耗多，地層壓力和流動(dòng)壓力低，生產(chǎn)能力差。目前多采用壓裂工藝，初期獲得高產(chǎn)，但產(chǎn)量遞減快，穩(wěn)產(chǎn)能力較差。隨著對(duì)低滲儲(chǔ)層地層特征和傷害原因認(rèn)識(shí)的不斷深入，越來(lái)越多的復(fù)配酸液和添加劑及酸化工藝相繼出現(xiàn)并開(kāi)始應(yīng)用。

泥頁(yè)巖儲(chǔ)層具有極低的基質(zhì)孔隙度和滲透率，需要大規(guī)模壓裂才能形成工業(yè)產(chǎn)能。頁(yè)巖礦物組分主要以石英礦物、粘土礦物(鋁硅酸鹽礦物)及碳酸鹽巖礦物為主，其中粘土含量較高。對(duì)泥頁(yè)巖儲(chǔ)層開(kāi)發(fā)前進(jìn)行儲(chǔ)層壓裂改造技術(shù)，但是由于泥頁(yè)巖儲(chǔ)層巖石致密，導(dǎo)致壓裂施工壓力過(guò)高。在壓裂前需要泵入酸化液，接觸鉆井過(guò)程中對(duì)儲(chǔ)層造成的傷害，例如在鉆井過(guò)程中使井壁坍塌，并通過(guò)溶解靠近井筒礦物而降低壓裂的施工壓力，為后期的壓裂液注入提供保障。

同時(shí)，泥頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙和裂縫是地下流體的儲(chǔ)集空間和運(yùn)移通道，裂縫中通常由填充物填充，并具有一定的膠結(jié)強(qiáng)度。酸液主要通過(guò)與巖石中的礦物成分以及膠結(jié)物發(fā)生反應(yīng)，降低巖石的破裂壓力和裂縫膠結(jié)強(qiáng)度，引起多裂縫的產(chǎn)生。對(duì)粘土礦物的酸液體系包括常規(guī)鹽酸酸化、土酸酸化，近年來(lái)磷酸、硫酸、硝酸、有機(jī)酸也相繼被應(yīng)用。

由于粘土礦物遇水易膨脹轉(zhuǎn)移，堵塞儲(chǔ)層的喉道和孔隙。在135℃下，大多數(shù)粘土經(jīng)鹽酸浸泡會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)楣枘z聚合物，導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)垢和堵塞，降低酸化改造成功率。中國(guó)專利CN201410211586.6公開(kāi)了一種頁(yè)巖氣藏壓裂前復(fù)合酸液，對(duì)粘土礦物質(zhì)量含量高于40％的儲(chǔ)層，選用鹽酸和氟硼酸，氟硼酸通過(guò)水解緩慢釋放氫氟酸溶解硅質(zhì)礦物，對(duì)粘土穩(wěn)定效果好，適用溫度范圍較寬，為深穿透緩速酸。但是該方法導(dǎo)致殘酸中流動(dòng)阻力變大，不利于返排和地層流體的滲流，并且忽略了頁(yè)巖流體通道具有多尺度性，使得縫網(wǎng)密度不能滿足頁(yè)巖油氣高效開(kāi)發(fā)的需求。

由于頁(yè)巖層富含粘土礦物、碎屑礦物和自生礦物之外，還含有大量的有機(jī)質(zhì)，而粘土礦物對(duì)有機(jī)質(zhì)持留量最大。在酸化改造過(guò)程中可能產(chǎn)生溶蝕孔隙和裂隙，進(jìn)而改變頁(yè)巖吸附、解吸和滲流特性，導(dǎo)致新型酸液和添加劑與低滲透儲(chǔ)層匹配性不好，會(huì)造成對(duì)儲(chǔ)層的二次傷害。因?yàn)樯顚幽酥脸顚拥蜐B透泥頁(yè)巖儲(chǔ)層沉積、成巖作用差異大，膠結(jié)物類型復(fù)雜。新型酸液和添加劑與低滲透富含粘土礦物的頁(yè)巖儲(chǔ)層的配伍性更差，需要進(jìn)行巖石礦物學(xué)和油層酸化改造技術(shù)交叉研究，需要實(shí)驗(yàn)室反復(fù)優(yōu)化篩選，才能達(dá)到對(duì)儲(chǔ)層改造的目的，制約了目前儲(chǔ)層酸化改造的施工成功率。

因此，本著改善孔喉半徑，增大酸化半徑內(nèi)儲(chǔ)層的滲透率，并有效防止垮塌的原則和目標(biāo)，規(guī)避對(duì)低滲儲(chǔ)層的二次傷害，最大限度的提高儲(chǔ)層的滲透能力。需要制定針對(duì)性強(qiáng)的酸化施工方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種針對(duì)粘土礦物的溶蝕酸化液及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種針對(duì)粘土礦物的溶蝕酸化液，包括以下組分：

鹽酸、氟硼酸、乙酸、三氟乙酸、過(guò)氧化氫、氯化銨，以及

二甲氨基甲基苯并三氮唑、烷基氯化銨、聚甲基丙烯酸鉀。

上述酸化液中各物質(zhì)的質(zhì)量濃度為：鹽酸10-15％、氟硼酸5-15％、乙酸0-3％、三氟乙酸4-9％、過(guò)氧化氫15-25％、氯化銨5％、二甲氨基甲基苯并三氮唑2％、烷基氯化銨0.5-2％、聚甲基丙烯酸鉀0.2-1％，其余為水。