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，從而達到油井增產(chǎn)、水井增注的目的。如中國專利公開號為1528854和公開號為1488704的專利，就是采用硝酸等配置酸化液。現(xiàn)場應(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，酸液對粘土的溶蝕率高于對石英的溶蝕率，過度對地層粘土膠結(jié)物的溶蝕，易造成近井地層坍塌，引發(fā)地層出砂，并且酸液對油井生產(chǎn)管柱腐蝕性較強。

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；提高酸液對石英的溶蝕率，減少對粘土膠結(jié)物的溶蝕，克服近井地層坍塌；本酸液對生產(chǎn)管柱腐蝕性較弱，保護油井管柱，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。配制方法比較簡單。先將計算量的水加入配液池中，在常溫、攪拌條件下分別加入計算量的由有機多元膦磺酸、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，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利用有機多元膦磺酸對粘土的包裹性能，與土酸相比降低了對粘土的溶蝕，使大量的酸液與石英反應(yīng)，提高對石英的溶蝕率(與土酸相比，提高了60％)，提高對地層的基質(zhì)改造作用，改善了地層的滲流通道，效果好；②利用有機多元膦磺酸的5級電離H+級數(shù)，提高酸液的緩速性能，酸-巖有效反應(yīng)時間可達48小時(土酸酸-巖有效反應(yīng)時間僅有0.5小時)，降低了反應(yīng)速度，增大了酸液的有效作用距離；③對生產(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以及油井增產(chǎn)等油田增注增產(chǎn)技術(shù)難題?，F(xiàn)場施工簡單，操作性強，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為有機多元膦磺酸的電離曲線圖具體實施方式
在實驗室內(nèi)對本砂巖基質(zhì)酸化液的性能分別進行測試。測試過程如下1、測試本酸液對石英或粘土的溶蝕能力在攪拌下加入4g的有機多元膦磺酸、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，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，再放入干燥器進行干燥，至樣品溫度達到室溫，進行稱量(精確度0.001g)，計算酸對石英或粘土的溶蝕量(g)，除以石英或粘土的原始重量(g)，最后求出酸液對石英或粘土的溶蝕率(％)，判定酸液對石英或粘土的溶蝕能力。
砂巖基質(zhì)酸化液配方及實驗結(jié)果

2、測試有機多元膦磺酸的電離H+級數(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的有機多元膦磺酸，并加入99g水，配置1％有機多元膦磺酸溶液。用移液管移取適量配置好的1％有機多元膦磺酸溶液，放入配有磁力攪拌器及酸度計的200ml燒杯中，以0.5N當(dāng)量濃度的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定有機多元膦磺酸，開啟攪拌器及酸度計，每用去1ml氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，就記錄下當(dāng)時的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多元膦磺酸的電離H+級數(shù)。隨氫氧化鈉體積升高，PH值上升，并根據(jù)PH值上升臺階數(shù)量判斷有機多元膦磺酸的電離H+級數(shù)，每出現(xiàn)1個上升臺階表征有1個電離級數(shù)，出現(xiàn)5個上升臺階表征有5個電離H+級數(shù)。
3、測試本酸液的緩速能力在攪拌下加入4g的有機多元膦磺酸、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，再放入干燥器進行干燥，至樣品溫度達到室溫，進行稱量(精確度0.001g)，計算酸對巖屑的溶蝕量(g)，除以巖屑的原始重量(g)，最后求出酸液對巖屑不同時間的溶蝕率(％)，判定酸液的緩速能力。
砂巖基質(zhì)酸化液配方組成及實驗結(jié)果

4、測試本酸化液腐蝕性能在攪拌下加入4g有機多元膦磺酸、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)，進行砂巖基質(zhì)酸化液的腐蝕性能評價，實驗結(jié)果腐蝕速度為2.31g/m2.h(常壓、90℃)。
通過室內(nèi)實驗得出該酸液對石英溶蝕達到39.98％，對粘土溶蝕率達到26.15％；而且具有5級電離H+的性能，緩速時間可達48小時；腐蝕速度為2.31g/m2.h。
現(xiàn)場應(yīng)用實例首先，根據(jù)擬實施酸化作業(yè)井的層位厚度、孔隙度及酸化半徑計算所需酸化液的總量，而后按前述配方比例計算所需各組份的用量。配液時在攪拌條件下分別往配液池內(nèi)加入計算量的5％有機多元膦磺酸、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15井次的試驗，取得了比較的增產(chǎn)增注效果，累計增注188048m3，措施注水井對應(yīng)油井累計增油10344.94t，平均有效期282天，創(chuàng)產(chǎn)值648.7萬元，扣除施工費、材料費75萬元，凈增經(jīng)濟效益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；對粘土的溶蝕率高于對石英的溶蝕率，將過度溶蝕地層粘土膠結(jié)物，易造成近井地層坍塌；對生產(chǎn)管柱腐蝕性較強等缺點，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等技術(shù)難題?，F(xiàn)場施工簡單，操作性強，應(yīng)用范圍廣泛。
文檔編號C09K8/60GK101067078SQ20071008885
公開日2007年11月7日 申請日期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 申請人:中國石化集團河南石油勘探局