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一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法

阅读：926发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，具体步骤为：步骤一，对于套管内壁做过内防腐的情况，首先以1-2m3/min 排量注入5-8m3且质量百分比为10-15% 盐酸或是硫酸，再接入5-8m3胍胶基液做隔离，用清水顶替至桥塞位置；对于套管内壁未做过内防腐的情况，首先以1-2m3/min排量注入饱和强电解质溶液，其次依次泵入产气产热剂A、胍胶基液、产气产热剂B，用清水顶替至桥塞位置。本发明通过电化学（原电池和电解池）的方法，利用各种金属的电势差，通过在套管上给定一定电流，快速溶解可溶球及可溶桥塞，及时恢复井筒通径，无论对快速投产或快速进行下一段压裂施工都有很重要的现实意义。，下面是一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，其特征在于：具体步骤为：步骤一，对于套管内壁做过内防腐的情况，
首先以1-2m3/min排量注入5-8m3且质量百分比为10-15%盐酸或是硫酸，再接入5-8m3胍胶基液做隔离，用清水顶替至桥塞位置；
对于套管内壁未做过内防腐的情况，
首先以1-2m3/min排量注入饱和强电解质溶液，
其次依次泵入产气产热剂A 、胍胶基液、产气产热剂B，用清水顶替至桥塞位置；
3
步骤二，以1-2m /min排量注入饱和强电解质溶液，溶液量为井筒容积，直至溶液到井口；在井口，用直流电源负极连接在套管上，铜正极插入饱和电解质溶液中，电流强度控制在0.3A-0.5A，持续至少20min后，可溶桥塞即可解除座封，50-70%的可溶桥塞溶解；进行下一段压裂或是其他作业。
2.根据权利要求1所述的一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，其特征在于：所述的步骤一中，产气产热剂A为质量比为15：（1-5）的氯化铵和柠檬酸酸组成，产气产热剂A的质量浓度为25-35%，产气产热剂A的注入量为3-5m3。
3.根据权利要求1所述的一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，其特征在于：所述的步骤一中，胍胶基液注入量为2-4m3。
4.根据权利要求1所述的一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，其特征在于：所述的步骤一中，所述的产气产热剂B为亚硝酸钠，其质量浓度为45%-55%; 产气产热剂B的注入量为
3-5m3。
5.根据权利要求1所述的一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，其特征在于：所述的步骤一和步骤二中的饱和强电解质为氯化钾、氯化钠或氯化钙，室温下饱和氯化钾质量浓度为34.2%，饱和氯化钠质量浓度为36.0%，饱和氯化钙浓度为83.6%；饱和强电解质的注入量为3-5m3。
6.根据权利要求1所述的一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，其特征在于：所述的步骤二中，电流强度为0.4A。

说明书全文

一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法

技术领域

[0001] 本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法。

背景技术

[0002] 近年来，水力泵送速钻桥塞体积压裂技术在北美页岩气、致密油开发中被广泛应用，是国外致密储层水平井主体改造工艺。该工艺具有作业效率高、可实现体积压裂大排量注入、多簇射孔等特点，作为一项新兴的水平井改造技术近年来在国外页岩气藏以及致密气藏开发中得到广泛应用。为了降低桥塞钻磨时间，节省磨铣成本，部分公司研发了由可溶材料组成的压裂用桥塞。中国专利公开号：CN 105950930 B和CN 105385918 B，提供了以镁铝为主要成分的可溶合金桥塞材料，使用后可自行溶解掉，从而省去常规返排、磨铣工序，节省成本和工序。在油田现场实际施工过程中发现，在压裂结束后，需要快速投产时，发现部分桥塞仍未溶解，仍需钻磨处理，影响现场拿油时间。在发生砂堵等特殊情况，需要加快桥塞溶解时，往往束手无策，只能等待桥塞自行溶解，通常会等待2-3天，影响施工进度。

[0003] 为了克服现有无法快速溶解桥塞，等待桥塞溶解世家过长，影响施工进度的问题，本发明提供一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，本发明通过电化学（原电池和电解池）的方法，利用各种金属的电势差，通过在套管上给定一定电流，快速溶解可溶球及可溶桥塞，及时恢复井筒通径，无论对快速投产或快速进行下一段压裂施工都有很重要的现实意义。

发明内容

[0004] 在压裂结束后快速投产时，发现部分桥塞仍未溶解，或其他情况需要加快桥塞溶解时，本发明还提供一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法：本发明采用的技术方案为：
一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，具体步骤为：步骤一，对于套管内壁做过内防腐的情况，
首先以1-2m3/min排量注入5-8m3且质量百分比为10-15%盐酸或是硫酸，再接入5-8m3胍胶基液做隔离，用清水顶替至桥塞位置；
对于套管内壁未做过内防腐的情况，
首先以1-2m3/min排量注入饱和强电解质溶液，
其次依次泵入产气产热剂A 、胍胶基液、产气产热剂B，用清水顶替至桥塞位置；
步骤二，以1-2m3/min排量注入饱和强电解质溶液，溶液量为井筒容积，直至溶液到井口；在井口，用直流电源负极连接在套管上，铜正极插入饱和电解质溶液中，电流强度控制在0.3A-0.5A，持续至少20min后，可溶桥塞即可解除座封，50-70%的可溶桥塞溶解；进行下一段压裂或是其他作业。

[0005] 所述的步骤一中，产气产热剂A为质量比为15：（1-5）的氯化铵和柠檬酸酸组成，产3
气产热剂A的质量浓度为25-35%，产气产热剂A的注入量为3-5m。

[0006] 所述的步骤一中，胍胶基液注入量为2-4m3。

[0007] 所述的步骤一中，所述的产气产热剂B为亚硝酸钠，其质量浓度为45%-55%; 产气产热剂B的注入量为3-5m3。

[0008] 所述的步骤一和步骤二中的饱和强电解质为氯化钾、氯化钠或氯化钙，室温下饱和氯化钾质量浓度为34.2%，饱和氯化钠质量浓度为36.0%，饱和氯化钙浓度为83.6%；饱和强电解质的注入量为3-5m3。

[0009] 所述的步骤二中，电流强度为0.4A。

[0010] 本发明的有益效果为：1、本发明通过电化学方法，在不增加设备的前提下，加快可溶桥塞溶解速度，提高作业效率，达到压裂结束后快速投产的目的。

[0011] 2、本发明通过化学产气产热，及电解质溶液浓度，提高控制了电化学反应速率，无需特殊工艺加注。

[0012] 3、本发明在适用酸液时，通过原电池原理，控制算量，使得套管被保护，作为阳极的由于金属活性较高而被快速消耗直至溶解，不会造成套管腐蚀。

[0013] 4、本发明在电解质进入地层后，可达到抑制泥页岩膨胀的效果。

[0014] 5、本发明使用的化学材料易得，施工过程简单。

[0015] 以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

[0016] 图1 不同温度下桥塞溶解试验示意图。

[0017] 图2 不同电解质浓度桥塞溶解试验示意图。

具体实施方式

[0018] 实施例1：为了克服现有无法快速溶解桥塞，等待桥塞溶解世家过长，影响施工进度的问题，本发明提供如图1和2所示的一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，本发明通过电化学（原电池和电解池）的方法，利用各种金属的电势差，通过在套管上给定一定电流，快速溶解可溶球及可溶桥塞，及时恢复井筒通径，无论对快速投产或快速进行下一段压裂施工都有很重要的现实意义。

[0019] 一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，具体步骤为：步骤一，对于套管内壁做过内防腐的情况，首先以1-2m3/min排量注入5-8m3且质量百分比为10-15%盐酸或是硫酸，再接入5-8m3胍胶基液做隔离，用清水顶替至桥塞位置；
对于套管内壁未做过内防腐的情况，
首先以1-2m3/min排量注入饱和强电解质溶液，
其次依次泵入产气产热剂A 、胍胶基液、产气产热剂B，用清水顶替至桥塞位置；
步骤二，以1-2m3/min排量注入饱和强电解质溶液，溶液量为井筒容积，直至溶液到井口；在井口，用直流电源负极连接在套管上，铜正极插入饱和电解质溶液中，电流强度控制在0.3A-0.5A，持续至少20min后，可溶桥塞即可解除座封，50-70%的可溶桥塞溶解；进行下一段压裂或是其他作业。

[0020] 本发明通过电化学方法，在不增加设备的前提下，加快可溶桥塞溶解速度，提高作业效率，达到压裂结束后快速投产的目的。

[0021] 本发明通过化学产气产热，及电解质溶液浓度，提高控制了电化学反应速率，无需特殊工艺加注。

[0022] 本发明在适用酸液时，通过原电池原理，控制算量，使得套管被保护，作为阳极的由于金属活性较高而被快速消耗直至溶解，不会造成套管腐蚀。

[0023] 本发明在电解质进入地层后，可达到抑制泥页岩膨胀的效果。本发明使用的化学材料易得，施工过程简单。

[0024] 本发明通过电化学（原电池和电解池）的方法，利用各种金属的电势差，通过在套管上给定一定电流，快速溶解可溶球及可溶桥塞，及时恢复井筒通径，无论对快速投产或快速进行下一段压裂施工都有很重要的现实意义。

[0025] 本发明能够通过电化学方法及化学产气产热，在不增加设备的前提下，加快可溶桥塞溶解速度，通过电解质溶液浓度控制桥塞溶解速度，无需泥页岩膨胀的效果，并达到压裂结束后快速投产的目的。特殊工艺加注，提高作业效率，不会造成套管腐蚀，同时电解液进入地层后可达到抑制。

[0026] 实施例2：基于实施例1的基础上，本实施例中，所述的步骤一中，产气产热剂A为质量比为15：（1-
5）的氯化铵和柠檬酸酸组成，产气产热剂A的质量浓度为25-35%，产气产热剂A的注入量为
3-5m3。

[0027] 所述的步骤一中，胍胶基液注入量为2-4m3。

[0028] 所述的步骤一中，所述的产气产热剂B为亚硝酸钠，其质量浓度为45%-55%; 产气产热剂B的注入量为3-5m3。

[0029] 所述的步骤一和步骤二中的饱和强电解质为氯化钾、氯化钠或氯化钙，室温下饱和氯化钾质量浓度为34.2%，饱和氯化钠质量浓度为36.0%，饱和氯化钙浓度为83.6%；饱和强电解质的注入量为3-5m3。

[0030] 所述的步骤二中，电流强度为0.4A。

[0031] 本发明中的胍胶基液为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。本发明提供的一种加速可溶桥塞溶解的电化学方法，具体工作过程如下：1、对于套管内壁做过内防腐的情况
以1-2m3/min排量注入5m3 且质量浓度为10-15%盐酸或是硫酸，再接5-8m3胍胶基液做隔离，用清水顶替至桥塞位置。

[0032] 可溶桥塞成分至少为镁、铝、锌，还有铜和稀有元素组成。优选地，可溶桥塞成分为80%镁、8%铝、3%锌，还有铜和稀有元素组成，镁在酸的电解质作用下，形成原电池，硫酸溶于水产生部分热量，可提高原电池反应速率，加快了主要成分镁与酸的反应速率，加快桥塞溶解。

[0033] 2、对于套管内壁未做过内防腐的情况3 3
（1）以1-2m/min排量注入饱和强电解质溶液3-5m ，
（2）接着泵入产气产热剂A 3-5m3，胍胶基液2-4m3，紧接产热产气剂B 3-5m3，用清水顶替至桥塞位置。

[0034] 所述强电解质包含但不仅限于：氯化钾、氯化钠、氯化钙。室温下饱和氯化钾质量浓度为34.2%，饱和氯化钠质量浓度为36.0%，饱和氯化钙浓度为83.6%。

[0035] 所述产气产热剂A为氯化铵、柠檬酸酸，质量比为15:1-5，总质量浓度为25%-35%;所述产气产热剂B为亚硝酸钠，质量浓度为45%-55%;
可溶桥塞成分至少为镁、铝、锌，还有铜和稀有元素组成。优选地，可溶桥塞成分为80%镁、8%铝、3%锌，还有铜和稀有元素组成，在强电解质溶液中，形成原电池反应，通过产热，提高反应温度，产气后气流搅动增大单位时间电解质与电极接触面积，提高反应时间，在短时间内可快速电解可溶桥塞。可溶桥塞在强电解质溶液中，外加电压作用下，与套管形成电解池，在短时间内可快速电解可溶桥塞。

[0036] 3.电解可溶桥塞工艺3
（1）以1-2m /min排量注入饱和强电解质溶液，溶液量为井筒容积（根据桥塞位置计算），直至溶液到井口；
（2）在井口，用直流电源负极连接在套管上，铜正极插入电解质溶液中，电流强度控制在0.3-0.5A，持续至少20min后，桥塞即可解除座封，溶解达50-70%。

[0037] （3）进行下一段压裂或是其他作业。

[0038] 本发明通过电化学方法，在不增加设备的前提下，加快可溶桥塞溶解速度，提高作业效率，达到压裂结束后快速投产的目的。本发明通过化学产气产热，及电解质溶液浓度，提高控制了电化学反应速率，无需特殊工艺加注。

[0039] 本发明在适用酸液时，通过原电池原理，控制算量，使得套管被保护，作为阳极的由于金属活性较高而被快速消耗直至溶解，不会造成套管腐蚀。本发明在电解质进入地层后，可达到抑制泥页岩膨胀的效果。本发明使用的化学材料易得，施工过程简单。

[0040] 本发明通过电解的方法，利用各种金属的电势差，通过在套管上给定一定电流，快速溶解可溶球及可溶桥塞，及时恢复井筒通径，无论对快速投产或快速进行下一段压裂施工都有很重要的现实意义。

[0041] 实施例3：基于实施例1和2的基础上，本实施例中，华H-X井进行可溶桥塞分段多簇体积压裂作业后，需快速投产，关井3天后，桥塞仍未溶解。

[0042] 以2m3/min排量注入5m3 15%硫酸，再接5m3胍胶基液做隔离，用清水顶替至桥塞位置，约1.5小时后，桥塞溶解，井口出液，正常排液生产。

[0043] 实施例4：基于实施例1和2的基础上，本实施例中，关H-2井压裂结束3天后，不能正常排液，判断桥塞为溶解。

[0044] （1）以1m3/min排量注入饱和氯化钾溶液3m3，（2）接着泵入产气产热剂A 3m3，胍胶隔离液2m3，紧接产热产气剂B 3m3，用清水顶替至桥塞位置。

[0045] 所述产气产热剂A为氯化铵、柠檬酸酸，质量比为15:1，总质量浓度为25%1;所述产气产热剂B为亚硝酸钠，质量浓度为45%。

[0046] 完成工艺关井反应2.5小时后，开井能够正常排液生产。

[0047] 实施例5：基于实施例1和2的基础上，本实施例中，宁H-2井压裂结束5天后，不能正常排液，判断桥塞为溶解。

[0048] （1）以2m3/min排量注入饱和氯化钙溶液3m3，（2）接着泵入产气产热剂A 3m3，胍胶隔离液2m3，紧接产热产气剂B 3m3，用清水顶替至桥塞位置。

[0049] 所述产气产热剂A为氯化铵、柠檬酸酸，质量比为15:5，总质量浓度为35%;所述产气产热剂B为亚硝酸钠，质量浓度为55%。

[0050] 完成工艺关井反应1.5小时后，开井能够正常排液生产。

[0051] 实施例6：基于实施例1和2的基础上，本实施例中，吴H-2井压裂结束5天后，不能正常排液，判断桥塞为溶解。

[0052] （1）以1m3/min排量注入饱和强电解质溶液，溶液量为井筒32m3，直至溶液到井口；（2）在井口，用直流电源负极连接在套管上，铜正极插入电解质溶液中，电流强度控制在1A，持续20min后，桥塞大部分溶解。开井能够正常排液生产。

[0053] 实施例6：基于实施例1和2的基础上，本实施例中，黄H-X井进行可溶桥塞分段多簇体积压裂作业后，需快速投产，关井2天后，桥塞仍未溶解。

[0054] 以1m3/min排量注入5m3 10%盐酸，再接5m3胍胶基液做隔离，用清水顶替至桥塞位置，约2小时后，桥塞溶解，井口出液，正常排液生产。

[0055] 以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明中为详细描述的工艺及添加剂均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。

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