目前,国内外油田油水井酸化处理使用的酸液主要是
盐酸-
氢氟酸(即 土酸)、浓缩酸、
硝酸。利用酸液的化学溶蚀作用,溶解
地层中的
岩石矿物、 堵塞物,疏通地层孔喉通道,以恢复和提高地层的渗透率,减少油流入井 阻
力或注水阻力,从而达到油井增产、水井增注的目的。如中国
专利公开 号为1528854和公开号为1488704的专利,就是采用硝酸等配置酸化液。 现场应用表明,这些酸液的酸-岩反应速度快,有效作用距离短,基质改 造效果差,酸液对粘土的溶蚀率高于对
石英的溶蚀率,过度对地层粘土胶 结物的溶蚀,易造成近井地层坍塌,引发地层出砂,并且酸液对油井生产 管柱
腐蚀性较强。
本发明的目的在于:提供一种基质改造性能好、缓速性能好、对粘土 具有低溶蚀率的
砂岩基质酸化液。降低酸-岩反应速度,增加有效作用距 离,提高基质改造效果;提高酸液对石英的溶蚀率,减少对粘土胶结物的 溶蚀,克服近井地层坍塌;本酸液对生产管柱腐蚀性较弱,保护油井管柱, 延长油井管柱寿命。
本发明的技术方案是:一种砂岩基质酸化液,其配方重量比是:由4~ 6%有机多元膦磺酸;4~7%
氟化氢铵;0.3~0.5%XS-01膦酸缓蚀剂;1~ 2%NTS-2
铁离子稳定剂;1~2%JS-7粘土稳定剂;1~3%乙二醇单丁醚; 0.1~0.3%XBS-919助排剂和79.2~88.6%水组成。配制方法比较简单。先 将计算量的水加入配液池中,在常温、搅拌条件下分别加入计算量的由有 机多元膦磺酸、氟化氢铵、XS-01膦酸缓蚀剂、NTS-2铁离子稳定剂、JS-7 粘土稳定剂、乙二醇单丁醚、XBS-919助排剂和水,混合均匀后,装入罐 车备用。在施工现场,按常规酸化作业施工工艺,将本酸化液挤入作业井 地层,经过关井、排酸、正反洗井,使井恢复正常生产。本发明砂岩基质 酸化液所采用的原材料全部在市场上或通过生产厂能买到。
该砂岩基质酸化液产生的有益效果是:①利用有机多元膦磺酸对粘土 的包裹性能,与土酸相比降低了对粘土的溶蚀,使大量的酸液与石英反应, 提高对石英的溶蚀率(与土酸相比,提高了60%),提高对地层的基质改造 作用,改善了地层的渗流通道,效果好;②利用有机多元膦磺酸的5级电 离H+级数,提高酸液的缓速性能,酸-岩有效反应时间可达48小时(土酸 酸-岩有效反应时间仅有0.5小时),降低了反应速度,增大了酸液的有效 作用距离;③对生产管柱腐蚀性小,腐蚀速度2.31g/m2.h(90℃、常压)。 可有效解决常规中、高渗砂岩油气藏多次酸化无效的疑难注水井增注、低 孔低渗油气藏注水井注不进以及油井增产等油田增注增产技术难题。现场 施工简单,操作性强,可以与细分酸化、暂堵酸化等技术配套施工,应用 范围广泛。
附图说明
图1为有机多元膦磺酸的电离曲线图
在实验室内对本砂岩基质酸化液的性能分别进行测试。测试过程如下:
1、测试本酸液对石英或粘土的溶蚀能力:在搅拌下加入4g的有机多 元膦磺酸、4g氟化氢铵、0.3g XS-01膦酸缓蚀剂、1g NTS-2铁离子稳定剂、 1g JS-7粘土稳定剂、1g乙二醇单丁醚、0.1g XBS-919助排剂、88.6g水, 待混合均匀后,加入5g石英或粘土(精确度0.001g),90℃,常压恒温反 应4小时,取出,用定量
滤纸过滤,清洗干净,放入105℃恒温箱中恒温2 小时,再放入干燥器进行干燥,至样品
温度达到室温,进行称量(精确度 0.001g),计算酸对石英或粘土的溶蚀量(g),除以石英或粘土的原始重量 (g),最后求出酸液对石英或粘土的溶蚀率(%),判定酸液对石英或粘土 的溶蚀能力。
砂岩基质酸化液配方及实验结果 实例 1 2 3 有机多元膦磺酸(g) 4 5 6 氟化氢铵(g) 4 5 7 XS-01膦酸缓蚀剂(g) 0.3 0.4 0.5 NTS-2铁离子稳定剂(g) 1 1.5 2 JS-7粘土稳定剂(g) 1 1.5 3 乙二醇单丁醚(g) 1 2 3 XBS-919助排剂(g) 0.1 0.2 0.3 水(g) 88.6 84.4 78.2 对石英溶蚀率(%) 33.6 35.95 39.98 对粘土溶蚀率(%) 19.94 22.19 26.15
2、测试有机多元膦磺酸的电离H+级数:依据国标GB601,配置0.5N氢
氧化钠标准溶液。在搅拌条件下加入1g的有机多元膦磺酸,并加入99g水, 配置1%有机多元膦磺
酸溶液。用移液管移取适量配置好的1%有机多元膦磺 酸溶液,放入配有磁力搅拌器及酸度计的200ml烧杯中,以0.5N当量浓度 的氢氧化钠标准溶液滴定有机多元膦磺酸,开启搅拌器及酸度计,每用去 1ml氢氧化钠标准溶液,就记录下当时的PH值,滴定至PH值不再上升为 止。以所用氢氧化钠体积(毫升)数为横坐标,以PH值为纵坐标,绘制出 有机多元膦磺酸的电离曲线(见附图1),根据电离曲线就可判断该有机多 元膦磺酸的电离H+级数。随氢氧化钠体积升高,PH值上升,并根据PH值 上升台阶数量判断有机多元膦磺酸的电离H+级数,每出现1个上升台阶表 征有1个电离级数,出现5个上升台阶表征有5个电离H+级数。
3、测试本酸液的缓速能力:在搅拌下加入4g的有机多元膦磺酸、6g 氟化氢铵、90g水,待混合均匀后,加入5g(精确度0.001g)岩屑,加热 到90℃,常压恒温反应,分别按0.5、1、4、10、16、32、36、44、48小 时取出,分别用定量滤纸过滤,放入恒温105℃恒温箱中恒温2小时,再放 入干燥器进行干燥,至样品温度达到室温,进行称量(精确度0.001g),计 算酸对岩屑的溶蚀量(g),除以岩屑的原始重量(g),最后求出酸液对岩 屑不同时间的溶蚀率(%),判定酸液的缓速能力。
砂岩基质酸化液配方组成及实验结果 反应时间h 0.5 1 4 10 16 32 36 44 48 溶蚀率% 14.76 16.29 24.18 31.22 35.48 43.44 46.01 47.85 48.3 配方组成 6g氟化氢铵+4g有机多元膦磺酸+90g水
4、测试本酸化液腐蚀性能:在搅拌下加入4g有机多元膦磺酸、6g氟 化氢铵、0.3gXS-01膦酸缓蚀剂、89.7g水,,依据SY/T5405-1996标准, 进行砂岩基质酸化液的腐蚀性能评价,实验结果腐蚀速度为2.31g/m2.h(常 压、90℃)。
通过室内实验得出:该酸液对石英溶蚀达到39.98%,对粘土溶蚀率达 到26.15%;而且具有5级电离H+的性能,缓速时间可达48小时;腐蚀速度 为2.31g/m2.h。
现场应用实例:首先,根据拟实施酸化作业井的层位厚度、孔隙度及 酸化半径计算所需酸化液的总量,而后按前述配方比例计算所需各组份的 用量。配液时在搅拌条件下分别往配液池内加入计算量的5%有机多元膦磺 酸、5%氟化氢铵、0.4%XS-01膦酸缓蚀剂、1.5%NTS-2铁离子稳定剂、1.5%JS-7 粘土稳定剂、2%乙二醇单丁醚、0.2%XBS-919助排剂、84.4%水,混合均匀 后,装到专用的酸
罐车,用700型压裂车将所配酸液挤入作业井地层,关 井反应12~24小时后排酸,直到排出液PH值接近7,用水大
排量反洗井两 周,按要求及时生产。
该砂岩基质酸化液主要应用于油田常规砂岩地层注水井增注、油井增 产。经现场15井次的试验,取得了比较的增产增注效果,累计增注188048m3, 措施注水井对应油井累计增油10344.94t,平均有效期282天,创产值648.7 万元,扣除施工费、材料费75万元,净增经济效益573.7万元。