一種自生酸體系及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自生酸體系及其應(yīng)用；該自生酸包含有ZX-339和ZX-368成分，按摩爾比n(ZX-339):n(ZX-368)=5:8；在反應(yīng)溫度70°C~100°C下能夠產(chǎn)生19%~21%的鹽酸；ZX-339選自烯丙基氯、苯甲酰氯、氯化有機(jī)銨鹽中的任意一種物質(zhì)；ZX-368選自聚二甲氨基苯甲醛或聚六醛中的任意一種；用清潔酸壓液體系攜帶自生酸體系到達(dá)地層深部；應(yīng)用時(shí)，按重量百分比由2%ZX-19、15~20%鹽酸、2%ZX-09和1%ZX-10與(12~18)%ZX-339和(10~16)%ZX-368復(fù)配而成，余量為水；本自生酸的溶蝕能力相當(dāng)于等濃度鹽酸的70%~74%。
【專利說(shuō)明】一種自生酸體系及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自生酸體系及其應(yīng)用。具體是一種適用于高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層的深部酸壓的酸液體體系及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，碳酸鹽巖儲(chǔ)層的開(kāi)發(fā)日益引起人們的重視。碳酸鹽巖儲(chǔ)層一般具有低滲、非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，常常需要通過(guò)增產(chǎn)改造提高其產(chǎn)能。酸壓是碳酸鹽巖儲(chǔ)層常用的增產(chǎn)措施之一，其機(jī)理是:使用酸液對(duì)人工裂縫的壁面進(jìn)行非均勻刻蝕，使得施工壓力撤去后裂縫壁面不能完全閉合，從而形成一條具有一定導(dǎo)流能力的流動(dòng)通道。酸壓改造的效果主要取決于酸蝕裂縫導(dǎo)流能力和酸蝕裂縫長(zhǎng)度。
[0003]然而碳酸鹽巖儲(chǔ)層一般埋藏較深，儲(chǔ)層溫度較高，常規(guī)的酸液進(jìn)入地層后會(huì)迅速與巖石反應(yīng)并消耗掉，無(wú)法穿透到地層深部，產(chǎn)生的酸蝕裂縫長(zhǎng)度非常有限，制約了酸壓改造的效果。因此研制一種能減緩酸巖反應(yīng)速度、深穿透的酸液體系非常必要。
[0004]目前已有一些適用于碳酸鹽巖深部酸壓的酸液體系，如膠凝酸、乳化酸、變粘酸、表面活性酸等，它們通過(guò)提高酸液粘度、減少酸與巖石接觸面積等方式減緩了酸巖反應(yīng)速度，但由于其各種各樣的缺點(diǎn)，在適用范圍上受到了較大的局限。比如膠凝酸和變粘酸在高溫下仍與巖石有較快的反應(yīng)速度，穿透距離有限；乳化酸不易配制，摩阻較高，在深井、高壓儲(chǔ)層中使用難度大；表面活性酸成本高、難于配制，不宜推廣使用。自生酸是一種比較理想的深穿透酸，但目前的常規(guī)自生酸體系主要用于砂巖儲(chǔ)層酸化；目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層的成熟的自生酸體系。
[0005]在此背景下研制出了一 種適用于高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層深部酸壓的自生酸體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種適用于碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓的自生酸化學(xué)配方，該自生酸配方在地面不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在常溫下不具有溶蝕能力，泵入地層后隨著被地層加溫，能逐漸發(fā)生反應(yīng)釋放出鹽酸，溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，生成的鹽酸越多，達(dá)到對(duì)高溫碳酸鹽巖儲(chǔ)層深部改造的目的；該自生酸配方具有成本低、配制簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，便于推廣使用。
[0007]基本原理:堿金屬或銨的有機(jī)氯化鹽中的氯離子可以在醛、酮、有機(jī)羧酸等引發(fā)劑作用下生成鹽酸，比如:
[0008]HC00H+NH4C1 — NH4++HC00>HC1
[0009]本發(fā)明選用的反應(yīng)物為一種氯化有機(jī)銨鹽(ZX-339)和一種適量聚合度的聚多醛(ZX-368)。在一定溫度下，這兩種物質(zhì)在水中混合能夠反應(yīng)生成鹽酸:
[0010]ZX-339+6ZX-368 — C6H12NH4++3H++H20
[0011]通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了配方優(yōu)選:
[0012]1.液態(tài)ZX-339與ZX-368在室溫下即發(fā)生反應(yīng)，不符合要求；選用固體的ZX-368，可保證室溫下不反應(yīng)。[0013]2.等當(dāng)量的ZX-368與ZX-339反應(yīng)產(chǎn)生的鹽酸濃度有限；使用過(guò)量的(ZX-368)，可提高反應(yīng)程度，增大鹽酸產(chǎn)率。
[0014]3.兼顧成本問(wèn)題，最終確定ZX-339與ZX-368反應(yīng)最佳配比為:n (ZX-339):n (ZX-368) =5:8 ;使用該配比時(shí)，反應(yīng)溫度70° C~100。C下可以產(chǎn)生19%~21%的鹽酸；該配方成本與常規(guī)酸基本相當(dāng)。
[0015]自生酸室內(nèi)配制方法:稱取一定量的固體ΖΧ-339，配成飽和或近飽和溶液；然后向其中加入上述最佳配比量的固態(tài)ΖΧ-368，充分?jǐn)嚢杓纯伞楸ＷC懸浮液穩(wěn)定性，有時(shí)還向其中加入稠化劑。
[0016]自生酸現(xiàn)場(chǎng)配制方法見(jiàn)“【具體實(shí)施方式】”。
[0017]自生酸體系性能:
[0018]1.自生酸體系的密度為1.07~1.19g/cm3，可生成濃度為5%~21%的鹽酸。
[0019]2.與表面活性劑ZX-19配伍性良好，也可用ZX-19對(duì)自生酸進(jìn)行稠化。
[0020](I)表面活性劑ZX-19為能形成凝膠的粘彈性表面活性劑，與15~20%鹽酸能良好復(fù)配，選自苯磺酸鹽、羥乙基多烷基胺、甲烷基鹵化胺中的任意一種。
[0021](2)經(jīng)ZX-19稠化后的自生酸在70° (Tl00° C下可以產(chǎn)生20%左右的鹽酸，并且鹽酸是緩慢產(chǎn)生的:在100° C時(shí)與巖屑反應(yīng)I小時(shí)產(chǎn)生的有效鹽酸濃度為9.5%，反應(yīng)4小時(shí)，產(chǎn)生的有效鹽酸濃度為14%。鹽酸的緩慢產(chǎn)生使深部?jī)?chǔ)層的溶蝕得以實(shí)現(xiàn)。
[0022]3.生成的部分鹽酸會(huì)與生成的烏托品絡(luò)合成鹽酸鹽而不參與溶蝕巖石，70° (Tl00° C下實(shí)際與巖石反應(yīng)的鹽酸濃度為14%~16%;若溫度更高，烏托品鹽酸鹽會(huì)分解生成鹽酸，有效鹽酸濃度會(huì)更高。
[0023]4.自生酸體系與酸基清潔酸壓液有良好的復(fù)配性；可用清潔酸壓液體系攜帶自生酸到達(dá)地層深部，實(shí)現(xiàn)接力式酸壓。
[0024](I)清潔酸壓液體系由ΖΧ-19、鹽酸、ZX-10、ΖΧ-09和水組成，該體系組成簡(jiǎn)單、配液方便。
[0025](2)清潔酸壓液體系組成中的ΖΧ-10為鐵離子穩(wěn)定劑選自EDTA四鈉鹽；ΖΧ_09為有機(jī)緩蝕劑，選自十六硫醇。
[0026]5.將自生酸與礦化度為150000ppm~180000ppm的地層水分別按1:2、1:1、2:1的比例混合，放置4小時(shí)無(wú)沉淀產(chǎn)生，說(shuō)明自生酸與地層水配伍性良好。
[0027]6.將自生酸與密度為0.85g/ml的原油分別按1:2、1:1、2:1比例進(jìn)行配伍性實(shí)驗(yàn)，原油平均破乳率99.36%，說(shuō)明自生酸與原油的配伍性良好。
[0028]7.實(shí)驗(yàn)證明，與瓜膠壓裂液、交聯(lián)酸、變粘酸、膠凝酸、醇醚酸、清潔轉(zhuǎn)向酸六種常用酸液體系配伍性良好。
[0029]發(fā)明的效果`
[0030]分別用中古7井、中古8井和哈9井的巖屑進(jìn)行酸蝕實(shí)驗(yàn)，考察自生酸的溶蝕能力。配制的自生酸理論產(chǎn)酸濃度為15%。100° C下反應(yīng)0.5小時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表I ;可見(jiàn)自生酸的溶蝕能力相當(dāng)于等濃度鹽酸的70%~74%。實(shí)驗(yàn)還表明，若將反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，自生酸的溶蝕能力也會(huì)相應(yīng)提高。
[0031]表I自生酸與鹽酸酸蝕能力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比
【權(quán)利要求】
1.一種自生酸體系；其特征在于:該自生酸包含有ZX-339和ZX-368成分，按摩爾比η (ΖΧ-339):η (ZX-368) =5:8 ;在反應(yīng)溫度70° C-100° C下能夠產(chǎn)生19%-21%的鹽酸； 所述的ZX-339選自烯丙基氯、苯甲酰氯、氯化有機(jī)銨鹽中的任意一種物質(zhì)； 所述的ZX-368選自聚二甲氨基苯甲醛或聚六醛中的任意一種。
2.—種權(quán)利要求1所述的自生酸體系的應(yīng)用，其特征是:用清潔酸壓液體系攜帶自生酸體系到達(dá)地層深部，實(shí)現(xiàn)接力式酸壓；清潔酸壓液體系由ZX-19、鹽酸、ZX-10、ZX-09和水組成；應(yīng)用時(shí)，按重量百分比由2%稠化表面活性劑ZX-19、15-20%鹽酸、2%有機(jī)緩蝕劑ZX-09和1%鐵離子穩(wěn)定劑ZX-10與(12-18)%ZX-339和(10-16) %ZX_368復(fù)配而成，余量為水； 所述的稠化表面活性劑ZX-19選自苯磺 酸鹽、羥乙基多烷基胺、甲烷基鹵化胺中的任意一種； 所述的鐵離子穩(wěn)定劑ZX-10選自EDTA四鈉鹽； 所述的有機(jī)緩蝕劑ZX-09選自十六硫醇。
【文檔編號(hào)】C09K8/72GK103450872SQ201210169268
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】張福祥, 周理志, 袁學(xué)芳, 楊向同, 劉舉, 劉洪濤, 馮覺(jué)勇, 劉會(huì)鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司