[发明专利]一种油井酸化工艺用低伤害砂岩酸

说明书

技术领域

本发明涉及一种油层解堵提高采收率制剂，特别涉及一种油井酸化工艺用低伤害砂岩酸。

背景技术

对油井砂岩储层酸化处理通常使用盐酸与氢氟酸混合酸，即土酸。常规的土酸是按HCI∶HF为12∶3％比例配制的，通常也可以将二氟化铵溶于HCI中制备HF，如15％HCI与5％的NH₄HF₂产生HF土酸解堵液。但最近的研究表明，要减少潜在的氟化盐沉淀，该比例至少应为6∶1，最好是9∶1。国外BJ服务公司开发出一种新的HF混合物，是用螯合酸络合物代替HCI水解氟化盐，这种酸具有5个氢离子，称作“HV酸”，HV酸与氢氟化铵(NH₄HF₂)产生络合铵盐和氟化氢，称之为“砂岩酸”。粘土的表面积通常是石英的数百倍甚至上千倍；大多数酸液将消耗在与粘土的反应中，而不是消耗在与石英颗粒的反应中，酸液的活性穿透深度较小，所以减少反应速度，使之缓和均匀是当前常规酸化的问题。当前常规普通酸化存在对近井地带的腐蚀性过大问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种油井酸化工艺用低伤害砂岩酸，具有可提高油井渗透率，反应速度缓和均匀，对近井地带的腐蚀接近清水的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种油井酸化工艺用低伤害砂岩酸，其组分按质量比包括：盐酸占总重量的2～15％，氟化氢铵占0～10％，硝酸占0～10％，乙酸占0～8％，复合膦酸占8～18％，柠檬酸占0.5～5％，酸化缓蚀剂占5～15％，水或添加剂水溶液占70～84％。

所述的添加剂水溶液组分为：互溶剂占添加剂水溶液组分重量的0.5～5％，破乳剂占添加剂水溶液组分重量的0.1～5％，粘土稳定剂占添加剂水溶液组分重量的0～30％，水占添加剂水溶液组分重量的60～99.4％。

本发明的砂岩酸体系是用一种有机酸加复合膦酸与氟盐反应生成HF，这种新型复合酸含有多个氢离子。可以在不同化学计量条件下分解。砂岩酸的结构通式如下：

其中：R、R1、R2、R3是氢、烷基、芳基、膦酸脂、磷酸脂、酰基、胺、羟基或羟基基团。

R4、R5是由氢、钠、钾、铵或有机基团组成。

砂岩酸的缓速机理如下：

物理吸附：砂岩酸更容易吸附在粘土表面。这是由于在砂岩储层，粘土的比表面积最大。

化学吸附：化学吸附也易于作用在含钙、铁、铝成分较高的粘土和填充物上。砂岩酸与粘土反应在粘土表面生成铝硅膦酸盐的“薄层”。

以上两种反应产生的吸附作用可以减缓酸液与粘土的反应速度。

通过现场试验发现，砂岩酸与蒙脱土反应，在粘土的表面形成了“薄层”，减缓酸液体系对粘土矿物的反应速度。

砂岩酸抑制沉淀机理

(1)砂岩酸对溶液中多价金属离子具有的络合能力，在很低的浓度下将Ca²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等多价金属离子“螯合”于溶液中，从而使一些容易生成沉淀的金属离子保持溶液状态。

(2)砂岩酸对Ca²⁺、Na⁺、K⁺、NH4⁺之类的离子有很强的吸附能力。因此，在有砂岩酸存在的溶液环境中，Ca²⁺、Na⁺、K⁺、NH₄⁺之类的离子就很难有机会与F^-、SiF₆^2-形成氟盐沉淀和氟硅酸盐沉淀。

低伤害砂岩酸与现有的其他酸化剂相比有以下突出优点：

(1)应用在酸化过程中，有效地加速酸化后酸液排出，防止酸液与原油产生酸渣形成造成储层伤害；解堵后还产生良好的防膨稳砂的作用；

(2)能有效地保证酸进入油水井井眼深处，对地层伤害小，克服以往酸化易形成酸渣，需要反排，作用半径小，有效期短，现场危险性大的问题；

(3)能更大幅度提高油井渗透率；

(4)在解堵的过程中不对地层造成新的损害，不产生二次沉淀，具有长时间沉积阻垢作用；

(5)由于其解堵的过程缓慢，不对岩芯因骨架造成激烈的伤害，避免出现常规土酸酸化后，容易对地层造成骨架伤害，地层坍塌，容易出砂，解堵有效期短的问题；

(6)近井地带的腐蚀接近清水。