[发明专利]一种应用于碳酸岩储层酸压的冻胶酸体系及其制备

说明书

技术领域

本发明是一种应用于碳酸岩储层酸压改造的酸液体系及其制备。

背景技术

在碳酸盐岩储层深度酸压中所使用的深度酸压技术可以总结归纳为以下几个技术系列。

1)胶凝酸(稠化酸)酸压工艺技术

入地稠化酸最佳粘度一般在25mPa.S-30mPa.S左右，残酸返排粘度一般在5mPa.S-14mPa.S之间，既易于返排，又能够携带反应后地层裂缝中的固相微粒。

2)缓速酸工艺技术

化学缓速酸是一种加入表活剂的常规酸，该体系滤失较大，主要适合中低温白云岩储层。由于该项技术对液体滤失的控制较差，目前在现场的应用日渐减少。

3)乳化酸工艺技术

将酸与油在乳化剂存在下配成油包酸或酸包油乳化液进行使用，酸液具有的有效延迟反应时间大大延长，可以更好地实现深度酸压；同时乳化酸可以获得更加不均匀溶蚀裂缝，可以达到提高闭合裂缝的酸蚀导流能力。

4)地下交联酸(滤失控制酸)工艺技术

酸的初始粘度仅有20mPa.S-30mPa.S，当它进入地层后由于Fe3+的交联作用使其粘度大幅度提高(约1000mPa.S)，有效地阻止了酸液向孔洞和天然裂缝内滤失，在残酸条件下的还原作用又使液体粘度下降，从而使残液顺利返排。但由于该项技术需要在施工过程中对pH值进行控制，对交联与破胶的条件有一定要求，施工难度较大。

上述酸液体系各有优缺点，但实际应用于深层、超深层缝洞型碳酸岩储层时效果欠佳，主要存在问题有：

1)在深井、超深井温度条件下，酸岩反应速度快，不利于酸液深穿透；

2)酸液粘度有限，不足以有效降低酸液的滤失。特别是酸液高温耐剪切能力差，高粘度过程保持时间短，无法有效降低地层条件下的滤失。

3)无法实现酸携砂，达到酸携砂压裂的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于碳酸岩储层酸压的冻胶酸体系，通过交联剂产生的化学键作用使酸液增粘，在地面条件下形成类似压裂液的″冻胶″状，并以冻胶状进入地层，达到降滤、缓速目的。地面交联酸技术的开发，还可进一步实现酸液的携砂，拓展碳酸盐岩储层改造工艺，为深层超深层缝洞型碳酸盐岩储层改造提供一项新技术。

本发明所述的一种应用于碳酸岩储层酸压的冻胶酸体系，以质量浓度为20％的HCl重量为100％计，加入其0.8％CYY-160、1％CYY-1交联剂、1％CYY-3交联延迟剂组成；

CYY-160为2-磺基丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸与N、N-二甲基丙烯酰胺的共聚物；

CYY-1为醋酸锆、乳酸锆和氧化锆复配物；

CYY-3为柠檬酸、乳酸中的一种

CYY-5为以微胶囊包裹的氟化铵；

CYY-160、CYY-1、CYY-3、CYY-5均由新疆油田公司采油工艺研究院化学中试厂生产。

①在高速搅拌下，把粉状CYY-160胶凝剂缓慢、均匀加入酸溶液中，因胶凝剂属高分子聚合物，注意避免形成团块(鱼眼)，搅拌2小时(200毫升为一个批次)；

②酸液静置水化至少16-24小时；

③加入1％CYY-1交联剂或先加1％交联延迟剂CYY-3然后再加1％CYY-1交联剂。

增稠剂CYY-160为耐酸高分子聚合物，交联剂CYY-1为复合有机金属离子。将CYY-1与含CYY-160的盐酸溶液形成酸冻胶，可在酸压作业现场实现泵后交联，便于酸携砂压裂。同时考虑到地面交联形成冻胶后，虽然能够达到类似压裂液的携砂要求，但在深井施工中管路摩阻较高，不利于酸压裂，为此开发了与之配套使用的延迟交联剂CYY-3，通过延迟交联剂的加入，实现冻胶酸液的缓交联。

最终形成的冻胶酸体系基酸粘度大于20mPa.S(常温，170S-1剪切1h)，成胶时间在2min-7min间可自由调节。冻胶酸在90℃条件下粘度大于1000mPa.S(90℃，170S-1剪切1h)，120℃条件下粘度大于600mPa.S(120℃，170S-1剪切1h)，缓速率大于85％(90℃，10min)，破胶液粘度小于15mPa.S(90℃，170S-1)。能够较好适应深层、超深层碳酸岩储层的条件，达到降滤、缓速的目的。同时，可以进行酸携沙压裂施工。

冻胶酸综合性能