[发明专利]用于受控地输送酸的组合物和方法

说明书

本申请描述了用于将酸受控地输送到期望位置，例如到地层的组合物和方法。

发明领域

本申请涉及用于将酸受控地输送至例如地层的组合物和方法。

背景技术

据估计，世界上很大一部分油气储量位于碳酸盐岩储层中，其值分别为60％和40％(斯伦贝谢市场分析，2007)。这些异相碳酸盐岩层的矿物质主要由方解石、白云石或其组合组成。增产方法通常依赖于使用合适的酸刺激技术，因为它们已被证明能成功且有效地溶解钙和镁基碳酸盐。已有几种酸平台被石油和天然气运营商广泛用于刺激碳酸盐岩层。这些酸平台包括但不限于使用强无机酸(例如，盐酸、HCl)、胶凝和乳化的酸、有机酸(如甲酸(CH₂O₂)和乙酸(C₂H₄O₂))及其组合。虽然这些技术是有效的，但仍需改进从而使例如酸更深地渗透到储层中，或使所用酸的量最小化，或两者都实现。

发明简述

不仅是石油和天然气行业，其他行业如生物医学和半导体行业都需要将酸(无机或有机性质的酸)受控地输送到特定地点的位置，从而来应对与酸的腐蚀性质等相关的各种挑战，以及与处理酸相关的难点和安全问题。如上所述，石油和天然气行业使用酸系统来刺激烃储集(如碳酸盐岩储层)。一般用酸系统通过溶解地层产生虫洞或者通过减少由钻井引起的近井筒区域的损坏来创造一条更具传导性的流动路径使石油或天然气流过。

一般使用强无机酸(如盐酸HCl)来刺激由方解石、白云石等组成的碳酸盐岩层。在现场，通常优选用HCl处理，因其能与方解石和白云石反应产生易溶于水的产物，所以对地层几乎没什么损害。另外，HCl酸系统非常具有成本效益，因此在经济上是有利的。然而，由于腐蚀性以及快速反应动力学(岩石-HCl)导致活酸快速消耗等原因，这种处理方式在持久性和实际应用方面会引起很严重的问题。结果导致需要大量的酸，甚至即便如此，活酸仍没能更深地渗透到储层中。这种处理方式的其它缺点包括与在井场转移和处理腐蚀性酸相关的各种安全问题，以及在井筒附近发生不期望的酸反应从而导致钻井设备、管道和套管发生腐蚀。已有各种替代方法来解决这些问题，包括但不限于使用：(1)有机合成酸、(2)胶凝酸、(3)乳化酸和(4)产酸酶。

在一个方面，本申请描述了涉及用于将酸受控地递送至特定位置的组合物和方法的技术，从而最小化本文所述的某些挑战。在一些实施方案中，用于将酸受控地递送至特定位置的组合物包括能够在所需位置或时间原位产生酸的组合物。在一些实施方案中，如本申请所述，组合物包含一种或多种氧化剂、一种或多种盐和可选的一种或多种螯合剂的组合。在一些实施方案中，本申请中描述的方法包括将酸受控地递送至含有烃储集的地层，例如碳酸盐层、砂岩层或页岩层。在一些实施方案中，将酸受控地输送至含有烃储集的地层减少了与酸处理相关的钻井设备、管道和套管腐蚀的发生。在一些实施方案中，将酸受控地递送至含有烃储集的地层能使酸渗透到所述层中的深度比其他方式所能达到的深度更深。

在一些实施方案中，将酸受控地递送至含有烃储集的地层可以减轻在钻井过程中引起的层损害。在一些实施方案中，在钻井过程期间引起的层损害可能是滤饼损坏。滤饼损坏可导致近井筒区域的渗透性降低，导致产量下降。在一些实施方案中，为了恢复渗透性，根据本申请所述的方法通过酸的控制输送来处理受损区域。在一些实施方案中，所述方法用于消除(dissolve)已传到烃储集深处中的滤饼损坏。在一些实施方案中，滤饼损坏由碳酸盐层引起。在一些实施方案中，滤饼损坏由碳酸钙引起。在一些实施方案中，本申请描述了一种将酸受控地输送到地层以处理钻井诱导的层损坏的方法。在一些实施方案中，对钻井诱导的层损害的处理涉及滤饼溶剂化。在一些实施方案中，对钻井诱导的层损坏的处理提升了滤饼渗透性。在一些实施方案中，对钻井诱导的层损坏的处理涉及滤饼去除。