[发明专利]一种适用于低渗煤层气储层增产的环保型酸化工作液

说明书

本发明提供了一种适用于低渗煤层气储层增产的环保型酸化工作液，属于煤层气开发技术领域。本发明的环保型酸化工作液由有机酸、螯合剂、防膨剂和缓蚀剂等组成，每100份水中包含以下质量份的各组分：有机酸7‑9份，螯合剂4‑5份，防膨剂4份，缓蚀剂0.5‑1份；有机酸由甲酸和柠檬酸组成，螯合剂由谷氨酸N,N‑二乙酸(GLDA)和N‑β‑羟基乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)组成，防膨剂由氯化钾和氯化铵组成。本发明的环保型酸化工作液对煤岩中的结晶矿物有较好的溶蚀效果，可使煤岩裂缝宽度、孔隙度增大，进而增加气测渗透率；同时其对管材的腐蚀性低，不会对煤矿地下水造成污染，也不会影响后期生产的煤炭产品品质，在低渗煤层气储层增产中具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及煤层气开发技术领域，尤其涉及一种适用于低渗煤层气储层增产的环保型酸化工作液。

背景技术

煤层气是一种十分重要的非常规天然气，吸附在煤基质颗粒表面或以游离态形式存在于煤岩的孔隙裂隙中，是煤的伴生矿产资源。虽然我国具有非常丰富的煤层气资源，但由于其较低的渗透率(一般在0.001-0.1mD)，制约了煤层气的开发与利用。

目前在低渗煤层气增产中广泛使用的水力压裂技术虽然能够有效地沟通煤岩中的割理和构造裂隙，但由于煤岩具有较强的应力敏感性，在高压下裂隙会闭合，影响煤层气解吸和最终煤层气井的产气效果，且高压容易沟通煤层与顶底板的含水层。

另一方面，酸化技术是油气田开发中高油气产量的重要手段之一，其是通过井眼向地层注入一种或几种酸液，当酸液溶蚀煤岩胶结物或地层孔隙、裂隙中的堵塞物后，能够恢复或提高地层渗透性。传统的酸化技术中常规酸液如盐酸或土酸存在对井管腐蚀性较强、容易生成氟化钙和硅胶等沉淀物造成二次伤害的问题。因此，低渗煤层气井增产作业中迫切需要一种能适应其储层物性的新型酸化技术。

中国发明专利“一种提高煤层渗透率的酸化溶液的化学配方”(公开号：106497540A)提供了一种提高煤层渗透率的酸化溶液的化学配方，由以下成分按重量百分比组成：盐酸12-15％、氢氟酸2-2.5％、酸化缓速剂2.5-3％、酸化缓蚀剂1.5-1.8％、铁离子稳定剂0.3-0.5、防膨剂2-2.2％、余量为水。该发明主要针对为煤层中所含有的方解石、白云石、硅酸盐等矿物成分，这些矿物成分被酸化溶液溶解后，随酸化溶液从煤层流出，增加了煤层中的裂隙以及裂隙的连通性，从而增大煤层的渗透率，提高煤层气的抽采效果。但由于其配方中主要成分为盐酸和氢氟酸，在酸化过程中，盐酸易产生引起伊利石矿物的运移，氢氟酸容易生产氟化钙沉淀，同时两种酸液对井底钻具腐蚀较为强烈。

中国发明专利“用于解除煤层气井污染堵塞的酸化解堵剂”(公开号：104073230A)提供了一种用于解除煤层气井污染堵塞的酸化解堵剂，以重量百分比计，包括3.0-5.0％氨基磺酸，3.0-5.0％氟化氢铵，0-2.0％乙酸，1.0-2.0％甲醛，0.5-1.0％乙炔二醇，0.5-1.0％氯化铵，其余为水。该发明具有溶蚀能力强，腐蚀速率低的特点，利用乙酸、氨基磺酸与氟化氢铵缓慢生成氢氟酸溶蚀煤层中的硅酸盐矿物和碳酸盐矿物等。但是其解堵剂中含有氟化物，残酸危害高，对环境存在污染。

中国发明专利“一种适用于复杂岩性储层酸化的解堵剂及酸化解堵方法”(公开号：103484088B)公开了一种适用于复杂岩性储层酸化的解堵剂，由以下重量百分比的原料混合制成：盐酸肼10-25％，含氟化合物2-6％，酸化缓蚀剂0.3-3％，破乳助排剂0.3-3％，酸化用铁离子稳定剂0.3-3％，粘土稳定剂0.3-3％，余量为水。解堵剂采用粉末状盐酸肼与含氟化合物混合后在储层中缓慢生成氢氟酸进行解堵，具有原料运输方便，使用安全环保的特点：通过盐酸肼与含氟化合物在地层中生成氢氟酸，达到缓速的目的，在提高储层渗透率和穿透深度方面明显优于常规土酸。解堵成本低，穿透深度大，能够很好的控制酸岩反应速度，提高酸化解堵效率，同时降低酸液对金属管线和设备的腐蚀，防止地层污染。其存在的不足之处在于其配方中加入了大量的盐酸肼和含氟化合物，对煤矿地下水存在潜在的威胁。