CN104059624A - 一种解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系，由以下组分按重量百分比组成：甲烷基磺酸衍生物5-10%，异抗坏血酸2-5%，非离子表面活性剂0.5-1%，缓蚀剂0.1-0.5%，氢氟酸3-5%，小分子醇3-10%，其余为水。所述甲烷基磺酸衍生物为氨基甲烷磺酸、甲烷磺酸乙酯、甲烷磺酸甲酯、甲烷磺酸或其混合物；所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述缓蚀剂为咪唑啉季铵盐；所述小分子醇为甲醇、乙醇、异丙醇或其混合物。本发明能够有效清除钻井泥浆中的粘土矿物对储层的伤害，恢复储层的渗透性，利于油气从地层流到井筒中，具有重要的现实意义。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发领域增产过程中一种解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系。
背景技术
钻井液中需要加入大量的粘土使钻井液成为泥浆状态，从而能在钻井过程中，平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁，防止对油气层的污染和井壁坍塌。理想的施工过程是钻井液中的粘土只是吸附在井壁表面，随着后续开采的进行，吸附在井壁表面的粘土颗粒完全脱离井壁，将油气通道裸露出来，油气井能顺利生产。但是在钻井过程中，为了钻井的安全，往往井筒压力会大于地层压力导致钻井液中的泥土颗粒会在压差作用下被挤入地层的孔喉中。以前开采的疏松、大孔喉储层，钻井结束投产后的地层流体能较容易地将进入孔喉的粘土颗粒带出地层；但是对于致密、低渗透储层，地层的压力较低，储层孔喉较小，地层流体很难将粘土颗粒转移出地层，必须采用酸化的办法将地层孔喉中的粘土颗粒溶蚀返排。目前油田采用的溶蚀粘土的酸液主要是土酸酸液，该酸液由盐酸和小于5％的氢氟酸构成。前期采用土酸酸液的原因在于，粘土成分只能被氢氟酸溶蚀，但是氢氟酸溶蚀粘土后的硅酸盐产物在pH较高时很容易形成沉淀，所以需要添加盐酸保证体系的pH在较低的范围，避免沉淀的产生而导致对地层的伤害。从现场效果看，采用土酸体系对解除粘土的堵塞作用并不明显，每次土酸酸液酸化后，油气井的稳产期较短。主要是土酸体系对储层的二次伤害无法避免。土酸与钻井泥浆中的粘土成分反应后，生成的产物为氟硅酸盐，这些氟硅酸盐在环境pH较高时，会以颗粒的形式沉淀下来；盐酸的反应能力很强，进入地层后会很快与地层的碳酸盐岩矿物反应，被消耗掉，导致体系的pH很快升高，引起氟硅酸盐矿物沉淀，堵塞油气的孔喉。所以找到一种合适的酸液体系能有效解除进入地层孔喉的钻井泥浆、同时又不会对地层造成二次伤害，对开发低渗透储层是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系，能够有效清除钻井泥浆中的粘土矿物对储层的伤害，恢复储层的渗透性，利于油气从地层流到井筒中，具有重要的现实意义。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系，由以下组分按重量百分比组成：甲烷基磺酸衍生物5-10％，异抗坏血酸2-5％，非离子表面活性剂0.5-1％，缓蚀剂0.1-0.5％，氢氟酸HF3-5％，小分子醇3-10％，其余为水。
所述甲烷基磺酸衍生物为氨基甲烷磺酸、甲烷磺酸乙酯、甲烷磺酸甲酯、甲烷磺酸或其混合物。
所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
所述缓蚀剂为咪唑啉季铵盐。
所述小分子醇为甲醇、乙醇、异丙醇或其混合物。
该酸液体系的制备过程如下：先在反应釜中加入小分子醇和水，再加入异抗坏血酸、缓蚀剂和甲烷基磺酸衍生物，在室温条件下搅拌0.5-1h后，加入非离子表面活性剂，最后加HF，搅拌均匀。
钻井液对地层的伤害，主要表现在泥浆中的粘土颗粒附着在井壁，堵塞油气的通道，这在低渗透储层中表现尤为明显。有些低渗透储层钻井过程中有油气显示，但试采时不能获得工业油气流。本发明酸液体系被注入井中，酸液中的小分子醇表面张力较低，容易深入粘土附着层中，酸液中的HF随着小分子醇进入粘土层，溶解粘土，进一步将粘土吸附层的孔隙扩大。在此过程中，甲烷基磺酸衍生物在地层温度下分解形成甲烷基磺酸，该酸是一种强酸，使酸液体系的pH保持在一个较低的范围，避免HF与粘土反应形成的氟硅酸盐发生沉淀，同时，甲烷基磺酸根能与反应生成的金属离子形成络合结构，减少这些金属离子与氟硅酸根发生反应的机会，降低对地层的二次伤害。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
甲烷基磺酸相对于盐酸与碳酸盐的反应速度较低，因而，甲基磺酸在地层中消耗速度较慢，可以使体系保持在较低的pH；甲基磺酸可以和地层中的金属离子形成络合物，避免这些金属离子与氟硅酸根形成沉淀；酸液体系中加有小分子醇，前期可以引导酸液侵入堵塞的孔喉，后期降低酸液在孔喉中发生水锁的可能，使酸液反应后能快速返排出地层，避免反应后的产物被地层流体稀释后，形成沉淀；甲烷基磺酸衍生物可以生物降解，具有很好的环保效果；磺酸反应速度慢，还可以避免由于大量溶蚀井壁，引起井壁坍塌；常规盐酸挥发性太强，现场施工时会对井场周围植被和人员造成伤害，而甲烷基磺酸衍生物挥发性差，不会对井场周围造成伤害。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1
先在反应釜中加入15kg甲醇和429.25kg水，再加入15kg异抗坏血酸、0.5kg咪唑啉季铵盐和25kg氨基甲烷基磺酸，在室温条件下搅拌30min后，加入0.25kg脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂，最后加15kgHF，搅拌均匀，即得暗红色透明酸液。
实施例2
先在反应釜中加入25kg乙醇和392.1kg水，再加入10kg异抗坏血酸、2.5kg咪唑啉季铵盐和50kg甲烷磺酸乙酯，在室温条件下搅拌1h后，加入0.4kg脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂，最后加20kgHF，搅拌均匀，即得暗红色透明酸液。
实施例3
先在反应釜中加入50kg异丙醇和362.0kg水，再加入25kg异抗坏血酸、2.5kg咪唑啉季铵盐和35kg甲烷磺酸甲酯，在室温条件下搅拌1h后，加入0.5kg脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂，最后加25kgHF，搅拌均匀，即得暗红色透明酸液。
实施例4
先在反应釜中加入10kg甲醇、10kg乙醇和410.2kg水，再加入20kg异抗坏血酸、1.5kg咪唑啉季铵盐、10氨基甲烷基磺酸和20kg甲烷磺酸乙酯，在室温条件下搅拌30min后，加入0.3kg脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂，最后加18kgHF，搅拌均匀，即得暗红色透明酸液。
实施例5
先在反应釜中加入10kg异丙醇、15kg乙醇、15kg甲醇和357.5kg水，再加入25kg异抗坏血酸、2.0kg咪唑啉季铵盐和50kg甲烷磺酸甲酯，在室温条件下搅拌1h后，加入0.5kg脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂，最后加25kgHF，搅拌均匀，即得暗红色透明酸液。
采用驱替实验测试被泥浆伤害前后以及采用解堵酸液后岩心渗透率变化，对比实施例解除泥浆伤害的效果。实验结果见表1。表1中数据显示，采用本发明的解堵效果明显优于传统土酸。
表1 本发明的各实施例解除泥浆伤害效果对比
| 实施例 | 伤害前渗透率md | 伤害后渗透率md | 过酸后渗透率md | 解堵率，％ |
| 常规土酸 | 92.96 | 69.98 | 76.18 | 26.98 |
| 实施例1 | 78.24 | 42.56 | 83.66 | 115.19 |
| 实施例2 | 86.73 | 56.42 | 99.17 | 141.04 |
| 实施例3 | 105.35 | 46.84 | 108.05 | 104.61 |
| 实施例4 | 80.41 | 69.46 | 90.52 | 192.33 |
| 实施例5 | 89.16 | 51.79 | 102.34 | 135.27 |
Claims (5)
1.一种解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系，由以下组分按重量百分比组成：甲烷基磺酸衍生物5-10%，异抗坏血酸2-5%，非离子表面活性剂0.5-1%，缓蚀剂0.1-0.5%，氢氟酸3-5%，小分子醇3-10%，其余为水。
2.如权利要求1所述的解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系，其特征在于，所述甲烷基磺酸衍生物为氨基甲烷磺酸、甲烷磺酸乙酯、甲烷磺酸甲酯、甲烷磺酸或其混合物。
3.如权利要求1所述的解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系，其特征在于，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
4.如权利要求1所述的解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系，其特征在于，所述缓蚀剂为咪唑啉季铵盐。
5.如权利要求1所述的解除泥浆对低渗透储层伤害的酸液体系，其特征在于，所述小分子醇为甲醇、乙醇、异丙醇或其混合物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140924 |