用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑，以重量百分比計，包括3.0～5.0%氨基磺酸，3.0～5.0%氟化氫銨，0~2.0%乙酸，1.0～2.0%丁炔二醇，1.0～2.0%甲醛，0.5～1.0%氯化銨，其余為水。本發(fā)明酸液溶蝕能力強，腐蝕速率低，原料以固體為主，采購、運輸便捷，成本低，酸液容易配制，施工應(yīng)用效果明顯，有效達到煤層氣井解堵增產(chǎn)的目的。
【專利說明】用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑。

【背景技術(shù)】
[0002]中國煤層氣資源豐富，埋深2000米以淺的煤層氣資源量達到36.81萬億立方米。發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)不僅可以減輕石油供給壓力、補充常規(guī)天然氣長遠資源量的不足，而且將有效改善煤礦生產(chǎn)安全條件，保護大氣環(huán)境，具有重大的國家需求。近年來，國內(nèi)各單位加大了煤層氣產(chǎn)業(yè)的投資，國家也予以政策扶持，但煤層氣井產(chǎn)氣量卻遠低于預(yù)期，其中煤層及井筒堵塞是影響煤層氣井產(chǎn)氣量的主要原因之一。
[0003]事實上，煤層氣井在生產(chǎn)過程中，煤層及井筒均易于出現(xiàn)不同程度的堵塞，而堵塞將導(dǎo)致煤層滲透率降低，產(chǎn)液量下降，壓降范圍縮小，井底壓力流失，從而影響煤層氣井的生產(chǎn)效果和產(chǎn)氣量。為解除堵塞，國內(nèi)外曾探索過擠水解堵、高能氣體解堵、電脈沖解堵等技術(shù)，但效果均不理想；而堵塞物樣品的X衍射分析結(jié)果表明，堵塞物的礦物成分主要是白云石、菱鐵礦、赤鐵礦、硅酸鹽等，是能夠與酸反應(yīng)的礦物，因此酸化可望成為解除煤層氣井污染堵塞的有效技術(shù)。
[0004]酸化解堵劑是解除煤層氣井污染堵塞的核心和關(guān)鍵。對于常規(guī)油氣井，酸化解堵劑通常采用鹽酸或土酸(鹽酸與氫氟酸組合)及其它化學(xué)助劑混合的液體體系。但對于煤層氣井，基于低成本發(fā)展戰(zhàn)略，而且液體形式的酸化解堵劑在搬運和運輸過程中更具有安全隱患，因此迫切需要一種適用于煤層氣井、低成本且安全可靠的酸化解堵劑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑，主要針對礦物成分為白云石、菱鐵礦、赤鐵礦、娃酸巖等的堵塞物，米用了固體氨基磺酸與乙酸的組合，有效溶解含鈣及鐵質(zhì)膠結(jié)物，減輕了氟化鈣等不溶物的形成，氨基磺酸的水溶液水解后具有同鹽酸相同的強酸性質(zhì)，在地層中保持較低的PH值，可以較好抑制氫氧化鐵沉淀生成，防止煤層二次污染。乙酸有效延緩硅鋁垢產(chǎn)生。酸化解堵劑不含HF，氨基磺酸與氟化氫銨借助煤層中的黏土礦物離子交換，在煤層中緩慢生成HF進行解堵，HF可以有效溶解堵塞物中的石英、長石、方解石、白云石、黏土等，對石膏和重晶石也有較好的溶解效果，從而達到緩速的目的，丁炔二醇和甲醛作為緩蝕劑使用，有效降低酸化解堵劑對煤層氣井油套管的腐蝕。本發(fā)明具有成本低、原料采購、運輸方便，使用、儲存安全環(huán)保，現(xiàn)場施工應(yīng)用容易配制的特點，在提高儲層滲透率和擴大滲流通道方面優(yōu)于常規(guī)土酸，達到煤層氣井解堵增產(chǎn)的目的。
[0006]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:
用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑，以重量百分比計，包括3.0~5.0%氨基磺酸，3.0~5.0%氟化氫銨，O~2.0%乙酸的多組分酸體系，其余為水，其中氨基磺酸、氟化氫銨為固體粉末狀，乙酸為液體態(tài)。
[0007]以重量百分比計，還包括2.0-4.0%緩蝕劑，0.5~1.0%防膨劑。
[0008]以重量百分比計，緩蝕劑包括1.0~2.0% 丁炔二醇，1.0~2.0%甲醛，其中丁炔二醇為固態(tài)形式，甲醛為液體形式。
[0009]以重量百分比計，防膨劑為氯化銨。
[0010]防膨劑為氯化銨。其他種類的防膨劑均能達到效果，優(yōu)選氯化銨。
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種適用于煤層氣井、低成本、運輸方便、安全可靠的酸化解堵劑。針對堵塞物，本發(fā)明兼顧經(jīng)濟性和實用性，選用多組分酸體系，同時為消除搬運和運輸過程中的安全隱患，盡可能采用固體形式，優(yōu)選了固體粉末狀的氨基磺酸、氟化氫銨和液體形式的乙酸作為多組分酸體系，氨基磺酸與乙酸的組合，有效溶解含鈣及鐵質(zhì)膠結(jié)物，減輕了氟化鈣等不溶物的形成，避免了儲層流體中的離子礦物與解堵劑形成的HF作用產(chǎn)生沉淀，而且液體在地層中保持較低的PH值，可以較好抑制氫氧化鐵沉淀生成，防止煤層二次污染。酸化解堵劑不含HF，氨基磺酸與氟化氫銨借助煤層中的黏土礦物離子交換，在煤層中緩慢生成HF進行解堵，HF可以有效溶解堵塞物中的石英、長石、方解石、白云石、黏土等，對石膏和重晶石也有較好的溶解效果，從而達到緩速的目的，提高了儲層滲透率和擴大滲流通道。
[0012]為降低酸化解堵劑對煤層氣井油套管的腐蝕，優(yōu)選了固體形式的丁炔二醇和液體形式的甲醛作為緩蝕劑；為防止酸化解堵劑引起黏土膨脹、分散、運移造成污染，優(yōu)選固體形式的氯化銨作為防膨劑。因此，為更好的達到酸化溶解的效果，降低酸化腐蝕和粘土膨脹分散膨脹運移帶來的污染，本發(fā)明通過大量實驗研究，采用合適的比例將固體粉末狀的氨基磺酸、氟化氫銨、丁炔二醇、氯化銨和液體形式的乙酸、甲醛復(fù)配而成的酸化解堵劑，平均溶蝕率達到37%以上，溶蝕能力強。
[0013]綜上，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明選擇固體粉末狀的氨基磺酸、氟化氫銨和液體形式的乙酸作為多組分酸體系，酸化體系簡單有效。氨基磺酸與乙酸的組合，有效溶解含鈣及鐵質(zhì)膠結(jié)物，減輕了氟化鈣等不溶物的形成，避免了儲層流體中的鉀、鈉等離子與解堵劑形成的HF作用產(chǎn)生沉淀，而且液體在地層中保持較低的PH值，可以較好抑制氫氧化鐵沉淀生成，防止煤層二次污染。
[0014]酸化解堵劑不含HF，氨基磺酸與氟化氫銨借助煤層中的黏土礦物離子交換，在煤層中緩慢生成HF進行解堵，HF可以有效溶解堵塞物中的石英、長石、方解石、白云石、黏土等，對石膏和重晶石也有較好的溶解效果。
[0015]2、本發(fā)明的對煤層氣井的溶蝕能力強，最高溶蝕能力可達到58.95%。
[0016]3、本發(fā)明優(yōu)選固體形式的丁炔二醇和液體形式的甲醛作為緩蝕劑，能夠有效降低酸化解堵劑對煤層氣井套管、設(shè)備的腐蝕。
[0017]4、本發(fā)明選擇為氯化銨作為防膨劑，能夠有效防止酸化解堵劑引起黏土膨脹、分散、運移造成污染。
[0018]5、本發(fā)明解堵劑原料成本低，采購、存儲方便，運輸便捷、現(xiàn)場容易配制等優(yōu)點?！揪唧w實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步地的詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0020]實施例1
以重量百分比計，酸化解堵劑:
5.0%氨基磺酸，4.0%氟化氫銨，2.0%乙酸，1.0%甲醛，1.5% 丁炔二醇，1.0%氯化銨，余量為水。
[0021]實施例2
以重量百分比計，酸化解堵劑:
4.0%氨基磺酸，4.0%氟化氫銨，2.0%乙酸，2.0%甲醛，1.0% 丁炔二醇，0.5%氯化銨，余量為水。
[0022]實施例3
以重量百分比計，酸化解堵劑:
4.0%氨基磺酸，5.0%氟化氫銨，2.0%乙酸，1.0%甲醛，1.0% 丁炔二醇，1.0%氯化銨，余量為水。
[0023]實施例4
以重量百分比計，酸化解堵劑:
4.0%氨基磺酸，4.0%氟化氫銨，2.0%乙酸，1.0%甲醛，1.5% 丁炔二醇，1.0%氯化銨，余量為水。
[0024]實施例5
以重量百分比計，酸化解堵劑:
4.0%氨基磺酸，3.0%氟化氫銨，1.25%甲醛，1.25% 丁炔二醇，1.0%氯化銨，余量為水。
[0025]實施例6
以重量百分比計，酸化解堵劑:
4.0%氨基磺酸，3.0%氟化氫銨，1.5%甲醛，1.5% 丁炔二醇，1.0%氯化銨，余量為水。
[0026]實施例7
以重量百分比計，酸化解堵劑:
4.0%氨基磺酸，3.0%氟化氫銨，2.0%乙酸，1.75%甲醛，1.75% 丁炔二醇，1.0%氯化銨，余量為水。
[0027]實施例8
以重量百分比計，酸化解堵劑:
4.0 %氨基磺酸，3.0 %氟化氫銨，2.0 %乙酸，2.0 %甲醛，2.0 % 丁炔二醇，1.0 %氯化銨，余量為水。
[0028]實施例9
以重量百分比計，酸化解堵劑:
4.0 %氨基磺酸，4.5 %氟化氫銨，2.0 %乙酸，1.5 %甲醛，1.5 % 丁炔二醇，1.0 %氯化銨，余量為水。
[0029]實施例10
以重量百分比計，酸化解堵劑:
3.0 % 氨基磺酸，4.0 %氟化氫銨，2.0 %乙酸，1.5 %甲醛，1.0 % 丁炔二醇，1.0 %氯化銨，余量為水。
[0030]煤層氣井在生產(chǎn)過程中，煤層及井筒均易于出現(xiàn)不同程度的堵塞。堵塞物樣品來自陜西煤層氣區(qū)塊，其堵塞物的礦物成分主要是白云石、菱鐵礦、赤鐵礦、硅酸鹽、粘土等，是能夠與酸反應(yīng)的礦物。
[0031]本發(fā)明對實施例f實施例10的酸化解堵劑進行了溶蝕實驗研究，選擇堵塞物的礦物成分主要是白z?石、菱鐵礦、赤鐵礦、娃酸鹽、粘土等的Al、A2、A3、A4四口井作為實驗對象。實驗方法為:先按照配方配制酸液，然后加入5g粒度為100目的堵塞物粉末進行溶蝕，到預(yù)定時間2h后抽濾、洗滌、干燥至恒重，稱量剩余重量，計算溶蝕率。實驗結(jié)果見表1。

【權(quán)利要求】
1.用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑，其特征是，以重量百分比計，包括3.0~5.0%氨基磺酸，3.0~5.0%氟化氫銨，O~2.0%乙酸的多組分酸體系，其余為水，其中氨基磺酸、氟化氫銨為固體粉末狀，乙酸為液體態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑，其特征是，以重量百分比計，還包括2.0~4.0%緩蝕劑，0.5-1.0%防膨劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑，其特征是，以重量百分比計，緩蝕劑包括1.0~2.0% 丁炔二醇，1.0~2.0%甲醛，其中丁炔二醇為固態(tài)形式，甲醛為液體形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于解除煤層氣井污染堵塞的酸化解堵劑，其特征是，防膨劑為氯化 銨。
【文檔編號】C09K8/528GK104073230SQ201410296454
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】郭子熙, 曾曉慧, 許雷, 陶礡, 柯西軍, 李曙光, 薛玲 申請人:郭子熙