建造納米孔縫的地層自生清潔潛在酸cap配制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于地下能源開發(fā)增儲增產(chǎn)儲層改造，特別提供建造納米孔縫的地層自生 清潔潛在酸CAP配制方法。 技術(shù)背景：
[0002] 現(xiàn)有的酸化液反應(yīng)速度特別快，有效作用距離極短，且易形成砂堵，酸化效果差。 酸化嚴重腐蝕井筒管柱，酸化必須換管柱。換管柱需要一周時間，花費十多萬元。
[0003] 張懷香等由甲醛和鹵銨鹽在一定條件下生成的一種LZR潛在酸鹽酸。勝利油田 1994年用鹵化銨-甲醛制成潛在酸，在地層生成鹽酸。西南石油大學研制出延遲酸RA體 系（液體類）：由烯烴類化合物、氯氣與催化劑在一定條件下反應(yīng)后制得R-2延遲主劑，由 芳烴類化合物在一定條件下氧化后制得R-3延遲劑副劑，由無機類物質(zhì)及表面活性劑復配 而成R-4助溶劑。R-2，R-3，R-4三種物質(zhì)加水配制成延遲酸，在地層溫度下緩慢生成鹽酸。 劉友權(quán)等用28% (A+B)+18%氯乙酸鹽I研發(fā)了一種適合150°C高溫下碳酸鹽巖儲層改造的 復合自生酸體系生成HCl。楊琦等用甲酸甲酯+氯化銨在地層生成鹽酸。
[0004] 現(xiàn)有的潛在酸只能用于致密儲層改造，提高導流能力，增加產(chǎn)量?，F(xiàn)有的潛在酸對 于超致密儲層擴大納米孔縫，提高吸附氣、吸附油的解吸速度的作用不大，不會增加超致密 儲層吸附氣、吸附油的儲量和產(chǎn)量。
[0005] 現(xiàn)有的壓裂液很難壓破超致密、高水敏、高破裂壓力的儲層。即使壓破儲層也只能 壓破儲層造單一縫，會污染儲層。國內(nèi)外目前還沒有建造納米孔縫的地層自生清潔潛在酸。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種建造、溝通、擴大納米孔縫的地層自生清潔潛在酸CAP 配制方法。地層自生清潔潛在酸CAP的注入流體在地面不是酸，在井筒不是酸，注入地層 也不是酸，停止注入后在地層溫度、壓力下反應(yīng)一段時間后才生成酸。地層自生清潔潛在 酸CAP不腐蝕或低腐蝕注酸系統(tǒng)設(shè)備和井筒管柱，可以不換管柱進行地層自生清潔潛在酸 CAP注入施工作業(yè)。地層自生清潔潛在酸CAP使注入流體經(jīng)過的區(qū)域都能溶蝕孔縫中的膠 結(jié)物和壁面，建造、溝通、擴大納米孔隙，極大地提高有效作用距離。地層自生清潔潛在酸 CAP的作用是形成先導的納米引導孔縫，為后續(xù)壓裂形成納米、微米、毫米等多級網(wǎng)絡(luò)裂縫 奠定很好的基礎(chǔ)，真正實現(xiàn)提高吸附氣、吸附油的解吸速度，同時增加儲量、增加產(chǎn)量。地層 自生清潔潛在酸CAP還可以在地球任意處實現(xiàn)開發(fā)利用干熱巖熱能發(fā)電。通過注入地層自 生清潔潛在酸CAP，建造、擴大納米孔隙，提高吸附氣、吸附油解吸速度，實現(xiàn)吸附氣、吸附油 的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007] 地層自生清潔潛在酸CAP是以建造、溝通、擴大納米孔隙，提高解吸速度為基礎(chǔ)。 地層自生清潔潛在酸CAP將以滲流為基礎(chǔ)的滲流石油工程改造為以解吸為基礎(chǔ)的解吸石 油工程。
[0008] 創(chuàng)新點：
[0009] 先在地層條件下生成甲醛；然后在地層條件下同時生成鹽酸、氫氟酸、硫酸、磷酸、 碳酸；利用地層烷烴智慧生成甲酸、乙酸、丁酸、丙酸；系統(tǒng)全面完整生成清潔潛在酸CAP系 列，屬于國際創(chuàng)新，達到國際領(lǐng)先水平。
[0010] 地層自生清潔潛在酸CAP是發(fā)明者智慧納米壓裂、智慧納米采油系列發(fā)明的其中 一個發(fā)明。
[0011] 實用性：
[0012] 超致密砂巖油氣藏、超致密碳酸鹽巖油氣藏儲層改造需要地層自生清潔潛在酸 CAP。已開發(fā)砂巖油氣藏、碳酸鹽巖油氣藏深化開發(fā)基巖中的吸、吸附油，都需要地層自生清 潔潛在酸CAP進行儲層改造。煤層氣、頁巖氣、頁巖油的壓裂，都需要地層自生清潔潛在酸 CAP。干熱巖熱能開發(fā)建造人工儲流層，也需要地層自生清潔潛在酸CAP。地層自生清潔潛 在酸CAP需求量大、市場大、需求時間具有持久性。地層自生清潔潛在酸CAP的經(jīng)濟效益、 社會效益都是難以估量的。地層自生清潔潛在酸CAP能增儲增產(chǎn)，使難開發(fā)的油氣能工業(yè) 化開發(fā)，中國的能源完全可以快速自產(chǎn)自足，突破對中國石油的國際封鎖，中國改革的速度 會大步加快；可以解決大量的就業(yè)；更重要地是保證全國各行各業(yè)高速增長的能源需求， 并為國家創(chuàng)造大量經(jīng)濟收入。
[0013] 地層自生清潔潛在酸CAP具有廣泛的實用性，可以大批量組織生產(chǎn)。
[0014] 地層自生清潔潛在酸CAP可以用于煤層氣井，超致密砂巖、頁巖油氣水、花崗巖、 碳酸鹽巖、泥巖、砂質(zhì)泥巖油氣水井，如表1。
[0015] 表1地層自生清潔潛在酸CAP分類、型號、特點
[0016]
【主權(quán)項】
1. 配制地層自生清潔潛在酸CAP的配制方法，其特征在于按總原則、總目標、地層巖 性、地層溫度和基料的水溶性配制能在地層自生無機酸和有機酸的地層自生清潔潛在酸 CAP。地層自生清潔潛在酸CAP的總原則是巖石溶蝕率最大，酸化殘液殘渣量最小，有效作 用距離最長，壓裂破裂壓力和施工壓力下降最大，納米級、微米級、毫米級孔縫建造最好，納 米孔隙吸附氣、吸附油解吸速度最大，導流能力增加最大，增儲增產(chǎn)效果最好。1 %地層自生 清潔潛在酸CAP的總目標是：巖石緩蝕率20 %~70 %，酸化殘液殘渣量Omg / L~200mg / L，巖石溶蝕有效作用距離提高1~10倍，納米孔縫擴大20 % -100%，滲透率增加30 %~ 300%，驅(qū)替壓力下降最大10%~60%，降阻率最大，防膨率最大（80%~150% )，水敏指 數(shù)-0· 01~-10,酸敏指數(shù)-0· 01~-10,賈敏阻力、水封阻力、毛管阻力降低下降8 %~ 201N-80鋼片90°C靜態(tài)腐蝕速率小于2g/ (mVi) ;90°C動態(tài)腐蝕速率小于IOg/ (mVi)。 注： 賈敏阻力降低率=(油驅(qū)水入口壓力-潛在酸驅(qū)油入口壓力）/油驅(qū)水入口壓力 *100%。 水鎖阻力降低率=(地層水驅(qū)替的壓力-潛在酸驅(qū)替的壓力）/地層水驅(qū)替的壓力 *100%。 毛管阻力降低率=(地層水驅(qū)替的毛管力P5tl-潛在酸驅(qū)替的毛管力P5tl) /地層水驅(qū)替 的毛管力P5Q*100%。
可采用水驅(qū)方法，用公式1-4計算毛管壓力。
2. 按照權(quán)利要求1所述，其特征在于地層自生清潔潛在酸CAP易于建造納米孔縫，提高 解吸速度，使吸附氣、吸附油能工業(yè)化開采。地層自生清潔潛在酸CAP是易溶于水且相對分 子質(zhì)量小于500,經(jīng)配液車或大排量泵循環(huán)均勻溶于水，分子直徑0. 08nm~0. 27nm，易于進 入粘土礦物表面6個氧原子圍成直徑0. 28nm內(nèi)空抑制離子交換，溝通納米孔縫；并且易于 進入基巖0. 38nm的孔縫抑制離子交換，同時溶蝕納米孔縫壁面巖石，擴大納米孔縫。地層 自生清潔潛在酸CAP既易于溶蝕建造、溝通、擴大納米級孔縫；又能溝通、擴大微米級、毫米 級孔縫；建造納米級、微米級、毫米級、厘米級的體積網(wǎng)狀裂縫，同時提高解吸速度、擴散速 度和滲流速度，使吸附氣、吸附油能工業(yè)化開采。
3. 按照權(quán)利要求1、2所述，其特征在于地層自生清潔潛在酸CAP的基料分為兩類。第 一類是地層自生潛在醛類、水溶性銨鹽、有機胺、適量催化劑固態(tài)有機酸、表面活性劑等。這 些基料在地層條件下生成無機酸鹽酸、氫氟酸、硫酸、磷酸、碳酸。第二類基料是少量醋酸 鹽類、丙酸鹽類、硫酸鹽類催化劑。這些催化劑利用地層自身富集的有機烴（無需人工加 入）、地層溫度、地層壓力，將地層作為智慧反應(yīng)爐，在地層生成有機酸甲酸、乙酸、丁酸、丙 酸等。地層自生清潔潛在酸CAP通過絡(luò)合劑、阻垢分散劑使酸化殘液殘渣量達到最小。
4. 按照權(quán)利要求1-3所述，其特征在于可以單獨使用第一類基料，也可以單獨使用第 二類基料，也可以同時使用第一類基料和第二類基料。
5. 按照權(quán)利要求1-4所述，其特征在于地層自生清潔潛在酸CAP的成分和含量是相 對的，由總原則、總目標、地層巖性、地層有機烴、地層溫度、地層壓力、基料的水溶性具體確 定。清潔潛在酸CAP的成分和含量的確定方法是：第一步，分別用鹽酸、氫氟酸、硫酸、磷酸、 碳酸、甲酸、乙酸、丁酸、丙酸做巖石溶蝕實驗，根據(jù)巖石溶蝕率由大到小排序；第二步，分別 用鹽酸、氫氟酸、硫酸、磷酸、碳酸、甲酸、乙酸、丁酸、丙酸對地層巖芯在地層溫度、地層壓力 下做驅(qū)替實驗，由驅(qū)替壓力下降的降阻率由大到小排序；第三步，初步確定鹽酸、氫氟酸、硫 酸、磷酸、碳酸、甲酸、乙酸、丁酸、丙酸用量，配制第一個配方；第四步，用第一個配方做巖芯 驅(qū)替實驗，計算降阻率。第五步，反復修改配方，直至降阻率最低。第六步，根據(jù)最佳配方， 再反推第一類、第二類基料的用量。
6. 按照權(quán)利要求1-5所述，其特征在于地層自生清潔潛在酸CAP在地面、井筒不是酸， 或是腐蝕性很弱的弱酸，將地層作為智慧反應(yīng)爐，在地層溫度、地層壓力下生成無機強酸和 有機酸，超遠距離的溶蝕巖石建造、溝通、擴大納米級、微米級、毫米級孔縫。
7. 按照權(quán)利要求1-6所述，其特征在于酸化施工不換管柱酸化。
8. 按照權(quán)利要求1-7所述，其特征在于地層自生清潔潛在酸CAP與清潔緩速酸復合使 用，效果倍增。參見已申報專利：不換管柱建造巖石納米孔縫的清潔緩速酸配制方法。
9. 按照權(quán)利要求1-8所述，其特征在于首先使用溶解壓裂液壓裂后，再復合使用地層 自生清潔潛在酸CAP與清潔緩速酸壓裂，建造納米級、微米級體積網(wǎng)狀縫效果特別好。參見 已申報專利：溶解巖石建造納米孔縫的清潔溶解壓裂液配制方法。
【專利摘要】該發(fā)明建造納米孔縫的地層自生清潔潛在酸CAP配制方法，屬地下能源開發(fā)儲層改造。其特征是根據(jù)巖石成分，按巖石溶蝕率最大，壓裂破裂壓力和施工壓力下降最大，納米級孔縫建造最好的原則，用地層自生潛在醛類、無機銨鹽、有機銨、表面活性劑在地層條件下智慧生成無機酸和有機酸，實現(xiàn)不換管柱酸化，使注入?yún)^(qū)域地層都能建造以納米孔縫為基礎(chǔ)的多級網(wǎng)狀裂縫，提高吸附氣、吸附油解吸速度，提高導流能力，增儲增產(chǎn)。該地層自生清潔潛在酸CAP特別適用于強水敏、煤層氣、頁巖油氣、超致密油氣地層壓裂。
【IPC分類】C09K8-72
【公開號】CN104877660
【申請?zhí)枴緾N201410080758
【發(fā)明人】馮文光, 馮妍, 馮卓, 馮博
【申請人】成都能生材科技開發(fā)有限責任公司
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2014年2月28日