不換管柱建造巖石納米孔縫的清潔緩速酸CAr配制方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域：
[0002] 本發(fā)明屬于地下能源開發(fā)增儲(chǔ)增產(chǎn)儲(chǔ)層改造酸化壓裂的的清潔緩速酸，特別提供 不換管柱建造巖石納米孔縫的清潔緩速酸配制方法。 技術(shù)背景：
[0003] 現(xiàn)有的酸化液反應(yīng)速度太快，有效作用距離極短，且易形成砂堵。油氣井酸化常用 鹽酸、甲酸、醋酸、多組分酸、乳化酸、稠化酸、泡沫酸、土酸。國(guó)外Dawell公司用CT和暫時(shí) 交聯(lián)稠化酸體系作為轉(zhuǎn)向劑，Hallib-urton公司將交聯(lián)酸（TCA)作為液體轉(zhuǎn)向劑。我國(guó)研 制成功耐酸、耐高溫、耐剪切的稠化劑RTA，CTl-6,CT1-9、VY-101、新型土酸。Halliburiton 公司的Schuchart和GdanskiRD在1996年歐洲石油會(huì)議上介紹了適合高溫的緩速HF酸 NAS-I和NAS-II防止粘上膨脹。
[0004] 很多酸化液采用高分子做稠化劑，這種稠化劑有兩個(gè)缺點(diǎn)：高分子的分子直徑大 于納米，堵塞納米孔隙，不能擴(kuò)大納米孔隙，提高吸附油、吸附氣的解吸速度；易容易形成酸 化殘?jiān)?，這些殘?jiān)纬沙恋?，堵塞孔隙?br>[0005] 這些酸化液都是以滲流為基礎(chǔ)，提高滲透率、提高導(dǎo)流能力。
[0006] 煤層氣、頁(yè)巖氣的工業(yè)化開采展示了吸附氣的工業(yè)化開采前景。吸附氣、吸附油分 布極為廣泛、儲(chǔ)量極其客觀。在已開采的油氣藏的基巖中也富集吸附油、吸附氣。
[0007] 現(xiàn)有的石油地質(zhì)、石油工程是以滲流為基礎(chǔ)。儲(chǔ)量審核只考慮大于孔隙度下限、可 以滲流的儲(chǔ)層。對(duì)于孔隙度下限以下的納米級(jí)孔隙中，以吸附態(tài)富集在納米孔隙中難以滲 流的巨量吸附氣、吸附油，國(guó)內(nèi)外都沒有考慮生產(chǎn)。
[0008] 創(chuàng)新點(diǎn)：
[0009] 第一、清潔緩速酸能擴(kuò)大納米孔隙，提高吸附油、吸附氣的解吸速度。第二、根據(jù)各 種油氣藏、各種油氣水井的巖性、溫度、壓力，配制完全符合實(shí)際情況的清潔緩速酸。第三， 緩速酸是清潔，酸化生成物被絡(luò)合、被阻垢分散，沒有沉淀或極少沉淀。
[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種溶蝕巖石，建造、溝通、擴(kuò)大納米孔縫的清潔緩速酸配制 方法。清潔緩速酸可以提高有效作用距離，使注入流體經(jīng)過的區(qū)域都能溶蝕建造、溝通、擴(kuò) 大納米孔縫。清潔緩速酸的作用是形成先導(dǎo)的納米引導(dǎo)孔縫，為后續(xù)壓裂形成納米、微米、 毫米、厘米等多級(jí)網(wǎng)絡(luò)裂縫奠定很好的基礎(chǔ)，真正實(shí)現(xiàn)提高吸附氣、吸附油的解吸速度，同 時(shí)增加儲(chǔ)量、增加產(chǎn)量。清潔緩速酸還可以在地球任意處實(shí)現(xiàn)開發(fā)利用干熱巖熱能發(fā)電。通 過注入清潔緩速酸，建造、擴(kuò)大納米孔縫，提高吸附氣、吸附油解吸速度，實(shí)現(xiàn)吸附氣、吸附 油的工業(yè)化生產(chǎn)。
[0011] 清潔緩速酸是以建造、溝通、擴(kuò)大納米孔縫，提高解吸速度為基礎(chǔ)。清潔緩速酸將 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。
[0012] 清潔緩速酸是發(fā)明者智慧納米壓裂、智慧納米采油系列發(fā)明的一個(gè)發(fā)明。
[0013] 清潔緩速酸有廣闊的應(yīng)用前景。
[0014] 地球任意處地下都有巨厚的超致密巖石，超致密巖石都有吸附氣。超致密砂巖油 氣藏、超致密碳酸鹽巖油氣藏中都有大量的吸附氣、吸附油。現(xiàn)有已開采的中高滲油氣藏的 致密基質(zhì)中仍有大量的吸附氣、吸附油。開發(fā)干熱巖熱能和地下吸附氣、吸附油，清潔緩速 酸需求量大、市場(chǎng)大、需求時(shí)間具有持久性。清潔緩速酸的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益都是難以估 量的。第一，全世界各地都有豐富但難采的地下能源都可以用清潔緩速酸開采，能源戰(zhàn)爭(zhēng)會(huì) 逐步減少，能源戰(zhàn)爭(zhēng)的災(zāi)難也會(huì)逐步減少。第二，中國(guó)的能源完全可以快速自產(chǎn)自足，突破 對(duì)中國(guó)石油的國(guó)際封鎖，中國(guó)改革的速度會(huì)大步加快。第三，吸附氣、吸附油的開發(fā)不但可 以解決大量的就業(yè)，更重要地是保證全國(guó)各行各業(yè)高速增長(zhǎng)的能源需求，并為國(guó)家創(chuàng)造大 量經(jīng)濟(jì)收入。
[0015] 清潔緩速酸具有廣泛的實(shí)用性，可以大批量組織生產(chǎn)。
[0016] 注：基巖是指儲(chǔ)層巖石骨架的礦物巖石。
[0017] 針對(duì)不同的巖石及膠結(jié)物、充填物，配制完全適應(yīng)的清潔緩速酸?？傇瓌t是：溶蝕 率最大、巖層破裂壓力和壓裂施工壓力下降最大，更有效地降阻造孔造縫。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 1.清潔緩速酸溶蝕孔縫中的膠結(jié)物和孔縫壁面，建造、溝通、擴(kuò)大納米孔縫。
[0019] 2. 1%清潔緩速酸對(duì)高嶺土的溶蝕度大于2%，鈉膨潤(rùn)土的溶蝕度大于2%，伊利 石的溶蝕度大于2 %，綠泥石的溶蝕度大于2 %，石英的溶蝕度大于2 %，方解石的溶蝕度大 于2%，白云石的溶蝕度大于2%，長(zhǎng)石的溶蝕度大于2 %，碌巖的溶蝕度大于2%，砂巖的 溶蝕度大于2 %，粉砂巖的溶蝕度大于2 %，砂質(zhì)泥巖的溶蝕度大于2 %，煤粉的溶蝕度大于 2%，.花崗巖的溶蝕度大于2%，......
[0020] 3. 1 %清潔緩速酸對(duì)鈉膨潤(rùn)土的防膨率70 %~200 %。
[0021] 4. 1 %清潔緩速酸進(jìn)行巖心驅(qū)替降阻率：15%~70%。滲透率增加20%~400%。 滲透率損失率為負(fù)值。
[0022] 5. 1 %清潔緩速酸的水敏指數(shù)為負(fù)值，水敏指數(shù)-0. 01~-10。
[0023] 6. 1 %清潔緩速酸的酸敏指數(shù)為負(fù)值，酸敏指數(shù)-0. 01~-10。
[0024] 7. 1%清潔緩速酸使壓裂施工破裂壓力下降10%~40%，壓裂施工壓力下降 20%~50%，平均施工壓力下降810^~1510^。
[0025] 8. 1 %清潔緩速酸濾失系數(shù)大于Im / min1 / 2。
[0026] 9.該清潔緩速酸易于低溫溶蝕，根據(jù)施工地的氣候，凝固點(diǎn)低于施工地的溫度的 溶劑。
[0027] 10.該清潔緩速酸符合環(huán)保要求。
[0028] 實(shí)例1.液態(tài)清潔緩速酸CArL可以用于煤層氣井，超致密砂巖、頁(yè)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。
[0029] 表1液態(tài)清潔緩速酸的型號(hào)和特點(diǎn)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 不換管柱建造巖石納米孔縫的清潔緩速酸CAr的配制方法，其特征在于按清潔緩 速酸的總原則和總目標(biāo)、以巖石礦物成分和基料的水溶性為基礎(chǔ)配制清潔緩速酸。清潔緩 速酸的總原則是：巖石緩蝕率最大，鋼管腐蝕速率最小，穩(wěn)定三價(jià)鐵離子能力最強(qiáng)，有效作 用距離最長(zhǎng)，巖石溶蝕率最大，酸化殘液殘?jiān)孔钚?，巖層破裂壓力和壓裂施工壓力下降最 大，經(jīng)配液車或大排量泵車循環(huán)易均勻溶于水，既能建造、溝通、擴(kuò)大納米級(jí)孔縫，又能溝 通、擴(kuò)大微米級(jí)、毫米級(jí)孔縫。1%清潔緩速酸配制的總目標(biāo)為：巖石緩蝕率40% -95%，巖 石溶蝕有效作用距離提高1-10倍，穩(wěn)定三價(jià)鐵離子能力> 80000mg / L，酸化殘液殘?jiān)?Omg / L~200mg / L，納米孔縫擴(kuò)大20 %-100%，滲透率增加30 %-400%，破裂壓力降低 10% -30%，壓裂施工壓力降低10% -60%，驅(qū)替壓力下降10% -60%，降阻率10% -60%， 防膨率（80%~150% )，水敏指數(shù)為負(fù)-0. 1~-10,酸敏指數(shù)為負(fù)-0. 1~-10,賈敏阻力降 低8%~20%、7jC封阻力降低8%~20%，毛管阻力降低8%~20%。N-80鋼片90°C靜態(tài) 腐蝕速率小于5g / (m2*h) ;90°C動(dòng)態(tài)腐蝕速率小于15g / (m2*h)。 清潔緩速酸優(yōu)點(diǎn)是特別適應(yīng)于強(qiáng)水敏、強(qiáng)酸敏、超致密、超異常高壓、高破裂壓力地層 的煤巖、頁(yè)巖、砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、碳酸鹽巖等超致密吸附氣、吸附油、游離氣、游離油地 層壓裂，溶蝕建造、溝通、擴(kuò)大納米級(jí)孔縫。 清潔緩速酸CAr特別適應(yīng)于干熱巖花崗巖壓裂造縫采熱水發(fā)電。 注： 賈敏阻力降低率=(油驅(qū)水入口壓力-緩速酸驅(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-緩速酸驅(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-緩速酸驅(qū)替的毛管力P5tl) /地層水驅(qū)替 的毛管力p5，100%。
可采用水驅(qū)方法，用公式1-4計(jì)算毛管壓力。
2. 按照權(quán)利要求1所述，其特征在于清潔緩速酸易于建造納米孔縫，提高解吸速度，使 吸附氣、吸附油能工業(yè)化開采。清潔緩速酸是易溶于水且相對(duì)分子質(zhì)量小于500,經(jīng)配液車 或大排量泵車循環(huán)均勻溶于水，分子直徑〇. 〇8nm~0. 27nm，易于進(jìn)入粘土礦物表面6個(gè)氧 原子圍成直徑〇. 28nm內(nèi)空抑制離子交換，溝通納米孔縫；并且易于進(jìn)入基巖0. 38nm的孔縫 抑制離子交換，同時(shí)溶蝕納米孔縫壁面巖石，擴(kuò)大納米孔縫。清潔緩速酸既易于溶蝕建造、 溝通、擴(kuò)大納米級(jí)孔縫；又能溝通、擴(kuò)大微米級(jí)、毫米級(jí)孔縫；建造納米級(jí)、微米級(jí)、毫米級(jí)、 厘米級(jí)的體積網(wǎng)狀裂縫，同時(shí)提高解吸速度、擴(kuò)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，其特征在于清潔緩速酸基料來源有兩種。第一種來源是工 廠能生產(chǎn)的現(xiàn)成原料。第二種來源是利用地層溫度、壓力、有機(jī)物、無機(jī)物，添加適量的原料 和催化劑，將地層作為智慧反應(yīng)爐，在地層反應(yīng)生成能溶蝕巖石建造、溝通、擴(kuò)大納米級(jí)、微 米級(jí)、毫米級(jí)孔縫的清潔緩速酸基料。清潔緩速酸通過絡(luò)合劑、阻垢分散劑使酸化殘液殘?jiān)?量達(dá)到最小。 注： IO6Ami 腐蝕速率Vi = V「單片腐蝕速率，g / (m2*h); Λ Hii-試片腐蝕失量，g ; Ati-反應(yīng)時(shí)間，h ; Ai-試片表面積，mm2。 可一13 緩蝕率a = Vq 巧-鹽酸腐蝕速率，V-清潔緩速酸腐蝕速率。 緩蝕率=(相同時(shí)間內(nèi)）（鹽