一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系

本申请涉及油田基质酸化，尤其涉及一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系。

背景技术：

1、砂岩油气井或注水井在开采或回注过程中，不可避免的引起一定程度的地层伤害，常见的堵塞类型有无机堵塞和有机堵塞，无机堵塞多以地层或井筒结垢、地层微粒运移等造成，有机堵塞多以蜡质、沥青质等析出造成。有机堵塞常用有机溶剂进行解堵，而无机堵塞常用基质酸化进行处理。砂岩基质酸化最常用也是最古老的酸液组合是土酸体系(hcl+hf)，但随着勘探深度的不断增加，处理储层的温度也不断升高，土酸体系则显示出诸多缺陷，随之产生了各种类型的替代酸液体系，其中，氟硼酸是被视为较好的替代品之一。

2、诸多文献及现场应用已经证明，氟硼酸具有较好的缓速性和稳粘土能力，其原理是氟硼酸在水中水解产生氢氟酸，该水解过程在中低温时较慢，随着温度的升高，逐渐加快，这也是氟硼酸在中低温时具有较好缓速性的原因之一。氟硼酸的水解产物与粘土等矿物发生反应，将铝从粘土中提取出来并用硼替代形成硼硅酸盐，该物质不溶于酸，会在粘土表面形成一层非酸溶性膜，从而降低了酸液与粘土的持续接触和反应。

3、hbf4+h2o→hbf3oh+hf(慢)                    (1)

4、hbf3oh+h2o→hbf2(oh)2+hf (快)                  (2)

5、hbf2(oh)2+h2o→hbf(oh)3+hf (快)                 (3)

6、hbf(oh)3+h2o→h3bf3+hf (快)                    (4)

7、高温砂岩基质酸化酸液体系研究是目前研究的热点之一，主要集中在土酸缓速剂、乳化酸、有机酸等方面，而对氟硼酸缺乏足够的关注度，主要因为氟硼酸在温度超过120℃时的缓速性可忽略不计，且氟硼酸成本较土酸等高。尽管如此，氟硼酸在温度超过120℃时也有一定数量的应用案例，且获得了较好的应用效果，主要是因为氟硼酸虽然在高温时失去了缓速性优势，但仍具备稳定粘土、降低二三次沉淀生成的能力。高粘土含量砂岩储层酸化也是目前砂岩基质酸化研究的热点之一，主要集中在高效粘土稳定剂、粘土酸、防砂等方面。氟硼酸又称为粘土酸，是目前公认的适应于高粘土含量砂岩储层的酸液体系。尽管氟硼酸存在以上优点，但针对氟硼酸在高温高含粘土砂岩储层中的缓速性丢失问题，目前缺乏相关研究。因此，本发明专利针对高温高含粘土砂岩储层的基质酸化，提出了一种以氟硼酸为基础的缓速酸体系，该体系利用氟硼酸自有的稳粘土和抑沉淀能力，通过引入专用缓速剂，解决了氟硼酸在高温条件下的低缓速问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，以解决现有技术中常规土酸高温条件下与粘土反应速度快、易产生次生伤害、酸化距离短等问题，以及其他缓速酸在高温条件下缓速率低、易引起粘土膨胀微粒运移等伤害，同时解决氟硼酸体系在高温条件下缓速率较低、酸化有效作用距离短等问题。

2、第一方面，本申请提供了一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，以质量百分数计，所述缓速酸的原料包括：

3、主体酸：5～15％；氟硼酸/盐：1～15％；缓速剂：0.5～5％；缓蚀剂：2～4％；有机溶剂：5～15％；铁稳剂：0.5～2％；水：44～86％；

4、可选的，以质量百分数计，所述缓速酸的原料包括：

5、盐酸：5～15％；氟硼酸：1～15％；缓速剂：0.5～5％；缓蚀剂：2～4％；乙醇：5～15％；铁稳剂：0.5～2％；水：44～86％；

6、可选的，以质量百分数计，所述缓速酸的原料包括：

7、盐酸：10％；氟硼酸：10％；缓速剂：1％；缓蚀剂：4％；乙醇：10％；铁稳剂：1％；水：64％；

8、可选的，所述主体酸包括盐酸、磷酸、氨基磺酸、有机酸、有机膦酸中的一种或几种组合。

9、所述氟硼酸/盐包括氟硼酸和氟硼酸铵的一种或几种组合。

10、所述缓速剂包括松香基季铵盐阳离子表活剂、丙撑基双(十二烷基二甲基氯化铵)、非对称吉米琦季铵盐、烷基琥珀酸单脂季铵盐、聚氧乙烯基烷基季铵盐、烷基多糖苷季铵盐中的一种或几种组合。

11、所述缓蚀剂包括杂环苄基季铵盐复合缓蚀剂、松香胺衍生物、脲醛、1,4-丁炔二醇、丙炔醇、曼尼希碱型缓蚀剂中的一种或几种组合。

12、所述有机溶剂包括乙醇、甲醇、乙二醇单丁醚中的一种或几种组合。

13、所述铁稳剂包括柠檬酸、有机膦酸、edta钾盐、葡萄糖内酯中的一种或几种组合。

14、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

15、本申请实施例提供的一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，该体系以氟硼酸体系为基础，由于氟硼酸体系已经证明在高含粘土砂岩储层酸化中较常规土酸及其他酸液更具优势。但由于氟硼酸在超过90℃的温度时水解速率大幅提升，导致缓速性大幅下降，因此，本发明实施例利用氟硼酸在高含粘土砂岩储层酸化中的稳粘土、抑二三次沉淀能力，通过引入一种特殊缓速剂，该缓速剂为gemini型表面活性剂，可与氟硼酸/盐完全配伍，与粘土接触时可吸附在粘土矿物表面，降低酸与粘土的接触面积，从而降低酸岩反应速率，同时该表面活性剂还可显著降低酸液的表面张力，提高酸化后酸液的返排率。氟硼酸在超过90℃时与粘土的反应速率仍较常规土酸慢，但随着温度的继续升高，反应速率逐渐接近，因此，缓速剂可以在氟硼酸的缓速基础上，降低高温对氟硼酸缓速的影响，从而提高酸液的有效作用距离，提升酸化改造效果。

技术特征：

1.一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，其特征在于，以质量百分数计，所述砂岩缓速酸体系的原料包括：

2.根据权利要求1所述的一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，其特征在于，所述主体酸包括盐酸、氨基磺酸、有机酸、有机膦酸中的一种或几种组合。

3.根据权利要求1所述的一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，其特征在于，所述氟硼酸/盐包括氟硼酸、氟硼酸铵中的一种或几种组合。

4.根据权利要求1所述的一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，其特征在于，所述缓速剂包括松香基季铵盐阳离子表活剂、丙撑基双(十二烷基二甲基氯化铵)、非对称吉米琦季铵盐、烷基琥珀酸单脂季铵盐、聚氧乙烯基烷基季铵盐、烷基多糖苷季铵盐中的一种或几种组合。

5.根据权利要求1所述的一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，其特征在于，所述缓蚀剂包括杂环苄基季铵盐复合缓蚀剂、松香胺衍生物、脲醛、1,4-丁炔二醇、丙炔醇、曼尼希碱型缓蚀剂中的一种或几种组合。

6.根据权利要求1所述的一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，其特征在于，所述有机溶剂剂包括乙醇、甲醇、乙二醇单丁醚中的一种或几种组合。

7.根据权利要求1所述的一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，其特征在于，所述铁稳剂包括柠檬酸、有机膦酸、edta钾盐、葡萄糖内酯中的一种或几种组合。

8.根据权利要求1所述的一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系，其特征在于，所述砂岩缓速酸体系的适用地层温度为≤150℃。

技术总结本申请涉及油田酸化解堵技术领域，尤其涉及一种适用于高温高含粘土砂岩储层酸化的缓速酸体系；以质量百分数计，所述缓速酸体系的原料包括：主体酸：5～15％；氟硼酸/盐：1～15％；缓速剂：0.5～5％；缓蚀剂：2～4％；有机溶剂：5～15％；铁稳剂：0.5～2％；水：44～86％；利用氟硼酸在高温条件下优良的稳粘土及抑沉淀性能，再搭配特效表面活性剂类缓速剂，可以解决氟硼酸在高温条件下与粘土反应速率快的问题，解水锁剂是有机溶剂，既可以清洗地层有机堵塞，也可以解除低渗储层的水锁伤害，因此，该高温砂岩缓速酸体系具有缓蚀、缓速、抑制二次三次沉淀、稳定粘土、解除水锁伤害等优点，在高温高含粘土砂岩储层可以实现深穿透，降低酸化次生伤害，提高砂岩基质酸化效果。技术研发人员：代金鑫,李年银,付珊珊,余佳杰,王超,王元,蒋晨,王嘉羽,张海燕,张红受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16