一种解堵剂及其制备方法

1.本发明涉及油田采油用助剂技术领域，具体涉及一种解堵剂及其制备方法。


背景技术：

2.长庆油田页岩油主要集中于陇东，已建成国家级页岩油开发国家示范区，盆地长7页岩油(致密油)资源量30亿吨，其中，陇东地区达到20亿吨，资源巨大。经过页岩油初期投产开发，单井初期产量达到18.6t/d，取得了较好开发效果，建成了中石油特色页岩油开发模式。
3.随着长7页岩油水平井开发过程中，受准自然能量区地层能量不足产量递减大，非同层位注水开发区水驱效果不佳，采出水因环境变化解堵堵塞等矛盾制约油藏稳产。准自然能量开发区与注水开发区第一年产量递减大，是西峰长8油藏的3倍。长7页岩油水平井稳产是页岩油项目部开发最为关键环节。
4.由于陇东页岩油水平井水平段长(平均超2000米)，水平井重复压裂改造面临井下工具入井困难、成本高、周期长等因素。受长水平段影响，水平井存在酸液在水平段方向分布不均，并且酸化过程中所用的分流转向剂封堵效率低、耐酸性差、改造后分流转向剂溶解不彻底污染储层等问题，导致酸液大量进入高渗带或压力枯竭的油层，进一步加剧了层间或段间非均质性，资源浪费的同时造成了巨大的经济损失。分段酸化单纯依靠工具来实现精细改造作业存在周期长、施工成本高的难题。分段酸化只是将水平段分为“长度相等”的三段，主要采用“k344+喷射器+k344”双封钻具逐级上提酸化，压裂改造后再次作业井筒故障率高，分段针对性不强、施工效率低。
5.针对水平井段间矛盾突出，酸化过程中酸液在水平段方向分布不均，导致酸液大量进入高渗带或压力枯竭的油层，进一步加剧了层间或段间非均质性。动态暂堵酸化在增产措施中被广泛应用。
6.随着开发时间延长，水平井单井产量逐年递减，长庆油田单井产量低于2t的水平井有1235口，堵塞特征明显的水平井占低产井比例30％左右。其中水平井堵塞是影响产量的重要因素之一，统计发现合水、华庆、姬塬等区块堵塞特征的水平井比例较高。
7.根据页岩油长7储层特点及生产开发特征分析，地层能力递减和储层堵塞是制约了页岩油水平井高效开发的难题之一。结合前期长庆油田实施42口，目前有效94.8％，措施后井均日增油2.1t，措施效果较前期提升明显。但是还存在如下问题
①
低压井(压力保持水平75％以下)分段解堵后递减较快，稳产难度大；
②
水平井井筒复杂、水平井酸化占井周期15天左右、费用高；
③
分段酸化技术精细化程度还需提高。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种解堵剂及其制备方法，解决现有技术中如何实现页岩油水平井稳产的技术问题。
9.为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种解堵剂，包括有机解除剂、缓速
酸液、含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂。
10.进一步地，所述缓速酸液为强酸与弱酸的混合液。
11.进一步地，所述强酸为盐酸，所述弱酸为甲酸、乙酸和柠檬酸中的一种或者多种。
12.进一步地，所述解堵剂按照质量百分比计算，包括8％～12％有机解除剂、25％～30％缓速酸液、2％～5％含氟化合物、0.5％～1.5％酸化用缓蚀剂、0.5％～1％铁离子稳定剂、0.5％～1％助排剂、1％～1.5％破乳剂、2％～4％乙二醇单丁醚、1％～2％氯化铵和0.5％～1.5％防垢剂。
13.10％有机解除剂、26％缓速酸液、4％含氟化合物、1％酸化用缓蚀剂、0.5％铁离子稳定剂、1％助排剂、1％破乳剂、3％乙二醇单丁醚、2％氯化铵和1％防垢剂。
14.进一步地，按照质量百分比计算，所述缓速酸液包括7％盐酸、18％甲酸、27％乙酸和8％柠檬酸。
15.进一步地，所述有机解除剂为des溶剂；和/或，所述含氟化合物为氟化铵和氟化氢铵中的一种或者两种。
16.进一步地，所述酸化用缓蚀剂为bsa-602型缓蚀剂和油酸咪唑啉季铵盐中的一种或者两种；和/或，所述铁离子稳定剂为羟基乙叉二膦酸，edta和bsa-504型铁离子稳定剂中的一种或者多种。
17.进一步地，所述助排剂为en288(含氟聚醚季铵盐，甲醇，烷基聚氧乙烯醚，水)，pen-5(甲醇，烷基聚氧乙烯醚，水)，superfo(二元醇，含氟酰胺化合物，水)中的一种或者多种。
18.进一步地，所述破乳剂为聚环氧乙烷(peo)和聚环氧丙烷(ppo)嵌段聚醚破乳剂，sp型(聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚)中的一种或者多种；和/或，所述防垢剂为hedp-4na，聚环氧琥珀酸pesa和atmp-na4中的一种或者多种。
19.此外，本发明还提出一种解堵剂的制备方法，包括以下步骤：将含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂添加入缓速酸液中溶解再与有机解除剂混合得到所述解堵剂。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明提出的解堵剂，实现水平井段内分簇动态暂堵酸化，达到水平段内均匀布酸的目的，从而实现页岩油水平井稳产。
附图说明
21.图1是本发明实施例1的解堵剂的高渗储层水平井分簇动态暂堵酸化解堵短裂缝注酸滤失排量敏感性分析结果。
22.图2是本发明实施例1的低渗储层水平井分簇动态暂堵酸化解堵长裂缝注酸滤失排量敏感性分析结果。
具体实施方式
23.本具体实施方式提供一种解堵剂，包括有机解除剂、缓速酸液、含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂；所述缓速酸液为强酸与弱酸的混合液；所述强酸为盐酸，所述弱酸为甲酸、乙酸和柠檬酸中的一种或者多
种；所述解堵剂按照质量百分比计算，包括16％～24％有机解除剂、50％～60％缓速酸液、4％～10％含氟化合物、1％～3％酸化用缓蚀剂、1％～2％铁离子稳定剂、1％～2％助排剂、2％～3％破乳剂、4％～8％乙二醇单丁醚、2％～4％氯化铵和1％～3％防垢剂。
24.在某些实施例中，按照质量百分比计算，所述缓速酸液包括7％盐酸、18％甲酸、27％乙酸和8％柠檬酸。
25.在本具体实施方式中，所述有机解除剂为des溶剂；所述含氟化合物为氟化铵和氟化氢铵中的一种或者两种；所述酸化用缓蚀剂为bsa-602型缓蚀剂和油酸咪唑啉季铵盐中的一种或者两种；所述铁离子稳定剂为羟基乙叉二膦酸，edta和bsa-504型铁离子稳定剂中的一种或者多种；助排剂为en288(含氟聚醚季铵盐，甲醇，烷基聚氧乙烯醚，水)，pen-5(甲醇，烷基聚氧乙烯醚，水)，superfo(二元醇，含氟酰胺化合物，水)中的一种或者多种；所述破乳剂为聚环氧乙烷(peo)和聚环氧丙烷嵌段聚醚破乳剂(ppo)，sp型(聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚)中的一种或者多种；所述防垢剂为hedp-4na，聚环氧琥珀酸pesa和atmp-na4中的一种或者多种。
26.需要说明的是，des溶剂，由两种或多种氢键受体(hba)和氢键供体(hbd)组成；助排剂en288购买自市场，组成包括含氟聚醚季铵盐，甲醇，烷基聚氧乙烯醚和水；助排剂pen-5购买自市场，组成包括甲醇，烷基聚氧乙烯醚和水；superfo购买自市场，成分包括二元醇，含氟酰胺化合物和水。
27.此外，本具体实施方式还提出一种解堵剂的制备方法，包括以下步骤：将含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂添加入缓速酸液中溶解再与有机解除剂混合得到所述解堵剂。
28.在解堵剂中加入一定量的耐酸自降解暂堵剂，随着注酸过程的进行，通过井筒注入一定数量与特定规格的耐酸自降解暂堵剂，加入耐酸自降解暂堵剂中间不停泵、不更换工作液、不变化排量等参数，促使前期解堵剂优先进入最小阻力的高渗裂缝带反应，然后利用耐酸自降解暂堵剂和酸-岩反应自动变粘双重作用下将高渗层暂时封堵，阻止解堵剂继续进入高渗孔道，在储层深部进行转向，迫使解堵剂向水平段低渗透层或堵塞层转向，能够实现长水平井段的均匀布酸、裂缝性储层的“网络”酸化，并减小对近井地带裂缝系统的损害，清洁解堵酸化，达到高效改造的目的。
29.酸液技术原理在于利用强酸(盐酸)与弱酸(有机酸)形成缓速酸液体系，盐酸先与储层矿物反应，有效浓度降低时，有机弱酸再进一步电离出h离子并参与反应，延长酸液体系中h离子反应活性，增加酸液穿透距离。与常规土酸体系相比，该体系添加剂除能够进行多级电离保持溶液处于较低ph值外还对多种阴阳离子有较强的络合和吸附作用。
30.缓速机理：
31.强酸(盐酸)与弱酸(有机酸)形成缓速酸液体系，盐酸先与储层矿物反应，有效浓度降低时，有机弱酸再进一步电离并参与反应，延长含氟化合物反应活性，增加酸液穿透机理。另外复合有机酸易与表面积大的粘土矿物产生物理吸附和化学吸附作用，也能提供一定的缓速作用。
32.抑制沉淀机理：
33.酸液中含有复合有机酸，复合有机酸可以在很低度的浓度下将远高于按照鳌合机制的化学计量相应量的多价金属离子“鳌合”于溶液中，从而使一些容易生成沉淀的金属离
子保持溶液状态。在砂岩酸化过程中，hf与储层岩石矿物反应将产生ca
2+
、a1
3+
、fe
3+
等易产生沉淀的多价金属离子，有机酸在溶液中抑制和阻滞沉淀晶种生成，金属离子就很难继续生长发育成沉淀。此外，复合有机酸对ca
2+
、mg
2+
、na
+
、k
+
等阳离子有较强的吸附能力，能够有效的阻止这些离子与f-、sif
62-形成氟化物沉淀和氟硅酸盐的沉淀，有效的减少酸渣形成。
34.不同酸液体系对岩屑的溶蚀率
35.酸液体系酸液注入量/ml时间/h溶蚀率/％土酸102415.6胶束酸102418.4暂堵土酸102414.2缓速酸液102425.8
36.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
37.下述实施例中的解堵剂都是由以下步骤制得：将含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂添加入缓速酸液中溶解，之后与有机解除剂混合得到所述解堵剂；bsa-504型铁离子稳定剂采购自北京石大奥德科技有限公司。
38.实施例1
39.本实施例提出一种解堵剂，按照质量百分比计算，包括22％有机解除剂des溶剂、7％盐酸、18％甲酸、27％乙酸和8％柠檬酸、4％含氟化合物氟化铵、1％酸化用缓蚀剂bsa-602型缓蚀剂、1％铁离子稳定剂羟基乙叉二膦酸、2％助排剂en288、2％破乳剂聚环氧乙烷、4％乙二醇单丁醚、3％氯化铵和1％防垢剂hedp-4na。
40.实施例2
41.本实施例提出一种解堵剂，按照质量百分比计算，包括16％des溶剂、6％盐酸、16％甲酸、24％乙酸和9％柠檬酸、10％氟化氢铵、2％油酸咪唑啉季铵盐、1.5％edta、1.5％pen-5、2％聚环氧乙烷、8％乙二醇单丁醚、2％氯化铵和2％聚环氧琥珀酸。
42.实施例3
43.本实施例提出一种解堵剂，按照质量百分比计算，包括24％des溶剂、5％盐酸、16％甲酸、24％乙酸和6％柠檬酸、5％氟化铵、3％bsa-602型缓蚀剂、2％bsa-504、1％pen-5、3％聚环氧丙烷嵌段聚醚、6％乙二醇单丁醚、2％氯化铵和3％聚环氧琥珀酸。
44.实施例4
45.本实施例提出一种解堵剂，按照质量百分比计算，包括21％有机解除剂des溶剂、6％盐酸、16％甲酸、24％乙酸和5％柠檬酸、5％氟化氢铵、2％油酸咪唑啉季铵盐、2％edta、1％superfo、3％聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚、7％乙二醇单丁醚、4％氯化铵和2％atmp-na4。
46.对比例1
47.本对比例与实施例1的区别仅在于：不含酸化用缓蚀剂bsa-602型缓蚀剂，其他原料和用料均与实施例1相同。
48.制备方法为：按照各组分配比，将含氟化合物、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙
二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂混合，之后与有机解除剂混合得到所述解堵剂。
49.对比例2
50.本对比例与实施例1的区别仅在于：不含缓速酸液，即不含7％盐酸、18％甲酸、27％乙酸和8％柠檬酸。
51.制备方法为：按照各组分配比，将含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂混合，之后与有机解除剂混合得到所述解堵剂。
52.对比例3
53.本对比例与实施例1的区别仅在于：不含铁离子稳定剂羟基乙叉二膦酸。
54.制备方法为：将含氟化合物、酸化用缓蚀剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂添加入缓速酸液中溶解，之后与有机解除剂混合得到所述解堵剂。
55.试验：在玻璃瓶中放入定量的聚合物，注入不同成分解堵剂，一定时间后观察聚合物降解情况,，结果如下表所示。
56.实施例1-4和对比例1-3的降解效果
[0057] 解堵剂用量/ml时间/h降解率/％对比例130672.3对比例230656.2对比例330676.2实施例130693.4实施例230692.8实施例330692.4实施例430693.1
[0058]
相关性能检测
[0059]
注解堵剂速度影响因素
[0060]
考虑到工程实施，影响注解堵剂速度的主要因素有：
[0061]
①
安全可靠的工作压力上限；
[0062]
②
管柱尺寸及结构；
[0063]
③
液体摩阻大小；
[0064]
④
储层厚度、渗透率；
[0065]
⑤
地层流体和注入液粘度；
[0066]
⑥
地层压力、破裂压力等；
[0067]
⑦
注解堵试设备能力。
[0068]
以上因素和问题通过油田资料确认后，便可以应用计算，并结合解堵剂施工现场经验来确定注解堵剂速度。
[0069]
(2)注解堵剂强度影响因素
[0070]
影响注解堵剂强度的因素较多，主要有储层孔隙度、解堵剂与岩石反应特性、解堵剂可溶矿物成分及储层污染范围和程度等因素。一般来说，储层可溶矿物成分越多、解堵剂与岩石反应速度越快、污染范围越大、污染程度越严重，则所需解堵剂体积越大。钻井液解堵过程中，解堵剂在地层中流动反应时可辩认出两个重要而性质截然不同的两个前沿，每个前沿都有其特征移动速度。
[0071]
1)解堵剂流动前沿
[0072]
表示注入酸与孔隙中原始流体间交界面的位置，由注酸速度和注酸时间即可估算酸流动前沿及前沿移动速度。
[0073]
2)解堵剂反应前沿
[0074]
解堵剂反应前沿是指解堵剂的浓度和矿物浓度变化最大的位置，即在解堵剂与岩石反应前沿处，解堵剂浓度梯度(或渗透率梯度)变化最大。
[0075]
注解堵剂速度的确定
[0076]
在注解堵剂速度影响因素研究基础上，结合目标区储层、伤害特征，开展了注解堵剂速度研究，下式可确定最大注酸速度。
[0077][0078]
具体施工时只需将待施工储层参数及伤害特征参数代入上式即可得出最大注酸速度。
[0079]
不同污染程度(s)和流度系数下(kh/μ)最佳注入速度(单位：m3/min.m.h)
[0080][0081]
最佳注入速度由表皮系数和流度系数决定，最佳注入速度介于0.03m3/min.m.h-0.14m3/min.m.h。
[0082]
在水平井中折算，因解堵剂注入过程中沿裂缝壁面滤失，因此施工排量对酸液处理裂缝范围影响较大，分别对高渗储层短裂缝和低渗储层长裂缝储层注酸过程中沿裂缝方向处理范围进行敏感性分析，在入地液量90方情况下，优化施工排量为0.4-1.6方时可对全部裂缝壁面进行解堵，具体如图1和2所示。
[0083]
注解堵剂强度的确定
[0084]
解堵剂主要作用是解除堵塞，溶蚀地层污染物，达到恢复地层渗流特性的目的。其用量主要由解堵剂与地层的反应特性和解堵半径来决定：
[0085][0086]
式中—孔隙度，小数；
[0087]cm％
—解堵剂可溶物百分浓度；
[0088]
rd伤害半径，m；
[0089]
βh—酸溶解力；
[0090]
实施例1的解堵剂强度与解堵半径和溶蚀率之间的关系
[0091][0092]
实施例1解堵剂对岩石块溶蚀率为0.06，解堵半径设为2.0m-3.0m，解堵剂注入强度为2.11m3/m-4.78m3/m。
[0093]
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种解堵剂，其特征在于，包括有机解除剂、缓速酸液、含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂。2.根据权利要求1所述的解堵剂，其特征在于，所述缓速酸液为强酸与弱酸的混合液。3.根据权利要求2所述的解堵剂，其特征在于，所述强酸为盐酸，所述弱酸为甲酸、乙酸和柠檬酸中的一种或者多种。4.根据权利要求1所述的解堵剂，其特征在于，按照质量百分比计算，包括8％～12％有机解除剂、25％～30％缓速酸液、2％～5％含氟化合物、0.5％～1.5％酸化用缓蚀剂、0.5％～1％铁离子稳定剂、0.5％～1％助排剂、1％～1.5％破乳剂、2％～4％乙二醇单丁醚、1％～2％氯化铵和0.5％～1.5％防垢剂。5.根据权利要求4所述的解堵剂，其特征在于，按照质量百分比计算，所述缓速酸液包括7％盐酸、18％甲酸、27％乙酸和8％柠檬酸。6.根据权利要求1所述的解堵剂，其特征在于，所述有机解除剂为des溶剂；和/或，所述含氟化合物为氟化铵和氟化氢铵中的一种或者两种。7.根据权利要求1所述的解堵剂，其特征在于，所述酸化用缓蚀剂为bsa-602型缓蚀剂和油酸咪唑啉季铵盐中的一种或者两种；和/或，所述铁离子稳定剂为羟基乙叉二膦酸，edta和bsa-504型铁离子稳定剂中的一种或者多种。8.根据权利要求1所述的解堵剂，其特征在于，所述破乳剂为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷嵌段聚醚和sp型中的一种或者多种。9.根据权利要求1所述的解堵剂，其特征在于，所述防垢剂为hedp-4na，聚环氧琥珀酸和atmp-na4中的一种或者多种。10.根据权利要求1-9任一项所述的解堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂添加入缓速酸液中溶解，之后与有机解除剂混合得到所述解堵剂。

技术总结
本发明公开一种解堵剂及其制备方法，属于油田采油用助剂技术领域。该解堵剂，包括有机解除剂、缓速酸液、含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂。本发明还提出一种解堵剂制备方法，包括以下步骤：将含氟化合物、酸化用缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂、破乳剂、乙二醇单丁醚、氯化铵和防垢剂添加入缓速酸液中溶解，之后再与有机解除剂混合得到所述解堵剂。本发明提出的解堵剂，实现水平井段内分簇动态暂堵酸化，达到水平段内均匀布酸的目的，从而实现页岩油水平井稳产。岩油水平井稳产。岩油水平井稳产。


技术研发人员：杨欢 唐雨苗 范正洋 于小荣 苏高申
受保护的技术使用者：长江大学
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/8/14