一种多氯酮醇自生酸剂及其使用方法与流程

文档序号:22737831发布日期:2020-10-31 09:17阅读:269来源:国知局

本发明涉及石油技术领域,具体涉及一种多氯酮醇自生酸剂及其使用方法。



背景技术:

目前国内外的自生酸在高温地层酸岩反应速度快、酸化半径短、酸液穿透距离小,在开采石油过程中对高温地层无法达到深穿透酸压效果。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种多氯酮醇自生酸剂及其使用方法,解决现有技术中的自生酸高温地层酸岩反应速度快、酸化半径短、酸液穿透距离小的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种多氯酮醇自生酸剂,包括多氯酮醇、低温抑制剂以及中温催化剂和/或高温增速剂,所述多氯酮醇是cnclm(oh)x,其中n=2-10,n≤m≤2n,x=2-5,所述中温催化剂是碱类化合物,所述低温抑制剂是烃类化合物,所述高温增速剂是有机化合物。

在本发明的多氯酮醇自生酸剂中,所述低温抑制剂包括不溶于水的且碳原子数大于10的烷烃、卤代烷烃、芳香烃中的至少一种。

在本发明的多氯酮醇自生酸剂中,所述低温抑制剂的质量是所述多氯酮醇的质量的3%~15%。

在本发明的多氯酮醇自生酸剂中,所述多氯酮醇自生酸剂包括中温催化剂,所述中温催化剂包括有机胺、有机酰胺、无机弱碱中的至少一种。

在本发明的多氯酮醇自生酸剂中,所述中温催化剂的质量是所述多氯酮醇的质量的0.01%~1.5%。

在本发明的多氯酮醇自生酸剂中,所述多氯酮醇自生酸剂包括高温增速剂,所述高温增速剂包括有机腈、有机肟、有机羟胺、吡啶中的至少一种。

在本发明的多氯酮醇自生酸剂中,所述高温增速剂的质量是所述多氯酮醇的质量的0.05%~5%。

本发明还提供了上述的多氯酮醇自生酸剂的使用方法,包括:将多氯酮醇与水混合后随压裂液或单独挤入高温地层的裂缝。

在本发明的使用方法中,水与多氯酮醇的质量比介于1:1~1:0.5之间。

实施本发明的多氯酮醇自生酸剂及其使用方法,具有以下有益效果:本发明的多氯酮醇自生酸剂通过在多氯酮醇中加入低温抑制剂以及中温催化剂和/或高温增速剂,可以调节不同温度下多氯酮醇的自生酸速率,进而对高温地层达到深穿透酸压效果。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明的多氯酮醇自生酸剂及其使用方法作进一步说明:

多氯酮醇又称多氯糖,简称mcs,遇水后在低于50℃温度下几乎不水解,在90℃潮湿气氛中开始水解、在130℃大量水解,参看如下反应式:

本发明的多氯酮醇自生酸剂是在多氯酮醇中加入低温抑制剂以及中温催化剂和/或高温增速剂形成的,即多氯酮醇自生酸剂包括多氯酮醇、低温抑制剂以及中温催化剂和/或高温增速剂,多氯酮醇是cnclm(oh)x,其中n=2-10,n≤m≤2n,x=2-5,中温催化剂是碱类化合物,低温抑制剂是烃类化合物,高温增速剂是有机化合物。

其中,低温抑制剂包括不溶于水的且碳原子数大于10的烷烃、卤代烷烃、芳香烃中的至少一种,如白蜡油等。低温抑制剂的质量是多氯酮醇的质量的3%~15%,优选地,低温抑制剂的质量是多氯酮醇的质量的7%~12%,更优选地,低温抑制剂的质量是多氯酮醇的质量的10%。

其中,中温催化剂包括有机胺、有机酰胺、无机弱碱中的至少一种,如尿素等。中温催化剂的质量是多氯酮醇的质量的0.01%~1.5%,优选地,中温催化剂的质量是多氯酮醇的质量的0.5%~1%。

其中,多氯酮醇自生酸剂包括高温增速剂,高温增速剂包括有机腈、有机肟、有机羟胺、吡啶中的至少一种,如dmf(n,n-二甲基甲酰胺)等。高温增速剂的质量是多氯酮醇的质量的0.05%~5%,优选地,高温增速剂的质量是多氯酮醇的质量的0.5%~2.5%。

本发明的多氯酮醇自生酸剂使用时可以直接将少量的mcs与水或黄原胶溶液混合配制成粘稠流体随压裂液或单独挤入需要酸化酸压的高温地层裂缝即可。或者,使用时将大量的粒度800目以上的固态mcs粉末直接混入粘稠黄原胶溶液制成悬浮液随压裂液或单独挤入需要酸化酸压的高温地层裂缝中。待地温回升后发生水解、产生盐酸、酸蚀裂缝,扩大地层导流能力。

其中,水与多氯酮醇的质量比介于1:1~1:0.5之间。或者黄原胶溶液与多氯酮醇的质量比介于1:1~1:0.5之间。

本发明的多氯酮醇自生酸剂既能单独自生盐酸对碳酸盐岩、灰岩地层进行自生酸酸压、酸化,还可与其它试剂等配合作为自生土酸对砂岩、火成岩等进行自生酸酸压、酸化,如氟氢酸铵等。本发明中最高浓度的多氯酮醇mcs遇水完全反应后得到的酸折合成盐酸水溶液的质量百分比浓度可以达到54.75%。

下面通过具体实施例进行详细说明。

实施例1:

多氯酮醇采用新乡弘辰科技有限公司生产的多氯酮醇mcs混合物(其中c3cl6o2h2占质量比25%-33.3%,c6cl12o3h6占质量比33.4%-50%,

c9cl18o3h12占质量比25%-33.3%),与蒸馏水按1:1质量比混合,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果参见表1。

实施例2:

选用与实施例1相同的多氯酮醇与蒸馏水按1:1质量比混合,同时添加多氯酮醇质量的3%的白蜡油作低温抑制剂,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果如表1所示。

实施例3:

选用与实施例1相同的多氯酮醇与蒸馏水按1:1质量比混合,同时添加多氯酮醇质量的10%的白蜡油作低温抑制剂,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果如表1所示。

实施例4:

选用与实施例1相同的多氯酮醇与蒸馏水按1:1质量比混合,同时添加多氯酮醇质量的15%的白蜡油作低温抑制剂,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果如表1所示。

实施例5:

选用与实施例1相同的多氯酮醇与蒸馏水按1:1质量比混合,同时添加多氯酮醇质量的0.01%的尿素作中温催化剂,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果如表1所示。

实施例6:

选用与实施例1相同的多氯酮醇与蒸馏水按1:1质量比混合并以多氯酮醇质量的10%的白蜡油作低温抑制剂,同时添加多氯酮醇质量的1%的尿素作中温催化剂,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果如表1所示。

实施例7:

选用与实施例1相同的多氯酮醇与蒸馏水按1:1质量比混合并以多氯酮醇质量的10%的白蜡油作低温抑制剂,同时添加多氯酮醇质量的1.5%的尿素作中温催化剂,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果如表1所示。

实施例8:

选用与实施例1相同的多氯酮醇与蒸馏水按1:1质量比混合,同时添加多氯酮醇质量的0.05%的dmf作高温增速剂,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果如表1所示。

实施例9:

选用与实施例1相同的多氯酮醇与蒸馏水按1:1质量比混合并以多氯酮醇质量的10%的白蜡油作低温抑制剂,同时添加多氯酮醇质量的2.5%的dmf作高温增速剂,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果如表1所示。

实施例10:

选用与实施例1相同的多氯酮醇与蒸馏水按1:1质量比混合并以多氯酮醇质量的10%的白蜡油作低温抑制剂,同时添加多氯酮醇质量的5%的dmf作高温增速剂,分别在50℃、90℃、130℃和170℃下,作生成盐酸反应快慢的实验,结果如表1所示。

表1:

由表1中的实施例的结果来看,在不加任何添加剂的情况下(实施例1),虽然多氯酮醇遇水在低温(50℃)下的产酸速度不高(2小时内ph值从7仅降为5),但其在中高温度(90℃-170℃)下产酸速度也很低,根本无法达到现场酸压施工的要求。

在只添加尿素作中温催化剂的情况下(实施例5),虽然多氯酮醇遇水在中温(90℃-130℃)下的产酸速度较高(2小时内盐酸产率可达95%以上),但其在低温(50℃)下的产酸速度(2小时内ph值从7降到1.5)也很快,亦无法达到现场酸压施工的要求。

在只添加dmf作高温增速剂的情况下(实施例8),虽然多氯酮醇遇水在中高温(130℃-170℃)下的产酸速度较高(2小时内盐酸产率可达95%以上),但其在低温(50℃)下的产酸速度(2小时内盐酸产率达25%)也非常快,更无法达到现场酸压施工的要求。

而单独添加白蜡油作低温抑制剂的情况下(实施例2-4)虽然多氯酮醇遇水在低温(50℃)下的产酸能维持在极低速度(2小时内ph值保持6.5不变),但其在中高温度(90℃-170℃)下产酸速度也很低,完全无法达到现场酸压施工的要求。

只有在既添加低温抑制剂(白蜡油),又分别添加中温催化剂(尿素)和/或高温增速剂(dmf)的情况下,才能确保多氯酮醇遇水在低温(≤70℃)下极少水解、在中温(70℃-140℃)和高温(140℃~210℃)下又能快速释放出盐酸,进而达到对灰岩碳酸盐岩地层的长穿透酸压施工的目的(实施例6、7、9、10)。

由上述结果可以看出:多氯酮醇遇水生成盐酸的反应速度与温度具有正相关性,即温度越高反应速度越快,反之亦然;合适的低温抑制剂(如白蜡油等大分子烷烃、芳香烃、卤代烷烃)能够降低反应速度,尤其是低温反应速度;合适的中温催化剂(如尿素等有机胺、有机酰胺、无机弱碱)能够加快反应速度,尤其是中温反应速度;合适的高温增速剂(如dmf等有机腈、有机肟、有机羟胺、吡啶)能够加快反应速度,尤其是高温反应速度。综合调节低温抑制剂、中温催化剂和高温增速剂的用量,可以达到对中高温灰岩碳酸盐岩地层的深穿透酸压效果。

应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进或变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

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