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(chǔ)增產(chǎn)儲(chǔ)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(yán)重腐蝕井筒管柱，酸化必須換管柱。換管柱需要一周時(shí)間，花費(fèi)十多萬(wàn)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(xué)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(wú)機(jī)類物質(zhì)及表面活性劑復(fù)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(chǔ)層改造的 復(fù)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(chǔ)層改造，提高導(dǎo)流能力，增加產(chǎn)量。現(xiàn)有的潛在酸對(duì) 于超致密儲(chǔ)層擴(kuò)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(huì)增加超致密 儲(chǔ)層吸附氣、吸附油的儲(chǔ)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(chǔ)層。即使壓破儲(chǔ)層也只能 壓破儲(chǔ)層造單一縫，會(huì)污染儲(chǔ)層。國(guó)內(nèi)外目前還沒(méi)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(kuò)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(shí)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(jìn)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(guò)的區(qū)域都能溶蝕孔縫中的膠 結(jié)物和壁面，建造、溝通、擴(kuò)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(dǎo)的納米引導(dǎo)孔縫，為后續(xù)壓裂形成納米、微米、毫米等多級(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。地層 自生清潔潛在酸CAP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(guò)注入地層自 生清潔潛在酸CAP，建造、擴(kuò)大納米孔隙，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)。
[0007] 地層自生清潔潛在酸CAP是以建造、溝通、擴(kuò)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(diǎn)：
[0009] 先在地層條件下生成甲醛；然后在地層條件下同時(shí)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(guó)際創(chuàng)新，達(dá)到國(guó)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(gè)發(fā)明。
[0011] 實(shí)用性：
[0012] 超致密砂巖油氣藏、超致密碳酸鹽巖油氣藏儲(chǔ)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(jìn)行儲(chǔ)層改造。煤層氣、頁(yè)巖氣、頁(yè)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(chǔ)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(chǎng)大、需求時(shí)間具有持久性。地層自生清潔潛在酸CAP的經(jīng)濟(jì)效益、 社會(huì)效益都是難以估量的。地層自生清潔潛在酸CAP能增儲(chǔ)增產(chǎn)，使難開發(fā)的油氣能工業(yè) 化開發(fā)，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；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。
[0013] 地層自生清潔潛在酸CAP具有廣泛的實(shí)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(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。
[0015] 表1地層自生清潔潛在酸CAP分類、型號(hào)、特點(diǎn)
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
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(biāo)、地層巖 性、地層溫度和基料的水溶性配制能在地層自生無(wú)機(jī)酸和有機(jī)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?jiān)孔钚?，有效?用距離最長(zhǎng)，壓裂破裂壓力和施工壓力下降最大，納米級(jí)、微米級(jí)、毫米級(jí)孔縫建造最好，納 米孔隙吸附氣、吸附油解吸速度最大，導(dǎo)流能力增加最大，增儲(chǔ)增產(chǎn)效果最好。1 %地層自生 清潔潛在酸CAP的總目標(biāo)是：巖石緩蝕率20 %~70 %，酸化殘液殘?jiān)縊mg / L~200mg / L，巖石溶蝕有效作用距離提高1~10倍，納米孔縫擴(kuò)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(dòng)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(jì)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(duì)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(jìn) 入粘土礦物表面6個(gè)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(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。地層 自生清潔潛在酸CAP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(jī)胺、適量催化劑固態(tài)有機(jī)酸、表面活性劑等。這 些基料在地層條件下生成無(wú)機(jī)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(jī)烴（無(wú)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(jī)酸甲酸、乙酸、丁酸、丙 酸等。地層自生清潔潛在酸CAP通過(guò)絡(luò)合劑、阻垢分散劑使酸化殘液殘?jiān)窟_(dá)到最小。
4. 按照權(quán)利要求1-3所述，其特征在于可以單獨(dú)使用第一類基料，也可以單獨(dú)使用第 二類基料，也可以同時(shí)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(duì)的，由總原則、總目標(biāo)、地層巖性、地層有機(jī)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(shí)驗(yàn)，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(duì)地層巖芯在地層溫度、地層壓力 下做驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，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(gè)配方；第四步，用第一個(gè)配方做巖芯 驅(qū)替實(shí)驗(yàn)，計(jì)算降阻率。第五步，反復(fù)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(wú)機(jī)強(qiáng)酸和 有機(jī)酸，超遠(yuǎn)距離的溶蝕巖石建造、溝通、擴(kuò)大納米級(jí)、微米級(jí)、毫米級(jí)孔縫。
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(fù)合使 用，效果倍增。參見(jiàn)已申報(bào)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?gòu)?fù)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(jí)、微米級(jí)體積網(wǎng)狀縫效果特別好。參見(jiàn) 已申報(bào)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(chǔ)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(jí)孔縫建造最好的原則，用地層自生潛在醛類、無(wú)機(jī)銨鹽、有機(jī)銨、表面活性劑在地層條件下智慧生成無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，實(shí)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(jí)網(wǎng)狀裂縫，提高吸附氣、吸附油解吸速度，提高導(dǎo)流能力，增儲(chǔ)增產(chǎn)。該地層自生清潔潛在酸CAP特別適用于強(qiáng)水敏、煤層氣、頁(yè)巖油氣、超致密油氣地層壓裂。
【IPC分類】C09K8-72
【公開號(hào)】CN104877660
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410080758
【發(fā)明人】馮文光, 馮妍, 馮卓, 馮博
【申請(qǐng)人】成都能生材科技開發(fā)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2014年2月28日