不换管柱建造岩石纳米孔缝的清洁缓速酸CAr配制方法
【专利说明】
[0001]
技术领域：
[0002] 本发明属于地下能源开发增储增产储层改造酸化压裂的的清洁缓速酸，特别提供 不换管柱建造岩石纳米孔缝的清洁缓速酸配制方法。 技术背景：
[0003] 现有的酸化液反应速度太快，有效作用距离极短，且易形成砂堵。油气井酸化常用 盐酸、甲酸、醋酸、多组分酸、乳化酸、稠化酸、泡沫酸、土酸。国外Dawell公司用CT和暂时 交联稠化酸体系作为转向剂，Hallib-urton公司将交联酸（TCA)作为液体转向剂。我国研 制成功耐酸、耐高温、耐剪切的稠化剂RTA，CTl-6,CT1-9、VY-101、新型土酸。Halliburiton 公司的Schuchart和GdanskiRD在1996年欧洲石油会议上介绍了适合高温的缓速HF酸 NAS-I和NAS-II防止粘上膨胀。
[0004] 很多酸化液采用高分子做稠化剂，这种稠化剂有两个缺点：高分子的分子直径大 于纳米，堵塞纳米孔隙，不能扩大纳米孔隙，提高吸附油、吸附气的解吸速度；易容易形成酸 化残渣，这些残渣形成沉淀，堵塞孔隙。
[0005] 这些酸化液都是以渗流为基础，提高渗透率、提高导流能力。
[0006] 煤层气、页岩气的工业化开采展示了吸附气的工业化开采前景。吸附气、吸附油分 布极为广泛、储量极其客观。在已开采的油气藏的基岩中也富集吸附油、吸附气。
[0007] 现有的石油地质、石油工程是以渗流为基础。储量审核只考虑大于孔隙度下限、可 以渗流的储层。对于孔隙度下限以下的纳米级孔隙中，以吸附态富集在纳米孔隙中难以渗 流的巨量吸附气、吸附油，国内外都没有考虑生产。
[0008] 创新点：
[0009] 第一、清洁缓速酸能扩大纳米孔隙，提高吸附油、吸附气的解吸速度。第二、根据各 种油气藏、各种油气水井的岩性、温度、压力，配制完全符合实际情况的清洁缓速酸。第三， 缓速酸是清洁，酸化生成物被络合、被阻垢分散，没有沉淀或极少沉淀。
[0010] 本发明的目的是提供一种溶蚀岩石，建造、沟通、扩大纳米孔缝的清洁缓速酸配制 方法。清洁缓速酸可以提高有效作用距离，使注入流体经过的区域都能溶蚀建造、沟通、扩 大纳米孔缝。清洁缓速酸的作用是形成先导的纳米引导孔缝，为后续压裂形成纳米、微米、 毫米、厘米等多级网络裂缝奠定很好的基础，真正实现提高吸附气、吸附油的解吸速度，同 时增加储量、增加产量。清洁缓速酸还可以在地球任意处实现开发利用干热岩热能发电。通 过注入清洁缓速酸，建造、扩大纳米孔缝，提高吸附气、吸附油解吸速度，实现吸附气、吸附 油的工业化生产。
[0011] 清洁缓速酸是以建造、沟通、扩大纳米孔缝，提高解吸速度为基础。清洁缓速酸将 以渗流为基础的渗流石油工程改造为以解吸为基础的解吸石油工程。
[0012] 清洁缓速酸是发明者智慧纳米压裂、智慧纳米采油系列发明的一个发明。
[0013] 清洁缓速酸有广阔的应用前景。
[0014] 地球任意处地下都有巨厚的超致密岩石，超致密岩石都有吸附气。超致密砂岩油 气藏、超致密碳酸盐岩油气藏中都有大量的吸附气、吸附油。现有已开采的中高渗油气藏的 致密基质中仍有大量的吸附气、吸附油。开发干热岩热能和地下吸附气、吸附油，清洁缓速 酸需求量大、市场大、需求时间具有持久性。清洁缓速酸的经济效益、社会效益都是难以估 量的。第一，全世界各地都有丰富但难采的地下能源都可以用清洁缓速酸开采，能源战争会 逐步减少，能源战争的灾难也会逐步减少。第二，中国的能源完全可以快速自产自足，突破 对中国石油的国际封锁，中国改革的速度会大步加快。第三，吸附气、吸附油的开发不但可 以解决大量的就业，更重要地是保证全国各行各业高速增长的能源需求，并为国家创造大 量经济收入。
[0015] 清洁缓速酸具有广泛的实用性，可以大批量组织生产。
[0016] 注：基岩是指储层岩石骨架的矿物岩石。
[0017] 针对不同的岩石及胶结物、充填物，配制完全适应的清洁缓速酸。总原则是：溶蚀 率最大、岩层破裂压力和压裂施工压力下降最大，更有效地降阻造孔造缝。本发明的优点：
[0018] 1.清洁缓速酸溶蚀孔缝中的胶结物和孔缝壁面，建造、沟通、扩大纳米孔缝。
[0019] 2. 1%清洁缓速酸对高岭土的溶蚀度大于2%，钠膨润土的溶蚀度大于2%，伊利 石的溶蚀度大于2 %，绿泥石的溶蚀度大于2 %，石英的溶蚀度大于2 %，方解石的溶蚀度大 于2%，白云石的溶蚀度大于2%，长石的溶蚀度大于2 %，碌岩的溶蚀度大于2%，砂岩的 溶蚀度大于2 %，粉砂岩的溶蚀度大于2 %，砂质泥岩的溶蚀度大于2 %，煤粉的溶蚀度大于 2%，.花岗岩的溶蚀度大于2%，......
[0020] 3. 1 %清洁缓速酸对钠膨润土的防膨率70 %~200 %。
[0021] 4. 1 %清洁缓速酸进行岩心驱替降阻率：15%~70%。渗透率增加20%~400%。 渗透率损失率为负值。
[0022] 5. 1 %清洁缓速酸的水敏指数为负值，水敏指数-0. 01~-10。
[0023] 6. 1 %清洁缓速酸的酸敏指数为负值，酸敏指数-0. 01~-10。
[0024] 7. 1%清洁缓速酸使压裂施工破裂压力下降10%~40%，压裂施工压力下降 20%~50%，平均施工压力下降810^~1510^。
[0025] 8. 1 %清洁缓速酸滤失系数大于Im / min1 / 2。
[0026] 9.该清洁缓速酸易于低温溶蚀，根据施工地的气候，凝固点低于施工地的温度的 溶剂。
[0027] 10.该清洁缓速酸符合环保要求。
[0028] 实例1.液态清洁缓速酸CArL可以用于煤层气井，超致密砂岩、页岩油气水、花岗 岩、碳酸盐岩、泥岩、砂质泥岩油气水井，如表1。
[0029] 表1液态清洁缓速酸的型号和特点
【主权项】
1. 不换管柱建造岩石纳米孔缝的清洁缓速酸CAr的配制方法，其特征在于按清洁缓 速酸的总原则和总目标、以岩石矿物成分和基料的水溶性为基础配制清洁缓速酸。清洁缓 速酸的总原则是：岩石缓蚀率最大，钢管腐蚀速率最小，稳定三价铁离子能力最强，有效作 用距离最长，岩石溶蚀率最大，酸化残液残渣量最小，岩层破裂压力和压裂施工压力下降最 大，经配液车或大排量泵车循环易均匀溶于水，既能建造、沟通、扩大纳米级孔缝，又能沟 通、扩大微米级、毫米级孔缝。1%清洁缓速酸配制的总目标为：岩石缓蚀率40% -95%，岩 石溶蚀有效作用距离提高1-10倍，稳定三价铁离子能力> 80000mg / L，酸化残液残渣量 Omg / L~200mg / L，纳米孔缝扩大20 %-100%，渗透率增加30 %-400%，破裂压力降低 10% -30%，压裂施工压力降低10% -60%，驱替压力下降10% -60%，降阻率10% -60%， 防膨率（80%~150% )，水敏指数为负-0. 1~-10,酸敏指数为负-0. 1~-10,贾敏阻力降 低8%~20%、7jC封阻力降低8%~20%，毛管阻力降低8%~20%。N-80钢片90°C静态 腐蚀速率小于5g / (m2*h) ;90°C动态腐蚀速率小于15g / (m2*h)。 清洁缓速酸优点是特别适应于强水敏、强酸敏、超致密、超异常高压、高破裂压力地层 的煤岩、页岩、砂岩、砂质泥岩、泥岩、碳酸盐岩等超致密吸附气、吸附油、游离气、游离油地 层压裂，溶蚀建造、沟通、扩大纳米级孔缝。 清洁缓速酸CAr特别适应于干热岩花岗岩压裂造缝采热水发电。 注： 贾敏阻力降低率=(油驱水入口压力-缓速酸驱油入口压力）/油驱水入口压力 *100%。 水锁阻力降低率=(地层水驱替的压力-缓速酸驱替的压力）/地层水驱替的压力 *100%。 毛管阻力降低率=(地层水驱替的毛管力P5tl-缓速酸驱替的毛管力P5tl) /地层水驱替 的毛管力p5，100%。
可采用水驱方法，用公式1-4计算毛管压力。
2. 按照权利要求1所述，其特征在于清洁缓速酸易于建造纳米孔缝，提高解吸速度，使 吸附气、吸附油能工业化开采。清洁缓速酸是易溶于水且相对分子质量小于500,经配液车 或大排量泵车循环均匀溶于水，分子直径〇. 〇8nm~0. 27nm，易于进入粘土矿物表面6个氧 原子围成直径〇. 28nm内空抑制离子交换，沟通纳米孔缝；并且易于进入基岩0. 38nm的孔缝 抑制离子交换，同时溶蚀纳米孔缝壁面岩石，扩大纳米孔缝。清洁缓速酸既易于溶蚀建造、 沟通、扩大纳米级孔缝；又能沟通、扩大微米级、毫米级孔缝；建造纳米级、微米级、毫米级、 厘米级的体积网状裂缝，同时提高解吸速度、扩散速度和渗流速度，使吸附气、吸附油能工 业化开采。
3. 按照权利要求1、2所述，其特征在于清洁缓速酸基料来源有两种。第一种来源是工 厂能生产的现成原料。第二种来源是利用地层温度、压力、有机物、无机物，添加适量的原料 和催化剂，将地层作为智慧反应炉，在地层反应生成能溶蚀岩石建造、沟通、扩大纳米级、微 米级、毫米级孔缝的清洁缓速酸基料。清洁缓速酸通过络合剂、阻垢分散剂使酸化残液残渣 量达到最小。 注： IO6Ami 腐蚀速率Vi = V「单片腐蚀速率，g / (m2*h); Λ Hii-试片腐蚀失量，g ; Ati-反应时间，h ; Ai-试片表面积，mm2。 可一13 缓蚀率a = Vq 巧-盐酸腐蚀速率，V-清洁缓速酸腐蚀速率。 缓蚀率=(相同时间内）（盐