压裂前置自生酸体系及其降破方法

技术领域

本发明属于水力压裂增产技术领域，具体涉及压裂前置自生酸体系及其降破方法。

背景技术

水力压裂或者酸压是页岩气、致密砂岩气、碳酸盐岩致密油等非常规油气资源重要的增产手段，但是由于地质和工程等原因，储层的破裂压力在增产改造前往往出现异常，从而导致水力压裂或者酸压施工的失败。

酸处理降破技术是降低破裂压力的一项有效的措施，目前主要针对砂岩储层进行酸降破，所涉及的降破酸液包括盐酸和氢氟酸等酸液体系；但酸液会对管柱造成强烈的腐蚀，同时由于现在安全环保等措施对酸液运输的限制，因此目前常规降破的酸液已不能满足增产改造的需要。另外若水平井段非均质性太强，常规的酸液也无法对低渗段进行降破改造。综上，现需求一种酸液体系和工艺，既不对井筒管柱造成腐蚀，且能有效降低直井和水平井的破裂压力，有利于后续大规模增产改造的开展。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种增产改造前置自生酸的降破体系以及方法，可以在高效运输、不腐蚀管柱的基础上，让酸液与岩石矿物反应，高效解除近井筒地带的钻完井液污染，增大储层的孔隙度与渗透率，提高储层的吸液能力，降低储层的破裂压力，有助于提高后续增产改造的施工排量，达到大规模增产改造的作用。此外，在遇到非均质性较强的水平井段，可以提供自生泡的溶液体系，形成含自生酸的自生泡沫酸工作液体系，达到均匀布酸从而均匀降破的目的。

具体的技术方案为：

压裂前置自生酸体系，包括自生酸母液A、自生酸母液B、自生酸母液C；

所述的自生酸母液A为多聚甲醛水溶液，聚合度n为10-100；所述的自生酸母液B为氯化铵水溶液；所述的自生酸母液C为氟化铵水溶液。

所述的多聚甲醛水溶液的质量浓度为10-15％；氯化铵水溶液的质量浓度为10-30％；氟化铵水溶液的质量浓度为1-1.5％。

还包括隔离液。所述的隔离液为水溶液，含有助排剂和黏土稳定剂，分别为质量浓度为0.2-0.4％的α-烯基磺酸钠，1-3％的氯化铵。

还包括自生泡溶液。所述的自生泡溶液为水溶液，包括气体引发剂和起泡剂。所述的气体引发剂为亚硝酸钠或过硫酸铵的一种，所述的生泡剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚氧乙烯十二烷基醚硫酸钠、二乙醇胺月桂酸中的一种或多种。自生泡溶液中，气体引发剂质量浓度为10-21％，生泡剂质量浓度为0.2-0.6％。

压裂前置自生酸体系的降破方法，采取上述的压裂前置自生酸体系，包括以下步骤：

(1)往井筒内加入自生酸母液A；

(2)接着加入隔离液；

(3)然后再加入自生酸母液B和自生酸母液C。

若针对水平井降破，步骤(1)、(2)、(3)可循环多次操作，这是为了使酸液进一步向水平井远端流动，从而提高深度降破的效果。若水平井段还存在强非均质性，即需要均匀布酸，还包括以下步骤：

(4)在步骤(1)、(2)和(3)的基础上加入隔离液；

(5)最后加入自生泡溶液。

本发明提供的压裂前置自生酸体系，可以在高效运输、不腐蚀管柱的基础上，让自生酸母液A和自生酸母液B、自生酸母液C在井底混合，自发不断产生酸液，以达到不腐蚀管柱的目的。同时生成的酸液，与岩石矿物反应，能高效解除近井筒地带的钻完井液污染，增大储层的孔隙度与渗透率，提高储层的吸液能力，降低储层的破裂压力，有助于提高施工的排量，达到大规模增产改造的作用。

此外，在遇到非均质性较强的水平井段，可以加入气体引发剂和生泡剂，形成含自生酸的自生泡沫酸工作液体系，达到均匀布酸从而均匀降破的目的。

其具体原理为：气体引发剂与自生酸母液B中接触后，会发生氧化还原反应，产生大量的氮气，在生泡剂的存在下，产生大量的泡沫。由于氧化还原反应会释放大量的热量，有助于提高自生酸母液A和母液B、母液C在井底的生酸速率，从而达到自生酸、自生热气、自生泡沫的三重自生功能。

本发明具有的技术效果：

所带来的益处：

(1)自生酸母液A、母液B、母液C、气体引发剂、生泡剂，在使用之前皆可为固体，运输方便，易保存，可以现场勾兑成溶液使用。

(2)酸液在井底混合产生，对井筒的腐蚀小。

(3)加入气体引发剂和生泡剂以后，可以形成自生酸、自生热气、自生泡沫的三重自生功能的酸液体系，在非均质性强的水平井段可以实现均匀布酸，从而均匀降低破裂压力。

(4)在降低破裂压力以后，后续可以采用更高排量的水力压裂或者酸压技术，有利于实现非常规油气资源的大规模储层改造技术。

附图说明

图1为实施例1自生酸母液A、B、C在不同比例下混合后的酸浓度曲线；

图2为实施例2的自生酸、自生气、自生泡沫的三重自生功能的酸液体系。

具体实施方式

结合实施例说明本发明的具体技术方案。

实施例1

在70ml的水中，加入30g的多聚甲醛(聚合度n为10到100)，形成自生酸母液A；在70ml的水中，加入30g的氯化铵，形成自生酸母液B。在70ml的水中，加入30g的氟化铵，形成自生酸母液C。将三者以不同体积比混合后，迅速放置于50℃的水浴锅中，测量三者混合后的生酸数据，具体如图所示。从图1中可知，三者以1:1:0.1体积比混合时的生酸效果最好，氢离子浓度达3.70mol/L。

实施例2

(1)在70ml的水中，加入30g的多聚甲醛(聚合度n为10到100)，形成自生酸母液A；在70ml的水中，加入30g的氯化铵，形成自生酸母液B。在70ml的水中，加入30g的氟化铵，形成自生酸母液C。以1:1:0.1体积比配置成自生酸A、B、C三者的混合溶液，形成混合溶液1，体积为50ml。

(2)在(1)中的混合溶液中加入0.6％的聚氧乙烯十二烷基醚硫酸钠，形成混合溶液2，体积为50ml。

(3)配置质量浓度16％的自生酸母液B和质量浓度21％的气体引发剂亚硝酸钠的混合溶液，形成混合溶液3，体积为50ml。

(4)将混合溶液2和混合溶液3再混合到一起，形成混合溶液体系4，体积为100ml，所用的容器为2L的烧杯。

将该混合体系放置于60℃的水浴锅中，可以观察到该体系在烧杯内迅速生泡，20分钟内，泡沫体积接近于达到2L，如图2所示。该泡沫体系可以作为转向封堵剂，能有效解决水平井非均质性强，而不能均匀布酸降破的问题。

实施例3

(1)在70ml的水中，加入30g的多聚甲醛(聚合度n为10到100)，形成自生酸母液A；在70ml的水中，加入30g的氯化铵，形成自生酸母液B。在70ml的水中，加入30g的氟化铵，形成自生酸母液C。以1:1:0.1体积比配置成自生酸A、B、C三者的混合溶液，形成混合溶液1，体积为50ml。

(2)在(1)中的混合溶液中加入0.6％的聚氧乙烯十二烷基醚硫酸钠，形成混合溶液2，体积为50ml。

(3)配置质量浓度16％的自生酸母液B和质量浓度21％的气体引发剂过硫酸铵的混合溶液，形成混合溶液3，体积为50ml。

(4)将混合溶液2和混合溶液3再混合到一起，形成混合溶液体系4，体积为100ml，所用的容器为2L的烧杯。

将该混合体系放置于60℃的水浴锅中，可以观察到该体系在烧杯内迅速生泡，20分钟内，泡沫体积接近于达到1.5L。该泡沫体系可以作为转向封堵剂，能有效解决水平井非均质性强，而不能均匀布酸降破的问题。