[发明专利]一种页岩气藏压裂前复合酸液、其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于石油工程领域，涉及一种页岩气藏压裂前复合酸液、其制备方法和应用。

背景技术

页岩气藏属于典型的超低渗透非常规天然气藏，以吸附状态(大约50％)或游离状态(大约50％)存在于泥页岩储层中，特殊的地质条件决定了常规的开发技术无法直接适用于页岩气藏的生产。开发这类储层必须采用强化手段——储层压裂改造技术，改善油气流渗流条件，从而达到有效开采的目的。目前页岩气藏开发的主体压裂工艺技术是高排量大液量滑溜水压裂技术，通过对水平段的多级分段、多簇射孔，实现压裂后形成缝网。

由于页岩气藏储层岩石致密，杨氏模量高，导致压裂施工压力高。在压裂前需要泵入一定量的酸化液，主要目的一是解除钻井和完井过程中造成的储层伤害，恢复或提高储层近井筒附近的渗透率；二是通过溶解近井筒矿物而降低压裂的施工压力，降低破裂压力，为后期大排量压裂液注入提供保障。

目前存在的问题是常规酸液对页岩气藏储层的适应性差，酸与储层矿物溶解速度快，且酸液配方针对性差。

发明内容

针对国内页岩气藏储层矿物的特征，本发明的目的之一是提供一种页岩气藏压裂前复合酸液，其具有对钢材伤害性低和对岩心腐蚀速率快等优点，现场配制和使用方便，满足页岩气藏大型压裂前酸化预处理的技术要求。

本发明的又一目的是提供所述复合酸液的制备方法。

本发明的再一目的是提供所述复合酸液在开采页岩气藏中的应用。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种页岩气藏压裂前复合酸液，包括：

组分a)盐酸、氢氟酸、氟硼酸、磷酸、甲酸和乙酸中的至少一种；以及

组分b)缓蚀剂、助排剂、三价铁离子稳定剂和粘土稳定剂。

具体地，各物质在复合酸液中的质量浓度为：盐酸0-20％，氢氟酸0-3.0％，氟硼酸0-8％，磷酸0-15％，甲酸0-10％，乙酸0-10％，缓蚀剂0.5-3.0％，助排剂0.1-1.0％，铁离子稳定剂0.2-1.0％，粘土稳定剂0.2-1.0％，其余为水。

在本发明的具体实施例中，当所述复合酸液中含有盐酸时，其在复合酸液中的质量浓度为5-20％；当所述复合酸液中含有氢氟酸时，其在复合酸液中的质量浓度为0.5-3.0％；当所述复合酸液中含有氟硼酸时，其在复合酸液中的质量浓度为3-8％；当所述复合酸液中含有磷酸时，其在复合酸液中的质量浓度为5-15％；当所述复合酸液中含有甲酸时，其在复合酸液中的质量浓度为3-10％；当所述复合酸液中含有乙酸时，其在复合酸液中的质量浓度为3-10％。

其中，所述盐酸为工业品，质量浓度为31％，比重1.16。所述氢氟酸为工业品，质量浓度为40％，比重1.12。所述氟硼酸为工业品，质量浓度为48％，比重1.84。所述磷酸为工业品，质量浓度为85％，比重1.685。所述甲酸为工业品，质量浓度为90％，比重1.22。所述乙酸为工业品，质量浓度为95％，比重1.05。

所述比重也称相对密度，固体和液体的比重是该物质在完全密实状态的密度与在标准大气压，3.98℃时纯H₂O下的密度(999.972kg/m³)的比值。各酸在复合酸液中的浓度即为上述工业品的浓度，例如盐酸浓度为5-20％即为质量浓度为31％的工业盐酸在复合酸液中的质量浓度为5-20％。

所述缓蚀剂选自喹啉季铵盐(如喹啉和卤代烃经季铵化反应制备的合成物)、咪唑啉季铵盐(如以油酸和二乙烯三胺为原料经酰胺化、环化得到的油酸咪唑啉季铵盐；以苯甲酸、三乙烯四胺为原料合成咪唑啉中间体，再通过氯化苄对其改性制备的咪唑啉季铵盐)、曼尼希碱(如以苯胺、甲醛和乙酰丙酮为原料制备的缩聚物；以肉桂醛、苯乙酮和环己胺为原料制备的缩聚物)中的至少一种。缓蚀剂的作用为通过在金属表面定向吸附形成保护膜，减缓酸化过程中酸液对与其接触的泵酸设备、注入油管和其他金属管线和设备的腐蚀，将注入的复合酸液对钢材的腐蚀速度控制在允许的安全标准内。

所述助排剂选自甲醇、十六烷基三甲基溴化铵、有机硅、阴离子型氟碳表面活性剂、非离子型氟碳表面活性剂(例如以六氟环氧丙烷和壬基酚聚氧乙烯醚为原料采用齐聚法制备得得)、异丙醇、聚氧乙烯烷基酚醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基酚醚磷酸酯盐中的至少一种，优选为BZP-3或DL-10。上述均为成本较低的常用助排剂，作用为降低溶液的表面张力和界面张力，实现酸化作业后残酸的快速、彻底返排，避免残酸滞留对储层造成的二次污染和伤害。