[发明专利]一种针对粘土矿物的溶蚀酸化液及其制备方法

说明书

本发明提供一种针对粘土矿物的溶蚀酸化液及其制备方法。该酸化液包括组分盐酸、氟硼酸、乙酸、三氟乙酸、过氧化氢、氯化铵，以及二甲氨基甲基苯并三氮唑、烷基氯化铵、聚甲基丙烯酸钾。本发明提供的酸化液能有效溶蚀160℃以上高温油气储层中的粘土矿物、胶结物等有机质，在酸化过程中抑制粘土颗粒的水化膨胀和运移，避免对储层形成二次沉淀，提高储层的渗透能力。该溶蚀酸化液现场配制和使用方便，安全可靠。

技术领域

本发明属于石油工程领域，具体涉及一种针对粘土矿物的溶蚀酸化液及其制备方法。

背景技术

低渗透油气层由于渗流阻力大，流体运移过程中能量消耗多，地层压力和流动压力低，生产能力差。目前多采用压裂工艺，初期获得高产，但产量递减快，稳产能力较差。随着对低渗储层地层特征和伤害原因认识的不断深入，越来越多的复配酸液和添加剂及酸化工艺相继出现并开始应用。

泥页岩储层具有极低的基质孔隙度和渗透率，需要大规模压裂才能形成工业产能。页岩矿物组分主要以石英矿物、粘土矿物(铝硅酸盐矿物)及碳酸盐岩矿物为主，其中粘土含量较高。对泥页岩储层开发前进行储层压裂改造技术，但是由于泥页岩储层岩石致密，导致压裂施工压力过高。在压裂前需要泵入酸化液，接触钻井过程中对储层造成的伤害，例如在钻井过程中使井壁坍塌，并通过溶解靠近井筒矿物而降低压裂的施工压力，为后期的压裂液注入提供保障。

同时，泥页岩储层孔隙和裂缝是地下流体的储集空间和运移通道，裂缝中通常由填充物填充，并具有一定的胶结强度。酸液主要通过与岩石中的矿物成分以及胶结物发生反应，降低岩石的破裂压力和裂缝胶结强度，引起多裂缝的产生。对粘土矿物的酸液体系包括常规盐酸酸化、土酸酸化，近年来磷酸、硫酸、硝酸、有机酸也相继被应用。

由于粘土矿物遇水易膨胀转移，堵塞储层的喉道和孔隙。在135℃下，大多数粘土经盐酸浸泡会转变为硅胶聚合物，导致出现结垢和堵塞，降低酸化改造成功率。中国专利CN201410211586.6公开了一种页岩气藏压裂前复合酸液，对粘土矿物质量含量高于40％的储层，选用盐酸和氟硼酸，氟硼酸通过水解缓慢释放氢氟酸溶解硅质矿物，对粘土稳定效果好，适用温度范围较宽，为深穿透缓速酸。但是该方法导致残酸中流动阻力变大，不利于返排和地层流体的渗流，并且忽略了页岩流体通道具有多尺度性，使得缝网密度不能满足页岩油气高效开发的需求。

由于页岩层富含粘土矿物、碎屑矿物和自生矿物之外，还含有大量的有机质，而粘土矿物对有机质持留量最大。在酸化改造过程中可能产生溶蚀孔隙和裂隙，进而改变页岩吸附、解吸和渗流特性，导致新型酸液和添加剂与低渗透储层匹配性不好，会造成对储层的二次伤害。因为深层乃至超深层低渗透泥页岩储层沉积、成岩作用差异大，胶结物类型复杂。新型酸液和添加剂与低渗透富含粘土矿物的页岩储层的配伍性更差，需要进行岩石矿物学和油层酸化改造技术交叉研究，需要实验室反复优化筛选，才能达到对储层改造的目的，制约了目前储层酸化改造的施工成功率。

因此，本着改善孔喉半径，增大酸化半径内储层的渗透率，并有效防止垮塌的原则和目标，规避对低渗储层的二次伤害，最大限度的提高储层的渗透能力。需要制定针对性强的酸化施工方案。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种针对粘土矿物的溶蚀酸化液及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种针对粘土矿物的溶蚀酸化液，包括以下组分：

盐酸、氟硼酸、乙酸、三氟乙酸、过氧化氢、氯化铵，以及

二甲氨基甲基苯并三氮唑、烷基氯化铵、聚甲基丙烯酸钾。

上述酸化液中各物质的质量浓度为：盐酸10-15％、氟硼酸5-15％、乙酸0-3％、三氟乙酸4-9％、过氧化氢15-25％、氯化铵5％、二甲氨基甲基苯并三氮唑2％、烷基氯化铵0.5-2％、聚甲基丙烯酸钾0.2-1％，其余为水。