[发明专利]石油天然气工业中作为常规酸替代品的新型改性酸组合物

说明书

一种用于工业活动的水改性酸组合物，所述组合物包括：摩尔比不小于1：15的烷醇胺和强酸，较佳摩尔比不小于1：10；所述组合物还可以进一步包括金属碘化物或碘酸盐。所述组合物比已知的常规酸和改性酸显示出优势。

技术领域

本发明涉及用于在各种工业中进行各种应用的组合物，包括但不限于石油和天然气工业，具体涉及使用烷烃胺制成水改性酸组合物，作为传统无机酸和有机酸的替代物，在广泛的温度和应用范围内使用。

背景技术

在石油和天然气工业中，用酸对油井进行增产，以启动、增加或恢复生产。在某些情况下，一口井最初表现出低渗透性，并利用增产从储层开始生产。在某些情况下，一口井最初表现出低渗透性，利用增产从储层开始生产。在其他情况下，增产或补救被用来进一步激励已经存在的井的渗透和流动，这些井由于结垢问题、井筒损坏或储层枯竭而变得生产力低下。

酸化是一种增产处理，在储层破裂压力以上或以下进行，以启动、恢复或增加储层的自然渗透率。酸化是通过将酸，主要是盐酸，泵入井中，使典型的石灰岩、白云石和方解石胶结物溶解在储层岩石的酸不溶性沉积物颗粒之间，或处理垢堆积来实现的。

主要有三种类型的酸应用：基质酸化、压裂酸化、解堵或插入酸化(在非酸压裂垫或水泥操作之前泵出，以协助地层破裂(降低压裂压力、增加进料率)，以及清理井筒或穿孔中遗留的水泥。当酸被泵入井中并进入低于地层断裂压力的储层孔隙时进行基质酸处理。在这种形式的增产中，酸溶解沉积物结构和/或泥浆固体；这些固体抑制岩石的渗透性，扩大储层的天然孔隙(蠕变)，并增产供回收的碳氢化合物流向井筒。虽然基质酸化是在足够低的压力下进行的，以防止储层岩石破裂，但压裂酸化涉及在非常高的压力下将酸泵入井中，物理压裂储层岩石，并蚀刻地层的酸反应部分。这种类型的酸处理形成通道或酸蚀裂缝，碳氢化合物可以通过其流动，此外还形成一系列虫洞。在某些情况下，在流体中引入支撑剂，协助支撑打开裂缝，进一步增强碳氢化合物流入井筒。

在井上使用来增产生产力或进行补救工作最常见的酸是盐酸(HCl)，有助于增产碳酸盐储层。

石油和天然气工业因使用盐酸而面临的一些主要挑战包括：极高的腐蚀性(这是通过添加“成膜”类型的缓蚀剂来抵消的，这些缓蚀剂本身对人类、野生动物、环境和设备有毒有害)。矿物酸和各种金属之间的反应可能有很大的不同，但较软的金属，如铝和镁，非常容易受到造成立即损害的重大影响。盐酸产生氯化氢气体，有毒(可能致命)，对皮肤、眼睛和金属具有腐蚀性，在高于50ppm(百万分之一)以上时可能立即危及生命和健康(IDHL)，在1300-2000ppm时可能在2-3分钟内发生死亡。

酸意外或意外释放到地面或井下含水层或其他水源的固有环境影响(有机不育、野生动物中毒等)，可能导致pH值显著降低，并可能大大增加毒性，并可能导致大量毒杀水生物种以及和接触/或饮用水的人类或牲畜或野生动物的潜在中毒。意外释放在地面也会导致氯化氢气体的释放，可能危及人类和动物的健康。这是一个常见的事件，在大型储存地点，当储存罐破裂或泄漏，或在卡车交通事故期间处理HCl。通常情况下，如果在公众附近，大面积的地区需要疏散，一个全面的、实施昂贵的紧急疏散计划需要在批准这些储存区之前到位。由于其酸性性质，氯化氢气体也具有腐蚀性，特别是在有水分的情况下。

不能使用常见的腐蚀控制添加剂和此类混合物的矿物酸进行生物降解，如果意外释放发生自然导致昂贵的清理-回收成本。此外，矿物酸和一些有机酸产生的有毒烟雾对人类/动物有害，具有高度腐蚀性和/或产生潜在的爆炸性、毒性和/或腐蚀性蒸气。酸的运输和储存要求苛刻且难度大。此外，处理混合这类危险产品的人员所面临的危险限制了在高风险地区例如在城市范围内，以及在近海等环境敏感地区的使用/实施。