[发明专利]一种加速可溶金属球座溶解速率的装置及方法

说明书

本发明提供了一种加速可溶金属球座溶解速率的装置及方法，包括连接端和支撑筒体，连接端和支撑筒体连接，支撑筒体内放有生热生气芯和释酸芯，支撑筒体相对两侧面上开有若干释放孔，释放孔为盲孔，生热生气芯和释酸芯从上至下间隔设置，释放孔的中心轴与生热生气芯和释酸芯的中心轴垂直，连接端和支撑筒体均为可溶解材质。通过在支撑筒体内装载生热生气芯和释酸芯，在井筒环境下，生热生气芯和释酸芯遇水释放热量、氢离子的同时产生大量气泡，实现局部加热和酸性环境，气泡的产生可以起到搅拌的效果，最终使可溶金属快速完全溶解。本发明具有溶解速度快、不留残渣，大幅减少井筒处理的工序和工时，降低作业成本、提高井生产时率。

技术领域

本发明属于油田开发技术领域，具体涉及一种加速可溶金属球座溶解速率的装置及方法。

背景技术

我国非常规油气资源丰富，仅致密油总资源量就有110～135亿吨。随着勘探开发技术的不断进步，特别是水平井体积压裂技术的突破，非常规油气资源开发已在长庆油田、大庆油田及吐哈等油田进行先导性试验并取得了一系列重大突破，水平井（大斜度井）可溶金属球座8（桥塞）压裂工艺目前已成为非常规储层改造的主体工艺技术。

常用可溶金属球座（桥塞）的溶解速度受地层水矿化度、地层温度、地层压力等参数的影响，而加快溶质的溶解速度的方法有升温、搅拌和增压等三种主要方式。矿场实践表明，可溶金属球座（桥塞）在井筒内处于相对封闭环境，在井筒流体作用下，初期具有较高的溶解速度，之后随着井筒流体中离子的消耗，周围环境金属离子浓度不断升高，对金属球座（桥塞）的溶解速度越来越慢，并最终造成溶解耗时长、且溶解不完全；开井前必须再次进行井筒清扫、钻磨等工序，造成水平井生产时率下降及完井成本增加，极大影响了可溶金属球座（桥塞）压裂工艺的应用效果。

目前加速桥塞溶解的主要做法是延长溶解时间，以及在采用氯化钾等高矿化度溶液顶替井筒。采用氯化钾溶液顶替井筒后，随后的压裂过程会使顶替的氯化钾溶液产生位移，从而使氯化钾溶液与可溶金属球座（桥塞）不能充分接触，影响促溶效果；同时可溶金属球座（桥塞）在井筒内处于相对封闭环境，溶解过程中亦会大量消耗周围流体中的氯离子含量，最终造成虽然消耗了大量的氯化钾等化工料，但是仍旧未解决溶解耗时长、且溶解不完全的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加速可溶金属球座溶解速率的装置，克服现有技术中存在的技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种加速可溶金属球座溶解速率的方法，可以实现局部加热和酸性环境，并产生气泡起到搅拌的效果，最终使可溶金属快速完全溶解。

为此，本发明提供了的技术方案如下：

一种加速可溶金属球座溶解速率的装置，包括连接端和支撑筒体，所述连接端和支撑筒体连接，所述支撑筒体内放有生热生气芯和释酸芯，所述支撑筒体相对两侧面上开有若干释放孔，释放孔为盲孔，所述生热生气芯和释酸芯从上至下间隔设置，释放孔的中心轴与生热生气芯和释酸芯的中心轴垂直，所述连接端和支撑筒体均为可溶解材质。

所述释放孔为圆形或椭圆形，释放孔面积占整个支撑筒体表面积的25-45%，所述支撑筒体下端为椭圆形。

所述生热生气芯与释酸芯的个数比为1：1，厚度比为1:0.2-5.0。

所述生热生气芯包括以下重量份数的物质：亚硝酸盐35-45份，含氮化合物25-35份，酸性催化剂12-16份，可溶纳米材料4-8份，粘结剂3-6份，固化剂3-6份；

所述可溶纳米材料包括以下质量份数的物质：淀粉20-30份，纳米粉体45-55份，增塑剂10-15份，聚乙烯醇10-15份。

所述释酸芯4包括以下重量份数的物质：固态酸75-85份，酸性催化剂8-12份，粘结剂4-8份，固化剂2-4份。

所述亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾中的一种或两种的混合物；所述含氮化合物为氯化铵或尿素中的一种或两种的混合物；