用于受控地输送酸的组合物和方法技术

本申请描述了用于将酸受控地输送到期望位置，例如到地层的组合物和方法。

Composition and method for controlled delivery of acid

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于受控地输送酸的组合物和方法专利
本申请涉及用于将酸受控地输送至例如地层的组合物和方法。
技术介绍
据估计，世界上很大一部分油气储量位于碳酸盐岩储层中，其值分别为60％和40％(斯伦贝谢市场分析，2007)。这些异相碳酸盐岩层的矿物质主要由方解石、白云石或其组合组成。增产方法通常依赖于使用合适的酸刺激技术，因为它们已被证明能成功且有效地溶解钙和镁基碳酸盐。已有几种酸平台被石油和天然气运营商广泛用于刺激碳酸盐岩层。这些酸平台包括但不限于使用强无机酸(例如，盐酸、HCl)、胶凝和乳化的酸、有机酸(如甲酸(CH2O2)和乙酸(C2H4O2))及其组合。虽然这些技术是有效的，但仍需改进从而使例如酸更深地渗透到储层中，或使所用酸的量最小化，或两者都实现。专利技术简述不仅是石油和天然气行业，其他行业如生物医学和半导体行业都需要将酸(无机或有机性质的酸)受控地输送到特定地点的位置，从而来应对与酸的腐蚀性质等相关的各种挑战，以及与处理酸相关的难点和安全问题。如上所述，石油和天然气行业使用酸系统来刺激烃储集(如碳酸盐岩储层)。一般用酸系统通过溶解地层产生虫洞或者通过减少由钻井引起的近井筒区域的损坏来创造一条更具传导性的流动路径使石油或天然气流过。一般使用强无机酸(如盐酸HCl)来刺激由方解石、白云石等组成的碳酸盐岩层。在现场，通常优选用HCl处理，因其能与方解石和白云石反应产生易溶于水的产物，所以对地层几乎没什么损害。另外，HCl酸系统非常具有成本效益，因此在经济上是有利的。然而，由于腐蚀性以及快速反应动力学(岩石-HCl)导致活酸快速消耗等原因，这种处理方式在持久性和实际应用方面会引起很严重的问题。结果导致需要大量的酸，甚至即便如此，活酸仍没能更深地渗透到储层中。这种处理方式的其它缺点包括与在井场转移和处理腐蚀性酸相关的各种安全问题，以及在井筒附近发生不期望的酸反应从而导致钻井设备、管道和套管发生腐蚀。已有各种替代方法来解决这些问题，包括但不限于使用：(1)有机合成酸、(2)胶凝酸、(3)乳化酸和(4)产酸酶。在一个方面，本申请描述了涉及用于将酸受控地递送至特定位置的组合物和方法的技术，从而最小化本文所述的某些挑战。在一些实施方案中，用于将酸受控地递送至特定位置的组合物包括能够在所需位置或时间原位产生酸的组合物。在一些实施方案中，如本申请所述，组合物包含一种或多种氧化剂、一种或多种盐和可选的一种或多种螯合剂的组合。在一些实施方案中，本申请中描述的方法包括将酸受控地递送至含有烃储集的地层，例如碳酸盐层、砂岩层或页岩层。在一些实施方案中，将酸受控地输送至含有烃储集的地层减少了与酸处理相关的钻井设备、管道和套管腐蚀的发生。在一些实施方案中，将酸受控地递送至含有烃储集的地层能使酸渗透到所述层中的深度比其他方式所能达到的深度更深。在一些实施方案中，将酸受控地递送至含有烃储集的地层可以减轻在钻井过程中引起的层损害。在一些实施方案中，在钻井过程期间引起的层损害可能是滤饼损坏。滤饼损坏可导致近井筒区域的渗透性降低，导致产量下降。在一些实施方案中，为了恢复渗透性，根据本申请所述的方法通过酸的控制输送来处理受损区域。在一些实施方案中，所述方法用于消除(dissolve)已传到烃储集深处中的滤饼损坏。在一些实施方案中，滤饼损坏由碳酸盐层引起。在一些实施方案中，滤饼损坏由碳酸钙引起。在一些实施方案中，本申请描述了一种将酸受控地输送到地层以处理钻井诱导的层损坏的方法。在一些实施方案中，对钻井诱导的层损害的处理涉及滤饼溶剂化。在一些实施方案中，对钻井诱导的层损坏的处理提升了滤饼渗透性。在一些实施方案中，对钻井诱导的层损坏的处理涉及滤饼去除。其中，本申请描述了对含有烃储集的地层进行原位酸刺激的方法，所述方法包括使所述层与水性流体接触，所述水性流体包含(a)能够被氧化以产生酸的铵盐和(b)能够氧化所述铵盐的氧化剂，其中，在1个大气压下，所述水性流体中的所述铵盐和氧化剂仅在温度等于或高于65℃时才反应以产生酸。其中，本申请还描述了对地层进行原位酸处理的方法，所述地层选自注水井，注气井，水处理井和钻屑处理井，所述方法包括使所述层与水性流体接触，所述水性流体包含(a)能够被氧化以产生酸的铵盐和(b)能够氧化所述铵盐的氧化剂，其中，在1个大气压下，所述水性流体中的所述铵盐和氧化剂仅在温度等于或高于65℃时才反应以产生酸。其中，本申请还描述了用于对含有烃储集的地层进行原位酸处理的水性流体，所述水性流体包含(a)能够被氧化以产生酸的铵盐和(b)能够氧化所述铵盐的氧化剂，其中，在1个大气压下，所述水性流体中的所述铵盐和氧化剂仅在温度等于或高于65℃时才反应以产生酸。其中，本申请还描述了用于对地层进行原位酸处理的水性流体，所述地层选自注水井，注气井，水处理井和钻屑处理井，其中所述水性流体包含(a)能够被氧化以产生酸的铵盐和(b)能够氧化所述铵盐的氧化剂，其中，在1个大气压下，所述水性流体中的所述铵盐和氧化剂仅在温度等于或高于65℃时才反应以产生酸。在以下专利技术详述和权利要求中阐述了本申请中描述主题的各种实施方案。专利技术详述可以设想，本申请的系统、装置、方法和流程包括使用来自下文中描述的实施方案的信息开发出的变型和改编。相关领域的普通技术人员可对下文中描述的膜、方法和过程做出改编和/或修改。在通篇说明书中，当组合物、化合物或产品被描述为具有、包括或包含特定组分，或者当流程和方法被描述为具有、包括或包含特定步骤时，可以设想，还存在基本上由所述组件组成或由所述组件组成的本申请的制品、装置和系统，并且存在基本上由所述处理步骤组成或由所述处理步骤组成的本申请的流程和方法。应当理解，步骤的顺序或执行某些动作的顺序是不重要的，只要保持所描述的方法的可操作性即可。此外，可以同时进行两个或多个步骤或动作。在本申请中(例如在
技术介绍
部分中)对任何出版物的提及并非承认该出版物能用作针对所给出的任何权利要求的现有技术。
技术介绍
部分是出于清楚的目的而给出的，并非对任何有关权利要求的现有技术的描述。提供的小标题是为了方便读者，并不旨在限制所要求保护的主题。如本文所述，在各个行业中需要将酸，无论是无机的或有机的，受控地递送至特定地点的位置，通过这种方式来应对与例如酸的腐蚀性相关的各种挑战，以及在处理酸的过程中涉及的难点和安全问题。将酸受控地输送到特定地点的位置的一种方式是通过原位产生酸。本申请中所使用的“原位”酸生成通常是指在所要发生反应的“一个锅中”产生酸，这与在一个容器中产生酸并将其转移到另一个独立的容器中进行反应的情况相反。在一些实施方案中，原位产生酸包括在想要酸发生反应的所需位置处产生酸，例如在井下的地下藏中产生酸，而不是在地表面产生酸并将其转移至井下的地下藏。相应地，本申请特别描述了使用组合物来产生(例如，通过原位产生)酸的方法，所述组合物如本申请所述包含一种或多种氧化剂、一种或多种盐和可选的一种或多种螯合剂的组合。在一些实施方案中，本申请中描述的组合物可用于石油和天然气应用，例如用于刺激地层。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对含有烃储集的地层进行原位酸刺激的方法，所述方法包括使所述层与水性流体接触，所述水性流体包含(a)能够被氧化以产生酸的铵盐和(b)能够氧化所述铵盐的氧化剂，其中，在1个大气压下，所述水性流体中的所述铵盐和氧化剂仅在温度等于或高于65℃时才反应以产生酸。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170407 US 62/483,273;20180319 US 62/644,8991.一种对含有烃储集的地层进行原位酸刺激的方法，所述方法包括使所述层与水性流体接触，所述水性流体包含(a)能够被氧化以产生酸的铵盐和(b)能够氧化所述铵盐的氧化剂，其中，在1个大气压下，所述水性流体中的所述铵盐和氧化剂仅在温度等于或高于65℃时才反应以产生酸。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述层包含碳酸盐。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述层包含砂岩。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述层包含页岩。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述铵盐包括选自下组的盐：铵卤化物、硫酸铵、硝酸铵、磷酸铵、碳酸铵，及其混合物。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述铵盐包括氯化铵。


7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述铵盐包括过硫酸铵。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述氧化剂包括选自下组的试剂：过氧化物、过硫酸盐、高锰酸盐、溴酸盐、过溴酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、碘酸盐、高碘酸盐，及其混合物。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述氧化剂包括溴酸盐。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述氧化剂包括溴酸钠。


11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述水性流体还包含螯合剂。


12.根据权利要求11所述的方法，其中所述层包含碳酸盐。


13.根据权利要求12所述的方法，其中所述铵盐包括选自下组的盐：过硫酸铵、硫酸铵、硫酸氢铵(ammoniumhydrogensulfate)、硫代硫酸铵、硫酸氢铵(ammoniumbisulfate)、磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、亚磷酸铵、亚硝酸铵，及其混合物。


14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中所述螯合剂选自由下列组成的组：1,2-环己烷二胺四乙酸(CDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、乙醇-二甘氨酸(EDG)、乙二胺四乙酸(EDTA)、N,N'-双(羧甲基)甘氨酸(NTA)、L-谷氨酸N,N-二乙酸、四钠盐(GLDA)、HEDTA(N-羟乙基-乙二胺三乙酸)、羟基氨基羧酸(HACA)、羟基亚乙基亚氨基二乙酸盐(HEIDA)和六偏磷酸钠(SHMP)，及其衍生物和混合物。


15.根据权利要求11-14中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·J·凯恩斯，K·L·赫尔，M·赛义德，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA