本发明专利技术涉及一种自生气泡沫体系的自生气反应配方，包括以下步骤：确定反应原料为NH4Cl和NaNO2，摩尔浓度比为0.8∶1.2～1.4∶0.9；催化剂浓度为1.8％～2.5％；反应起始温度为50℃以上；在此条件下，反应产生的主要气体为N2。该产气反应不仅成本低，产气效率高，产生无毒无害的N2惰性气体，不会污染环境，并且具有明显的对体系增热、升压的特性，适合在密封性相对较好的低渗透地层使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自生气泡沫体系促进残酸返排
，具体是指一种自生气泡沫体 系的自生气反应配方。
技术介绍
低压、低渗透油气资源在我国油气资源中占有重要地位，它所占储量、产量份额正 在逐步提高。由于低压地渗油气藏的地质特征，在对这类油藏的开发过程中一般需要实施 相应的增产措施。而酸化是目前现场使用的油气井增产的主要方法之一。它是通过井眼向 地层注入一种或几种酸液或酸性混合液，利用酸与地层中部分矿物的化学反应，溶蚀储层 中的连通孔隙或天然(水力)裂缝壁面岩石，增加孔隙和裂缝的流动能力，从而使油气井增 产或注水井增注的一种工艺措施。影响酸化效果的因素很多，其中压入地层的酸液返排是否及时彻底是一个重要因 素。施工的酸液在活性酸耗尽之后称为残酸。酸化施工结束后，停留在地层中的残酸水由于 其活性已基本消失，不能继续溶蚀岩石，而随着其PH值的上升，原来不会沉淀的金属离子 会相继产生金属氢氧化物沉淀。为了防止残酸中H浓度过分降低，造成二次沉淀堵塞地层 孔隙，损害和污染油气层，影响酸处理效果，一般说来，应缩短反应时间，限定残酸水的剩余 浓度在某值以上时就将其尽可能快速的排出。为此，应在酸化前就作好排液和投产的准备 工作，施工结束后立即进行排液。另外，酸化液作为外来流体侵入储层，如果残酸不能及时 完全的排出地层，会增加地层含水饱和度，降低油气渗透率；同时，由于毛细管的吸渗作用， 引起水锁和贾敏效应，造成地层伤害。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种自生气泡沫体系的自生气反应配方，它主 要应用于自生气泡沫体系促进残酸返排
的实验研究，不仅产气效率较高，而且产 生的气体无毒无害。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案是自生气泡沫体系的自生气反应配 方，包括以下步骤(a)确定反应原料为NH4Cl和NaNO2,摩尔浓度比为0. 8 1. 2 1. 4 0. 9 ；(b)催化剂浓度为1. 8% 2. 5% ；(c)反应起始温度为50°C以上；(d)在此条件下，反应产生的主要气体为N2。为了达到更好的效果，所述步骤(a)中摩尔浓度比为1 1 ；所述步骤(b)中催化 剂浓度为2% 2. 3% ；所述步骤(b)中催化剂浓度为2%。综上，本专利技术的有益效果是(1)成本低，产气效率高；(2)产生无毒无害的队惰性气体，不会污染环境。(3)该产气反应具有明显的对体系增热、升压的特性，适合在密封性相对较好的低 渗透地层使用。附图说明图1为催化剂A和催化剂B的催化效果比较。图2为不同催化剂浓度下产气量与时间的关系。图3为不同温度下产气量和时间的关系。图4为不同反应物浓度下产气量与时间的关系。图5为不同矿化度下产气量与时间的关系。具体实施例方式下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式不 限于此。实施例常温常压下，氮气是一种无色、无味的惰性气体，不能燃烧，微溶于液体。在常压 下，当温度降至-195. 78°C时，氮气将变为无色透明的液体，液氮密度为808. 23kg/m3，液氮 的体积膨胀比为600 1，Im3液氮可转化为646m3标准状况下的氮气。当温度降至_210°C 时，氮气凝固成雪状的固体。正是由于氮气的这些性质，本实验选择了氮气作为残酸的助排气体，下面将对氮 气的生成机理和影响因素等方面进行探讨。(1)自生气反应原理自生气反应过程中的主要化学材料包括亚硝酸盐和无机铵盐。亚硝酸盐分子中氮 的氧化数是+3，处于中间氧化态，因而具有氧化与还原的双重性质，在酸性介质中，其氧化 性较强，易得到电子形成N2 ；无机铵盐分子中氮的氧化数是_3，在遇到强氧化剂时，易失去 电子被氧化成队。在上述化学反应中，亚硝酸盐与无机铵盐按等当量进行反应。当IL浓 度为1. Omol/L的亚硝酸盐完全发生化学反应时，可释放出332. 6kJ热量，使水温升高79°C 以上；同时可释放出ImolN2，生成气体的重量约28. 0g，在标准状态(P = 101. 325kPa, T = 298. 15K)下的体积为22. 4L。(2)催化剂浓度的影响本实验采用的含氨基氮的化合物(NH4Cl)和亚硝酸碱金属盐(NaNO2)所配制的溶 液具有很强的缓冲性。实验过程中，需要加入催化剂引发反应的进行。因为溶液中含有氨基 氮的化合物，如果用碱金属氢氧化物做催化剂，当pH > 8时，碱金属氢氧化物就会与含氨基 氮的化合物发生反应，生成氨气。也就是说PH值过高时，在没有加热的情况下反应就会进 行，且亚硝酸碱金属盐不参与反应，反应产物是氨气，而不是实验所需要的氮气。所以实验 选用的催化剂应该是一种酸液，它能在一定温度条件下水解，释放出H+，促使产气剂发生反 应。但酸液浓度又不能太高，使溶液PH值维持在3左右比较合适。因为在加酸液过程中， 如果酸液浓度很大，会造成瞬时局部浓度很大，酸液有可能与亚硝酸碱金属盐发生反应，生 成有毒气体一氧化氮和少量二氧化氮。反应式为H++NCV1 = HNO22ΗΝ02ΟΗ20+Ν203ΟΗ20+Ν0 t +NO2 t一氧化氮遇空气后变为红棕色的二氧化氮气体，这也是检验是否有一氧化氮生成 的一个简单易行的方法。因此要得到单纯的目标产物氮气，就必须严格控制反应溶液的PH 值，避免或使杂质气体的生成降低到最少。实验时，分别选用催化剂A和催化剂B，在相同的实验条件下进行产气实验，对两 种催化剂进行筛选。实验结果如图1所示。从图1可以看出催化剂B的催化效果明显比催化剂A好，这是由于催化剂B属于 弱酸性物质，在反应过程中随H+的消耗，能不断缓慢的释放出新的H+，使pH值上升较慢。而 催化剂A属于强酸性物质，反应时基本上完全电离成离子状态，致使H+消耗后没有新的H+ 补充，PH值上升较快，因此反应速率较慢。此外，能缓慢释放H+的物质还包括有醋酸甲酯、 醋酸乙酯和能缓慢水解的酸酐等。在以下实验中均用催化剂B作催化剂。实验时先分别称取5. 35gNH4Cl和6. 9gNaN02，溶于IOOml水中并置于反应瓶内，然 后将反应瓶放入50°C恒温水浴中，再加入催化剂，通过改变催化剂在反应液中的浓度(实 验中催化剂浓度均指质量分数，下同)来确定其对反应速率的影响。结果如图2所示。从图中可以看出，随着催化剂浓度的增大，单位时间内的产气量逐渐增多，反应速 率加快。但在其他条件不改变的情况下，催化剂对产气量的影响限制在一定范围之内，超过 这一范围，催化剂的作用将不再明显。在实验所处条件下，催化剂浓度为2%时可取得最佳 反应效果。实验中将反应4h后得到的总气体量规定为最终产气量，即反应进行较完全，已基 本处于停止的状态下所得到的气量。表1记录的是不同催化剂浓度下的最终产气量，从表 中可以看出，催化剂浓度对最终产气量的影响幅度不是很大，一般情况下可达到标准状态 下产气量的80%以上。表1催化剂浓度与最终产气量的关系权利要求1.自生气泡沫体系的自生气反应配方，其特征在于，包括以下步骤(a)确定反应原料为NH4Cl和NaNO2,摩尔浓度比为0.8 1. 2 1. 4 0.9 ；(b)催化剂浓度为1.8% 2. 5% ；(c)反应起始温度为50°C以上；(d)在此条件下，反应产生的主要气体为N2。2.根据权利要求1所述的自生气泡沫体系的本文档来自技高网...
【技术保护点】
自生气泡沫体系的自生气反应配方，其特征在于，包括以下步骤：（ａ）确定反应原料为ＮＨ↓［４］Ｃｌ和ＮａＮＯ↓［２］，摩尔浓度比为０．８∶１．２～１．４∶０．９；（ｂ）催化剂浓度为１．８％～２．５％；（ｃ）反应起始温度为５０℃以上；（ｄ）在此条件下，反应产生的主要气体为Ｎ↓［２］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄友华，
申请(专利权)人：武侯区巅峰机电科技研发中心，
类型：发明
国别省市：90
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