專利名稱：一種油水井改造膠囊緩釋酸及其制備方法
技術領域：
本發明屬于油氣田開發用化工產品領域，特別涉及一種油水井改造膠囊緩釋酸及其制備方法。
背景技術：
酸化是油氣井增產、水井增注的主要手段之一，用酸液可以解除生產井和注水井井底附近的污染，清除孔隙或裂縫中的堵塞物質，或者溝通地層原有孔隙或裂縫，提高地層滲透率，從而實現增產增注。常規酸化多使用各種液體酸。目前較好的酸化方式是采用緩速酸酸化。緩速酸通過化學反應減慢酸根離子的消耗，延長酸的作用時間及作用半徑，增強酸化效果。在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題目前常規酸化工藝的最大缺點是酸、巖反應速度快、不易控制，造成酸化半徑小，不能顯著提高地層滲透率；還普遍存在對粘土溶蝕率高，對石英溶蝕率低，酸化后不能達到對地層基質的改造作用，不能形成有效的空隙通道，不能顯著提高地層滲透率；且由于常規酸化液對粘土膠結物的過度溶蝕，會破壞巖石骨架，造成近井地層坍塌，引發出砂。酸液的直接注入，對注入設備和井下工具產生極大的腐蝕作用，嚴重影響設備和工具的正常運轉；同時還會對操作人員產生較強的刺激作用，易造成對人體的急性傷害。緩速酸酸化由于受地層溫度及地質條件等的影響，通過化學反應來減緩酸根離子消耗的方法，難以實現酸化作用長效化，酸化半徑增大范圍也有限。
發明內容
本發明為了解決現有技術中存在的不足，提供了一種油水井改造膠囊緩釋酸及其制備方法，克服了常規酸化及緩速酸酸化技術酸處理半徑短、效果差的缺點，對酸根離子消耗的控制方式簡單、準確，減少了井下工具被酸腐蝕及作業人員被傷害的機率，運輸安全， 搬運、使用方便。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種油水井改造膠囊緩釋酸，包括囊心，所述囊心外層包裹有緩釋支撐層，所述囊心為固體酸，所述固體酸為可溶或可熔的物質，所述緩釋支撐層包括緩釋壁材和支撐壁材，所述緩釋壁材為有機脂肪酸或其衍生物，所述支撐壁材為丙烯酸樹脂或其衍生物。所述固體酸為固體鹽酸粉末或檸檬酸。所述膠囊緩釋酸為球形顆粒，粒徑范圍為0. 15mm-0. 25mm。還包括噴涂在所述囊心上的粘接劑。所述粘結劑為水溶性植物膠或其衍生物。所述粘結劑為瓜膠、羥丙基瓜膠或羧甲基羥丙基瓜膠。其中，包括以下重量百分比含量的物質囊心86% -91%;緩釋壁材5% -7%;支撐壁材3% -5% ；粘結劑-2%。
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本發明提供的另一個技術方案是油水井改造膠囊緩釋酸的制備方法，包括以下步驟(1)配制粘結劑溶液將粘接劑溶于水中，形成有粘度的粘結劑溶液；粘接劑與水的重量比為4-6 1000 ；(2)將固體酸粉末，若為固體酸顆粒，則粉碎并用0. 15mm-0. 125mm標準篩進行篩取，選用過篩后的細粉，放入側噴流化床中，噴涂配制好的粘結劑溶液，形成有圓球度的固體酸顆粒；(3)配制緩釋支撐層壁材溶液將緩釋壁材和支撐壁材溶于有機溶劑中，所述有機溶劑的用量為每IOOOml有機溶劑中溶解緩釋壁材和支撐壁材共40-50g所述有機溶劑為重量百分比濃度為5%-7%的乙醇溶液或8% 12%的丙酮-乙醇混合溶液，其中丙酮-乙醇混合溶液中，丙酮與乙醇的體積比為1 1;(4)開啟底噴流化床，將緩釋支撐層壁材溶液噴涂至固體酸顆粒上；(5)緩釋支撐層壁材溶液噴涂完畢后，繼續鼓風并運轉流化床5-lOmin，使表面完全烘干。所述步驟( 中開啟側噴流化床，調節溫度為35_40°C、流化床轉速為40_60rpm、 噴漿流量為20ml/min、噴氣壓力為0. 20MPa、鼓風流量為200L/min，將粘結劑溶液噴涂到固體酸上，形成固體酸顆粒；所述步驟(4)中開啟底噴流化床，調節溫度為30-40°C、噴漿流量為5-15ml/min、 噴氣壓力為0. 25MPa、鼓風流量為300L/min，將緩釋支撐層壁材溶液全部噴涂至檸檬酸顆粒上。本發明實施例提供的技術方案的有益效果是(1)采用側噴流化床制粒，得到的膠囊緩釋酸產品粒度均勻、真球度高；(2)采用底噴流化床包衣，得到的產品包衣膜連續、包裹率高；(3)以溫度作為選擇條件，選用一定溫度下發生熔解(或溶解)的有機脂肪酸或其衍生物作為緩釋壁材，可以使膠囊緩釋酸產品的釋放具有溫度選擇功能，從而控制囊心材料的釋放溫度及速度；(4)采用丙烯酸樹脂或其衍生物配制支撐壁材，使微膠囊產品具有滲透性的同時具備一定的抗壓強度，可承受作業過程中的地層流體壓力，適應地層高壓環境，滿足酸化作業的耐壓要求；(5)采用水溶性植物膠配制粘結劑，水溶性好、殘渣低，不會使地層產生堵塞而降低滲透率；粘結劑使固體酸粉末或不規則的固體酸顆粒的圓球度在流化床中得到提高，形成粒徑小、真球度高的球形顆粒。(6)本發明的固體酸通過緩釋支撐層釋放進入外部環境并實現酸化反應，緩釋支撐層由兩種壁材混溶于有機溶劑中再噴涂至囊心顆粒上形成，具有的兩層結構，使微膠囊產品的定時、定位、定速釋放得到準確的控制；(7)克服了由于產品致密性及抗壓強度不夠而在施工過程中提前釋放囊心材料的缺點；(8)釋放率能達到100%。本發明膠囊緩釋酸的粒度均勻、真球度高，包衣膜連續、包裹率高，可控制在一定溫度下釋放，具有一定的抗壓能力，滿足酸化作業的耐壓要求，同時所擇材料可溶或可熔， 不會使地層產生堵塞而降低滲透率。本發明克服了常規酸化及緩速酸酸化技術酸處理半徑短、效果差的缺點，對酸根離子消耗的控制方式簡單、準確，制備工藝簡單，性能可靠，在應用中減少了井下工具被酸腐蝕及作業人員被傷害的機率，運輸安全，搬運、使用方便。本發明用于油氣井增產、水井增注的酸化措施，可有效解除生產井和注水井產層所受污染，從而達到儲層改造目的。本發明適用所有油、氣井解堵、水井增注等酸化改造措施，并可大劑量注入，實現地層深部酸處理，具有較高的推廣應用價值。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本發明實施方式作進一步地詳細描述。實施例1按照重量稱取以下原料(g)固體鹽酸粉末450g、羥丙基瓜膠5g、硬脂酸30g、丙烯酸樹脂15g ；制備方法產品適用地層溫度65-75°C(1)配制IOOOml粘結劑溶液(5g羥丙基瓜膠+IOOOml水)，靜置IOmin ；(2)將450g固體鹽酸粉末放入側噴流化床中；開啟側噴流化床，調節溫度為40°C、 流化床轉速為50rpm、噴漿流量為20ml/min、噴氣壓力為0. 20MPa、鼓風流量為200L/min，將粘結劑溶液噴涂到固體鹽酸粉末上，形成固體鹽酸顆粒；(3)配制緩釋支撐層壁材溶液以6wt%的乙醇溶液IOOOml溶解30g硬脂酸、15g 丙烯酸樹脂，靜置15min;(4)開啟底噴流化床，調節溫度為35°C、噴漿流量為lOml/min、噴氣壓力為 0. 25MPa、鼓風流量為300L/min，將緩釋支撐層壁材溶液全部噴涂至固體鹽酸粉末上；(5)緩釋支撐層壁材溶液噴涂完畢后，繼續鼓風并運轉流化床5-lOmin，使產品完全烘干，制備的球形粒徑為0. 15-0. 25mm。本實施例的效果監測采用微機控制電子式萬能試驗機(WDW-IOOE)，對本實施例制備的膠囊緩釋酸施加不同壓力(不超過lOOMPa)。待壓力降為零時取出模具，將內容物轉入干凈燒杯內，溶解并用標準氫氧化鈉溶液滴定，可以計算出膠囊固體酸中酸性物的質量分數。當本發明的膠囊緩釋酸放入地層中時，在同樣的溫度和壓力條件下，囊心內的固體鹽酸粉末逐漸釋放到出來地層，對地層進行酸化處理。實施例2按照重量稱取以下原料(g)檸檬酸過篩后的細粉450g、羧甲基羥丙基瓜膠5g、季戊四醇硬脂酸酯25g，丙烯酸樹脂20g ；產品適用地層溫度50 60°C制備方法(1)配制IOOOml粘結劑溶液(4g羧甲基羥丙基瓜膠+IOOOml水)，靜置IOmin ；(2)將檸檬酸粉碎，過0. 15mm-0. 125mm標準篩后，取450g過篩后的細粉放入側噴流化床中；(3)開啟側噴流化床，調節溫度為40°C、流化床轉速為50rpm、噴漿流量為20ml/ min、噴氣壓力為0. 20MPa、鼓風流量為200L/min，將粘結劑溶液噴涂到檸檬酸微粒上，形成固體酸顆粒；(4)配制緩釋支撐層壁材溶液以IOwt %的丙酮-乙醇混合溶液IOOOml溶解20g 季戊四醇硬脂酸酯、25g丙烯酸樹脂，靜置15min，丙酮-乙醇混合溶液中丙酮與乙醇的體積比為1 1 ；(5)開啟底噴流化床，調節溫度為30°C、噴漿流量為lOml/min、噴氣壓力為 0. 25MPa、鼓風流量為300L/min，將緩釋支撐層壁材溶液全部噴涂至檸檬酸顆粒上。(6)噴涂完畢，繼續鼓風并運轉流化床5-lOmin，使產品完全烘干，制備的球形顆粒粒徑為0. 15-0. 25mm。采用與實施例1相同的方法，可以計算出本實施例的膠囊固體酸中酸性物的質量分數。實施例3按照重量稱取以下原料(g)固體鹽酸粉末395g、瓜膠Sg、聚乙二醇雙硬脂酸酯25g，聚乙二醇23g ；產品適用地層溫度65 75°C制備方法如實施例1。實施例4按照重量稱取以下原料(g)檸檬酸過篩后的細粉400g、羧甲基羥丙基瓜膠5g、聚乙二醇雙硬脂酸酯20g，聚乙二醇 20g ；產品適用地層溫度50 60°C制備方法如實施例2。本發明是將固體酸包制成具有良好緩釋性能的膠囊，通過物理方式控制酸根離子的釋放速度、時間，在對油水井地層進行酸化處理改造時大量使用，可使酸根離子進入地層深部，擴大酸化作用范圍，達到長效作用于地層的目的，并可在施工中使井下工具得到有效保護，本發明在使用時，根據地層環境選擇不同溫度級別的膠囊緩釋酸進行注入作業。以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種油水井改造膠囊緩釋酸，其特征在于，包括囊心，所述囊心外層包裹有緩釋支撐層，所述囊心為固體酸，所述固體酸為可溶或可熔的物質，所述緩釋支撐層包括緩釋壁材和支撐壁材，所述緩釋壁材為有機脂肪酸或其衍生物，所述支撐壁材為丙烯酸樹脂或其衍生物。
2.根據權利要求1所述的油水井改造膠囊緩釋酸，其特征在于，所述固體酸為固體鹽酸粉末或檸檬酸。
3.根據權利要求1所述的油水井改造膠囊緩釋酸，其特征在于，所述膠囊緩釋酸為球形顆粒，粒徑范圍為0. 15mm-0. 25mm。
4.根據權利要求1所述的油水井改造膠囊緩釋酸，其特征在于，所述緩釋壁材為季戊四醇硬脂酸酯、硬脂酸或聚乙二醇雙硬脂酸酯。
5.根據權利要求1所述的油水井改造膠囊緩釋酸，其特征在于，還包括噴涂在所述囊心上的粘接劑。
6.根據權利要求5所述的油水井改造膠囊緩釋酸，其特征在于，所述粘結劑為水溶性植物膠或其衍生物。
7.根據權利要求5所述的油水井改造膠囊緩釋酸，其特征在于，所述粘結劑為瓜膠、羥丙基瓜膠或羧甲基羥丙基瓜膠。
8.根據權利要求5所述的油水井改造膠囊緩釋酸，其特征在于，包括以下重量百分比含量的物質囊心86% -91%;緩釋壁材5% -7%;支撐壁材3% -5%;粘結劑_2%。
9.一種權利要求8所述的油水井改造膠囊緩釋酸的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)配制粘結劑溶液將粘接劑溶于水中，形成有粘度的粘結劑溶液；(2)將固體酸粉末，若為固體酸顆粒，則粉碎并用0.15mm-0. 125mm標準篩進行篩取，選用過篩后的細粉，放入側噴流化床中，噴涂配制好的粘結劑溶液，形成有圓球度的固體酸顆粒；(3)配制緩釋支撐層壁材溶液將緩釋壁材和支撐壁材溶于有機溶劑中；(4)開啟底噴流化床，將緩釋支撐層壁材溶液噴涂至固體酸顆粒上；(5)緩釋支撐層壁材溶液噴涂完畢后，繼續鼓風并運轉流化床5-lOmin，使表面完全烘干。
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述粘接劑與水的重量比為4-6 1000;所述有機溶劑的用量為每IOOOml有機溶劑中溶解緩釋壁材和支撐壁材共40-50g ；所述有機溶劑為重量百分比濃度為5% -7%的乙醇溶液或8% 12%的丙酮-乙醇混合溶液，其中丙酮-乙醇混合溶液中，丙酮與乙醇的體積比為1 1 ；所述步驟( 中開啟側噴流化床，調節溫度為35-40°C、流化床轉速為40-60rpm、噴漿流量為20ml/min、噴氣壓力為0. 20MPa、鼓風流量為200L/min，將粘結劑溶液噴涂到固體酸上，形成固體酸顆粒；所述步驟(4)中開啟底噴流化床，調節溫度為30-40°C、噴漿流量為5-15ml/min、噴氣壓力為0. 25MPa、鼓風流量為300L/min，將緩釋支撐層壁材溶液全部噴涂至檸檬酸顆粒上。
全文摘要
本發明公開了一種油水井改造膠囊緩釋酸及其制備方法，包括囊心，所述囊心外層包裹有緩釋支撐層，所述囊心為固體酸，所述固體酸為可溶或可熔的物質，所述緩釋支撐層包括緩釋壁材和支撐壁材，所述緩釋壁材為有機脂肪酸或其衍生物，所述支撐壁材為丙烯酸樹脂或其衍生物。所述固體酸為固體鹽酸粉末或檸檬酸。所述膠囊緩釋酸為球型顆粒，粒徑范圍為0.15mm-0.25mm。還包括噴涂在所述囊心上的粘接劑。所述粘結劑為水溶性植物膠或其衍生物。所述粘結劑為瓜膠、羥丙基瓜膠或羧甲基羥丙基瓜膠。本發明對酸根離子消耗的控制方式簡單、準確，制備工藝簡單，性能可靠，在應用中減少了井下工具被酸腐蝕及作業人員被傷害的機率，運輸安全，搬運、使用方便。
文檔編號C09K8/74GK102533244SQ201010622279
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月27日 優先權日2010年12月27日
發明者劉偉, 劉建權, 吳志俊, 張子明, 張洪君, 李玉印, 杜艷, 王疆寧 申請人:中國石油天然氣股份有限公司