一种油水井改造胶囊缓释酸及其制备方法

摘要

本发明公开了一种油水井改造胶囊缓释酸及其制备方法，包括囊心，所述囊心外层包裹有缓释支撑层，所述囊心为固体酸，所述固体酸为可溶或可熔的物质，所述缓释支撑层包括缓释壁材和支撑壁材，所述缓释壁材为有机脂肪酸或其衍生物，所述支撑壁材为丙烯酸树脂或其衍生物。所述固体酸为固体盐酸粉末或柠檬酸。所述胶囊缓释酸为球型颗粒，粒径范围为0.15mm-0.25mm。还包括喷涂在所述囊心上的粘接剂。所述粘结剂为水溶性植物胶或其衍生物。所述粘结剂为瓜胶、羟丙基瓜胶或羧甲基羟丙基瓜胶。本发明对酸根离子消耗的控制方式简单、准确，制备工艺简单，性能可靠，在应用中减少了井下工具被酸腐蚀及作业人员被伤害的机率，运输安全，搬运、使用方便。

说明书

技术领域

本发明属于油气田开发用化工产品领域，特别涉及一种油水井改造胶囊缓释酸及其制备 方法。

背景技术

酸化是油气井增产、水井增注的主要手段之一，用酸液可以解除生产井和注水井井底附 近的污染，清除孔隙或裂缝中的堵塞物质，或者沟通地层原有孔隙或裂缝，提高地层渗透率， 从而实现增产增注。

常规酸化多使用各种液体酸。目前较好的酸化方式是采用缓速酸酸化。缓速酸通过化学 反应减慢酸根离子的消耗，延长酸的作用时间及作用半径，增强酸化效果。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：目前常规酸化工艺的 最大缺点是酸、岩反应速度快、不易控制，造成酸化半径小，不能显著提高地层渗透率；还 普遍存在对粘土溶蚀率高，对石英溶蚀率低，酸化后不能达到对地层基质的改造作用，不能 形成有效的空隙通道，不能显著提高地层渗透率；且由于常规酸化液对粘土胶结物的过度溶 蚀，会破坏岩石骨架，造成近井地层坍塌，引发出砂。酸液的直接注入，对注入设备和井下 工具产生极大的腐蚀作用，严重影响设备和工具的正常运转；同时还会对操作人员产生较强 的刺激作用，易造成对人体的急性伤害。缓速酸酸化由于受地层温度及地质条件等的影响， 通过化学反应来减缓酸根离子消耗的方法，难以实现酸化作用长效化，酸化半径增大范围也 有限。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的不足，提供了一种油水井改造胶囊缓释酸及其制备方 法，克服了常规酸化及缓速酸酸化技术酸处理半径短、效果差的缺点，对酸根离子消耗的控 制方式简单、准确，减少了井下工具被酸腐蚀及作业人员被伤害的机率，运输安全，搬运、 使用方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种油水井改造胶囊缓释酸，包括囊心， 所述囊心外层包裹有缓释支撑层，所述囊心为固体酸，所述固体酸为可溶或可熔的物质，所 述缓释支撑层包括缓释壁材和支撑壁材，所述缓释壁材为有机脂肪酸或其衍生物，所述支撑 壁材为丙烯酸树脂或其衍生物。

所述固体酸为固体盐酸粉末或柠檬酸。

所述胶囊缓释酸为球形颗粒，粒径范围为0.15mm-0.25mm。

还包括喷涂在所述囊心上的粘接剂。

所述粘结剂为水溶性植物胶或其衍生物。

所述粘结剂为瓜胶、羟丙基瓜胶或羧甲基羟丙基瓜胶。

其中，包括以下重量百分比含量的物质：囊心：86％-91％；缓释壁材：5％-7％；支撑壁 材：3％-5％；粘结剂：1％-2％。

本发明提供的另一个技术方案是油水井改造胶囊缓释酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制粘结剂溶液：将粘接剂溶于水中，形成有粘度的粘结剂溶液；粘接剂与水的重 量比为4-6∶1000；

(2)将固体酸粉末，若为固体酸颗粒，则粉碎并用0.15mm-0.125mm标准筛进行筛取，选 用过筛后的细粉，放入侧喷流化床中，喷涂配制好的粘结剂溶液，形成有圆球度的固体酸颗 粒；

(3)配制缓释支撑层壁材溶液：将缓释壁材和支撑壁材溶于有机溶剂中，所述有机溶剂 的用量为每1000ml有机溶剂中溶解缓释壁材和支撑壁材共40-50g所述有机溶剂为重量百分 比浓度为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， 丙酮与乙醇的体积比为1∶1；

(4)开启底喷流化床，将缓释支撑层壁材溶液喷涂至固体酸颗粒上；

(5)缓释支撑层壁材溶液喷涂完毕后，继续鼓风并运转流化床5-10min，使表面完全烘干。

所述步骤(2)中：开启侧喷流化床，调节温度为35-40℃、流化床转速为40-60rpm、喷 浆流量为20ml/min、喷气压力为0.20MPa、鼓风流量为200L/min，将粘结剂溶液喷涂到固体 酸上，形成固体酸颗粒；

所述步骤(4)中：开启底喷流化床，调节温度为30-40℃、喷浆流量为5-15ml/min、喷 气压力为0.25MPa、鼓风流量为300L/min，将缓释支撑层壁材溶液全部喷涂至柠檬酸颗粒上。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

(1)采用侧喷流化床制粒，得到的胶囊缓释酸产品粒度均匀、真球度高；

(2)采用底喷流化床包衣，得到的产品包衣膜连续、包裹率高；

(3)以温度作为选择条件，选用一定温度下发生熔解(或溶解)的有机脂肪酸或其衍生物作 为缓释壁材，可以使胶囊缓释酸产品的释放具有温度选择功能，从而控制囊心材料的释放温 度及速度；

(4)采用丙烯酸树脂或其衍生物配制支撑壁材，使微胶囊产品具有渗透性的同时具备一 定的抗压强度，可承受作业过程中的地层流体压力，适应地层高压环境，满足酸化作业的耐 压要求；

(5)采用水溶性植物胶配制粘结剂，水溶性好、残渣低，不会使地层产生堵塞而降低渗 透率；粘结剂使固体酸粉末或不规则的固体酸颗粒的圆球度在流化床中得到提高，形成粒径 小、真球度高的球形颗粒。

(6)本发明的固体酸通过缓释支撑层释放进入外部环境并实现酸化反应，缓释支撑层由 两种壁材混溶于有机溶剂中再喷涂至囊心颗粒上形成，具有的两层结构，使微胶囊产品的定 时、定位、定速释放得到准确的控制；

(7)克服了由于产品致密性及抗压强度不够而在施工过程中提前释放囊心材料的缺点；

(8)释放率能达到100％。

本发明胶囊缓释酸的粒度均匀、真球度高，包衣膜连续、包裹率高，可控制在一定温度 下释放，具有一定的抗压能力，满足酸化作业的耐压要求，同时所择材料可溶或可熔，不会 使地层产生堵塞而降低渗透率。本发明克服了常规酸化及缓速酸酸化技术酸处理半径短、效 果差的缺点，对酸根离子消耗的控制方式简单、准确，制备工艺简单，性能可靠，在应用中 减少了井下工具被酸腐蚀及作业人员被伤害的机率，运输安全，搬运、使用方便。

本发明用于油气井增产、水井增注的酸化措施，可有效解除生产井和注水井产层所受污 染，从而达到储层改造目的。本发明适用所有油、气井解堵、水井增注等酸化改造措施，并 可大剂量注入，实现地层深部酸处理，具有较高的推广应用价值。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细 描述。

实施例1

按照重量称取以下原料：(g)

固体盐酸粉末450g、羟丙基瓜胶5g、硬脂酸30g、丙烯酸树脂15g；

制备方法：

产品适用地层温度：65-75℃

(1)配制1000ml粘结剂溶液(5g羟丙基瓜胶+1000ml水)，静置10min；

(2)将450g固体盐酸粉末放入侧喷流化床中；开启侧喷流化床，调节温度为40℃、流化 床转速为50rpm、喷浆流量为20ml/min、喷气压力为0.20MPa、鼓风流量为200L/min，将粘 结剂溶液喷涂到固体盐酸粉末上，形成固体盐酸颗粒；

(3)配制缓释支撑层壁材溶液：以6wt％的乙醇溶液1000ml溶解30g硬脂酸、15g丙烯酸 树脂，静置15min；

(4)开启底喷流化床，调节温度为35℃、喷浆流量为10ml/min、喷气压力为0.25MPa、 鼓风流量为300L/min，将缓释支撑层壁材溶液全部喷涂至固体盐酸粉末上；

(5)缓释支撑层壁材溶液喷涂完毕后，继续鼓风并运转流化床5-10min，使产品完全烘干， 制备的球形粒径为0.15-0.25mm。

本实施例的效果监测：采用微机控制电子式万能试验机(WDW-100E)，对本实施例制备 的胶囊缓释酸施加不同压力(不超过100MPa)。待压力降为零时取出模具，将内容物转入干 净烧杯内，溶解并用标准氢氧化钠溶液滴定，可以计算出胶囊固体酸中酸性物的质量分数。 当本发明的胶囊缓释酸放入地层中时，在同样的温度和压力条件下，囊心内的固体盐酸粉末 逐渐释放到出来地层，对地层进行酸化处理。

实施例2

按照重量称取以下原料：(g)

柠檬酸过筛后的细粉450g、羧甲基羟丙基瓜胶5g、季戊四醇硬脂酸酯25g，丙烯酸树脂 20g；

产品适用地层温度：50～60℃

制备方法：

(1)配制1000ml粘结剂溶液(4g羧甲基羟丙基瓜胶+1000ml水)，静置10min；

(2)将柠檬酸粉碎，过0.15mm-0.125mm标准筛后，取450g过筛后的细粉放入侧喷流化 床中；

(3)开启侧喷流化床，调节温度为40℃、流化床转速为50rpm、喷浆流量为20ml/min、 喷气压力为0.20MPa、鼓风流量为200L/min，将粘结剂溶液喷涂到柠檬酸微粒上，形成固体 酸颗粒；

(4)配制缓释支撑层壁材溶液：以10wt％的丙酮-乙醇混合溶液1000ml溶解20g季戊四醇 硬脂酸酯、25g丙烯酸树脂，静置15min，丙酮-乙醇混合溶液中丙酮与乙醇的体积比为1∶1；

(5)开启底喷流化床，调节温度为30℃、喷浆流量为10ml/min、喷气压力为0.25MPa、 鼓风流量为300L/min，将缓释支撑层壁材溶液全部喷涂至柠檬酸颗粒上。

(6)喷涂完毕，继续鼓风并运转流化床5-10min，使产品完全烘干，制备的球形颗粒粒径 为0.15-0.25mm。

采用与实施例1相同的方法，可以计算出本实施例的胶囊固体酸中酸性物的质量分数。

实施例3

按照重量称取以下原料：(g)

固体盐酸粉末395g、瓜胶8g、聚乙二醇双硬脂酸酯25g，聚乙二醇23g；

产品适用地层温度：65～75℃

制备方法如实施例1。

实施例4

按照重量称取以下原料：(g)

柠檬酸过筛后的细粉400g、羧甲基羟丙基瓜胶5g、聚乙二醇双硬脂酸酯20g，聚乙二醇 20g；

产品适用地层温度：50～60℃

制备方法如实施例2。

本发明是将固体酸包制成具有良好缓释性能的胶囊，通过物理方式控制酸根离子的释放 速度、时间，在对油水井地层进行酸化处理改造时大量使用，可使酸根离子进入地层深部， 扩大酸化作用范围，达到长效作用于地层的目的，并可在施工中使井下工具得到有效保护， 本发明在使用时，根据地层环境选择不同温度级别的胶囊缓释酸进行注入作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。