一種複合型抗溫粘彈性自轉向酸及其製備方法與應用與流程

2023-08-09 02:02:51 1

本發明涉及一種複合型抗溫粘彈性自轉向酸及其製備方法與應用，屬於油氣開採
技術領域：
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背景技術：
：隨著國內外油田不斷的勘探和開發，大量深層低滲透非均勻質油藏被開採。對於低滲透油氣田需要激產作業，酸化是常用的增產措施之一，酸液與巖石反應溶解地層巖石產生酸蝕孔洞，產生孔道可使油氣流入產出井筒，提高井筒與近井地帶儲層的連通性，增加油井產能。在非均質性較強的儲層中，酸液的流動遵循最低阻力原理，在酸化過程中酸液優先進入滲透性較好的儲層，大部分酸液進入中、高滲透層，而更需要酸化增產的低滲層卻沒有得到酸化，因此很難有效地改造非均質儲層的低滲部分，而影響整個酸化作業的效果，對這類儲層，需要採用轉向酸化技術才能達到均勻改造的目的。目前成熟的酸液轉向技術是採用機械轉向方式，此方式為在酸化過程中利用機械將酸化的目的層與其他層隔開，從而達到預期的酸化轉向。機械轉向技術具有施工操作複雜，機械設備笨重，成本較高等缺點。化學轉向酸化技術是採用在注酸時添加一些化學助劑，此化學劑可降低高滲層的注入能力，起到暫堵的作用，從而實現酸液的轉向。這項技術雖然操作簡單，但是化學助劑會導致酸液中有沉澱產生，會降低酸化的作用，還有可能對地層產生很大的傷害，且其作用也並不持久。粘彈性表面活性劑轉向酸化技術是利用粘彈性表面活性劑轉向酸優先與高滲層的碳酸巖進行反應，從而使酸液的pH值升高及Ca2+含量升高，此時酸液的粘度逐步變大，對高滲層實現暫堵，使鮮酸逐步進入低滲透層，從而實現轉向酸化的目的。CN102373057A公開了一種粘彈性表面活性劑酸化液，應用於非均質砂巖油藏的轉向酸化液，其粘彈性表面活性劑為十二烷基二甲基胺乙內酯，粘彈性表面活性劑轉向酸具有pH控制自轉向功能、轉向效果好、無需交聯劑和破膠劑、緩速與濾失控制好等突出優點，返排較為徹底，不會對儲層造成傷害和汙染。然而通過室內研究發現，該體系只適合低溫井，不適合中、高溫井。技術實現要素：為解決上述技術問題，本發明的目的之一在於提供一種複合型抗溫粘彈性自轉向酸，該粘彈性自轉向酸能夠用於溫度80～120℃的碳酸鹽巖儲層，適用於中、高溫井。本發明的另一目的在於提供所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸的製備方法。本發明的再一目的在於提供所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸的應用。為達到以上技術目的，一方面，本發明提供1.一種複合型抗溫粘彈性自轉向酸，以其總重量為100％計，其包括：1.0wt.％～7.5wt.％的稠化劑A；1.0wt.％～7.5wt.％的稠化劑B；32.2wt.％～75.5wt.％的質量分數為31wt.％～37wt.％的濃鹽酸；1.0wt.％～4.0wt.％的緩蝕劑；1.5wt.％～5.0wt.％的鐵離子穩定劑；1.5wt.％～4.0wt.％的黏土穩定劑；及餘量的水；其中，所述稠化劑A包括椰油醯胺丙基甜菜鹼、十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼和月桂醯胺丙基甜菜鹼中的一種或多種；所述稠化劑B包括芥酸醯胺丙基甜菜鹼、二十二烷基二甲基甜菜鹼和芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼中的一種或多種。本發明提供的複合型抗溫粘彈性自轉向酸液注入地層後，優先與高滲層的碳酸巖進行反應，從而使酸液的pH值升高且Ca2+含量升高，此時酸液的粘度逐步變大，對高滲層實現暫堵，使鮮酸逐步進入低滲透層，從而實現轉向酸化的目的。如前所述，傳統的粘彈性自轉向酸液耐溫性能差，多數隻適用於低溫油藏，而本發明提供的複合型抗溫粘彈性自轉向酸液能夠在溫度80～120℃的油藏使用，並且剪切1小時後其粘度仍可以保持在30mPa.s左右。本發明提供的複合型抗高溫粘彈性自轉向酸液在與碳酸鹽巖反應產生Ca2+後，黏度先增加後逐漸降低，破膠徹底、無殘渣，且濾失量小、對儲層無害。此外，本發明中的轉向酸用的兩種粘彈性表面活性劑具有原料簡單、成本低、配液方便等優點。優選地，本發明所述黏土穩定劑為KCl。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸中，所述緩蝕劑包括吡啶季銨鹽類緩蝕劑和/或咪唑啉緩蝕劑。優選地，所述吡啶季銨鹽類緩蝕劑包括氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷、1,3-二氯化吡啶-2-羥基丙烷和溴化-1,4(α-辛基吡啶)丁烷中的一種或多種。優選地，所述的咪唑啉緩蝕劑包括油酸基咪唑啉、雙環咪唑啉和苯並咪唑啉中的一種或多種。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸中，所述鐵離子穩定劑包括檸檬酸鐵離子穩定劑、乙二胺四酸鈉鹽鐵離子穩定劑、乙酸鐵離子穩定劑和異抗壞血酸鐵離子穩定劑中的一種或多種。優選地，所述鐵離子穩定劑包括檸檬酸鐵離子穩定劑和/或乙二胺四酸鈉鹽鐵離子穩定劑。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸中，所述稠化劑A包括椰油醯胺丙基甜菜鹼和/或十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼。根據本發明的具體實施方式，在本發明所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸中，所述稠化劑B包括芥酸醯胺丙基甜菜鹼和/或芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼。優選地，本發明所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸，以其總重量為100％計，其包括：3.5wt.％～4.5wt.％的椰油醯胺丙基甜菜鹼；1.0wt.％～3.0wt.％的芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼；35.5wt.％～50wt.％的質量分數為31wt％～37wt％的濃鹽酸；2.5wt.％～4.0wt.％的吡啶季銨鹽類緩蝕劑；3.0wt.％～5.0wt.％的檸檬酸類鐵離子穩定劑；3.0wt.％～4.0wt.％的KCl；及餘量的水。進一步優選：4.0wt.％的椰油醯胺丙基甜菜鹼；2.0wt.％的芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼；48.4wt.％的質量分數為31wt.％的濃鹽酸；3.0wt.％的吡啶季銨鹽類緩蝕劑；4.5wt.％的檸檬酸類鐵離子穩定劑；3.5％wt.％的KCl；及餘量的水。優選地，本發明所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸，以其總重量為100％計，其包括：3.5wt.％～4.5wt.％的椰油醯胺丙基甜菜鹼；1.0wt.％～3.0wt.％的芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼；60.5wt.％～75.5wt.％的質量分數為31wt.％～37wt.％的濃鹽酸；3.0wt.％～4.0wt.％的咪唑啉緩蝕劑；3.5wt.％～4.5wt.％的乙二胺四酸鈉鹽類鐵離子穩定劑；3.0wt.％～4.0wt.％的KCl；及餘量的水。進一步優選：4.0wt.％的椰油醯胺丙基甜菜鹼；2.0wt.％的芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼；65.5wt.％的質量分數為31wt.％的濃鹽酸；3.5wt.％的咪唑啉緩蝕劑；4.0wt.％的乙二胺四酸鈉鹽類鐵離子穩定劑；3.5％wt.％的KCl；及餘量的水。優選地，本發明所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸，以其總重量為100％計，其包括：2.0wt.％～3.5wt.％的十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼；1.5wt.％～2.5wt.％的芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼；35.5wt.％～50wt.％的質量分數為31％的濃鹽酸；2.5wt.％～4.0wt.％的吡啶季銨鹽類緩蝕劑；3.0wt.％～5.0wt.％的檸檬酸類鐵離子穩定劑；2.0wt.％～3.0wt.％的KCl；及餘量的水。進一步優選：3.0wt.％的十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼；2.0wt.％的芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼；48.4wt.％的質量分數為31wt.％的濃鹽酸；3.0wt.％的吡啶季銨鹽類緩蝕劑；4.5wt.％的檸檬酸類鐵離子穩定劑；2.5％wt.％的KCl；及餘量的水。優選地，本發明所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸，以其總重量為100％計，其包括：2.0wt％～3.5wt.％的十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼；1.5wt.％～2.5wt.％的芥酸醯胺丙基甜菜鹼；60.5wt.％～75.5wt.％的質量分數為31wt.％～37wt.％的濃鹽酸；3.0wt.％～4.0wt.％的咪唑啉緩蝕劑；3.5wt.％～4.5wt.％的乙二胺四酸鈉鹽類鐵離子穩定劑；2.0wt.％～3.0wt.％的KCl；及餘量的水。進一步優選：3.0wt.％的十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼；2.0wt.％的芥酸醯胺丙基甜菜鹼；65.5wt.％的質量分數為31wt.％的濃鹽酸；3.5wt.％的咪唑啉緩蝕劑；4.0wt.％的乙二胺四酸鈉鹽類鐵離子穩定劑；2.5％wt.％的KCl；及餘量的水。另一方面，本發明提供一種製備上述的複合型抗溫粘彈性自轉向酸的方法，所述方法包括：(a)將所述稠化劑A溶於水中，得到稠化劑A的水溶液；(b)將所述稠化劑B溶於所述濃鹽酸中，得到稠化劑B的鹽酸水溶液；(c)將上述稠化劑A的水溶液和稠化劑B的鹽酸水溶液混合，加入所述緩蝕劑、所述鐵離子穩定劑、所述黏土穩定劑攪拌均勻，得所述複合型抗溫粘彈性自轉向酸。再一方面，本發明提供上述的複合型抗溫粘彈性自轉向酸在油井激產作業中的應用。綜上可知，本發明提供了一種複合型抗溫粘彈性自轉向酸及其製備方法與應用，其具有如下有益效果：(1)本發明提供的複合型抗高溫粘彈性自轉向酸液注入地層後，優先與高滲層的碳酸巖進行反應，從而使酸液的pH值升高且Ca2+含量升高，此時酸液的粘度逐步變大，對高滲層實現暫堵，使鮮酸逐步進入低滲透層，從而實現轉向酸化的目的。(2)傳統的粘彈性自轉向酸液耐溫性能差，多數隻適用於低溫油藏，而本發明提供的複合型抗高溫粘彈性自轉向酸液能夠在溫度80～120℃的油藏使用，並且剪切1小時後其粘度仍可以保持在30mPa.s左右。(3)本發明提供的複合型抗高溫粘彈性自轉向酸液在與碳酸鹽巖反應產生Ca2+後，黏度先增加後逐漸降低，破膠徹底、無殘渣，且濾失量小、對儲層無害。(4)本發明中的轉向酸用的兩種粘彈性表面活性劑具有原料簡單、成本低、配液方便等優點。附圖說明圖1為實施例180℃複合型抗溫粘彈性自轉向酸與碳酸鈣反應的黏度隨時間變化。圖2為實施例2120℃複合型抗溫粘彈性自轉向酸與碳酸鈣反應的黏度隨時間變。化。圖3為實施例390℃複合型抗溫粘彈性自轉向酸與碳酸鈣反應的黏度隨時間變化。圖4為實施例495℃複合型抗溫粘彈性自轉向酸與碳酸鈣反應的黏度隨時間變化。圖5為對比例1稠化劑A的粘彈性自轉向酸在不同溫度下與碳酸鹽反應的黏度隨時間變化。圖6為對比例2稠化劑B的粘彈性自轉向酸在不同溫度下與碳酸鹽反應的黏度隨時間變化。具體實施方式為了對本發明的技術特徵、目的和有益效果有更加清楚的理解，現結合具體實施例對本發明的技術方案進行以下詳細說明，應理解這些實例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。實施例中，各原始試劑材料均可商購獲得，未註明具體條件的實驗方法為所屬領域熟知的常規方法和常規條件，或按照儀器製造商所建議的條件。實施例1本實施例提供了一種複合型抗高溫粘彈性自轉向酸，以質量百分比計：稠化劑A:椰油醯胺丙基甜菜鹼4wt.％；稠化劑B:芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼2wt.％；31wt.％濃鹽酸:48.4wt.％；緩蝕劑:氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷3.0wt.％；鐵離子穩定劑:檸檬酸鐵離子穩定劑4.5wt.％；KCl:3.5wt.％；餘量為水。具體製備過程為：按照上述比例，25℃下將椰油醯胺丙基甜菜鹼加入到水中充分溶解，不能先溶解到酸裡，芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼加入到31％濃鹽酸中充分溶解，不能先溶解到水裡，再將兩種溶液混合，加入吡啶季銨鹽類緩蝕劑氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷和檸檬酸鐵離子穩定劑，攪拌均勻，即可得到複合型抗高溫粘彈性自轉向酸配方體系。配製好酸液，放入80℃水浴中，緩慢加入碳酸鈣至碳酸鈣過量，同時使用攪拌器攪拌酸液，以保證H+與碳酸鈣，充分反應，酸液黏度隨時間變化，數據如表1及圖1所示，反應現象：隨著酸巖反應進行產生了可挑掛的粘彈性液體，黏度先增大後逐漸降低。表1複合型抗溫粘彈性自轉向酸液與碳酸鈣反應的黏度隨時間變化時間/min510152025306090黏度/mpa.s4590200180170120500從表1及圖1可以看出隨著酸巖反應進行到10min時產生可挑掛的粘彈性液體，黏度先增大到180mpa.s後逐漸降低到0。實施例2本實施例提供了一種複合型抗溫粘彈性自轉向酸，以質量百分比計：稠化劑A：椰油醯胺丙基甜菜鹼4wt.％；稠化劑B:芥酸醯胺丙基甜菜鹼2wt.％；31wt.％濃鹽酸:65.5wt.％；緩蝕劑:油酸基咪唑啉3.5wt.％；鐵離子穩定劑:乙二胺四酸鈉鹽鐵離子穩定劑4％；KCl：3.5wt.％；餘量為水。具體製備過程為：按照上述比例，25℃下將椰油醯胺丙基甜菜鹼加入到水中充分溶解，不能先溶解到酸液裡，芥酸醯胺丙基甜菜鹼加入到31％濃鹽酸中充分溶解，不能先溶解到水裡，再將兩種溶液混合，加入咪唑啉緩蝕劑油酸基咪唑啉和乙二胺四酸鈉鹽鐵離子穩定劑，攪拌均勻，即可得到複合型抗高溫粘彈性自轉向酸配方體系。配製好酸液，放入120℃水浴中，緩慢加入碳酸鈣至碳酸鈣過量，同時使用攪拌器攪拌酸液，以保證H+與碳酸鈣，充分反應，酸液黏度隨時間變化，數據如表2，反應現象：隨著酸巖反應進行產生了可挑掛的粘彈性液體，黏度先增大後逐漸降低。表2複合型抗溫粘彈性自轉向酸液與碳酸鈣反應的黏度隨時間變化時間/min510152025306090黏度/mpa.s15558014010045300從表2及圖2可以看出隨著酸巖反應進行到10min時產生可挑掛的粘彈性液體，黏度先增大到140mpa.s後逐漸降低到0。實施例3本實施例提供了一種複合型抗溫粘彈性自轉向酸，以質量百分比計：稠化劑A：十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼3wt.％；稠化劑B:芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼2wt.％；31wt.％濃鹽酸:48.4wt.％；緩蝕劑:氯化-1,6-(α-辛基吡啶)已烷3.0wt.％；鐵離子穩定劑:檸檬酸鐵離子穩定劑4.5wt.％；KCl：2.5wt.％；餘量為水。具體製備過程為：按照上述比例，25℃下將十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼加入到水中充分溶解，芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼加入到31％濃鹽酸中充分溶解，再將兩種溶液混合，加入吡啶季銨鹽類緩蝕劑氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷和檸檬酸鐵離子穩定劑，攪拌均勻，即可得到複合型抗高溫粘彈性自轉向酸配方體系。配製好酸液，放入90℃水浴中，緩慢加入碳酸鈣至碳酸鈣過量，同時使用攪拌器攪拌酸液，以保證H+與碳酸鈣,充分反應，酸液黏度隨時間變化，數據如表3。表3複合型抗高溫粘彈性自轉向酸液與碳酸鈣反應的黏度隨時間變化時間/min510152025306090黏度/mpa.s187811519812583350從表3及圖3可以看出隨著酸巖反應進行到10min時產生可挑掛的粘彈性液體，黏度先增大到198mpa.s後逐漸降低到0。實施例4本實施例提供了一種複合型抗溫粘彈性自轉向酸，以質量百分比計：稠化劑A：十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼3wt.％；稠化劑B:芥酸醯胺丙基甜菜鹼2wt.％；31wt.％濃鹽酸:65.5wt.％；緩蝕劑:油酸基咪唑啉3.5wt.％；鐵離子穩定劑:乙二胺四酸鈉鹽鐵離子穩定劑4wt.％；KCl：2.5wt.％；餘量為水。具體製備過程為：按照上述比例，25℃下將十八烷基二甲基羥丙基磺基甜菜鹼加入到水中充分溶解，芥酸醯胺丙基甜菜鹼加入到31wt.％濃鹽酸中充分溶解，再將兩種溶液混合，加入咪唑啉緩蝕劑油酸基咪唑啉和乙二胺四酸鈉鹽鐵離子穩定劑，攪拌均勻，即可得到複合型抗溫粘彈性自轉向酸配方體系。配製好酸液，放入95℃水浴中，緩慢加入碳酸鈣至碳酸鈣過量，同時使用攪拌器攪拌酸液，以保證H+與碳酸鈣，充分反應，酸液黏度隨時間變化，數據如表4。表4複合型抗溫粘彈性自轉向酸液與碳酸鈣反應的黏度隨時間變化時間/min510152025306090黏度/mpa.s208012020012580380從表4及圖4可以看出隨著酸巖反應進行到10min時產生可挑掛的粘彈性液體，黏度先增大到200mpa.s後逐漸降低到0。對比例1稠化劑A的粘彈性轉向酸稠化劑A:椰油醯胺丙基甜菜鹼6wt.％；31wt.％濃鹽酸:48.4wt.％；緩蝕劑:氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷3.0wt.％；鐵離子穩定劑:檸檬酸4.5wt.％；KCl:3.5wt.％；餘量為水。具體製備過程為：按照上述比例，25℃下配製好4杯同樣的酸液：椰油醯胺丙基甜菜鹼加入到水中充分溶解，不能先溶解到酸，溶解後加入濃鹽酸、氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷緩蝕劑和檸檬酸鐵離子穩定劑，攪拌均勻，即可得到稠化劑A粘彈性自轉向酸配方體系。分別放入不同溫度50℃、60℃、70℃、80℃緩慢加入碳酸鈣至碳酸鈣過量，同時使用攪拌器攪拌酸液，以保證H+與碳酸鈣，充分反應，酸液黏度隨時間變化情況如表5及圖5表5稠化劑A的粘彈性自轉向酸在不同溫度下與碳酸鹽反應的黏度隨時間變化從表5及圖5可以看出稠化劑A椰油醯胺丙基甜菜鹼配製的粘彈性酸化液的黏度總體隨著溫度的升高而降低，在80℃時最高黏度才19mpa.s。對比例2稠化劑B的粘彈性轉向酸稠化劑B:芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼6wt.％；31wt.％濃鹽酸:48.4wt.％；緩蝕劑:氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷3.0wt.％；鐵離子穩定劑:檸檬酸4.5wt.％；KCl:3.5wt.％；餘量為水。具體製備過程為：按照上述比例，25℃下，配製好4杯同樣的酸液：芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼加入到31wt.％濃鹽酸酸中充分溶解，不能先溶解到水裡，溶解後再加入水、氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷緩蝕劑和檸檬酸鐵離子穩定劑，攪拌均勻，即可得到稠化劑B粘彈性自轉向酸配方體系。分別放入不同溫度50℃、60℃、70℃、80℃緩慢加入碳酸鈣至碳酸鈣過量，同時使用攪拌器攪拌酸液，以保證H+與碳酸鈣，充分反應，酸液黏度隨時間變化情況如表6及圖6。表6稠化劑B的粘彈性自轉向酸在不同溫度下與碳酸鹽反應的黏度隨時間變化表6及圖6可以看出稠化劑B芥酸醯胺丙基磺基甜菜鹼配製的粘彈性酸化液的黏度總體隨著溫度的升高而降低，在80℃時最高黏度才23mpa.s。從對比例1、2和實施例1可以看出，單獨的稠化劑A和單獨的稠化劑B均不能抗80℃，抗溫差，當兩種稠化劑組合時，能協同提高耐溫性能，80℃時達到200mpa.s。按照對比對比例1、2與實施例1的方式，對比實施例2～4中的稠化劑A和稠化劑B是否較單獨稠化劑A和單獨的稠化劑B具有協同作用，實驗表明與上述實驗現象類似當兩種稠化劑組合時，能協同提高耐溫性能。最後說明的是：以上實施例僅用於說明本發明的實施過程和特點，而非限制本發明的技術方案，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解：依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和範圍的任何修改或局部替換，均應涵蓋在本發明的保護範圍當中。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp