一種自轉向酸化液及其在油氣田增產酸化中的應用的製作方法

2023-11-11 13:23:02

一種自轉向酸化液及其在油氣田增產酸化中的應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種自轉向酸化液及其在油氣田增產酸化中的應用。以該自轉向酸化液的總重量為基準，其具有以下成分組成：具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑0.1-10％，陰離子表面活性劑0.1-2％，餘量為濃度3-28wt％的鹽酸；其中，所述具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑為具有二個或三個親水基團和疏水基團的醯胺兩性表面活性劑。本發明還提供了上述自轉向酸化液在油氣田增產酸化中的應用以及一種使用上述自轉向酸化液對油氣田的油氣井進行酸化的方法。本發明所提供的自轉向酸化液是一種性能良好的酸化液，其在較低濃度溶液中具有明顯的粘彈性，是一種優良的表面活性劑酸化壓裂轉向增稠劑。
【專利說明】一種自轉向酸化液及其在油氣田增產酸化中的應用

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種自轉向酸化液，尤其涉及一種含多個親水基團和疏水基團的表面活性劑的自轉向酸化液，屬於石油油氣開發【技術領域】。

【背景技術】
[0002]油氣的開發生產首先是通過鑽井到含油氣藏中，地層的壓差使液體流到井口。油氣井的生產通常受低滲透率的影響，低滲透率可以是由鑽井、清洗等作業引起的，或者是天然的緻密低滲透油氣藏。
[0003]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，酸化是使酸性流體通過井桶與地層接觸的方法。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桶，酸液的有效放置是十分重要的。天然油氣藏通常是非均質多相的。酸與首先接觸的巖石反應，然後酸液將繼續與首先接觸的巖石反應，並優先進入到高滲透區而不是進入最需要的低滲透區，近一步注入的酸液將沿較小阻力的已反應的大孔道流動，而不能流去重要的小孔道地帶。一般酸液與巖石迅速反應而很快的消耗掉，因而不能再與未反應的巖石繼續作用，因此酸不能和全部巖層區域完全接觸。
[0004]為了有效地布置酸液，使注入液體達到全部區域，以使效益最大化，可採用各種布置轉向分流技術，化學微粒膠和泡沫是基質酸化中使用最多的分流劑，相應形成暫堵和泡沫分流酸化工藝，但是泡沫受到溫度和高滲透率的限制。油(水)溶性樹脂雖然能在井眼壁面形成濾餅，堵塞高滲透區，降低高滲透層的吸收能力以達到分流的目的，但有機樹脂的化學微粒對地層中的天然裂縫非常敏感，這會使有機樹脂不能達到層位。而且大多數有機樹脂轉向劑是通過高分子化學交聯獲得的，有殘留傷害地層，會造成這些顆粒的永久性堵塞，對地層滲透率造成難以恢復的傷害，嚴重影響酸化增產效果。
[0005]轉向酸通常由鹽酸與成膠劑、pH敏感的交聯劑組成。當酸液部分消耗，在pH升高時液體成膠。美國專利US4695389、US7119050分別公開了基於粘彈性表面活性劑自組裝形成的粘彈性膠轉向酸，主要包括是N，N-二羥乙基脂肪胺醋酸鹽、烷基甜菜鹼兩性表面活性劑。當體系未反應前，酸液體系沒有成膠，粘度保持較低。而當酸液與巖石反應後產生的多價離子和PH上升得到增稠的粘彈性膠體，由於粘度的增大，使其流動阻力增大，後續沒有與巖層反應後的酸液體進而轉向沒有反應的低粘度，低滲透巖層的區域，使注入液體達到全部區域，以使效益最大化。中國專利申請201110282979.2提供了一種自轉向泡沫酸，該體系也是基於粘彈性表面活性體系，其成膠是基於酸化後產物促使其形成的粘彈性，由於其粘度是表面活性劑分子締合聚集的結果，遇油後，聚集狀態改變，變成球狀低粘度液體，自動破膠，且由於其為小分子無殘渣，具有對地層傷害小的獨特優點。


【發明內容】

[0006]本發明的目的在於提供一種新型的自轉向酸化液，其是一種由含有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑組成的粘彈性酸化液，在使用過程中，該粘彈性酸化液能夠與環境中的巖石發生作用使pH值發生改變，進而調控粘度。
[0007]為達到上述目的，本發明提供了一種自轉向酸化液，以該自轉向酸化液的總重量為基準，其具有以下成分組成:具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑
0.1-10%，陰離子表面活性劑0.1_2%，餘量為濃度3-28被％的鹽酸。
[0008]本發明所提供的自轉向酸化液是了一種含多個親水基團和疏水基團的兩性離子表面活性劑與助表面活性劑等組成的複合酸化體系，在較低的表面活性劑濃度下，酸液與巖石反應後產生的多價離子和PH上升可得到增稠的粘彈性膠體起到轉向的作用。在上述「具有多個親水基團和疏水基團的兩性離子表面活性劑」中，「親水基團和疏水基團」是指表面活性劑的一個分子中含有親水基團、疏水基團，「多個」指的是每一種基團都有多個。
[0009]根據本發明的具體實施方案，優選地，在上述自轉向酸化液中，所採用的具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑為具有二個或三個親水基團和二個或三個疏水基團的醯胺兩性表面活性劑。
[0010]根據本發明的具體實施方案，優選地，在上述自轉向酸化液中，所採用的具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑具有如式I所示的結構:
[0011]

【權利要求】
1.一種自轉向酸化液，以該自轉向酸化液的總重量為基準，其具有以下成分組成:具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑0.1_10%，陰離子表面活性劑0.1-2%，餘量為濃度3-28wt%的鹽酸； 其中，所述具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑為具有二個或三個親水基團和二個或三個疏水基團的醯胺兩性表面活性劑。
2.根據權利要求1所述的自轉向酸化液，其中，所述具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑具有如式I所示的結構:
式I中:Χ為2或3 為總碳數24-54的含x個-CO-基團的醯基；R2為含2_5個碳的亞烷基；R3、R4分別獨立的為含1-4個碳的烷基、-CH2CH2COO-或-CH2CH2OH ；R5為-CH2-或-CH2CH2-。
3.根據權利要求2所述的自轉向酸化液，其中，所述R1具有如式I1-式IV中任一個所示的結構:
上述式I1-式IV中，R6為碳鏈長度為7的亞烷基，R7為碳鏈長度為5的亞烷基，R8為碳鏈長度為8的亞烷基。
4.根據權利要求1-3任一項所述的自轉向酸化液，其中，所述具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑包括以下兩性表面活性劑中的一種或多種的組合: 總碳數為36的含有二個親水基團和二個疏水基團的醯胺丙基甜菜鹼； 總碳數為36的含有二個親水基團和二個疏水基團的醯胺丙基甜菜鹼與總碳數為54的含有三個親水基團和三個疏水基團的醯胺丙基甜菜鹼的混合物，二者的含量比為99: I到I: 99 ； 總碳數為54的含有三個親水基團和三個疏水基團的醯胺丙基甜菜鹼。
5.根據權利要求1-4任一項所述的自轉向酸化液，其中，所述陰離子表面活性劑包括油酸醯基甲基牛磺酸鈉和/或烷基苯磺酸鈉，並且，所述烷基苯磺酸鈉的烷基為含有8-18個碳的直鏈烷基或者支鏈烷基。
6.根據權利要求1-4任一項所述的自轉向酸化液，其中，所述具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑是按照以下方法製備得到的: 將起始酸與有機胺反應，再進一步與氯乙酸鈉反應合成得到所述具有多個親水基團和疏水基團的兩性表面活性劑。
7.權利要求1-6任一項所述的自轉向酸化液在油氣田增產酸化中的應用。
8.一種油氣田酸化方法，其中是使用權利要求1-6任一項所述的自轉向酸化液對油氣田的油氣井進行酸化的 方法。
【文檔編號】C09K8/74GK104073236SQ201310101432
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2013年3月27日 優先權日:2013年3月27日
【發明者】楊江, 盧擁軍, 管保山, 崔偉香, 邱曉惠 申請人:中國石油天然氣股份有限公司