[發明專利]一種酸敏性變粘混合表面活性劑

無效

• 申請號: 201210002862.9
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102559168A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 劉德新;汪龍梅;趙修太;王彥玲;王增寶;白英睿;邱廣敏;譚梟麒
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: C09K8/74
• 分類號: C09K8/74
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 楊大興

技術領域：

本發明涉及一種酸敏性變粘混合表面活性劑，具體地說，酸敏性變粘混合表面活性劑體系的粘度隨酸液濃度的降低而增大，具有自轉向功能，可以作為酸化用自轉向劑。

背景技術：

酸化是強化采油(EOR)的方法之一，是油氣井增產、注入井增注的一項有效的技術措施。其原理是通過酸液對巖石膠結物或地層孔隙、裂縫內堵塞物等的溶解和溶蝕作用，恢復或提高地層孔隙和裂縫的滲透性。酸化按照工藝不同可分為酸洗、基質酸化和酸化壓裂(也稱酸壓)。酸洗是將少量酸液注入井筒內，清除井筒孔眼中酸溶性顆粒和鉆屑及垢等，并疏通射孔孔眼。基質酸化是在低于巖石破裂壓力下將酸注入地層，依靠酸液的溶蝕作用恢復或提高井筒附近較大范圍內油層的滲透性。酸化壓裂是在高于巖石破裂壓力下將酸注入地層，在地層內形成裂縫，通過酸液對裂縫壁面物質的不均勻溶蝕形成高導流能力的裂縫。酸化施工使用諸如水泥車、泵車一類的施工車輛，將酸性水溶液(如鹽酸、氫氟酸、有機酸)注入地層。注入的酸液會溶解地層巖石或膠結物，從而增加地層滲透率，使油氣的產出、驅替水注入更加方便。

由于地層的非均質性，使得注入的新鮮酸液首先進入阻力最小的、滲透率高的層段，在這些層段內，酸液溶解了碳酸鹽或者砂巖礦物，并且產生了高傳導性通道，使得這些層段具有更高的注入能力，最終導致的結果是大多數酸液流入同一層段，而其它目標層段沒有進酸，不可能得到酸化。因此，需要進行酸液轉向處理，來保證整個地層都得到酸化處理，以便獲得均一的滲透率。轉向劑的作用在于平衡酸液流動，以使不同滲透率的地層均能達到酸化。按照作用機理，酸化轉向技術可分為機械轉向和化學轉向等。

機械轉向主要有封隔器轉向和顆粒轉向，但機械技術是笨重的，需要現場的裝置設備，既費時又昂貴，其有效性受到孔眼圓度及光滑度和射孔數量的影響；顆粒轉向使用的轉向劑也很難排出，容易引起地層傷害。

化學轉向的酸化方式有油溶性樹脂懸浮液、聚合物類的自轉向、表面活性劑類的自轉向和泡沫轉向等。

油溶性樹脂懸浮液注下去以后在井壁上糊住，地層采出原油將其溶解而返排出來，其優點是樹脂可以變形，耐溫也不錯，封堵效果好，但是價格貴，國外常用與孔喉尺寸匹配的可溶固體來做，但是在國內，一是設計時很少做孔喉數據的分析，二是很難找到工業化的已知粒徑材料，因此一直做的效果不好。

聚合物類轉向劑由酸溶性聚合物或酸溶性聚合物與交聯劑組成來提高酸液的粘度，該類轉向劑在pH值低的情況下粘度較高，而當pH值升高時粘度下降，或在解聚劑的作用下確保交聯的完全解體。酸液粘度降低，較容易從地層移出。但殘留在層段內的高聚物，將會損害儲層的滲透性，因此降低酸化處理的有效性。據有關返排液的系統分析表明，酸化處理過程中，30％至45％的注入高聚物在油井返排階段得到回收，相當多的聚合物仍留在地層中。為了增大清除操作的效果，曾嘗試一系列的措施，然而收效甚微。

表面活性劑類的自轉向主要采用粘彈性表面活性劑，當粘彈性表面活性劑自主轉向酸穿透入碳酸鹽巖石時，隨著酸巖反應的進行，酸濃度不斷下降，溶液的pH值和CaCl₂、MgCl₂的濃度增加，鹽的出現和pH值的升高使粘彈性流體中的長桿狀膠束轉變成相互纏織在一起的蠕蟲狀膠束，高粘度流體充當了暫時的屏障作用，把流體轉向給剩下的低滲透率處理層，處理結束后，基于粘彈性表面活性劑的酸液屏障遇到儲層中的碳氫化合物或預(后)處理液時自動破膠。報道用到的粘彈性表面活性劑主要有甜菜堿型(鄭云川，趙立強，劉平禮.芥子酰胺丙基甜菜堿變粘酸化液研究[J].油田化學，2005，4：302-306)和季銨鹽型(Bernhard?Lungwitz.Diversion?and?clean?up?studies?of?viscoelastic?surfactant-based?self-diverting?acid[C].SPE?86504：9-11)兩大類。

泡沫轉向酸化是將加入了起泡劑的酸液與氮氣在地面泡沫發生器中充分混合，形成穩定泡沫隨即注入井內，提高地層產能。因泡沫酸中的氣體有助排作用，泡沫酸酸化特別適用于低壓低滲排液困難的儲層改造，老井挖潛和低壓井的增產措施，也能有效解決排液難、水敏性儲層等特殊井的作業。