[發明專利]一種無傷害自轉向酸及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201410062836.4
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103820098A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 王彥玲;徐超;王增寶;金家鋒
• 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: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

技術領域

本發明涉及用于酸化酸壓的一種無傷害自轉向酸的制備方法及其應用，屬于儲層酸化酸壓增產改造表面活性劑自轉向酸技術領域。

背景技術

在對儲層進行基質酸化改造時，由于高滲透層阻力小，在相同的壓力系統下，酸液是首先進入高滲透層，只有少量進入滲透性中等的儲層，而對于低滲和污染嚴重的層段儲層，酸液則很難進入。而酸液基質酸化酸壓的目的是要求酸液能夠對儲層進行全面的改造，特別是對低滲和污染嚴重的層段儲層的改造。因此，要實現基質酸化對所有非均質儲層的高效改造，在基質酸化中需要引進酸液在非均質性儲層間的有效轉向，從而實現酸液對所有層段的改造。

為了提高儲層的酸化酸壓的效果，一般采用各類化學轉向劑。其中采用表面活性劑材料在酸性環境下實現交聯，隨著酸液與巖石有效成分的反應，pH升高在3-5左右時，出現峰值粘度，隨著pH的進一步升高，粘度逐漸降低，殘酸粘度可以降到10mPa.s以內。由于酸液體系沒有固相聚合物，因此降低了對儲層的傷害，能夠起到很好的轉向和降低濾失作用。主要用于碳酸鹽巖油藏的深部酸化，實現酸液在高滲層的自轉向功能。粘彈性表面活性劑的自轉向機理是：碳酸鹽巖油藏主要是由方解石（主要成分為CaCO₃）、白云石（主要成分為CaMg(CO₃)₂）、菱鎂礦（主要成分為MgCO₃）等礦物成分構成，其中方解石含量高于50%的稱為石灰巖，白云石含量高于50%的成為白云巖。碳酸鹽巖地層酸化使用鹽酸，其具有溶蝕能力強，價格低的特點。進入地層后酸液中的鹽酸與碳酸鹽巖礦物質反應，除了生成二氧化碳和水之外，與方解石反應還生成CaCl₂，與菱鎂礦反應生成MgCl₂，與白云石反應生成CaCl₂和MgC_l2，隨著酸-巖反應的進行，酸液體系中生成大量二價金屬陽離子（Ca²⁺、Mg²⁺），在pH值和二價金屬陽離子的共同作用下，酸液體系中的活性劑單體卷曲、纏繞，由球狀膠束轉變成蠕蟲狀膠束，膠束間互相交織構成三維空間網狀結構，酸液表觀粘度迅速增加，實現變粘過程，達到降濾失和轉向的作用。

目前，研究較多的粘彈性表面活性劑是酰胺丙基甜菜堿。如鄭云川等人,“兩性表面活性劑酸液體系在基質酸化及酸壓中的應用”，《天然氣工業》2005年，第25卷第12期第71-73頁，將基于粘彈性表面活性劑芥子酰胺丙基甜菜堿的變粘分流酸應用于基質酸化和酸壓。2009年，馬代鑫等人在《特種油氣藏》第3卷第11期第90-91頁上發表了“變粘分流酸主劑油酸酰胺丙基甜菜堿的合成”的文章，提出了一種表觀粘度隨pH值升高而增大的新型兩性表面活性劑—油酸酰胺丙基甜菜堿，利用油酸酰胺丙基甜菜堿配制的變粘分流酸在pH值為0.63～1.0時，具有最大的表觀粘度，且活性劑濃度越大，體系粘度越高，在儲層中能夠實現分流轉向的作用。上述表面活性劑的分子結構上帶有羧酸根，因此會與酸-巖反應生成的Ca²⁺、Mg²⁺離子反應，生成相應的羧酸鹽，而且此類表面活性劑一般是芥子酸或者油酸為原料制備的，帶有較長的碳鏈（C18以上），自身的分子量較大，生成的羧酸鈣、羧酸鎂容易在地層中沉淀下來，從而傷害地層，減弱了酸化酸壓的效果。

發明內容

針對現有的粘彈性表面活性劑自轉向酸在地層中生成羧酸鹽沉淀而傷害地層的問題，本發明提供一種無傷害自轉向酸及其制備方法與應用，該自轉向酸中的表面活性劑不會在地層酸化時生成沉淀。

本發明的技術方案如下：

一種無傷害自轉向酸，由以下質量百分比的組分組成：

羥基磺酸鹽型兩性表面活性劑3-10%，

多元羧酸螯合劑1-5%，

酸10-28%，以純酸計；

其余為水；

所述的羥基磺酸鹽型兩性表面活性劑為2-羥基-3-(N,N-二甲基-N-油酸酰胺丙基)丙磺酸鈉、2-羥基-3-(N,N-二甲基-N-硬脂酸酰胺丙基)丙磺酸鈉或2-羥基-3-(N,N-二甲基-N-芥子酸酰胺丙基)丙磺酸鈉；

所述的多元羧酸型螯合劑為乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)、乙二醇二乙醚二胺四乙酸二鈉（EGTA）或氨基三乙酸(NTA)；

所述的酸是鹽酸或鹽酸與氟氫酸的組合。

根據本發明優選的，所述鹽酸為質量濃度為10-37%的鹽酸。