[發(fā)明專利]清潔自轉(zhuǎn)向酸液體系

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610052257.0
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN106995692A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃靜;王寶峰;蔣廷學(xué);衛(wèi)然
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: C09K8/74
• 分類號: C09K8/74
• 代理公司: 北京聿宏知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11372
• 代理人: 劉烽,桑勝梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種清潔自轉(zhuǎn)向酸液體系。

背景技術(shù)

清潔自轉(zhuǎn)向酸是一種基于粘彈性表面活性劑的轉(zhuǎn)向酸液體系(The Visco-Elastic Surfactant based acid，簡稱VES)，又叫清潔自轉(zhuǎn)向酸液體系(Clear Self-Diverting Acid，簡稱CDA或者SDA)，它以粘彈性表面活性劑為酸液體系添加劑。因其對地層無傷害，有文獻(xiàn)稱其為“清潔轉(zhuǎn)向酸”；又因其可以在井下地層(就地)隨著酸化反應(yīng)的進(jìn)行自動(dòng)增大粘度，起到轉(zhuǎn)向酸化作用，而不需要交聯(lián)劑，因此又被稱作“自轉(zhuǎn)向酸”，或者“就地轉(zhuǎn)向酸液體系(In situ Diverting Acid)”。

清潔自轉(zhuǎn)向酸中的主要成分之一的表面活性劑是導(dǎo)致清潔自轉(zhuǎn)向酸抗溫性能差的主要原因，加上清潔自轉(zhuǎn)向酸本身具有很強(qiáng)的酸性，能與大多數(shù)物質(zhì)反應(yīng)，因此很難進(jìn)一步提高其耐溫性能，無法實(shí)現(xiàn)高溫深層勘探開發(fā)壓裂改造的需要。納米材料由于其自身獨(dú)特的性能，是一種性能非常優(yōu)異的新材料，它在油氣田的開發(fā)方面有廣泛的應(yīng)用，并且應(yīng)用效果極其明顯。例如在驅(qū)油、鉆井、降壓增注、封堵、稠油降粘、固井、油田管道防腐和油田污水處理等方面都得到了廣泛研究和應(yīng)用。目前納米材料在清潔自轉(zhuǎn)向酸方面的研究國內(nèi)還沒有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的研究狀況，本發(fā)明目的是利用納米材料獨(dú)特的小尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)，將其應(yīng)用到清潔自轉(zhuǎn)向酸中，從而提供一種新型的納米清潔自轉(zhuǎn)向酸體系，以提高清潔自轉(zhuǎn)向酸的抗溫性能。

本發(fā)明提供了一種清潔自轉(zhuǎn)向酸液體系，其配制原料包括以下組分：

(1)納米材料；

(2)分散助劑；和

(3)含有酸和表面活性劑的水溶液。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述納米材料選自金屬氧化物、金屬氫氧化物和非金屬氧化物。優(yōu)選地，所述納米材料選自MgC₂O₄、Al(OH)₃、γ-Al₂O₃、SiO₂、TiO₂和ZnO中的至少一種。優(yōu)選地，所述納米材料的粒徑為0.5-100nm，優(yōu)選為0.5-50nm，更優(yōu)選為0.5-30nm。所述納米材料可以采用本領(lǐng)域公知的液相化學(xué)法制備得到。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述分散助劑為水溶性液態(tài)三元醇C_nH_2n-1(OH)₃，其中3≦n≦6。優(yōu)選地，所述分散助劑選自丙三醇、丁三醇(例如1,2,4-丁三醇)，戊三醇和己三醇中的至少一種。在實(shí)施例中，所述分散助劑為丙三醇和/或丁三醇。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，納米材料的質(zhì)量(以克計(jì))與分散助劑的體積(以毫升計(jì))之比為1:1至1:50(g:mL)，優(yōu)選為1:2至1:40(g:mL)，更優(yōu)選為1:3至1:30(g:mL)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述分散助劑與組分(3)中所述的水溶液的體積比為1:10至7:10。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，納米材料的質(zhì)量(以克計(jì))與組分(3)中所述的水溶液的體積(以毫升計(jì))之比為0.1:40至8:40(g:mL)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述表面活性劑選自市售FRK-VDA-L表面活性劑或一般常規(guī)表面活性劑，優(yōu)選北京佛瑞克技術(shù)發(fā)展有限公司生產(chǎn)的FRK-VDA-L表面活性劑。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，表面活性劑在組分(3)中質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.1-20％，優(yōu)選為1-15％更優(yōu)選為1-10％。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，組分(3)中所含的酸為無機(jī)酸，優(yōu)選為HCl。優(yōu)選地，在所述水溶液中，以純酸計(jì)，酸的濃度為1.0-7.0mol/L。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述清潔自轉(zhuǎn)向酸體系通過如下方法制備得到：包括將納米材料分散于分散助劑中，形成混合液；將該混合液加入到含有酸和表面活性劑的水溶液中，形成所述清潔自轉(zhuǎn)向酸液體系。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明通過將納米材料應(yīng)用于清潔自轉(zhuǎn)向酸，從而提供了一種新型的清潔自轉(zhuǎn)向酸體系。該清潔自轉(zhuǎn)向酸體系的耐溫性能優(yōu)異，可滿足高溫深層勘探開發(fā)壓 裂改造的需要。

附圖說明

圖1顯示未使用納米材料的清潔自轉(zhuǎn)向酸體系在80℃和170s^-1剪切速率下的黏度。