一種用于碳酸鹽巖酸壓的乳液稠化酸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于碳酸鹽巖酸壓的乳液稠化酸，具有低傷害、高效緩速、速溶的特性，可以應(yīng)用于中、高溫碳酸鹽巖儲層酸壓措施中，與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有優(yōu)秀的酸巖反應(yīng)緩速性、能夠有效實現(xiàn)酸液深穿透，溝通遠(yuǎn)端儲層，達(dá)到深度酸壓改造的目的；且具有低殘渣、易返排、低傷害特性，能有效的減輕二次傷害；同時極易分散、溶解，與酸混合時只需簡單攪拌，現(xiàn)場大規(guī)模實際應(yīng)用非常方便。
【專利說明】
一種用于碳酸鹽巖酸壓的乳液稠化酸
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及石油開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于碳酸鹽巖酸壓的乳液稠化酸。
【背景技術(shù)】
[0002]酸化壓裂是碳酸鹽巖儲層有效的增產(chǎn)措施，通過地面高壓栗注設(shè)備將酸性液體擠入地層，壓破地層形成裂縫，酸性液體進(jìn)入地層，再與地層巖石發(fā)生反應(yīng)，酸液溶蝕地層，形成溶蝕蚓孔，從而達(dá)到增大儲層滲透率、泄油(氣)通道，最終達(dá)到增產(chǎn)的目的。
[0003]針對碳酸鹽巖儲層酸壓措施，現(xiàn)存的膠凝酸、稠化酸技術(shù)由于主劑多為高分子共聚物，酸壓后易產(chǎn)生殘渣，堵塞孔喉，造成二次傷害;酸巖反應(yīng)速度過快也是現(xiàn)存技術(shù)的一個主要問題，雖然可以通過增加酸液粘度、降濾失等措施達(dá)到酸巖反應(yīng)緩速的目的，但效果有限；同時傳統(tǒng)高分子共聚物不易分散、溶解，在實驗室條件下需要15_20min，現(xiàn)場配置酸液時所需時間更長，且如果操作不當(dāng)較易形成“魚眼”，非常不便于大規(guī)模使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于碳酸鹽巖酸壓的低傷害、高效緩速、速溶的乳液稠化酸，解決現(xiàn)有技術(shù)中的酸壓工作液的酸巖反應(yīng)速度過快、產(chǎn)生殘渣較多以及配置速度慢的問題。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于碳酸鹽巖酸壓的乳液稠化酸，包括乳液稠化劑、緩蝕劑、鐵離子穩(wěn)定劑、助排劑、鹽酸和水，其中乳液稠化劑所占體積比為I %-5%，緩蝕劑所占體積比為0.2%-2%，鐵離子穩(wěn)定劑所占體積比為0.5%~1.5% ,助排劑所占體積比為0.5 % -1.5 %，鹽酸所占體積比為1 % -25 %，余量為水。
[0006]在本發(fā)明的乳液稠化酸中，所述乳液稠化劑所占體積比為2%_3%，緩蝕劑所占體積比為0.2 % -0.5 %，鐵離子穩(wěn)定劑所占體積比為I %，助排劑所占體積比為0.5%-1%，鹽酸所占體積比為15%_25%，余量為水。
[0007]在本發(fā)明的乳液稠化酸中，所述乳液稠化劑為二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰胺和2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體形成的反相乳液聚合而成的共聚物。
[0008]在本發(fā)明的乳液稠化酸中，共聚物中所述二甲基二烯丙基氯化銨:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙稀酰胺基丙磺酸單體=1:6?10:1。
[0009]在本發(fā)明的乳液稠化酸中，由所述二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰胺和2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體形成的反相乳液的油水比為I.5?3。
[0010]在本發(fā)明的乳液稠化酸中，所述緩蝕劑包括羥基喹啉和氯化芐，且在緩蝕劑中，羥基喹啉的質(zhì)量體積比為20%-45%，氯化芐的質(zhì)量體積比為5%-15%。
[0011]在本發(fā)明的乳液稠化酸中，所述鐵離子穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸二鈉。
[0012]在本發(fā)明的乳液稠化酸中，所述助排劑包括聚醚多元醇，且在助排劑中的體積比為 15%-20%。
[0013]在本發(fā)明的乳液稠化酸中，所述聚醚多元醇為丙二醇嵌段聚醚、聚氧化乙烯多元醇或聚氧化丙烯多元醇。
[0014]實施本發(fā)明的用于碳酸鹽巖酸壓的乳液稠化酸，具有以下有益效果:本發(fā)明的乳液稠化酸具有低傷害、高效緩速、速溶的特性，可以應(yīng)用于中、高溫碳酸鹽巖儲層酸壓措施中，與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有優(yōu)秀的酸巖反應(yīng)緩速性、能夠有效實現(xiàn)酸液深穿透，溝通遠(yuǎn)端儲層，達(dá)到深度酸壓改造的目的；且具有低殘渣、易返排、低傷害特性，能有效的減輕二次傷害;同時極易分散、溶解，與酸混合時只需簡單攪拌，現(xiàn)場大規(guī)模實際應(yīng)用非常方便。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的用于碳酸鹽巖酸壓的乳液稠化酸作進(jìn)一步說明:
[0016]本發(fā)明提供一種用于碳酸鹽巖酸壓的新型低傷害、高效緩速、速溶乳液稠化酸，能夠有效降低酸壓后的殘渣，減少對儲層所造成的二次傷害，與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有更好的降低酸巖反應(yīng)速率性能，同時其快速分散、溶解的特性尤其適合于現(xiàn)場大規(guī)模應(yīng)用。
[0017]該用于碳酸鹽巖酸壓的乳液稠化酸包括乳液稠化劑、緩蝕劑、鐵離子穩(wěn)定劑、助排劑、鹽酸和水，其中乳液稠化劑所占體積比為I %-5%，緩蝕劑所占體積比為0.2%-2%，鐵離子穩(wěn)定劑所占體積比為0.5%~1.5% ,助排劑所占體積比為0.5 % -1.5 %，鹽酸所占體積比為10%-25%，余量為水。
[0018]優(yōu)選地，乳液稠化劑所占體積比為2%_3%，緩蝕劑所占體積比為0.2%_0.5%，鐵離子穩(wěn)定劑所占體積比為I %，助排劑所占體積比為0.5%-1 %，鹽酸所占體積比為15%-25%，余量為水。
[0019]其中，乳液稠化劑為二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰胺和2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體形成的反相乳液聚合而成的共聚物，在該共聚物中二甲基二烯丙基氯化銨:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:6?10:1，優(yōu)選地，二甲基二烯丙基氯化銨:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:8:1。在其它實施例中，也可以是二甲基二烯丙基氯化銨:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:6:1或1:7:1或1:9:1或1:10:1。其中，三者形成的反相乳液在聚合時的油水比控制為1.5?3，優(yōu)選控制為2。該乳液稠化劑的酸溶時間為3-5分鐘。
[0020]緩蝕劑包括羥基喹啉和氯化芐，且在緩蝕劑中，羥基喹啉的質(zhì)量體積比為20% -45%，氯化芐的質(zhì)量體積比為5%-15%，將二者溶解于水中得到該緩蝕劑。優(yōu)選地，羥基喹啉的質(zhì)量體積比為2 5 % -3 5 %，氯化芐的質(zhì)量體積比為8 % -12 %。更優(yōu)選地，羥基喹啉的質(zhì)量體積比為30%，氯化芐的質(zhì)量體積比為10%。這里所說的“羥基喹啉”可以是8-羥基喹啉，也可以是2-羥基喹啉等，即可以是不同取代位置的羥基喹啉。
[0021]鐵離子穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸二鈉。
[0022]助排劑包括聚醚多元醇，且在助排劑中的體積比為15%-20 %，溶于水中制備而成。聚醚多元醇可以為丙二醇嵌段聚醚、聚氧化乙烯多元醇或聚氧化丙烯多元醇，優(yōu)選為丙二醇嵌段聚醚。
[0023]所使用的鹽酸為濃鹽酸。
[0024]需要說明的是，上述所提及的“質(zhì)量體積比”，如1%是指每10mL溶劑(比如:水)中加入Ig質(zhì)量的物質(zhì)。所提及的“體積比”，如I %是指每10mL溶劑(比如:水)中加入ImL體積的物質(zhì)。
[0025]上述乳液稠化劑與鹽酸混合后，增加酸液體系的粘度，從而降低酸液在地層的濾失；另外酸液粘度增加，會降低酸巖反應(yīng)的速度，從而增加酸液在地層的深穿透性，也就是反應(yīng)慢，使酸液活性保持的越久；同時該乳液稠化劑為油包水型乳狀液，由于其油為外相，內(nèi)相酸不與巖石直接反應(yīng)，進(jìn)一步增強緩速效果。
[0026]上述緩蝕劑主要用于阻止鹽酸與井下管材及工具發(fā)生反應(yīng)，從而腐蝕井下管材及工具。
[0027]當(dāng)酸液與金屬表面接觸時，會形成部分鐵離子進(jìn)入地層，隨著酸巖反應(yīng)的進(jìn)行，酸液活性會逐漸降低，PH值升高，出現(xiàn)游離鐵離子以Fe(0H)3形式沉淀，造成二次污染，上述鐵離子穩(wěn)定劑可與Fe3+、Fe2+絡(luò)合或螯合，使它在酸中不易發(fā)生水解，鐵還原劑可將Fe3+還原至Fe2+，在乏酸PH值下可達(dá)到穩(wěn)定鐵的目的，防止鐵凝膠沉淀，從而隨乏酸排出。
[0028]上述助排劑能夠降低酸液的表界面張力，待酸液在地層中反應(yīng)完全后，利于返排到地面，降低二次傷害。
[0029]上述鹽酸可以與地層巖石發(fā)生反應(yīng)，形成酸蝕裂縫及蚓孔，增加泄油、氣面積。
[0030]本發(fā)明所提出的一種低傷害、高效緩速、速溶的乳液稠化酸，是一種用于碳酸鹽巖儲層酸化壓裂增產(chǎn)措施的乳液稠化酸，是在傳統(tǒng)技術(shù)上改進(jìn)的新型技術(shù)，其主劑稠化劑為反相乳液聚合而成的共聚物，所配置的酸性工作液為乳狀液，現(xiàn)場配置時可直接與酸液混合，簡單攪拌即可完全分散;同時乳狀液本身對于酸巖反應(yīng)速度就有一定的控制能力，因此與傳統(tǒng)技術(shù)相比，增加了緩速性能；本發(fā)明所述乳液稠化劑為油包水型乳狀液，具有低殘渣、易返排、低傷害的特性。綜合以上優(yōu)點，本發(fā)明所述的新型低傷害、高效緩速、速溶的乳液稠化酸是對傳統(tǒng)稠化酸、膠凝酸酸壓技術(shù)的創(chuàng)新與改進(jìn)。
[0031]本發(fā)明是一種用于碳酸鹽巖儲層酸化壓裂增產(chǎn)措施的乳液稠化酸，其主劑為反相乳液聚合而成的共聚物，所配置的酸性工作液為乳狀液，具有低殘渣低傷害的特性，同時乳狀液增加了酸性工作液的緩速效果，在實際應(yīng)用時乳狀液極易分散，與傳統(tǒng)稠化酸相比具有速溶、易操作的特性。
[0032]本發(fā)明的乳液稠化酸體系為一種新型高效緩速酸液體系，乳液稠化劑為反相乳液聚合法合成的共聚物，與同等濃度鹽酸相比緩速率達(dá)到80 %以上，尤其適合于中高溫碳酸鹽巖儲層酸壓增產(chǎn)措施;與傳統(tǒng)稠化酸、膠凝酸相比具有低殘渣、易返排、低傷害的性能，有效降低對儲層的二次傷害;且在酸液中極易分散、溶解，現(xiàn)場大規(guī)模使用時僅需簡單攪拌即可使用，非常便于操作；同時與傳統(tǒng)稠化劑相比不會產(chǎn)生“魚眼”，不會存在稠化劑不分散的現(xiàn)象。
[0033]實施例1:
[0034]配制10mL乳液稠化酸，將2.5mL乳液稠化劑(二甲基二烯丙基氯化錢:丙烯酰胺:2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:8:1)、0.3mL緩蝕劑(每10mL緩蝕劑中含30g羥基喹啉和1g氯化芐)、lmL乙二胺四乙酸二鈉、0.SmL助排劑(每10mL助排劑中含丙二醇嵌段聚醚18mL)以及20mL濃鹽酸溶于適量水中得到10mL的乳液稠化酸。其中，乳液稠化劑酸溶時間為3分鐘。
[0035]工程案例:
[0036]四川盆地某井，水平井，斜深3087.6m，水平段長624m，7級分段酸壓，使用該實施例的乳液稠化酸，栗注酸液2245m 3，施工排量2.5-4.5m3/min，施工壓力47.5MPa?17.3MPa，酸壓后測得天然氣無阻流量40 X 104m3/day。
[0037]實施例2:
[0038]配制10mL乳液稠化酸，將2mL乳液稠化劑(二甲基二烯丙基氯化錢:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:8:1),0.5mL緩蝕劑(每10mL緩蝕劑中含25g羥基喹啉和12g氯化芐)、lmL乙二胺四乙酸二鈉、0.5mL助排劑(每10mL助排劑中含丙二醇嵌段聚醚20mL)以及15mL濃鹽酸溶于適量水中得到I OOmL的乳液稠化酸。其中，乳液稠化劑酸溶時間為3.2分鐘。
[0039]工程案例:
[0040]四川盆地某井，水平井，斜深3087.6m，水平段長624m，7級分段酸壓，使用該實施例的乳液稠化酸，栗注酸液2300m3，施工排量2.8-4.3m3/min，施工壓力45.1MPa?18.3MPa，酸壓后測得天然氣無阻流量43 X 104m3/day。
[0041 ] 實施例3:
[0042]配制10mL乳液稠化酸，將3mL乳液稠化劑(二甲基二烯丙基氯化錢:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:8:1),0.2mL緩蝕劑(每10mL緩蝕劑中含35g羥基喹啉和Sg氯化芐)、ImL乙二胺四乙酸二鈉、ImL助排劑(每10mL助排劑中含丙二醇嵌段聚醚15mL)以及25mL濃鹽酸溶于適量水中得到I OOmL的乳液稠化酸。其中，乳液稠化劑酸溶時間為4分鐘。
[0043]工程案例:
[0044]四川盆地某井，水平井，斜深3087.6m，水平段長624m，7級分段酸壓，使用該實施例的乳液稠化酸，栗注酸液2285m3，施工排量2.3-4.0m3/min，施工壓力45.2MPa?16.9MPa，酸壓后測得天然氣無阻流量45 X 104m3/day。
[0045]實施例4:
[0046]配制10mL乳液稠化酸，將ImL乳液稠化劑(二甲基二烯丙基氯化錢:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:6:1)、2mL緩蝕劑(每10mL緩蝕劑中含20g羥基喹啉和5g氯化芐)、1.5mL乙二胺四乙酸二鈉、1.5mL助排劑(每10mL助排劑中含丙二醇嵌段聚醚15mL)以及25mL濃鹽酸溶于適量水中得到I OOmL的乳液稠化酸。其中，乳液稠化劑酸溶時間為4.5分鐘。
[0047]工程案例:
[0048]四川盆地某井，水平井，斜深3087.6m，水平段長624m，7級分段酸壓，使用該實施例的乳液稠化酸，栗注酸液2545m 3，施工排量2.5-4.3m3/min，施工壓力48.5MPa?18.3MPa，酸壓后測得天然氣無阻流量38 X 104m3/day。
[0049]實施例5:
[0050]配制10mL乳液稠化酸，將5mL乳液稠化劑(二甲基二烯丙基氯化錢:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙稀酰胺基丙磺酸單體=1:10:1)、0.3mL緩蝕劑(每10mL緩蝕劑中含45g輕基喹啉和15g氯化芐)、0.5mL乙二胺四乙酸二鈉、0.8mL助排劑(每10mL助排劑中含丙二醇嵌段聚醚18mL)以及20mL濃鹽酸溶于適量水中得到10mL的乳液稠化酸。其中，乳液稠化劑酸溶時間為5分鐘。
[0051]工程案例:
[0052]四川盆地某井，水平井，斜深3087.6m，水平段長624m，7級分段酸壓，使用該實施例的乳液稠化酸，栗注酸液2415m3，施工排量2.2-4.0m3/min，施工壓力45.3MPa?18.5MPa，酸壓后測得天然氣無阻流量37 X 104m3/day。
[0053]實施例6:
[0054]配制10mL乳液稠化酸，將2mL乳液稠化劑(二甲基二烯丙基氯化錢:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:8:1)、0.3mL緩蝕劑(每10mL緩蝕劑中含30g羥基喹啉和1g氯化節(jié))、ImL乙二胺四乙酸二鈉、0.8mL助排劑(每10mL助排劑中含聚氧化乙稀多元醇18mL)以及20mL濃鹽酸溶于適量水中得到10mL的乳液稠化酸。其中，乳液稠化劑酸溶時間為5分鐘。
[0055]工程案例:
[0056]四川盆地某井，水平井，斜深3087.6m，水平段長624m，7級分段酸壓，使用該實施例的乳液稠化酸，栗注酸液2280m3，施工排量2.0-4.0m3/min，施工壓力46.8MPa?19.3MPa，酸壓后測得天然氣無阻流量35 X 104m3/day。
[0057]實施例7:
[0058]配制10mL乳液稠化酸，將2mL乳液稠化劑(二甲基二烯丙基氯化錢:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:8:1)、0.3mL緩蝕劑(每10mL緩蝕劑中含30g羥基喹啉和1g氯化節(jié))、ImL乙二胺四乙酸二鈉、0.8mL助排劑(每10mL助排劑中含聚氧化丙稀二元醇15mL)以及20mL濃鹽酸溶于適量水中得到10mL的乳液稠化酸。其中，乳液稠化劑酸溶時間為4.8分鐘。
[0059]工程案例:
[0060]四川盆地某井，水平井，斜深3087.6m，水平段長624m，7級分段酸壓，使用該實施例的乳液稠化酸，栗注酸液2450m3，施工排量2.5-4.0m3/min，施工壓力45.5MPa?18.5MPa，酸壓后測得天然氣無阻流量36 X 104m3/day。
[0061 ] 實施例6:
[0062]配制10mL乳液稠化酸，將3mL乳液稠化劑(二甲基二烯丙基氯化錢:丙烯酰胺:2_甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:8:1)、0.3mL緩蝕劑(每10mL緩蝕劑中含30g羥基喹啉和1g氯化節(jié))、ImL乙二胺四乙酸二鈉、0.8mL助排劑(每10mL助排劑中含聚氧化丙稀三元醇18mL)以及20mL濃鹽酸溶于適量水中得到10mL的乳液稠化酸。其中，乳液稠化劑酸溶時間為4.5分鐘。
[0063]工程案例:
[0064]四川盆地某井，水平井，斜深3087.6m，水平段長624m，7級分段酸壓，使用該實施例的乳液稠化酸，栗注酸液2480m3，施工排量2.5-5.0m3/min，施工壓力45.4MPa?17.9MPa，酸壓后測得天然氣無阻流量36 X 104m3/day。
[0065]應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)或變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于碳酸鹽巖酸壓的乳液稠化酸，其特征在于，包括乳液稠化劑、緩蝕劑、鐵離子穩(wěn)定劑、助排劑、鹽酸和水，其中乳液稠化劑所占體積比為I % -5 %，緩蝕劑所占體積比為0.2%-2%，鐵離子穩(wěn)定劑所占體積比為0.5%-1.5%，助排劑所占體積比為0.5%-1.5%，鹽酸所占體積比為10%_25%，余量為水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液稠化酸，其特征在于，所述乳液稠化劑所占體積比為2%-3%，緩蝕劑所占體積比為0.2%-0.5%，鐵離子穩(wěn)定劑所占體積比為1%，助排劑所占體積比為0.5%-1%，鹽酸所占體積比為15%-25%，余量為水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液稠化酸，其特征在于，所述乳液稠化劑為二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰胺和2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體形成的反相乳液聚合而成的共聚物。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乳液稠化酸，其特征在于，共聚物中所述二甲基二烯丙基氯化銨:丙烯酰胺:2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體=1:6?10:1。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的乳液稠化酸，其特征在于，由所述二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰胺和2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸單體形成的反相乳液的油水比為1.5?3。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液稠化酸，其特征在于，所述緩蝕劑包括羥基喹啉和氯化芐，且在緩蝕劑中，羥基喹啉的質(zhì)量體積比為20%-45%，氯化芐的質(zhì)量體積比為5%-15%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液稠化酸，其特征在于，所述鐵離子穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸二鈉。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乳液稠化酸，其特征在于，所述助排劑包括聚醚多元醇，且在助排劑中的體積比為15 % -20 %。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的乳液稠化酸，其特征在于，所述聚醚多元醇為丙二醇嵌段聚醚、聚氧化乙烯多元醇或聚氧化丙烯多元醇。
【文檔編號】C09K8/74GK105907386SQ201610262005
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】王金龍, 趙錦棟, 林景禹, 孫雪猛, 伍嘉
【申請人】深圳市百勤石油技術(shù)有限公司