本發(fā)明涉及碳酸巖儲(chǔ)層開(kāi)采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自轉(zhuǎn)向酸化液及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
碳酸巖儲(chǔ)層是目前油氣儲(chǔ)層的主要類型之一。碳酸巖儲(chǔ)層的主要特點(diǎn)是含有大量裂縫或微裂縫，滲透率較高，但基質(zhì)滲透率較低。為提高儲(chǔ)層產(chǎn)能，一般在投產(chǎn)前需對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行酸化轉(zhuǎn)向改造。然而，在酸化過(guò)程中，酸液在裂縫處的指進(jìn)現(xiàn)象非常嚴(yán)重，大量酸液進(jìn)入裂縫，使得滲透率較高不該酸化的裂縫處過(guò)度酸化，而滲透率較低需要酸化的基質(zhì)部位酸化程度較低，從而降低了酸化效果，且酸液的穿透深度較小。
目前，酸化轉(zhuǎn)向技術(shù)主要分為機(jī)械轉(zhuǎn)向(如封隔器轉(zhuǎn)向、堵球轉(zhuǎn)向或連續(xù)油管轉(zhuǎn)向等)與化學(xué)轉(zhuǎn)向(如泡沫轉(zhuǎn)向、就地交聯(lián)酸轉(zhuǎn)向或疏水締合聚合物轉(zhuǎn)向等)。機(jī)械轉(zhuǎn)向也被稱為外部轉(zhuǎn)向，主要通過(guò)封隔或堵塞某些層段或射孔孔眼，控制進(jìn)液點(diǎn)數(shù)量來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)向的目的；但是該方法中流體轉(zhuǎn)向通常發(fā)生在井筒內(nèi)，一旦流體進(jìn)入儲(chǔ)層就失去了轉(zhuǎn)向能力。而化學(xué)轉(zhuǎn)向被稱為內(nèi)部轉(zhuǎn)向，流體轉(zhuǎn)向通常發(fā)生在地層內(nèi)，通過(guò)增加流體流過(guò)該區(qū)域的流動(dòng)阻力來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)向的目的。由此可見(jiàn)，化學(xué)轉(zhuǎn)向相對(duì)機(jī)械轉(zhuǎn)向而言，更能達(dá)到均質(zhì)酸化效果。但是現(xiàn)有技術(shù)中的化學(xué)轉(zhuǎn)向技術(shù)適用的儲(chǔ)層溫度較低，且對(duì)儲(chǔ)層傷害較大，在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種自轉(zhuǎn)向酸化液，在碳酸巖儲(chǔ)層改造中對(duì)儲(chǔ)層的傷害小，且適用的儲(chǔ)層溫度高。
本發(fā)明提供了一種自轉(zhuǎn)向酸化液，包括以下組分：
3wt％～5wt％的芥酸甜菜堿的衍生物；
0.5wt％～1wt％的甜菜堿類表面活性劑；
1wt％～2.5wt％的穩(wěn)定劑；
0.5wt％～1.5wt％的抗溫劑；
0.3wt％～0.5wt％的緩蝕劑；
1wt％～2wt％的互溶劑；
0.2wt％～0.5wt％的助排劑；
15wt％～25wt％的酸，以純酸計(jì)；
余量的水。
優(yōu)選的，所述芥酸甜菜堿的衍生物包括13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿、13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的一種或幾種。
優(yōu)選的，所述甜菜堿類表面活性劑包括十八烯酸酰胺丙基甜菜堿、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的一種或幾種。
優(yōu)選的，所述穩(wěn)定劑為鐵離子穩(wěn)定劑。
優(yōu)選的，所述鐵離子穩(wěn)定劑包括檸檬酸、2,3,5,6-四羥基-2-己烯酸-4-內(nèi)酯、羥基亞乙基二膦酸和硫尿中的一種或幾種。
優(yōu)選的，所述抗溫劑為醇類抗溫劑。
優(yōu)選的，所述醇類抗溫劑包括二丙醇、丙三醇和二縮二乙二醇中的一種或幾種。
優(yōu)選的，所述酸為鹽酸或者鹽酸與氫氟酸的混合酸。
本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述自轉(zhuǎn)向酸化液的制備方法，包括以下步驟：
將芥酸甜菜堿的衍生物、甜菜堿類表面活性劑、穩(wěn)定劑、抗溫劑、緩蝕劑、互溶劑、助排劑、酸和水混合，得到自轉(zhuǎn)向酸化液。
本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述自轉(zhuǎn)向酸化液或上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的自轉(zhuǎn)向酸化液在碳酸巖儲(chǔ)層改造中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供了一種自轉(zhuǎn)向酸化液，包括3wt％～5wt％的芥酸甜菜堿的衍生物、0.5wt％～1wt％的甜菜堿類表面活性劑、1wt％～2.5wt％的穩(wěn)定劑、0.5wt％～1.5wt％的抗溫劑、0.3wt％～0.5wt％的緩蝕劑、1wt％～2wt％的互溶劑、0.2wt％～0.5wt％的助排劑、15wt％～25wt％的酸和余量的水。本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液采用芥酸甜菜堿的衍生物與甜菜堿類表面活性劑進(jìn)行復(fù)配，能夠在形成蠕蟲(chóng)膠束過(guò)程中產(chǎn)生協(xié)同作用，并引入抗溫劑參與蠕蟲(chóng)膠束形成過(guò)程，增加了蠕蟲(chóng)膠束的強(qiáng)度，提高了自轉(zhuǎn)向酸化液的抗溫性能；同時(shí)，本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液采用穩(wěn)定劑、緩蝕劑、互溶劑以及助排劑等助劑克服了常規(guī)自轉(zhuǎn)向酸體系中對(duì)蠕蟲(chóng)膠束強(qiáng)度的影響。因此，本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液具有較好的抗溫性能，適用的儲(chǔ)層溫度為90～130℃。此外，本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)向功能，儲(chǔ)層溫度條件下殘酸最高粘度為192～258mpa·s，常溫條件下殘酸最高粘度可達(dá)980mpa·s；無(wú)需加入破膠劑，與烴類或水接觸后可破膠，且破膠液粘度<3mpa·s，有利于提高殘酸的反排效率，反排效率>85％；同時(shí)，本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液對(duì)粘土防膨穩(wěn)定效果好，防膨率>85％；對(duì)儲(chǔ)層滲透率的傷害程度<5％；腐蝕性能低，對(duì)施工管線的腐蝕率為16.8～20.0g/(m2h)。說(shuō)明本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液適用溫度高、對(duì)儲(chǔ)層滲透率的傷害程度小，能夠滿足高溫、碳酸巖儲(chǔ)層改造的需要。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種自轉(zhuǎn)向酸化液，包括以下組分：
3wt％～5wt％的芥酸甜菜堿的衍生物；
0.5wt％～1wt％的甜菜堿類表面活性劑；
1wt％～2.5wt％的穩(wěn)定劑；
0.5wt％～1.5wt％的抗溫劑；
0.3wt％～0.5wt％的緩蝕劑；
1wt％～2wt％的互溶劑；
0.2wt％～0.5wt％的助排劑；
15wt％～25wt％的酸，以純酸計(jì)；
余量的水。
本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液中包括3wt％～5wt％的芥酸甜菜堿的衍生物，優(yōu)選為3.5wt％～4.5wt％，更優(yōu)選為4wt％。在本發(fā)明中，所述芥酸甜菜堿的衍生物優(yōu)選包括13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿、13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的一種或幾種；更優(yōu)選為13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿的混合物，或13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物，或13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物，或13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿、13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物。在本發(fā)明中，當(dāng)所述芥酸甜菜堿的衍生物為13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿、13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的兩種或三種時(shí)，各組分的添加量?jī)?yōu)選相等。
本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液中包括0.5wt％～1wt％的甜菜堿類表面活性劑，優(yōu)選為0.6wt％～0.9wt％，更優(yōu)選為0.7wt％～0.8wt％。在本發(fā)明中，所述甜菜堿類表面活性劑優(yōu)選包括十八烯酸酰胺丙基甜菜堿、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的一種或幾種；更優(yōu)選為十八烯酸酰胺丙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿的混合物，或十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物，或十八烯酸酰胺丙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物，或十八烯酸酰胺丙基甜菜堿、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物。在本發(fā)明中，當(dāng)所述甜菜堿類表面活性劑為十八烯酸酰胺丙基甜菜堿、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的兩種或三種時(shí)，各組分的添加量?jī)?yōu)選相等。
本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液中包括1wt％～2.5wt％的穩(wěn)定劑，優(yōu)選為1.3wt％～2.2wt％，更優(yōu)選為1.5wt％～1.9wt％，最優(yōu)選為1.6wt％～1.7wt％。在本發(fā)明中，所述穩(wěn)定劑優(yōu)選為鐵離子穩(wěn)定劑。本發(fā)明對(duì)于所述鐵離子穩(wěn)定劑的種類沒(méi)有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鐵離子穩(wěn)定劑即可。在本發(fā)明中，所述鐵離子穩(wěn)定劑優(yōu)選包括檸檬酸、2,3,5,6-四羥基-2-己烯酸-4-內(nèi)酯、羥基亞乙基二膦酸和硫尿中的一種或幾種。
本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液中包括0.5wt％～1.5wt％的抗溫劑，優(yōu)選為0.7wt％～1.3wt％，更優(yōu)選為0.8wt％～1.2wt％，最優(yōu)選為0.9wt％～1.1wt％。在本發(fā)明中，所述抗溫劑優(yōu)選為醇類抗溫劑。本發(fā)明對(duì)于所述醇類抗溫劑的種類沒(méi)有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的醇類抗溫劑即可。在本發(fā)明中，所述醇類抗溫劑優(yōu)選包括二丙醇、丙三醇和二縮二乙二醇中的一種或幾種。
本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液中包括0.3wt％～0.5wt％的緩蝕劑，優(yōu)選為0.34wt％～0.45wt％，更優(yōu)選為0.4wt％。本發(fā)明對(duì)于所述緩蝕劑的種類沒(méi)有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的緩蝕劑即可。在本發(fā)明中，所述緩蝕劑優(yōu)選包括聚丙烯酸、聚磷酸鈉、氯化鋅和苯三唑中的一種或幾種。
本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液中包括1wt％～2wt％的互溶劑，優(yōu)選為1.2wt％～1.8wt％，更優(yōu)選為1.4wt％～1.6wt％，最優(yōu)選為1.5wt％。本發(fā)明對(duì)于所述互溶劑的種類沒(méi)有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的互溶劑即可。在本發(fā)明中，所述互溶劑優(yōu)選為醚類互溶劑，更優(yōu)選為乙二醇單丁醚、二乙二醇乙醚和三乙二醇丁醚中的一種或幾種。
本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液中包括0.2wt％～0.5wt％的助排劑，優(yōu)選為0.3wt％～0.4wt％。本發(fā)明對(duì)于所述助排劑的種類沒(méi)有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的助排劑即可。在本發(fā)明中，所述助排劑優(yōu)選包括全氟聚氧丙烯庚醇醚、全氟丙酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨或全氟辛酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨中的一種或幾種。
以純酸計(jì)，本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液中包括15wt％～25wt％的酸。本發(fā)明對(duì)于所述酸的種類沒(méi)有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的酸即可。在本發(fā)明中，所述酸優(yōu)選為鹽酸或者鹽酸與氫氟酸的混合酸。在本發(fā)明中，當(dāng)所述酸為鹽酸時(shí)，所述鹽酸的質(zhì)量百分含量?jī)?yōu)選為15％～20％，更優(yōu)選為16％～18％。在本發(fā)明中，當(dāng)所述酸為鹽酸與氫氟酸的混合酸時(shí)，所述混合酸中鹽酸(以純酸計(jì))的質(zhì)量百分含量?jī)?yōu)選為15％～20％，更優(yōu)選為16％～18％；所述氫氟酸(以純酸計(jì))的質(zhì)量百分含量?jī)?yōu)選為2％～4％，更優(yōu)選為2.5％～3.5％。
本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液中包括余量的水。本發(fā)明對(duì)于所述水沒(méi)有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的水即可。在本發(fā)明中，所述水優(yōu)選包括自來(lái)水、地表水或油田污水。
本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述自轉(zhuǎn)向酸化液的制備方法，包括以下步驟：
將芥酸甜菜堿的衍生物、甜菜堿類表面活性劑、穩(wěn)定劑、抗溫劑、緩蝕劑、互溶劑、助排劑、酸和水混合，得到自轉(zhuǎn)向酸化液。
在制備自轉(zhuǎn)向酸化液時(shí)，本發(fā)明對(duì)于所述自轉(zhuǎn)向酸化液中各組分的加料順序沒(méi)有特殊的限定，采用任意的加料順序即可。本發(fā)明對(duì)于所述混合沒(méi)有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的能夠?qū)⒏鹘M分混合均勻的技術(shù)方案即可。在本發(fā)明中，所述混合優(yōu)選在攪拌條件下進(jìn)行，所述攪拌的速率優(yōu)選為200～400r/min，更優(yōu)選為250～350r/min。采用任意的加料順序?qū)⒆赞D(zhuǎn)向酸化液中各組分加料完畢后，本發(fā)明優(yōu)選對(duì)得到的物料繼續(xù)攪拌，以保證各組分混合均勻。在本發(fā)明中，所述繼續(xù)攪拌的時(shí)間優(yōu)選為20～40min，更優(yōu)選為25～35min。
本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述自轉(zhuǎn)向酸化液或上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的自轉(zhuǎn)向酸化液在碳酸巖儲(chǔ)層改造中的應(yīng)用。在本發(fā)明中，所述碳酸巖儲(chǔ)層優(yōu)選為裂縫型碳酸巖儲(chǔ)層。在本發(fā)明中，所述改造具體指對(duì)所述裂縫型碳酸巖儲(chǔ)層進(jìn)行均質(zhì)酸化。本發(fā)明對(duì)于所述自轉(zhuǎn)向酸化液在碳酸巖儲(chǔ)層改造中的應(yīng)用方式?jīng)]有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的自轉(zhuǎn)向酸化液的應(yīng)用方式即可。
下面將結(jié)合本發(fā)明中的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
自轉(zhuǎn)向酸化液的組分配比：13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿5wt％、十八烯酸酰胺丙基甜菜堿0.8wt％、質(zhì)量百分含量為15％的鹽酸20wt％、檸檬酸1.5wt％、二丙醇1wt％、聚丙烯酸0.5wt％、乙二醇單丁醚2wt％、全氟聚氧丙烯庚醇醚0.25wt％和余量的水。
按上述組分配比，在攪拌速率為200r/min的條件下，將各組分混合，繼續(xù)攪拌40min，得到自轉(zhuǎn)向酸化液。
實(shí)施例2
自轉(zhuǎn)向酸化液的組分配比：13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿4wt％、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿1wt％、質(zhì)量百分含量為20％的鹽酸15wt％、2,3,5,6-四羥基-2-己烯酸-4-內(nèi)酯1wt％、丙三醇0.5wt％、聚磷酸鈉0.3wt％、二乙二醇乙醚1wt％、全氟丙酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨0.5wt％和余量的水。
按上述組分配比，在攪拌速率為400r/min的條件下，將各組分混合，繼續(xù)攪拌20min，得到自轉(zhuǎn)向酸化液。
實(shí)施例3
自轉(zhuǎn)向酸化液的組分配比：13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿3wt％、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿0.7wt％、鹽酸與氫氟酸的混合酸20wt％(混合酸中，鹽酸的質(zhì)量百分含量為17％；氫氟酸的質(zhì)量百分含量為3％)、羥基亞乙基二膦酸2wt％、二縮二乙二醇1.5wt％、氯化鋅0.4wt％、三乙二醇丁醚1.5wt％、全氟辛酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨0.2wt％和余量的水。
按上述組分配比，在攪拌速率為350r/min的條件下，將各組分混合，繼續(xù)攪拌25min，得到自轉(zhuǎn)向酸化液。
實(shí)施例4
自轉(zhuǎn)向酸化液的組分配比：13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿3.5wt％、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿0.8wt％、質(zhì)量百分含量為18％的鹽酸25wt％、硫尿2.5wt％、丙三醇1.2wt％、苯三唑0.35wt％、二乙二醇乙醚1.7wt％、全氟辛酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨0.4wt％和余量的水。
按上述組分配比，在攪拌速率為300r/min的條件下，將各組分混合，繼續(xù)攪拌30min，得到自轉(zhuǎn)向酸化液。
對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1～4制備的自轉(zhuǎn)向酸化液的性能進(jìn)行檢測(cè)，其中，采用《syt5107-2005水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法》對(duì)所述自轉(zhuǎn)向酸化液的流變性能、與儲(chǔ)層配伍性能以及破膠性能進(jìn)行檢測(cè)，采用《syt5405-1996酸化用緩蝕劑性能試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)》對(duì)所述自轉(zhuǎn)向酸化液的腐蝕性能進(jìn)行檢測(cè)，采用《sy-t5755-1995壓裂酸化用助排劑性能評(píng)價(jià)方法》對(duì)所述自轉(zhuǎn)向酸化液的反排性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1實(shí)施例1～4制備的自轉(zhuǎn)向酸化液的性能檢測(cè)結(jié)果
由表1中檢測(cè)結(jié)果可以看出，本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液抗溫性能好，適用的儲(chǔ)層溫度為90～130℃；具有較強(qiáng)的轉(zhuǎn)向功能，儲(chǔ)層溫度條件下殘酸最高粘度為192～258mpa·s，常溫條件下殘酸最高粘度可達(dá)980mpa·s；無(wú)需加入破膠劑，與烴類或水接觸后可破膠，且破膠液粘度<3mpa·s，有利于提高殘酸的反排效率，反排效率>85％；同時(shí)，本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液對(duì)粘土防膨穩(wěn)定效果好，防膨率>85％；對(duì)儲(chǔ)層滲透率的傷害程度<5％；腐蝕性能低，對(duì)施工管線的腐蝕率為16.8～20.0g/(m2h)。說(shuō)明本發(fā)明提供的自轉(zhuǎn)向酸化液適用溫度高、對(duì)儲(chǔ)層滲透率的傷害程度小，能夠滿足高溫、碳酸巖儲(chǔ)層改造的需要。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。