CN104109527B - 一种微乳化酸液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微乳化酸液及其制备方法，属于石油开采技术领域。该微乳化酸液由以下重量百分含量的组分组成：盐酸5～15%，氢氟酸1～5%，醋酸1～5%，防膨剂1～5%，煤油10～20%，MD‑2A分子膜2～20%，酸化添加剂5～15%，余量为水；其乳化程度可调范围宽，具有超强的稳定性，释放H+速度慢，穿透距离长，适用于油气层深部解堵，具体性能如下：（1）良好的稳定性，常温至120℃下清澈透明；（2）较低的界面张力，90℃时约为1.23×10‑4mN/m；（3）良好的缓释性，90℃下4小时内对岩屑溶蚀率超过40%；（4）良好的缓蚀性，90℃下4小时内对N‑80钢片的腐蚀速度约为4.5404g/m2·h。该微乳化酸液现场配液操作简单，无需添加任何乳化剂，成本低。

Description

一种微乳化酸液及其制备方法
技术领域
本发明具体涉及一种用于油气层解堵的微乳化酸液，以及微乳化酸液的制备方法，属于石油开采技术领域。
背景技术
在油田开发过程中，常常遇到低渗透、高泥质砂岩储层，这类储层粘土矿物含量高，遇外界流体易引起粘土膨胀或微粒运移造成近井地层堵塞，使储层渗透率下降。这时常常采用酸化等措施来恢复和改善储层渗透率，而常规的酸化解堵措施多采用土酸体系，其酸反应速度快，作用距离短，一般仅能消除近井地带的伤害。高浓度、大酸量施工往往使近井地层胶结物过度溶蚀，导致近井地层坍塌，甚至引发地层出砂。针对此问题，国外早在1975年便提出了乳化酸这种具有深穿透作用的缓速酸体系，但是乳化酸属于热力学不稳定体系，容易破乳，使酸化作用的距离缩短。
中国专利（公开号：CN1760313A）于2006年4与19日公开了一种抗高温、低摩阻油包酸乳状液，由以下重量百分含量的组分组成：0号柴油20～40%、20%盐酸55～80%、油酸单乙醇酰胺磷酸酯0.5～1.5%、石油磺酸0.2～0.7%、聚甲基丙烯酸甲酯0.1～0.3%。该油包酸乳状液可耐高温，但成本高昂，形成的乳化酸摩阻较高，与稠化酸相当。
发明内容
本发明的目的是提供一种微乳化酸液。
同时，本发明还提供一种微乳化酸液的制备方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种微乳化酸液，由以下重量百分含量的组分组成：盐酸5～15%，氢氟酸1～5%，醋酸1～5%，防膨剂1～5%，煤油10～20%，MD-2A分子膜2～20%，酸化添加剂5～15%，余量为水。
优选的，一种微乳化酸液，由以下重量百分含量的组分组成：盐酸8～12%，氢氟酸2～3%，醋酸4～5%，防膨剂2～3%，煤油12～15%，MD-2A分子膜8～10%，酸化添加剂8～10%，余量为水。
所述的防膨剂为JS-7粘土稳定剂、氯化铵中的一种或二者的混合物，防膨剂的主要作用为防止粘土膨胀。
所述的煤油不仅能够溶解目的层孔喉中的有机堵塞，还能清洗目的层孔隙喉道及地层粘土颗粒表面附着的油污，增强酸液对它们的溶蚀效果。
所述的MD-2A分子膜的主要成分为水溶性的单分子双季铵盐，能极大地降低酸、油界面张力，利于酸液与煤油的混合，还能够以水溶液为传递介质，依靠静电相互作用，沉积在呈负电性的岩石表面形成超薄膜。
所述的酸化添加剂由稠环芳烃季铵盐、铁络合剂和铁还原剂及多元醇非离子型表面活性剂等组成，不仅能够延缓酸液对管柱及工具的腐蚀速度及铁凝胶沉淀，防止二次伤害，还能降低酸液和储层之间的表面张力，利于酸液进入储层和残酸返排。
一种微乳化酸液的制备方法，包括如下步骤：按照配方量准备取各组分，先将MD-2A分子膜加入水中，边加边搅拌，待分散均匀后加入盐酸、氢氟酸、醋酸、防膨剂和酸化添加剂，边加边搅拌，待溶液澄清透明后加入煤油，边加边搅拌至澄清透明即得微乳化酸液。
本发明的有益效果：
本发明的微乳化酸液其乳化程度可调范围宽，具有超强的稳定性，释放H+速度慢，穿透距离长，适用于油气层深部解堵。该微乳化酸液中的MD-2A分子膜具有较低的界面张力和良好的润湿性，能极大地降低酸、油界面张力，利于酸液与煤油的混合，极易形成一种均匀透明的稳定体系；其低界面张力使酸液进入油气层后渗流阻力减小，其良好的润湿性和超强的洗油能力，可充分清除储层有机堵塞，提高酸化效果。
其中，盐酸的作用是保持溶液的低pH值，避免硅胶和氟硅酸盐沉淀，氢氟酸的作用是溶解地层粘土颗粒，而醋酸会随着溶液中H+的消耗而逐渐释放出新的H+，保证酸液的有效作用时间和穿透距离，三者之间具有协同增效作用。
本发明的微乳化酸液具有以下性能特点：
（1）具有良好的稳定性，常温至120℃下清澈透明；
（2）具有较低的界面张力，90℃时约为1.23×10-4mN/m；
（3）具有良好的缓释性，90℃下4小时内对岩屑溶蚀率超过40%；
（4）具有良好的缓蚀性，90℃下4小时内对N-80钢片的腐蚀速度约为4.5404g/m2·h。
本发明的微乳化酸液现场配液操作简单，无需添加任何乳化剂及高成本的表面活性剂、助排剂，成本较低，利于推广应用和进行大规模酸化施工。
具体实施方式
下述实施例仅对本发明作进一步详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
本实施例中的微乳化酸液由以下重量百分含量的组分组成：盐酸5%，氢氟酸1%，醋酸1%，氯化铵1%，煤油10%，MD-2A分子膜2%，酸化添加剂5%，余量为水。
本实施例中微乳化酸液的制备方法，包括如下步骤：按照配方量准备取各组分，先将MD-2A分子膜加入水中，边加边搅拌，待MD-2A分子膜分散均匀后加入盐酸、氢氟酸、醋酸、氯化铵和酸化添加剂，边加边搅拌，约30分钟待溶液澄清透明后加入煤油，边加边搅拌至澄清透明即得微乳化酸液。
实施例2
本实施例中的微乳化酸液由以下重量百分含量的组分组成：盐酸8%，氢氟酸2%，醋酸4%，JS-7粘土稳定剂2%，煤油12%，MD-2A分子膜8%，酸化添加剂8%，余量为水。
本实施例中微乳化酸液的制备方法，包括如下步骤：按照配方量准备取各组分，先将MD-2A分子膜加入水中，边加边搅拌，待MD-2A分子膜分散均匀后加入盐酸、氢氟酸、醋酸、JS-7粘土稳定剂和酸化添加剂，边加边搅拌，约30分钟待溶液澄清透明后加入煤油，边加边搅拌至澄清透明即得微乳化酸液。
实施例3
本实施例中的微乳化酸液由以下重量百分含量的组分组成：盐酸10%，氢氟酸2%，醋酸5%，氯化铵1%，JS-7粘土稳定剂1%，煤油15%，MD-2A分子膜10%，酸化添加剂8%，余量为水。
本实施例中微乳化酸液的制备方法，包括如下步骤：按照配方量准备取各组分，先将MD-2A分子膜加入水中，边加边搅拌，待MD-2A分子膜分散均匀后加入盐酸、氢氟酸、醋酸、氯化铵、JS-7粘土稳定剂和酸化添加剂，边加边搅拌，约30分钟待溶液澄清透明后加入煤油，边加边搅拌至澄清透明即得微乳化酸液。
实施例4
本实施例中的微乳化酸液由以下重量百分含量的组分组成：盐酸12%，氢氟酸3%，醋酸5%，氯化铵3%，煤油15%，MD-2A分子膜10%，酸化添加剂10%，余量为水。
本实施例中微乳化酸液的制备方法，包括如下步骤：按照配方量准备取各组分，先将MD-2A分子膜加入水中，边加边搅拌，待MD-2A分子膜分散均匀后加入盐酸、氢氟酸、醋酸、氯化铵和酸化添加剂，边加边搅拌，约30分钟待溶液澄清透明后加入煤油，边加边搅拌至澄清透明即得微乳化酸液。
实施例5
本实施例中的微乳化酸液由以下重量百分含量的组分组成：盐酸15%，氢氟酸5%，醋酸5%，氯化铵5%，煤油20%，MD-2A分子膜20%，酸化添加剂15%，余量为水。
本实施例中微乳化酸液的制备方法，包括如下步骤：按照配方量准备取各组分，先将MD-2A分子膜加入水中，边加边搅拌，待MD-2A分子膜分散均匀后加入盐酸、氢氟酸、醋酸、氯化铵和酸化添加剂，边加边搅拌，约30分钟待溶液澄清透明后加入煤油，边加边搅拌至澄清透明即得微乳化酸液。
实施例1～5中涉及的原料均为市售产品，其中盐酸、氢氟酸、醋酸、氯化铵及煤油均可采用工业品，MD-2A分子膜和酸化添加剂均为河南油田飞亚实业总公司应用化工厂出售的工业品，JS-7粘土稳定剂为新乡市玄泰实业有限公司出售的工业品。
试验例
试验例1～4为本发明实施例制备的微乳化酸液的室内评价试验：
1、将过100目筛网的岩心粉烘干，取5克（W1）与100mL本发明实施例1～5制备的微乳化酸液在90℃恒温下充分反应4小时，过滤、烘干反应后的岩心粉并称重（W2），根据下式（1）计算该微乳化酸液对岩心粉的溶蚀率（RC）。
试验结果见下表1。
表1微乳化酸液溶蚀试验结果
项目 酸前重（g） 酸后重（g） 溶蚀率（%）
实施例1 5.000 3.005 39.9
实施例2 5.000 3.044 39.12
实施例3 5.000 2.963 40.74
实施例4 5.000 2.776 44.48
实施例5 5.000 2.753 44.94
结论：由表1可以看出，本发明实施例1～5制备的微乳化酸液对岩心粉溶蚀率较高，完全满足酸化解堵的需要。
2、微乳化酸液缓速性能试验：取实施例1～5制备的微乳化酸液，选取常规土酸作为参照，分别测试它们在20分钟、40分钟、60分钟及120分钟内对岩心粉的溶蚀率，试验结果见下表2。
表2微乳化酸液缓速性能试验结果
结论：从表2可以看出，常规土酸与岩心粉反应迅速，反应20分钟时岩心粉的溶蚀率达28.4%，40分钟时达34.8%，而本发明实施例1～5制备的微乳化酸液反应20分钟时的溶蚀率仅为12.3～15.5%，40分钟时为19.7～21.3%。可见，本发明微乳化酸液具有良好的缓速性能，对岩心粉的溶蚀率随时间推移呈均匀上升趋势，且本发明微乳化酸液对岩心粉的最终溶蚀率较高。
3、根据石油天然气行业标准SY_T5405-1996规定，测试本发明实施例1～5制备的微乳化酸液在90℃恒温下对N-80钢片（5cm×1cm×0.3cm）的腐蚀速率，试验结果见下表3。
表3微乳化酸液钢片腐蚀速度测试结果
结论：从表3可以看出，本发明实施例1～5制备的微乳化酸液在90℃下4小时内对N-80钢片的平均腐蚀速度为4.5404g/m2·h，满足企业一级标准。
4、微乳化酸液对岩心的渗透率改造作用及洗油能力试验：将烘干后的岩心抽真空饱和原油并在储层温度下，先用2%的NH4Cl溶液测试岩心基准渗透率K1；然后用本发明实施例1～5制备的微乳化酸液反向注入岩心，以恒定排量注入3～5PV；反应四小时后再用2%的NH4Cl溶液测试岩心渗透率K2，试验结果见下表4。
表4微乳化酸液洗油能力测试结果
结论：从表4可以看出，本发明实施例1～5制备的微乳化酸液具有良好的洗油能力，并能提高和改善岩心渗流能力。

Claims (4)

1.一种微乳化酸液，其特征在于：由以下重量百分含量的组分组成：盐酸5～15%，氢氟酸1～5%，醋酸1～5%，防膨剂1～5%，煤油10～20%，MD-2A分子膜2～20%，酸化添加剂5～15%，余量为水，所述的酸化添加剂由稠环芳烃季铵盐、铁络合剂和铁还原剂及多元醇非离子型表面活性剂组成。
2.根据权利要求1所述的微乳化酸液，其特征在于：由以下重量百分含量的组分组成：盐酸8～12%，氢氟酸2～3%，醋酸4～5%，防膨剂2～3%，煤油12～15%，MD-2A分子膜8～10%，酸化添加剂8～10%，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的微乳化酸液，其特征在于：所述的防膨剂为JS-7粘土稳定剂、氯化铵中的一种或二者的混合物。
4.一种如权利要求1或2所述的微乳化酸液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：按照配方量准备取各组分，先将MD-2A分子膜加入水中，边加边搅拌，待分散均匀后加入盐酸、氢氟酸、醋酸、防膨剂和酸化添加剂，边加边搅拌，待溶液澄清透明后加入煤油，边加边搅拌至澄清透明即得微乳化酸液。
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