CN104357041B - 一种气田酸压用的悬浮酸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油工业用化学品技术领域，具体提供了一种气田酸压用的悬浮酸，各组分及其重量百分比如下：0.3～0.6%聚丙烯酰胺，0.1～0.2%芥酸酰胺三甲基氯化铵，0.2～0.4%十八烷基三甲基氯化铵，0.2～0.4%壬基酚聚氧乙烯醚，0.3～0.6%油酸酰胺，0.5%铁离子稳定剂，0.5%缓蚀剂，0.5%助排剂，剩余量为浓度20%的盐酸。该气田酸压用的悬浮酸具有将强的悬浮和分散能力，能与酸渣形成稳定悬浮体系，在并在较低的界面张力下将酸渣带出地层，有效减弱了酸渣对储层的永久性伤害。
Description
技术领域
本发明属于石油工业用化学品技术领域，具体涉及一种气田酸压用的悬浮酸及其制备方法，适用于天然气开采中，碳酸盐岩储层的酸化和酸压，用于有效降低酸渣堵塞孔道和裂缝。
背景技术
在气藏储层中，碳酸盐岩储层占有相当大的比重，这种储层的天然气，由于低渗透率而无法形成较高的产能。在天然气开采中，酸化压裂技术是气井投产、增产和注水井增注的重要技术措施。
而酸化是通过向地层注入酸液，溶解储层岩石矿物成分及钻井、完井、修井、采油作业过程中造成的堵塞储层物质，改善和提高储层的渗透性能，从而提高油气井产能的增产措施。
目前酸化施工过程中，鲜酸与地层碳酸岩反应过程中会产生酸渣，即碳酸岩中酸不溶物，常规酸液反应完成后的残酸悬浮能力较弱，不足以将这些酸渣带出地层，因此会导致酸渣沉积堵塞酸液溶蚀孔道，并且酸渣一般都属于不溶的粘土矿物，堵塞孔喉后会极难清除，会造成储层的永久性伤害，影响酸化效果。
因此高效悬浮酸技术以降低酸化后储层的永久伤害为目的，在常规酸液里引入酸溶性高分子和表面活性剂，通过一定的电荷排斥原理或高分子位阻效应防止酸渣固体颗粒的沉降和凝聚，使反应后的酸渣悬浮在残酸流体中，形成稳定的悬浮液体系返排出地层。
此外，高效悬浮酸还具有粘度低，滤失低，摩阻低，易泵送，酸岩反应速度慢，造缝效率高，返排容易，流变性好等一系列优点，可以实现酸液体系深穿透，提高酸蚀裂缝导流能力，并且通过其良好的悬浮性能，在排液时携带出酸不溶物，防止其堵塞孔喉，可以起到延长压后有效期，提高单井产能的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于天然气开采中，碳酸盐岩储层的酸化和酸压用的高效悬浮酸及其制备方法，而高效悬浮酸具有较强的悬浮和分散能力，能与酸渣形成稳定悬浮体系，在并在较低的界面张力下将酸渣带出地层，有效减弱了酸渣对储层的永久性伤害。
本发明的技术方案是提供了一种气田酸压用的悬浮酸，各组分及其重量百分比如下：0.3～0.6%聚丙烯酰胺，0.1～0.2%芥酸酰胺三甲基氯化铵，0.2～0.4%十八烷基三甲基氯化铵，0.2～0.4%壬基酚聚氧乙烯醚，0.3～0.6%油酸酰胺，0.5%铁离子稳定剂，0.5%缓蚀剂，0.5%助排剂，剩余量为浓度20%的盐酸。
上述聚丙烯酰胺为分子量500万的阳离子型聚丙烯酸胺乳液。
上述芥酸酰胺三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、壬基酚聚氧乙烯醚、油酸酰胺均为工业品级。
上述铁离子稳定剂为柠檬酸。
上述缓蚀剂为双咪唑啉季铵盐。
上述助排剂为阳离子氟碳表面活性剂。
另外，本发明还提供了一种上述气田酸压用的悬浮酸的制备方法，包括如下步骤：
(1)在容器a中加入按配方量计算所需重量的浓度为20%的盐酸；
(2)常温下，在容器a中边搅拌边依次加入重量百分比为0.3～0.6%聚丙烯酰胺、0.1～0.2%芥酸酰胺三甲基氯化铵、0.2～0.4%十八烷基三甲基氯化铵、0.2～0.4%壬基酚聚氧乙烯醚、0.3～0.6%油酸酰胺，配成盐酸溶液，并搅拌均匀；
(3)在容器a中边搅拌边依次加入重量百分比为0.5%铁离子稳定剂、0.5%缓蚀剂、0.5%助排剂，再搅拌5-10min，得到气田酸压用的悬浮酸。
本发明的有益效果：
(1)本发明的气田酸压用的悬浮酸不仅具有常规酸和稠化酸所具有的酸化和有效延长酸蚀裂缝长度的作用外，而且能将酸不溶物很好的悬浮分散在残酸溶液中，且长时间不会絮凝和沉淀。
(2)本发明的气田酸压用的悬浮酸的残酸溶液粘度小（<10mPa·s），有利于返排。
(3)本发明的气田酸压用的悬浮酸与酸液用其他助剂（缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂等）配伍性良好，对其性能无影响，且与地层水配伍性良好，无絮凝和交联。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有酸化施工过程中，酸渣易沉积堵塞酸液溶蚀孔道，而对储层造成永久性伤害的问题，本发明提供了一种气田酸压用的悬浮酸，各组分及其重量百分比如下：0.3～0.6%聚丙烯酰胺，0.1～0.2%芥酸酰胺三甲基氯化铵，0.2～0.4%十八烷基三甲基氯化铵，0.2～0.4%壬基酚聚氧乙烯醚，0.3～0.6%油酸酰胺，0.5%铁离子稳定剂，0.5%缓蚀剂，0.5%助排剂，剩余量为浓度20%的盐酸。
其中，所述聚丙烯酰胺为分子量500万的阳离子型聚丙烯酸胺乳液，芥酸酰胺三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、壬基酚聚氧乙烯醚、油酸酰胺均为工业品级，铁离子稳定剂为柠檬酸，缓蚀剂为双咪唑啉季铵盐，助排剂为阳离子氟碳表面活性剂。
本发明提供的这种气田酸压用的悬浮酸具有将强的悬浮和分散能力，能与酸渣形成稳定悬浮体系，在并在较低的界面张力下将酸渣带出地层，有效减弱了酸渣对储层的永久性伤害。
实施例2：
为了制得上述实施例1中的气田酸压用的悬浮酸，本实施例提供了一种气田酸压用的悬浮酸的制备方法，包括如下步骤：
(1)在容器a中加入按配方量计算所需重量的浓度为20%的盐酸；
(2)常温下，在容器a中边搅拌边依次加入重量百分比为0.3～0.6%聚丙烯酰胺、0.1～0.2%芥酸酰胺三甲基氯化铵、0.2～0.4%十八烷基三甲基氯化铵、0.2～0.4%壬基酚聚氧乙烯醚、0.3～0.6%油酸酰胺，配成盐酸溶液，并搅拌均匀；
(3)在容器a中边搅拌边依次加入重量百分比为0.5%铁离子稳定剂、0.5%缓蚀剂、0.5%助排剂，再搅拌5-10min，得到气田酸压用的悬浮酸。
实施例3：
在实施例1和实施例2的基础上，本实施例提供了一种气田酸压用的悬浮酸及其制备方法，包括如下步骤：（以下各组分原料按重量百分比计）
(1)在反应釜中加入重量百分比97.4%、浓度为20%的盐酸；
(2)在反应釜中加入0.3%的阳离子聚丙烯酰胺乳液、0.1%的芥酸酰胺三甲基氯化铵、0.2%的十八烷基三甲基氯化铵、0.2%的壬基酚聚氧乙烯醚、0.3%的油酸酰胺，配成盐酸溶液，搅拌均匀；
(3)在反应釜中加入0.5%的柠檬酸作为铁离子稳定剂、0.5%的双咪唑啉季铵盐作为缓蚀剂、0.5%的阳离子氟碳表面活性剂作为助排剂，搅拌均匀，得到气田酸压用的悬浮酸。
本实施例制得的气田酸压用的悬浮酸的性能如表1所示。
表1：
| 残酸粘度（25℃）/mPa·s | 3 |
| 残酸粘度（85℃）/mPa·s | 4.2 |
| 0.953 | |
| 悬浮时间/h | 4 |
| 腐蚀速率（85℃） | 25 |
| 缓蚀率/% | 85 |
| 残酸表面张力/mN/m | 30.34 |
| 残酸界面张力/mN/m | 0.26 |
| 146.25 | |
| 地层水配伍性 | 不交联、无沉淀 |
实施例4：
在实施例1和实施例2的基础上，本实施例提供了一种气田酸压用的悬浮酸及其制备方法，包括如下步骤：（以下各组分原料按重量百分比计）
(1)在反应釜中加入重量百分比96.95%、浓度为20%的盐酸；
(2)在反应釜中加入0.4%的阳离子聚丙烯酰胺乳液、0.15%的芥酸酰胺三甲基氯化铵、0.3%的十八烷基三甲基氯化铵、0.3%的壬基酚聚氧乙烯醚、0.4%的油酸酰胺，配成盐酸溶液，搅拌均匀；
(3)在反应釜中加入0.5%的柠檬酸作为铁离子稳定剂、0.5%的双咪唑啉季铵盐作为缓蚀剂、0.5%的阳离子氟碳表面活性剂作为助排剂，搅拌均匀，得到气田酸压用的悬浮酸。
本实施例制得的气田酸压用的悬浮酸的性能如表2所示。
表2：
| 残酸粘度（25℃）/mPa·s | 3.6 |
| 残酸粘度（85℃）/mPa·s | 4.8 |
| 1.053 | |
| 悬浮时间/h | 6 |
| 腐蚀速率（85℃） | 22 |
| 缓蚀率/% | 86 |
| 残酸表面张力/mN/m | 29.31 |
| 残酸界面张力/mN/m | 0.2 |
| 146.25 | |
| 地层水配伍性 | 不交联、无沉淀 |
实施例5：
在实施例1和实施例2的基础上，本实施例提供了一种气田酸压用的悬浮酸及其制备方法，包括如下步骤：（以下各组分原料按重量百分比计）
(1)在反应釜中加入重量百分比96.3%、浓度为20%的盐酸；
(2)在反应釜中加入0.6%的阳离子聚丙烯酰胺乳液、0.2%的芥酸酰胺三甲基氯化铵、0.4%的十八烷基三甲基氯化铵、0.4%的壬基酚聚氧乙烯醚、0.6%的油酸酰胺，配成盐酸溶液，搅拌均匀；
(3)在反应釜中加入0.5%的柠檬酸作为铁离子稳定剂、0.5%的双咪唑啉季铵盐作为缓蚀剂、0.5%的阳离子氟碳表面活性剂作为助排剂，搅拌均匀，得到气田酸压用的悬浮酸。
本实施例制得的气田酸压用的悬浮酸的性能如表3所示。
表3：
| 残酸粘度（25℃）/mPa·s | 5.7 |
| 残酸粘度（85℃）/mPa·s | 6.0 |
| 1.087 | |
| 悬浮时间/h | 8 |
| 腐蚀速率（85℃） | 21 |
| 缓蚀率/% | 86.5 |
| 残酸表面张力/mN/m | 28.95 |
| 残酸界面张力/mN/m | 0.16 |
| 146.25 | |
| 地层水配伍性 | 不交联、无沉淀 |
综上所述，本发明提供的这种气田酸压用的悬浮酸除具有常规酸的酸压及酸化腐蚀孔道的作用外，还具有良好悬浮和分散岩心酸渣的能力，且与缓蚀剂，铁离子稳定剂，助排剂等具有优良配伍性。
另外，本发明提供的这种气田酸压用的悬浮酸的残酸液在80℃下，可将酸渣稳定悬浮分散达8小时以上，可保证有效的将储层酸不溶物在较低的表面张力下携带并返排出底层，从而防止酸渣在储层中沉积絮凝堵塞孔道；同时，该气田酸压用的悬浮酸使用时安全方便，并且性能稳定，在较宽的浓度范围内可保证酸压的技术要求，具有广阔的应用前景。上述的化学试剂均可以直接从市场购得。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种气田酸压用的悬浮酸，其特征在于：各组分及其重量百分比如下：0.3～0.6%聚丙烯酰胺，0.1～0.2%芥酸酰胺三甲基氯化铵，0.2～0.4%十八烷基三甲基氯化铵，0.2～0.4%壬基酚聚氧乙烯醚，0.3～0.6%油酸酰胺，0.5%铁离子稳定剂，0.5%缓蚀剂，0.5%助排剂，剩余量为浓度20%的盐酸；所述聚丙烯酰胺为分子量500万的阳离子型聚丙烯酰胺乳液；所述芥酸酰胺三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、壬基酚聚氧乙烯醚、油酸酰胺均为工业品级；所述铁离子稳定剂为柠檬酸；所述缓蚀剂为双咪唑啉季铵盐；所述助排剂为阳离子氟碳表面活性剂；
所述的气田酸压用的悬浮酸的制备方法，包括如下步骤：
(1)在容器a中加入按配方量计算所需重量的浓度为20%的盐酸；
(2)常温下，在容器a中边搅拌边依次加入重量百分比为0.3～0.6%聚丙烯酰胺、0.1～0.2%芥酸酰胺三甲基氯化铵、0.2～0.4%十八烷基三甲基氯化铵、0.2～0.4%壬基酚聚氧乙烯醚、0.3～0.6%油酸酰胺，配成盐酸溶液，并搅拌均匀；
(3)在容器a中边搅拌边依次加入重量百分比为0.5%铁离子稳定剂、0.5%缓蚀剂、0.5%助排剂，再搅拌5-10min，得到气田酸压用的悬浮酸。
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