CN108384529B - 一种油包水乳状液流体、制备方法及石油开采方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种油包水乳状液流体、制备方法及石油开采方法，所述油包水乳状液流体包括：油、表面活性剂和自生酸水溶液；所述自生酸水溶液包括：甲醛、氯化铵和有机羧酸盐。由于自生酸水溶液在室温条件下不生成酸或生成酸的速度很慢，该自生酸水溶液可以在在所述油包水乳状液流体注入地层之后，在地层温度条件下生成酸。故而可以避免该油包水乳状液流体在没有到达地层深部之前就释放出酸液的问题。

Description

一种油包水乳状液流体、制备方法及石油开采方法

技术领域

本发明涉及深部储存酸化领域，特别是涉及一种油包水乳状液流体、制备方法及石油开采方法。

背景技术

酸化是油气藏储层改造常采用的手段之一。酸化是在低于岩石破裂压力下将酸(例如，盐酸、氢氟酸或土酸)注入储层孔隙(例如，晶间，孔穴或裂缝)，使酸可以沿径向渗入储层，溶解储层孔隙空间内的颗粒及堵塞物，从而扩大孔隙空间，消除井筒附近及深部储层渗透率降低的问题，恢复和提高储层渗透率，进一步达到增产的目的。

传统技术中，油气储藏层的酸化可以使用乳化酸来实现。乳化酸一般用酸液和油相(例如，原油或原油馏分)以及相应的表面活性剂按一定比例配制而成，形成油包酸型乳状液。乳化酸进入地层之初，油相将酸液与岩石表面隔开，从而延缓了酸液与岩石反应。随着乳化酸进入地层深度的增加，温度升高，同时乳化酸被地层流体稀释以及乳化剂不断被地层岩石所吸附，致使乳化酸的稳定性不断减弱，乳化酸逐渐破乳而释放出酸液与岩石反应。利用乳化酸的缓速性，可以降低酸化过程中酸液和岩石反应速率和酸液滤失速率，使酸液进入地层深部，增加了酸液穿透距离，从而实现对地层深部酸化的目的。与普通酸液对比，乳化酸具有反应速率较慢、有效作用距离大、腐蚀速率低、作用时间长等优点。

但是，由于乳化酸中包含酸，酸性条件下乳化酸中的表面活性剂的活性不高，从而导致乳化酸的稳定性不高，有可能导致乳化酸在没有到达地层深部之前就释放出酸液。也就是说，由于乳化酸的不稳定性，导致乳化酸不能被注入到地层深部，从而无法实现对地层深部酸化。

因此，需要提供一种稳定性高的产品，可以被注入到地层深部，从而实现对地层深部的酸化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种稳定性高的产品，可以被注入到地层深部，从而实现对地层深部的酸化。

第一方面，本发明提供一种油包水乳状液流体，包括：油、表面活性剂和自生酸水溶液；所述自生酸水溶液包括：甲醛、氯化铵和有机羧酸盐。

可选的，所述有机羧酸盐为钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种；其中，所述有机羧酸盐中的羧酸为乙酸，柠檬酸，甲酸，草酸，酒石酸，琥珀酸中的一种或多种。

可选的，所述有机羧酸盐包括以下一种或多种：乙酸钠，甲酸钠，柠檬酸一钠，柠檬酸二钠，柠檬酸三钠，草酸钠，酒石酸钠，琥珀酸钠。

可选的，所述油包括：柴油、煤油和石脑油中的任意一种。

可选的，所述表面活性剂包括：失水山梨糖醇脂肪酸酯类表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂和烷基酰胺类表面活性剂中的任意一种或多种。

可选的：

所述失水山梨糖醇脂肪酸酯类表面活性剂包括：失水山梨糖醇脂肪酸酯-80、失水山梨糖醇脂肪酸酯-60和失水山梨糖醇脂肪酸酯-40中的任意一种或多种；

所述烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂包括：烷基酚聚氧乙烯醚-4、烷基酚聚氧乙烯醚-10和烷基酚聚氧乙烯醚-15中的任意一种或多种；

所述烷基酰胺类表面活性剂包括：油酸酰胺，环烷酸酰胺和十八烷基硬脂酸酰胺中的一种或多种。

可选的，

所述油包水乳状液流体中，所述油的质量与所述油包水乳状液流体的质量的比例在80％至20％之间；所述表面活性剂的质量与所述油包水乳状液流体的质量的比例在1％至5％之间；其余成分为自生酸水溶液。

可选的，

所述自生酸水溶液中，所述甲醛的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例在2％至20％之间；所述氯化铵的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例在1％到15％之间；所述有机羧酸盐的质量和所述自生酸水溶液的质量的比例在1％至10％之间，其余成分为水。

第二方面，本发明提供一种制备以上第一方面所述的油包水乳状液流体的方法，包括：

将表面活性剂溶解于油中，获得含表面活性剂的油溶液；将甲醛、氯化铵和有机羧酸盐溶解于水中，获得自生酸水溶液；

将所述自生酸水溶液加入到以第一速度搅拌的所述含表面活性剂的油溶液中，以第二速度搅拌，获得油包水乳状液流体。

第三方面，本发明提供一种石油开采方法，所述方法包括：

利用井筒泵将以上第一方面所述的油包水乳状液流体送至地下地层中；

从所述地下层中开采石油。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供一种油包水乳状液流体、制备方法及石油开采方法，所述油包水乳状液流体包括：油、表面活性剂和自生酸水溶液；所述自生酸水溶液包括：甲醛、氯化铵和有机羧酸盐。由于自生酸水溶液在室温条件下不生成酸或生成酸的速度很慢，该自生酸水溶液可以在在所述油包水乳状液流体注入地层之后，在地层温度条件下生成酸。故而可以避免该油包水乳状液流体在没有到达地层深部之前就释放出酸液的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种制备油包水乳状液流体的方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图，详细说明本发明的各种非限制性实施方式。

本发明实施例提供一种油包水乳状液流体，所述油包水乳状液流体包括：油、表面活性剂和自生酸水溶液。其中，所述自生酸水溶液包括：甲醛、氯化铵和有机羧酸盐。

由于自生酸水溶液在室温条件下不生成酸或生成酸的速度很慢，该自生酸水溶液可以在在所述油包水乳状液流体注入地层之后，在地层温度条件下生成酸。故而可以避免该油包水乳状液流体在没有到达地层深部之前就释放出酸液的问题。

需要说明的是，在一种实现方式中，所述有机羧酸盐为钠盐、钾盐和锂盐中的任意一种或多种。所述有机羧酸盐中的羧酸为乙酸，柠檬酸，甲酸，草酸，酒石酸，琥珀酸中的一种或多种。

具体地，所述有机羧酸盐可以为乙酸钠，甲酸钠，柠檬酸一钠，柠檬酸二钠，柠檬酸三钠，草酸钠，酒石酸钠，琥珀酸钠中的任意一种或多种。

需要说明的是，在一种可能的实现方式中，所述油包水乳状液流体中的油包括：柴油、煤油和石脑油中的任意一种。

需要说明的是，在一种可能的实现方式中，所述油包水乳状液流体中的表面活性剂包括：失水山梨糖醇脂肪酸酯(Span)类表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚(OP)类表面活性剂和烷基酰胺类表面活性剂中的任意一种或多种。

具体地，所述Span类表面活性剂为油溶性表面活性剂，所述Span类表面活性剂包括：失水山梨糖醇脂肪酸酯-80(Span-80)、失水山梨糖醇脂肪酸酯-60(Span-60)和失水山梨糖醇脂肪酸酯-40(Span-40)中的任意一种或多种。

所述OP类表面活性剂的亲水亲油平衡值(Hydrophile Lipophilic Balance，HLB)在1至7之间。所述OP类表面活性剂包括：烷基酚聚氧乙烯醚-4(OP-4)、烷基酚聚氧乙烯醚-10(OP-10)和烷基酚聚氧乙烯醚-15(OP-15)中的任意一种或多种。

所述烷基酰胺类表面活性剂为以下表面活性剂中的一种或多种：油酸酰胺、环烷酸酰胺和十八烷基硬脂酸酰胺。

需要说明的是，所述油包水乳状液流体，各个成分的质量与所述油包水乳状液流体的总质量具有比例关系，具体地，可参见表1，表1示出了所述油包水乳状液流体中，各个成分的质量占所述油包水乳状液流体的质量的比例。

表1

成分	质量比例
		油	80％-20％
表面活性剂	1％-5％

所述油包水乳状液流体中，所述油的质量与所述油包水乳状液流体的质量的比例在80％至20％之间；所述表面活性剂的质量与所述油包水乳状液流体的质量的比例在1％至5％之间；其余成分为自生酸水溶液。例如，所述油的质量占所述油包水乳状液流体的质量的比例为50％，所述表面活性剂的质量占所述油包水乳状液流体的质量的比例为3％，则所述自生酸水溶液的质量占油包水乳状液流体的质量的比例为47％。

需要说明的是，如前文所述，所述自生酸水溶液包括：甲醛、氯化铵和有机羧酸盐。在所述自生酸水溶液中，各个成分的质量与所述自生酸水溶液的总质量具有比例关系。可参加表2，表2示出了所述自生酸水溶液中，各个成分的质量占所述自生酸水溶液的质量的比例。

表2

成分	质量比例
		甲醛	2％-20％
氯化铵	1％-15％
		有机羧酸盐	1％-10％

所述自生酸水溶液中，所述甲醛的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例在2％至20％之间；所述氯化铵的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例在1％到15％之间；所述有机羧酸盐的质量和所述自生酸水溶液的质量的比例在1％至10％之间，其余成分为水。例如，所述甲醛的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例为10％；所述氯化铵的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例为10％；所述有机羧酸盐的质量和所述自生酸水溶液的质量的比例为5％，则，水的质量和所述自生酸水溶液的质量的比例为75％。

需要说明的是，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，为了使得所述油包水乳状液流体可以进入地层深部，所述油包水乳状液流体还可以包括：减阻剂。所述减阻剂例如可以为聚α烯烃。

为了使本领域技术人员能够更加清楚本发明提供的油包水乳状液流体的效果，以下结合具体实例进行说明。

一方面，测试本发明实施例提供的油包水乳状液流体的乳化稳定性。具体地，将油包水乳状液流体倒入密闭的聚四氟乙烯瓶放入一定温度的恒温箱，放置一定时间后取出观察其破乳率，测试在不同温度下的稳定性。将油包盐酸水乳状液倒入密闭的聚四氟乙烯瓶放入一定温度的恒温箱，放置一定时间后取出观察其破乳率，测试在不同温度下的稳定性。

另一方面，测试本发明实施例提供的油包水乳状液流体对岩石的渗透率，即深部酸化结果。具体地，将大理石粉掺入到粒径为0.075mm～0.500mm的石英砂中，大理石粉含量达到5％～8％，混合均匀，装入内直径为3cm，长为30cm的填砂管中，填充压实形成模拟岩心并先采用清水测试模拟岩心的渗透率。采用驱替装置将三个填砂管串联(从驱替方向分别对填砂管编号I、II、III)，挤入油包水乳状液流体1PV(以三个填砂管总体积量计)进行酸化作业，酸化完成后分别采用清水测试酸化之后的填砂管渗透率，并分别计算三个填砂管提高渗透率幅度。采用相同的实验方法将自生酸换为相同浓度盐酸的乳化酸进行实验，也分别计算三个填砂管提高渗透率幅度。

实例1：

所述油包水乳状液流体中，所述表面活性剂、油、和自生酸水溶液的质量比例分别为：3％、45％和52％。其中，所述表面活性剂为2％的油酸酰胺和1％Span-80；所述油为柴油；所述自生酸水溶液中水的质量占所述油包水乳状液流体的质量的40％，所述甲醛、氯化铵和柠檬酸三钠的总质量占所述油包水乳状液流体的总质量的12％，甲醛、氯化铵、柠檬酸三钠的质量比为3:2:1。

所述油包盐酸水乳状液中，将所述甲醛、氯化铵、柠檬酸三钠替换成与等质量的盐酸。

乳化稳定性测试结果如下表3所示，深部酸化测试结果如下表4所示。

表3

从表3可以看出，无论温度是80℃还是120℃，放置相同的时间，油包水乳状液流体的破乳率比油包盐酸水乳状液的破乳率低。并且，随着放置时间的延长，油包盐酸水乳状液的破乳率成倍增长，而油包水乳状液流体的破乳率增长率有所下降。

表4

从表4可以看出，按照填砂管I号、填砂管II号、填砂管III号的顺序，油包水乳状液流体的渗透率越来越高，而油包盐酸水乳状液的渗透率越来越低，并且填砂管II号和填砂管III号对应的油包水乳状液流体地渗透率高于油包盐酸水乳状液的渗透率。可以看出，油包水乳状液流体相较于油包盐酸水乳状液更能够进入地层深部。

实例2：

所述油包水乳状液流体中，所述表面活性剂、油、和自生酸水溶液的质量比例分别为：3％、29％和68％。其中，所述表面活性剂为2％的环烷酸酰胺和1％OP-10；所述油为柴油；所述自生酸水溶液中水的质量占所述油包水乳状液流体的质量的50％，所述甲醛、氯化铵和柠檬酸三钠的总质量占所述油包水乳状液流体的总质量的18％，甲醛、氯化铵、柠檬酸三钠的质量比为3:2:1。

所述油包盐酸水乳状液中，将所述甲醛、氯化铵、柠檬酸三钠替换成与等质量的盐酸。

乳化稳定性测试结果如下表5所示，深部酸化测试结果如下表6所示。

表5

表6

实例3：

所述油包水乳状液流体中，所述表面活性剂、油、和自生酸水溶液的质量比例分别为：3％、29％和68％。其中，所述表面活性剂为2％的十八烷基硬脂酸酰胺和1％Span-60；所述油为柴油；所述自生酸水溶液中水的质量占所述油包水乳状液流体的质量的50％，所述甲醛、氯化铵和柠檬酸三钠的总质量占所述油包水乳状液流体的总质量的18％，甲醛、氯化铵、柠檬酸三钠的质量比为3:2:1。

所述油包盐酸水乳状液中，将所述甲醛、氯化铵、柠檬酸三钠替换成与等质量的盐酸。

乳化稳定性测试结果如下表7所示，深部酸化测试结果如下表8所示。

表7

表8

实例4：

所述油包水乳状液流体中，所述表面活性剂、油、和自生酸水溶液的质量比例分别为：3％、45％和52％。其中，所述表面活性剂为1％的油酸酰胺、1％的Span-40和1％OP-4；所述油为柴油；所述自生酸水溶液中水的质量占所述油包水乳状液流体的质量的40％，所述甲醛、氯化铵和柠檬酸三钠的总质量占所述油包水乳状液流体的总质量的12％，甲醛、氯化铵、柠檬酸三钠的质量比为3:2:1。

所述油包盐酸水乳状液中，将所述甲醛、氯化铵、柠檬酸三钠替换成与等质量的盐酸。

乳化稳定性测试结果如下表9所示，深部酸化测试结果如下表10所示。

表9

表10

需要说明的是，关于表5、7和9的数据的说明，可以参考对表3的说明部分，此处不再赘述。关于表6、8和10的数据的说明，可以参考对表4的说明部分，此处不再赘述。

基于以上实施例提供的油包水乳状液流体，本发明实施例还提供一种制备油包水乳状液流体的方法，以下结合附图对该方法进行介绍。

参见图1，该图为本发明实施例提供的一种制备油包水乳状液流体的方法。本发明实施例提供的方法，可以通过如下步骤S101-S102实现。

S101：将表面活性剂溶解于油中，获得含表面活性剂的油溶液；将甲醛、氯化铵和有机羧酸盐溶解于水中，获得自生酸水溶液。

S102：将所述自生酸水溶液加入到以第一速度搅拌的所述含表面活性剂的油溶液中，以第二速度搅拌，获得油包水乳状液流体。

需要说明的是，本发明实施例不具体限定所述第一速度和第二速度，第一速度和第二速度可以相同，也可以不同。作为一种示例，第一速度可以为2000r/min，第二速度也可以为2000r/min。

需要说明的是，在搅拌所述含表面活性剂的油溶液的同时加入所述自生酸水溶液。在实际应用中，可以根据所述油包水乳状液流体的总质量确定自生酸水溶液的加入时间。自生酸水溶液完全加入后，再搅拌一定时间，得到所述油包水乳状液流体。例如，控制自生酸水溶液的加入时间保持在5min左右。自生酸水溶液完全加入后，再搅拌20min，得到所述油包水乳状液流体。

可选的，所述有机羧酸盐为钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种；其中，所述有机羧酸盐中的羧酸为乙酸，柠檬酸，甲酸，草酸，酒石酸，琥珀酸中的一种或多种。

可选的，所述有机羧酸盐包括以下一种或多种：乙酸钠，甲酸钠，柠檬酸一钠，柠檬酸二钠，柠檬酸三钠，草酸钠，酒石酸钠，琥珀酸钠。

可选的，所述油包括：柴油、煤油和石脑油中的任意一种。

可选的，所述表面活性剂包括：失水山梨糖醇脂肪酸酯类表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂和烷基酰胺类表面活性剂中的任意一种或多种。

可选的，

所述失水山梨糖醇脂肪酸酯类表面活性剂包括：失水山梨糖醇脂肪酸酯-80、失水山梨糖醇脂肪酸酯-60和失水山梨糖醇脂肪酸酯-40中的任意一种或多种；

所述烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂包括：烷基酚聚氧乙烯醚-4、烷基酚聚氧乙烯醚-10和烷基酚聚氧乙烯醚-15中的任意一种或多种；

所述烷基酰胺类表面活性剂包括：油酸酰胺，环烷酸酰胺和十八烷基硬脂酸酰胺中的一种或多种。

可选的，所述油包水乳状液流体中，所述油的质量与所述油包水乳状液流体的质量的比例在80％至20％之间；所述表面活性剂的质量与所述油包水乳状液流体的质量的比例在1％至5％之间；其余成分为自生酸水溶液。

可选的，

所述自生酸水溶液中，所述甲醛的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例在2％至20％之间；所述氯化铵的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例在1％到15％之间；所述有机羧酸盐的质量和所述自生酸水溶液的质量的比例在1％至10％之间，其余成分为水。

由于自生酸水溶液在室温条件下不生成酸或生成酸的速度很慢，该自生酸水溶液可以在在所述油包水乳状液流体注入地层之后，在地层温度条件下生成酸。故而可以避免该油包水乳状液流体在没有到达地层深部之前就释放出酸液的问题。

关于以上实施例提供的油包水乳状液流体，本发明实施例还提供一种石油开采的方法。具体地，可以利用井筒泵将以上实施例所述的油包水乳状液流体送至地下地层中；从所述地下层中开采石油。

由于自生酸水溶液在室温条件下不生成酸或生成酸的速度很慢，该自生酸水溶液可以在在所述油包水乳状液流体注入地层之后，在地层温度条件下生成酸。故而所述油包水乳状液流体可以进入地层深部，从而可以开采出地层深部的石油。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油包水乳状液流体，其特征在于，包括：油、表面活性剂和自生酸水溶液；所述自生酸水溶液包括：甲醛、氯化铵和有机羧酸盐。

2.根据权利要求1所述的油包水乳状液流体，其特征在于，所述有机羧酸盐为钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种；其中，所述有机羧酸盐中的羧酸为乙酸，柠檬酸，甲酸，草酸，酒石酸，琥珀酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的油包水乳状液流体，其特征在于，所述有机羧酸盐包括以下一种或多种：乙酸钠，甲酸钠，柠檬酸一钠，柠檬酸二钠，柠檬酸三钠，草酸钠，酒石酸钠，琥珀酸钠。

4.根据权利要求1所述的油包水乳状液流体，其特征在于，所述油包括：柴油、煤油和石脑油中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的油包水乳状液流体，其特征在于，所述表面活性剂包括：失水山梨糖醇脂肪酸酯类表面活性剂、烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂和烷基酰胺类表面活性剂中的任意一种或多种。

6.根据权利要求5所述的油包水乳状液流体，其特征在于：

所述失水山梨糖醇脂肪酸酯类表面活性剂包括：失水山梨糖醇脂肪酸酯-80、失水山梨糖醇脂肪酸酯-60和失水山梨糖醇脂肪酸酯-40中的任意一种或多种；

所述烷基酚聚氧乙烯醚类表面活性剂包括：烷基酚聚氧乙烯醚-4、烷基酚聚氧乙烯醚-10和烷基酚聚氧乙烯醚-15中的任意一种或多种；

所述烷基酰胺类表面活性剂包括：油酸酰胺，环烷酸酰胺和十八烷基硬脂酸酰胺中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的油包水乳状液流体，其特征在于，

所述油包水乳状液流体中，所述油的质量与所述油包水乳状液流体的质量的比例在80％至20％之间；所述表面活性剂的质量与所述油包水乳状液流体的质量的比例在1％至5％之间；其余成分为自生酸水溶液。

8.根据权利要求7所述的油包水乳状液流体，其特征在于，

所述自生酸水溶液中，所述甲醛的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例在2％至20％之间；所述氯化铵的质量与所述自生酸水溶液的质量的比例在1％到15％之间；所述有机羧酸盐的质量和所述自生酸水溶液的质量的比例在1％至10％之间，其余成分为水。

9.一种制备油包水乳状液流体的方法，其特征在于，包括：

将表面活性剂溶解于油中，获得含表面活性剂的油溶液；将甲醛、氯化铵和有机羧酸盐溶解于水中，获得自生酸水溶液；

将所述自生酸水溶液加入到以第一速度搅拌的所述含表面活性剂的油溶液中，以第二速度搅拌，获得油包水乳状液流体。

10.一种石油开采方法，其特征在于，所述方法包括：

利用井筒泵将权利要求1-8任意一项所述的油包水乳状液流体送至地下地层中；

从所述地下层中开采石油。

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