CN108641702A - 一种吸附型缓速酸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种吸附型缓速酸及其制备方法，所述吸附型缓速酸由如下重量份的原料组成：缓速剂：1.0份～1.5份；缓蚀剂：1.2份～1.5份；铁离子稳定剂：1.0～1.2份；助排剂：0.3～0.5份；起泡剂：0.3～0.5份；盐酸：100份。本发明的吸附型缓速酸通过官能团吸附在岩石表面，延缓酸岩反应时间，提高酸蚀裂缝长度及非均匀刻蚀程度，缓速效果明显，对储层改造效果显著，具有较大的推广应用前景。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，具体涉及一种吸附型缓速酸及其制备方法。
背景技术
酸化是油气井稳产、增产的主要工艺措施之一，在酸化过程中，由于酸岩反应速度较快，穿透距离短，大大降低了增产的有效性。随着酸化技术的发展，酸蚀裂缝有效长度和酸化处理后裂缝的导流能力成为储层酸化改造的关键，如何有效提高酸化半径成为酸化技术需要解决的难题。长庆气田下古碳酸盐岩储层现用的酸化增产酸液体系主要有：稠化酸、转向酸、交联酸等。稠化酸主要是通过增加酸液粘度，降低H+扩散速度，从而达到降低酸岩反应速度的目的；转向酸需要加入大量的表面活性剂，成本较高，抗温性能较弱；交联酸体系粘度过大，泵注困难，影响施工质量。普通酸化处理过程中滤失严重，难以形成深穿透的酸蚀裂缝，返排不彻底，对地层二次伤害较大，尤其是对于灰质云岩，酸岩反应速度快、有效作用距离短，难以达到深层改造的目的。
目前，国内针对阳离子聚合物吸附型酸液体系的研究与应用报道甚少，因此开发和应用阳离子吸附型酸液体系具有较好的应用前景。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种缓速效果好，酸液粘度低的吸附型缓速酸，该缓速酸能通过官能团在岩石表面吸附，延缓H+与岩石的作用时间，提高酸蚀裂缝长度及非均匀刻蚀程度，从而达到增产的目的。
本发明的目的之二在于提供所述吸附型缓速酸的制备方法。
本发明的目的之三在于该缓速酸可用于长庆气田下古碳酸盐岩储层酸化压裂施工，特别对于盆地东部灰质云岩具有较好的缓速效果。
本发明所采用的技术方案如下：
一种吸附型缓速酸，由如下重量份的原料组成：
缓速剂：1.0份～1.5份；
缓蚀剂：1.2份～1.5份；
铁离子稳定剂：1.0～1.2份；
助排剂：0.3～0.5份；
起泡剂：0.3～0.5份；
盐酸：100份。
所述缓速剂由按重量份计的下列原料制成：丙烯酰胺5～6份、烯丙基聚氧乙烯醚0.1～0.15份、苯乙烯磺酸钠0.1～0.15份及阳离子单体3～3.5份。
所述阳离子单体为十六烷基二甲基烯丙基氯化铵或三乙基甲基氯化铵。
所述缓蚀剂由按重量份计的下列原料制成：苄基氯化喹啉6～8份、炔醇1～1.5份及曼尼希碱1～2份。
所述铁离子稳定剂为醇醚羧酸或柠檬酸。
所述助排剂为月桂醇聚乙烯醚或椰油酰胺丙烯甜菜碱。
所述起泡剂为脂肪酰二乙醇胺或十六烷基磺酸钠。
所述盐酸的质量浓度为15～25％。
一种吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：先配制质量浓度为15～25％的盐酸，然后加入配方量的缓速剂，充分搅拌，放置2～4h，再依次加入配方量的缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置即得。
本发明的有益效果：
一、本发明所述的吸附型缓速酸，粘度低，易注入，易返排。
二、本发明所述的吸附型缓速酸，在地面常温条件下(25℃)，粘度小于15mPa·s，缓速率可达到85％以上，缓蚀率可达到98％以上。
三、本发明所述的吸附型缓速酸，反应过程中可有效吸附在岩石表面，延缓酸岩反应时间，降低了酸液滤失，反应结束不会对地层造成二次伤害，能形成有效裂缝。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1(a)为吸附型缓速酸酸岩反应前的红外光谱图；
图1(b)为吸附型缓速酸酸岩反应中的红外光谱图；
图1(c)为吸附型缓速酸酸岩反应后的红外光谱图；
图2(a)为吸附型缓速酸酸岩反应前的扫描电镜图；
图2(b)为吸附型缓速酸酸岩反应中的扫描电镜图；
图2(c)为吸附型缓速酸酸岩反应后的扫描电镜图。
具体实施方式
实施例1：
一种吸附型缓速酸，由如下重量份的原料组成：
缓速剂：1.0份～1.5份；
缓蚀剂：1.2份～1.5份；
铁离子稳定剂：1.0～1.2份；
助排剂：0.3～0.5份；
起泡剂：0.3～0.5份；
盐酸：100份。
本发明所述的吸附型缓速酸通过官能团吸附在岩石表面，延缓酸岩反应时间，提高酸蚀裂缝长度及非均匀刻蚀程度，缓速效果明显，反应结束不会对地层造成二次伤害，能形成有效裂缝。该吸附型缓速酸主要用于气井碳酸盐岩储层酸化改造，尤其对于灰质云岩改造效果显著。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述的缓速剂由按重量份计的下列原料制成：丙烯酰胺5～6份、烯丙基聚氧乙烯醚0.1～0.15份、苯乙烯磺酸钠0.1～0.15份及阳离子单体3～3.5份，其中所述阳离子单体为十六烷基二甲基烯丙基氯化铵或三乙基甲基氯化铵；缓速剂具有很好的吸附作用，延缓酸岩反应速率。
所述缓蚀剂由按重量份计的下列原料制成：苄基氯化喹啉6～8份、炔醇1～1.5份及曼尼希碱1～2份；所述铁离子稳定剂为醇醚羧酸或柠檬酸。所述缓蚀剂和铁离子稳定剂具有较好的防腐作用，可有效减少油管的腐蚀速率；
所述助排剂为氟碳表面活性剂月桂醇聚乙烯醚或椰油酰胺丙烯甜菜碱；所述起泡剂为脂肪酰二乙醇胺或十六烷基磺酸钠。助排剂和起泡剂利于酸化后返排。
所述盐酸的质量浓度为15～25％，盐酸用于配制酸液提供酸浓度。
实施例3：
在上述实施例的基础上，所述吸附型缓速酸的制备方法包括以下步骤：将盐酸稀释到15-25％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置2-4h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置待用。
该吸附型酸液酸岩反应过程中通过官能团吸附在岩石表面，疏水链形成保护膜将酸液中H+隔离，延缓酸岩反应时间，提高酸蚀裂缝长度及非均匀刻蚀程度，增加裂缝导流能力，能有效提高单井产气量，具有较好的应用前景。
实施例4：
本实施例提供一种吸附型缓速酸，它是由以下组分按如下质量组分比例配制而成：
缓速剂：1.5份；
缓蚀剂：1.5份；
醇醚羧酸：1.0份；
月桂醇聚乙烯醚：0.5份；
脂肪酰二乙醇胺0.5份；
盐酸：100份。
所述的缓速剂是由按重量份计的丙烯酰胺5份、烯丙基聚氧乙烯醚0.1份、苯乙烯磺酸钠0.1份及十六烷基二甲基烯丙基氯化铵3份制备而成。所述的缓蚀剂是由按重量份计的苄基氯化喹啉6份、炔醇1份及曼尼希碱1份制备而成。所述的盐酸溶液的质量浓度为20％。
本实施例所述吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：将工业盐酸稀释到20％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置2h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置，即得所述吸附型缓速酸。
实施例5：
本实施例提供一种吸附型缓速酸，它是由以下组分按如下质量组分比例配制而成：
缓速剂：1.2份；
缓蚀剂：1.3份；
柠檬酸：1.1份；
椰油酰胺丙烯甜菜碱：0.4份；
十六烷基磺酸钠0.4份；
盐酸：100份。
所述的缓速剂是由按重量份计的丙烯酰胺5.5份、烯丙基聚氧乙烯醚0.13份、苯乙烯磺酸钠0.13份及十六烷基二甲基烯丙基氯化铵3.2份制备而成。所述的缓蚀剂是由按重量份计的苄基氯化喹啉7份、炔醇1.3份及曼尼希碱1.5份制备而成。所述的盐酸溶液的质量浓度为20％。
本实施例所述吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：将工业盐酸稀释到20％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置3h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置，即得所述吸附型缓速酸。
实施例6：
本实施例提供一种吸附型缓速酸，它是由以下组分按如下质量组分比例配制而成：
缓速剂：1.3份；
缓蚀剂：1.4份；
醇醚羧酸：1.2份；
月桂醇聚乙烯醚：0.5份；
脂肪酰二乙醇胺0.3份；
盐酸：100份。
所述的缓速剂是由按重量份计的丙烯酰胺6份、烯丙基聚氧乙烯醚0.15份、苯乙烯磺酸钠0.14份及十六烷基二甲基烯丙基氯化铵3.3份制备而成。所述的缓蚀剂是由按重量份计的苄基氯化喹啉8份、炔醇1.5份及曼尼希碱2份制备而成。所述的盐酸溶液的质量浓度为20％。
本实施例所述吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：将工业盐酸稀释到20％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置2.5h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置，即得所述吸附型缓速酸。
实施例7：
本实施例提供一种吸附型缓速酸，它是由以下组分按如下质量组分比例配制而成：
缓速剂：1.0份；
缓蚀剂：1.2份；
醇醚羧酸：1.2份；
月桂醇聚乙烯醚：0.3份；
十六烷基磺酸钠0.3份；
盐酸：100份。
所述的缓速剂是由按重量份计的丙烯酰胺5份、烯丙基聚氧乙烯醚0.14份、苯乙烯磺酸钠0.1份及三乙基甲基氯化铵3份制备而成。所述的缓蚀剂是由按重量份计的苄基氯化喹啉6份、炔醇1.4份及曼尼希碱1.2份制备而成。所述的盐酸溶液的质量浓度为20％。
本实施例所述吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：将工业盐酸稀释到20％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置4h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置，即得所述吸附型缓速酸。
实施例8：
本实施例提供了一种吸附型缓速酸，它是由以下组分按如下质量组分比例配制而成：
缓速剂：1.0份；
缓蚀剂：1.2份；
柠檬酸：1.0份；
月桂醇聚乙烯醚：0.3份；
脂肪酰二乙醇胺：0.3份；
盐酸：100份。
所述的缓速剂是由按重量份计的丙烯酰胺5份、烯丙基聚氧乙烯醚0.1份、苯乙烯磺酸钠0.1份及十六烷基二甲基烯丙基氯化铵3份制备而成。所述的缓蚀剂是由按重量份计的苄基氯化喹啉6份、炔醇1份及曼尼希碱1份制备而成。所述的盐酸溶液的质量浓度为15％。
所述吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：将工业盐酸稀释到15％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置4h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置，即得所述吸附型缓速酸。
本实施例所得吸附型缓速酸在地面常温条件下(25℃)，粘度为9.0mPa·s，经检验测量，缓速率为85.88％，缓蚀率为98.3％，满足缓速酸化作业条件。
实施例9：
本实施例提供一种吸附型缓速酸，它是由以下组分按如下质量组分比例配制而成：
缓速剂：1.0份；
缓蚀剂：1.5份；
柠檬酸：1.0份；
月桂醇聚乙烯醚：0.5份；
脂肪酰二乙醇胺：0.5份；
盐酸：100份。
所述的缓速剂是由按重量份计的丙烯酰胺5份、烯丙基聚氧乙烯醚0.1份、苯乙烯磺酸钠0.1份及十六烷基二甲基烯丙基氯化铵3份制备而成。所述的缓蚀剂是由按重量份计的苄基氯化喹啉6份、炔醇1份及曼尼希碱1份制备而成。所述的盐酸溶液的质量浓度为15％。
所述吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：将工业盐酸稀释到15％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置4h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置，即得所述吸附型缓速酸。
本实施例所得吸附型缓速酸在地面常温条件下(25℃)，粘度为9.0mPa·s，经检验测量，缓速率为86.32％，缓蚀率为99.2％，符合本发明的缓速酸化作业条件，且相比于实施例8，缓蚀效果增加。
实施例10：
本实施例提供一种吸附型缓速酸，它是由以下组分按如下质量组分比例配制而成：
缓速剂：1.0份；
缓蚀剂：1.5份；
柠檬酸：1.0份；
月桂醇聚乙烯醚：0.5份；
脂肪酰二乙醇胺：0.5份；
盐酸：100份。
所述的缓速剂是由按重量份计的丙烯酰胺5份、烯丙基聚氧乙烯醚0.1份、苯乙烯磺酸钠0.1份及十六烷基二甲基烯丙基氯化铵3份制备而成。所述的缓蚀剂是由按重量份计的苄基氯化喹啉6份、炔醇1份及曼尼希碱1份制备而成。所述的盐酸溶液的质量浓度为20％。
所述吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：将工业盐酸稀释到20％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置4h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置，即得所述吸附型缓速酸。
本实施例所得吸附型缓速酸在地面常温条件下(25℃)，粘度为9.0mPa·s，经检验测量，缓速率为86.17％，缓蚀率为99.0％，符合本发明的缓速酸化作业条件，且相比于实施例5，缓速率和缓蚀率有所下降。
实施例11：
本实施例提供一种吸附型缓速酸，它是由以下组分按如下质量组分比例配制而成：
缓速剂：1.5份；
缓蚀剂：1.5份；
柠檬酸：1.0份；
月桂醇聚乙烯醚：0.5份；
脂肪酰二乙醇胺：0.5份；
盐酸：100份。
所述的缓速剂是由按重量份计的丙烯酰胺5份、烯丙基聚氧乙烯醚0.1份、苯乙烯磺酸钠0.1份及十六烷基二甲基烯丙基氯化铵3份制备而成。所述的缓蚀剂是由按重量份计的苄基氯化喹啉6份、炔醇1份及曼尼希碱1份制备而成。所述的盐酸溶液的质量浓度为20％。
所述吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：将工业盐酸稀释到20％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置4h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置，即得所述吸附型缓速酸。
本实施例所得吸附型缓速酸在地面常温条件下(25℃)，粘度为15.0mPa·s，经检验测量，缓速率为91.21％，缓蚀率为99.6％，符合本发明的缓速酸化作业条件，且相比于实施例5和实施例6，粘度、缓速率和缓蚀率都所有增加。
实施例12：
本实施例提供一种吸附型缓速酸，它是由以下组分按如下质量组分比例配制而成：
缓速剂：1.5份；
缓蚀剂：1.5份；
柠檬酸：1.0份；
月桂醇聚乙烯醚：0.5份；
脂肪酰二乙醇胺：0.5份；
盐酸：100份。
所述的缓速剂是由按重量份计的丙烯酰胺5份、烯丙基聚氧乙烯醚0.1份、苯乙烯磺酸钠0.1份及十六烷基二甲基烯丙基氯化铵3份制备而成。所述的缓蚀剂是由按重量份计的苄基氯化喹啉6份、炔醇1份及曼尼希碱1份制备而成。所述的盐酸溶液的质量浓度为25％。
所述吸附型缓速酸的制备方法，包括以下步骤：将工业盐酸稀释到25％的浓度，按照比例加入缓速剂，进行充分搅拌，放置4h，依次加入缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置，即得所述吸附型缓速酸。
本实施例所得吸附型缓速酸在地面常温条件下(25℃)，粘度为15.0mPa·s，经检验测量，缓速率为91.03％，缓蚀率为99.4％，符合本发明的缓速酸化作业条件，且相比于实施例11，缓速率和缓蚀率略有变化，此体系对酸的适应性强。
实施例13：
本实施例结合实验的实施效果进行分析，将实施例8至实施例12所配制的吸附型酸液，利用酸液测试方法，得到相应的实施效果数据：进行粘度、缓速率和缓蚀率对比分析可知，实施例11中的比例是最佳比例，相较与其他实施例，酸液浓度适中，缓速率较好，可达到较好缓蚀率，因此采用这种配制比例下的吸附型缓速酸进行酸化的时候，能取得更好的酸化效果。
本实施例中还可以分析吸附型缓速酸酸岩反应前中后岩石表面情况，结果如图1(a)、(b)、(c)及图2(a)、(b)、(c)所示，图1(a)、(b)、(c)分别为吸附型缓速酸酸岩反应前中后红外光谱图，图2(a)、(b)、(c)分别为吸附型缓速酸酸岩反应前中后的扫描电镜图；由红外光谱分析，3440.48cm-1，2979.48cm-1，2869.56cm-1，2519.79cm-1，875.52cm-1，703.89cm-1和1600～1300cm-1的宽强吸收峰都为碳酸盐岩的吸收振动峰。图1(a)和图1(b)红外光谱图对比可知，图1(b)在1629.55cm-1处有酰胺基的C＝O伸缩振动峰，说明在酸岩反应过程中，缓速剂能够吸附在岩石表面。图1(c)与图1(a)的红外光谱分析图一致，无酰胺基的C＝O伸缩振动峰，说明酸岩反应完成后缓速剂没有残留在岩石表面，对储层不会造成二次伤害，由于缓速剂在反应前期能够有效的吸附在岩石的表面，随着酸岩反应的进行，缓速剂逐渐发生了部分水解，吸附能力减弱，从岩石表面解析。由图2扫描电镜分析，图2(b)中酸岩反应过程中岩石表面附有一层保护膜，表面较为平滑，说明缓速剂能够吸附在岩石表面形成保护膜，达到酸化缓速的目的；由图2(c)可知，酸岩反应完成后，岩石表面形成了杂乱的裂缝和孔隙，空隙连通性较好，骨架结构较稳定，表明该缓速酸液酸化效果较好。
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 (9)
1.一种吸附型缓速酸，其特征在于，它由如下重量份的原料组成：
缓速剂：1.0份～1.5份；
缓蚀剂：1.2份～1.5份；
铁离子稳定剂：1.0～1.2份；
助排剂：0.3～0.5份；
起泡剂：0.3～0.5份；
盐酸：100份。
2.根据权利要求1所述的一种吸附型缓速酸，其特征在于，所述缓速剂由按重量份计的下列原料制成：丙烯酰胺5～6份、烯丙基聚氧乙烯醚0.1～0.15份、苯乙烯磺酸钠0.1～0.15份及阳离子单体3～3.5份。
3.根据权利要求2所述的一种吸附型缓速酸，其特征在于：所述阳离子单体为十六烷基二甲基烯丙基氯化铵或三乙基甲基氯化铵。
4.根据权利要求1所述的一种吸附型缓速酸，其特征在于，所述缓蚀剂由按重量份计的下列原料制成：苄基氯化喹啉6～8份、炔醇1～1.5份及曼尼希碱1～2份。
5.根据权利要求1所述的一种吸附型缓速酸，其特征在于：所述铁离子稳定剂为醇醚羧酸或柠檬酸。
6.根据权利要求1所述的一种吸附型缓速酸，其特征在于：所述助排剂为月桂醇聚乙烯醚或椰油酰胺丙烯甜菜碱。
7.根据权利要求1所述的一种吸附型缓速酸，其特征在于：所述起泡剂为脂肪酰二乙醇胺或十六烷基磺酸钠。
8.根据权利要求1所述的一种吸附型缓速酸，其特征在于：所述盐酸的质量浓度为15～25％。
9.一种吸附型缓速酸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：先配制质量浓度为15～25％的盐酸，然后加入配方量的缓速剂，充分搅拌，放置2～4h，再依次加入配方量的缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂和起泡剂充分搅拌后，静置即得。
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