CN109135716A - 一种稠化酸、混合酸液体系及降低乳化酸摩阻的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种稠化酸、混合酸液体系及降低乳化酸摩阻的方法，以该稠化酸的总重量为100份计，其包含0.2‑0.5份的稠化剂，0.5‑1.0份的缓蚀剂，0.5‑2.0份的铁离子稳定剂，0.4‑0.8份的助排剂及余量的盐酸。以该混合酸液体系的总体积为100份计，所述混合酸液体系包含70‑90份的乳化酸及10‑30份的稠化酸。该降低乳化酸摩阻的方法是采用该混合酸液体系实现的。该方法通过共同注入乳化酸和稠化酸，用于解决乳化酸的高摩阻难题，该方法形成的酸液体系主要用于碳酸盐岩储层增产改造。该酸液体系可有效降低酸岩反应速度，提高酸液作用距离，提高单井产量，还能兼具稠化酸的低摩阻性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种稠化酸、混合酸液体系及降低乳化酸摩阻的方法，属于油田开发技术领域。
背景技术
因乳化酸的缓速作用、非均匀刻蚀能力、更长的酸作用距离等优势，其在储层酸压酸化过程中起到了至关重要的作用。乳化酸通常具有以下特点：(1)乳化酸是具有一定粘度的油外相的乳化体系；(2)降低酸岩反应速率，形成更长的酸蚀裂缝，提高导流能力；(3)在酸岩反应过程中，乳化酸逐渐破乳，且通常破乳彻底，对地层的伤害减少；(4)形成不均匀刻蚀；(5)降低对管线的腐蚀程度。
乳化酸中重要添加剂之一为乳化剂，有时还包括助乳化剂，乳化剂或与助乳化剂二者结合起来共同作用决定乳化剂的稳定性。乳化酸的稳定性是衡量乳化酸整体性能的重要参数之一，稳定性好的乳化酸在地层中能获得更大的穿透距离，从而获得更好的油气增产效果。随着乳化酸技术的进步，稳定性基本不再是阻碍该技术的难题，目前勘探井越来越深，乳化酸的高摩阻已经成为制约其应用的瓶颈技术。
中国专利CN103571450A提供了一种压裂酸化用低摩阻乳化酸液及其应用，它由柴油、盐酸、ODEA、十八烷基伯胺、正辛酸、降阻剂、酸液多效添加剂、助排剂组成，其形成的乳化酸粘度很高，通过加入降阻剂降低摩阻。《低摩阻乳化酸研究与应用》(胡国亮，新疆石油学院学报，2004年第1期)报道的乳化酸能够降低摩阻15MPa以上，但其也是通过加入降阻剂降低摩阻。《一种低黏度乳化酸性能研究》(王丽伟、徐敏杰、杨艳丽等，油田化学，2009年第2期)报道的低粘度乳化酸，粘度在36-57mPa·s之间，未提及摩阻情况。中国专利CN104629711A提供了一种酸压用缓速低摩阻酸液体系，它由乳化酸和稠化酸组成，乳化酸由柴油、乳化剂、酸液多效添加剂及盐酸组成；稠化酸由稠化剂、助排剂、高温缓蚀剂、铁离子稳定剂及盐酸组成。这些报道多以增加降阻剂来降低摩阻，CN104629711A提供的低摩阻酸液体系，未提及乳化酸的稳定性，并且大部分组分为稠化酸。
因此，提供一种稠化酸、混合酸液体系及降低乳化酸摩阻的方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的一个目的在于提供一种稠化酸。
本发明的一个目的在于提供一种混合酸液体系，其包含所述稠化酸。
本发明的另一目的还在于提供一种降低乳化酸摩阻的方法，其是采用所述混合酸液体系实现的。该方法通过共同注入乳化酸和稠化酸，主要用于解决乳化酸的高摩阻难题，该方法形成的酸液体系主要用于碳酸盐岩储层增产改造。该酸液体系可有效降低酸岩反应速度，提高酸液作用距离，提高单井产量，还能兼具稠化酸的低摩阻性能。
为达到上述目的，一方面，本发明提供一种稠化酸，其中，以该稠化酸的总重量为100份计，其包含0.2-0.5份的稠化剂，0.5-1.0份的缓蚀剂，0.5-2.0份的铁离子稳定剂，0.4-0.8份的助排剂及余量的盐酸。
根据本发明具体实施方案，在该稠化酸中，本发明对所用盐酸的浓度不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要选择合适浓度的盐酸以用于本发明，只要保证可以实现本发明的目的即可；在本发明较为优选的实施方式中，所用盐酸的质量浓度为20wt％(以盐酸的总重量为基准计算得到)。
根据本发明具体实施方案，在该稠化酸中，所述稠化剂可选自本领域常用稠化酸用稠化剂，优选地，所述稠化剂包括阴离子聚丙烯酰胺。
根据本发明具体实施方案，在该稠化酸中，所述缓蚀剂包括肉桂醛、炔丙醇和甲醇的复配产物，三者的质量比为20:10:70。
根据本发明具体实施方案，在该稠化酸中，所述铁离子稳定剂包括异抗坏血酸钠。
根据本发明具体实施方案，在该稠化酸中，所述助排剂可选自本领域常用稠化酸用助排剂。
另一方面，本发明还提供了一种混合酸液体系，其中，以该混合酸液体系的总体积为100份计，所述混合酸液体系包含70-90份的乳化酸及10-30份的稠化酸。
根据本发明具体实施方案，在该混合酸液体系中，所述稠化酸的粘度与所述乳化酸的粘度相差10％以内。
根据本发明具体实施方案，在该混合酸液体系中，以该乳化酸的总体积为100份计，所述乳化酸包含60-80份的酸相及40-20份的油相；
其中，以该酸相的总体积为100份计，所述酸相包含0.5-1.0份的缓蚀剂，0.5-2.0份的铁离子稳定剂及余量的盐酸；
以该油相的总体积为100份计，所述油相包含1.0-2.0份的乳化剂，0.1-0.5份的助乳化剂及余量的柴油。
根据本发明具体实施方案，在该混合酸液体系中，该乳化酸的粘度为21-42mPa·s，其摩阻为清水的85-95％，乳化酸粒径为1-35μm，电导率为0.05-0.10μs/cm。
根据本发明具体实施方案，在该混合酸液体系中，所述的缓蚀剂为肉桂醛、炔丙醇和甲醇的复配产物，三者的质量比为20:10:70。
根据本发明具体实施方案，在该混合酸液体系中，所述铁离子稳定剂为异抗坏血酸钠。
根据本发明具体实施方案，在该混合酸液体系中，所述的乳化剂为油酸二乙醇酰胺。
根据本发明具体实施方案，在该混合酸液体系中，所述的助乳化剂为月桂胺。
根据本发明具体实施方案，在该混合酸液体系中，所述的柴油为-20#柴油、-10#柴油或0#柴油。
根据本发明具体实施方案，在该混合酸液体系中，本发明对乳化酸所用盐酸的浓度不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要选择合适浓度的盐酸以用于本发明，只要保证可以实现本发明的目的即可；在本发明较为优选的实施方式中，所用盐酸的质量浓度为15-28wt％，更优选为20wt％。
根据本发明具体实施方案，该混合酸液体系一方面具有乳化酸良好的缓速能力和深穿透能力，由于稠化酸的加入，同时其还能兼具稠化酸的低摩阻性能。
根据本发明具体实施方案，其中，乳化酸及稠化酸的配制方法按照业内熟知的方式制备即可。前提条件是，乳化酸具有良好的稳定性，所选择的稠化酸体系与乳化酸体系粘度比较接近，相差小于10％；且在混注过程中，不能出现乳化酸破乳现象，保证酸液体系能够有效降低酸岩反应速度，形成更长的酸液作用距离。
根据本发明具体实施方案，所述乳化酸可按照以下方法进行制备：
酸相的配制：向盐酸中加入缓蚀剂、铁离子稳定剂，搅拌均匀得到酸相；
油相的配制：向柴油中加入乳化剂、助乳化剂，搅拌均匀得到油相；
乳化酸的制备：搅拌油相，将酸相缓慢倒入油相中，然后再经搅拌即可得到所述的乳化酸。
根据本发明具体实施方案，在该乳化酸的制备方法中，所述搅拌油相的搅拌速度为200r/min-500r/min。
根据本发明具体实施方案，在该乳化酸的制备方法中，所述再经搅拌为搅拌5-30min。
根据本发明具体实施方案，本发明对该乳化酸的制备方法酸相的配制过程中的缓蚀剂、铁离子稳定剂的加入顺序不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要合理调整原料的加入顺序，只要保证可以实现本发明的目的即可；但是在本发明较为优选的实施方式中，通常先加入缓蚀剂。
根据本发明具体实施方案，本发明对该乳化酸的制备方法油相的配制过程中的乳化剂、助乳化剂的加入顺序不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要合理调整原料的加入顺序，只要保证可以实现本发明的目的即可。
根据本发明具体实施方案，该乳化酸的制备可以在室温下进行。
根据本发明具体实施方案，通过乳化剂及助乳化剂的合成及优选，降低了该乳化酸的粘度，从而降低了其摩阻。在现场的实际应用中，可根据天气变化及地域差别，可采用不同型号的柴油及不同的工业盐酸(如15wt％-28wt％盐酸，优选为20wt％盐酸)制备该乳化酸。
根据本发明具体实施方案，该乳化酸的适用范围广，配制方便，可以乳化20％的盐酸，盐酸可以是试剂盐酸，也可以是不同地区的工业盐酸；鉴于北方地区的冬季施工，室外温度较低，所采用的柴油可以是-20#柴油、-10#柴油或0#柴油。
本发明所提供的该乳化酸具有较低的粘度、较低的摩阻、稳定性好，其与碳酸盐岩反应，可有效降低酸岩反应速度，提高酸液作用距离，提高注入排量，降低施工压力，易形成非均匀刻蚀，可有效提高裂缝导流能力，进而提高单井产量。
根据本发明具体实施方案，该乳化酸具有较低的粘度，粘度范围是21-42mPa·s。
根据本发明具体实施方案，该乳化酸具有较好的稳定性，其在90℃条件下放置2h，无明显析油现象；显微镜下观察形成了相对均匀的乳化酸颗粒。
根据本发明具体实施方案，该乳化酸的摩阻为清水的85-95％，便于现场施工。
根据本发明具体实施方案，该乳化酸与酸岩反应可形成不均匀刻蚀沟槽，缓速性能良好。
又一方面，本发明还提供了一种降低乳化酸摩阻的方法，该方法是采用所述混合酸液体系实现的。
根据本发明具体实施方案，在该降低乳化酸摩阻的方法中，可以在泵注乳化酸的同时伴注所述的稠化酸。
根据本发明具体实施方案，其中，该方法的前提条件是：所用乳化酸具有良好的稳定性，伴注稠化酸的比例适当，保证乳化酸不会破乳，即液体体系能够保持乳化酸的作用效果的前提下，降低乳化酸的摩阻，保证液体体系能够应用于深层碳酸盐岩储层并造成不均匀刻蚀，形成更长的酸蚀裂缝，提高裂缝导流能力，提高施工排量。
本发明的优点及有益效果：
(1)本发明提供了一种降低乳化酸摩阻的方法，所形成的酸液体系摩阻为清水的50-60％，便于提高施工排量，应用于碳酸盐岩深层改造。
(2)本发明形成的酸液体系中乳化酸稳定性好，在混和泵注的过程中，仍然保持油外相液体，液体体系保持乳化酸的性能。
(3)本发明形成的酸液体系具有乳化酸的作用效果，其与碳酸盐岩反应可形成不均匀刻蚀沟槽，缓速性能良好，形成更长的酸液作用距离。
附图说明
图1为本发明应用例实验一中反应后的大理石板；
图2为本发明应用例实验1酸化后的碳酸盐岩刻蚀情况；
图3为本发明应用例实验2酸化后的碳酸盐岩刻蚀情况。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种低粘度、低摩阻的乳化酸，其制备方法包括以下步骤：
酸相的制备：
向20％盐酸中加入缓蚀剂0.8份，铁离子稳定剂1.2份，搅拌均匀得到酸相。
其中，所述的缓蚀剂为肉桂醛、炔丙醇和甲醇的复配产物，三者的质量比为20:10:70。
所述铁离子稳定剂为异抗坏血酸钠。
油相的制备：
向柴油(0#柴油)中加入乳化剂2.0份，助乳化剂0.4份，搅拌均匀得到油相。
其中，所述的乳化剂为油酸二乙醇酰胺，所述的助乳化剂为月桂胺。
乳化酸的制备(酸油体积比80:20)：
搅拌油相，搅拌速度为300r/min，将酸相缓慢倒入油相中，然后搅拌5min，即可得到性能稳定的乳化酸；
该乳化酸的粘度为21mPa·s，其摩阻为清水的85％，乳化酸粒径为2.5-15μm，电导率为0.068μs/cm。
本实施例所提供的乳化酸具有较低的粘度、较低的摩阻，其在90℃条件下放置2h，无明显析油现象，即其稳定性好；显微镜下观察各乳化酸，可见形成了相对均匀的乳化酸颗粒。
该乳化酸与碳酸盐岩反应，可有效降低酸岩反应速度(其为采用本领域常规手段测量得到的)，提高酸液作用距离，提高注入排量，降低施工压力，易形成非均匀刻蚀，可有效提高裂缝导流能力，进而提高单井产量。
本实施例还提供了一种稠化酸，其中，以该稠化酸的总重量为100份计，其包含0.3份的稠化剂(阴离子聚丙烯酰胺)，1.0份的缓蚀剂(肉桂醛、炔丙醇和甲醇的复配产物，三者的质量比为20:10:70)，1.2份的铁离子稳定剂(异抗坏血酸钠)，0.3份的本领域常用助排剂及余量的20wt％盐酸。
本实施例还提供了一种混合酸液体系，以该混合酸液体系的总体积为100份计，所述混合酸液体系包含90份实施例1提供的该乳化酸及10份实施例1提供的该稠化酸。
实施例2
本实施例提供了一种低粘度、低摩阻的乳化酸，其制备方法包括以下步骤：
酸相的制备：
向20wt％盐酸中加入缓蚀剂1.0份，铁离子稳定剂1.0份，搅拌均匀得到酸相。
其中，所述的缓蚀剂为肉桂醛、炔丙醇和甲醇的复配产物，三者的质量比为20:10:70。
所述铁离子稳定剂为异抗坏血酸钠。
油相的制备：
向柴油(0#柴油)中加入乳化剂1.5份，助乳化剂0.2份，搅拌均匀得到油相。
其中，所述的乳化剂为油酸二乙醇酰胺，所述的助乳化剂为月桂胺。
乳化酸的制备(酸油体积比70:30)：
搅拌油相，搅拌速度为300r/min，将酸相缓慢倒入油相中，然后搅拌5min，即可得到性能稳定的乳化酸；
该乳化酸的粘度为36mPa·s，其摩阻为清水的91％，乳化酸粒径为2.5-35μm，电导率为0.065μs/cm。
本实施例所提供的乳化酸具有较低的粘度、较低的摩阻，其在90℃条件下放置2h，无明显析油现象，即其稳定性好；显微镜下观察各乳化酸，可见形成了相对均匀的乳化酸颗粒。
该乳化酸与碳酸盐岩反应，可有效降低酸岩反应速度(其为采用本领域常规手段测量得到的)，提高酸液作用距离，提高注入排量，降低施工压力，易形成非均匀刻蚀，可有效提高裂缝导流能力，进而提高单井产量。
本实施例还提供了一种稠化酸，其中，以该稠化酸的总重量为100份计，其包含0.4份的稠化剂(阴离子聚丙烯酰胺)，1.0份的缓蚀剂(肉桂醛、炔丙醇和甲醇的复配产物，三者的质量比为20:10:70)，1.0份的铁离子稳定剂(异抗坏血酸钠)，0.5份的本领域常用助排剂及余量的20wt％盐酸。
本实施例还提供了一种混合酸液体系，以该混合酸液体系的总体积为100份计，所述混合酸液体系包含70份实施例2提供的该乳化酸及30份实施例2提供的该稠化酸。
应用例
采用实施例1及实施例2提供的乳化酸、稠化酸及混合酸液体系分别进行降低乳化酸摩阻试验，具体包括以下步骤：
(1)以下将进行两个大型透明平行板实验，实验目的是观察室温下酸液的流动状态及酸液与碳酸盐岩的反应状态。透明平行板由两块板组成，板尺寸为100cm×20cm，其中一块为大理石板(作为酸岩反应面)，另一块为透明板(作为观察面)，两块板之间的缝宽为3mm，注入流量为3L/min。
实验一中的注入程序为：实施例1提供的纯稠化酸注入5分钟，实施例1提供的纯乳化酸注入5分钟，实施例1提供的混合酸液体系注入60分钟。
实验二中的注入程序为：实施例2提供的纯稠化酸注入5分钟，实施例2提供的纯乳化酸注入5分钟，实施例2提供的混合酸液体系注入60分钟。
实验一反应后的大理石板见图1所示。由图1可知，酸岩反应后形成了明显的不均匀刻蚀表面，保持了乳化酸的作用效果，实验二酸岩反应后的表面形态与图1类似。两个实验的实验现象及结构等信息见表1所示。
表1
由表1数据可知，拌注稠化酸时与注入纯稠化酸时压力相当，是注入纯乳化酸的50％；并且稠化酸比例高，反应速度快，同时考虑到稠化酸对管路的腐蚀及施工过程中可能出现的破乳现象，建议使用过程中稠化酸比例低于30％，既能保证液体的减阻性能，同时还可保留乳化酸的优势。
(2)以下将进行两个酸蚀裂缝导流实验，实验温度为90℃，排量为50mL/min。
实验1中注入的是实施例2提供的纯乳化酸，注入量为2000mL。实验1在设备出口处流出的乳化酸仍然是较好的乳化状态，没有破乳，说明乳化酸具有良好的稳定性能。
实验2注入的为实施例2提供的混合酸液体系，混合酸液体系的注入量为2000mL。实验2中流出的液体很快出现乳化酸和稠化酸分层，即乳化酸和稠化酸没有形成二次乳化，再次说明该减阻方法不会影响乳化酸的缓速能力及深穿透能力。
实验1及实验2酸化后的碳酸盐岩刻蚀情况分别见图2、图3所示，从图2及图3中可见，混注30％的稠化酸后，形成的刻蚀更加严重，说明稠化酸的存在确实加重了酸岩反应速度；但是为保证乳化酸的作用效果，同时降低乳化酸的施工摩阻，建议稠化酸的比例不宜过高。
Claims (14)
1.一种稠化酸，其特征在于，以该稠化酸的总重量为100份计，其包含0.2-0.5份的稠化剂，0.5-1.0份的缓蚀剂，0.5-2.0份的铁离子稳定剂，0.4-0.8份的助排剂及余量的盐酸。
2.根据权利要求1所述的稠化酸，其特征在于，所述稠化剂包括阴离子聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的稠化酸，其特征在于，所述缓蚀剂为肉桂醛、炔丙醇和甲醇的复配产物，三者的质量比为20:10:70。
4.根据权利要求1所述的稠化酸，其特征在于，所述铁离子稳定剂为异抗坏血酸钠。
5.一种混合酸液体系，其特征在于，以该混合酸液体系的总体积为100份计，所述混合酸液体系包含70-90份的乳化酸及10-30份的稠化酸。
6.根据权利要求5所述的混合酸液体系，其特征在于，所述稠化酸的粘度与所述乳化酸的粘度相差10％以内。
7.根据权利要求5或6所述的混合酸液体系，其特征在于，以该乳化酸的总体积为100份计，所述乳化酸包含60-80份的酸相及40-20份的油相；
其中，以该酸相的总体积为100份计，所述酸相包含0.5-1.0份的缓蚀剂，0.5-2.0份的铁离子稳定剂及余量的盐酸；
以该油相的总体积为100份计，所述油相包含1.0-2.0份的乳化剂，0.1-0.5份的助乳化剂及余量的柴油。
8.根据权利要求7所述的混合酸液体系，其特征在于，该乳化酸的粘度为21-42mPa·s，其摩阻为清水的85-95％，乳化酸粒径为1-35μm，电导率为0.05-0.10μs/cm。
9.根据权利要求7所述的混合酸液体系，其特征在于，所述的缓蚀剂为肉桂醛、炔丙醇和甲醇的复配产物，三者的质量比为20:10:70。
10.根据权利要求7所述的混合酸液体系，其特征在于，所述铁离子稳定剂为异抗坏血酸钠。
11.根据权利要求7所述的混合酸液体系，其特征在于，所述的乳化剂为油酸二乙醇酰胺。
12.根据权利要求7所述的混合酸液体系，其特征在于，所述的助乳化剂为月桂胺。
13.根据权利要求7所述的混合酸液体系，其特征在于，所述的柴油为-20#柴油、-10#柴油或0#柴油。
14.一种降低乳化酸摩阻的方法，其特征在于，所述方法是采用权利要求5-13任一项所述的混合酸液体系实现的。
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