CN109135717A - 一种低粘度、低摩阻的乳化酸及其制备方法与应用 - Google Patents

一种低粘度、低摩阻的乳化酸及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低粘度、低摩阻的乳化酸及其制备方法与应用，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。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。

Description

一种低粘度、低摩阻的乳化酸及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及一种低粘度、低摩阻的乳化酸及其制备方法与应用，属于油田开发技术领域。
背景技术
乳化酸是一种油和酸的分散体系，通常为油包酸乳液，油相为柴油，柴油中添加乳化剂；酸相为盐酸，酸中添加剂包括缓蚀剂、铁离子稳定剂、助排剂。乳化酸与常规酸相比，由于油膜的阻挡，酸液不能直接与地层反应，只能经过一定时间，在地层温度的作用下，油膜破坏或受机械力的挤破；或因乳化剂在岩石壁面上的吸附而破坏，酸液才能与岩石反应，从而提高酸液的作用距离。同时，乳化酸的特性引起非均匀刻蚀，有利于获得高导流等。但目前勘探井越来越深，乳化酸的高摩阻制约着其应用。
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，但其形成的乳化酸粘度很高，只能通过加入降阻剂降低摩阻。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，其中，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。该专利是利用稠化酸的低摩阻带动整个体系的摩阻，配制起来略显复杂。《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，但其也是通过降阻剂的加入来降低摩阻。《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。这些报道多以增加降阻剂或者和其它体系混合来降低摩阻，关于通过降低粘度来降低摩阻的指标未见报道。
因此，提供一种低粘度、低摩阻的乳化酸及其制备方法与应用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乳化酸。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。
本发明的另一个目的在于提供该乳化酸的制备方法。
本发明的目的还在于提供上述乳化酸在碳酸盐岩储层增产改造中的应用。
为达到上述目的，一方面，本发明提供一种乳化酸，其中，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；
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，在该乳化酸中，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15-28wt％。
根据本发明具体实施方案，在该乳化酸中，所述盐酸的质量分数是以该盐酸的总重量为基准计算得到的。
根据本发明具体实施方案，在该乳化酸中，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，在该乳化酸中，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，在该乳化酸中，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，在该乳化酸中，所述的助乳化剂为月桂胺。
根据本发明具体实施方案，在该乳化酸中，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，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，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15-28％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。
另一方面，本发明还提供了该乳化酸的制备方法，其中，所述制备方法包括以下步骤：
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。其中，再经搅拌(即将酸相缓慢倒入油相中后所进行的搅拌)的搅拌速度也为200r/min-500r/min。
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。
又一方面，本发明还提供了该乳化酸在碳酸盐岩储层增产改造中的应用。
本发明的解决方案是：通过降低乳化酸粘度，从而降低乳化酸摩阻，降低施工压力，利于现场施工。通过乳化剂及助乳化剂的配合作用，提高乳化酸的稳定性，从而可有效降低酸岩反应速度，形成不均匀刻蚀沟槽，提高蚓孔的导流能力，达到提高产量的目的。
本发明的优点及有益效果：
(1)合成了适用范围广、配制方便的乳化剂及助乳化剂，盐酸可采用不同地区的工业盐酸，柴油可以是不同型号的柴油，配制搅拌速率只需要200-500r/min，均可形成稳定的乳化酸体系。
(2)形成的乳化酸体系具有较低的粘度，粘度范围是21-42mPa·s。
(3)形成的乳化酸体系具有较好的稳定性，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。
(4)形成的乳化酸的摩阻为清水的85-95％，便于现场施工。
(5)形成的乳化酸与酸岩反应可形成不均匀刻蚀沟槽，缓速性能良好。
附图说明
图1为本发明实施例1所制备得到的乳化酸A的显微镜图片(放大200倍)；
图2为本发明实施例2所制备得到的乳化酸B的显微镜图片(放大200倍)；
图3为本发明实施例3所制备得到的乳化酸C的显微镜图片(放大200倍)。
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20wt％盐酸中加入缓蚀剂0.8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0#柴油中加入乳化剂1.2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(记为乳化酸A)，本实施例制备得到的该乳化酸的各项性能指标见表1，该乳化酸A的显微镜图片如图1所示。
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28wt％盐酸中加入缓蚀剂1.0份，铁离子稳定剂1.5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-10#柴油中加入乳化剂1.5份，助乳化剂0.3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400r/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(记为乳化酸B)，本实施例制备得到的该乳化酸的各项性能指标见表1，该乳化酸B的显微镜图片如图2所示。
实施例3
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0.8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-20#柴油中加入乳化剂1.3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(记为乳化酸C)，本实施例制备得到的该乳化酸的各项性能指标见表1，该乳化酸C的显微镜图片如图3所示。
表1各实施例中所得乳化酸性能指标
从表1中可以看出，本发明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；该乳化酸的电导率为0.05-0.10μs/cm，表明所得乳化酸颗粒均匀，稳定性好。
从表1中还可以看出，本发明所提供的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。
应用例
在某油田5027井改造中分别应用了本发明实施例制备得到的乳化酸A-C液体。该井测井孔隙度为9.23％，测井解释渗透率为0.2-1.0×10-3μm2，该井储层表现为射孔跨距大，有效厚度小，储层低孔、低渗特征。
根据井层条件，该井下部层段采用乳化酸和稠化酸交替注入，施工时投堵塞球进行选择性分层，上部层段采用乳化酸和稠化酸交替注入结合闭合酸化工艺进行改造。共注入胶凝酸140m3，乳化酸70m3，乳化酸阶段施工排量为2.5-3.5m3/min，注胶凝酸阶段施工排量为3.5-5m3/min。
该区块所应用的胶凝酸酸压排液时间一般在6天左右甚至更长，而乳化酸酸压排液时间缩短一半，减少了排液对储层可能造成污染的可能性。与储层物性特征相近的而采用多级注入分层酸压技术改造的临井相比，其产量增幅明显，且压后产量稳中有升。改造后两个月，5027井产量仍在60t/d以上，改造增产效果十分明显。从乳化酸的排液及压后效果分析，其较胶凝酸酸压优势明显，达到了深穿透的目的，降低了液体对储层的伤害，大幅度地提高了单井的产能。

Claims (13)

1.一种乳化酸，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。
2.根据权利要求1所述的乳化酸，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。
3.根据权利要求1所述的乳化酸，其特征在于，所述铁离子稳定剂为异抗坏血酸钠。
4.根据权利要求1所述的乳化酸，其特征在于，所述盐酸的质量浓度为15-28wt％。
5.根据权利要求1所述的乳化酸，其特征在于，所述的乳化剂为油酸二乙醇酰胺。
6.根据权利要求1所述的乳化酸，其特征在于，所述的助乳化剂为月桂胺。
7.根据权利要求1所述的乳化酸，其特征在于，所述的柴油为-20#柴油、-10#柴油或0#柴油。
8.根据权利要求1-7任一项所述的乳化酸，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.权利要求1-8任一项所述的乳化酸的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
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。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌油相的搅拌速度为200r/min-500r/min。
11.根据权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于，所述再经搅拌为搅拌5-30min。
12.根据权利要求9或10所述的制备方法，其特征在于，所述再经搅拌的搅拌速度为200r/min-500r/min。
13.权利要求1-8任一项所述的乳化酸在碳酸盐岩储层增产改造中的应用。
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