CN111410944A - 一种低摩阻暂堵转向酸体系 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低摩阻暂堵转向酸体系，包括如下质量百分比的组分：15％～20％HCl、4％～6％转向剂、1％～2％可降解暂堵剂、1％～2％缓蚀剂、0.1％～0.2％减阻剂、0.1％～0.3％助排剂、0.5％～1.0％铁离子稳定剂、0.5％～1.5％防酸渣剂、余量为水。本发明酸液体系中加入配伍性较好的减阻剂，从而降低了酸液流动时的摩阻和连续油管的泵注压力。在常规的自转向酸体系中加入可降解的暂堵剂，在遇到裂缝发育地层时，在转向酸和暂堵剂的协同作用下，能有效封堵缝隙，从而达到均匀酸化的目的。

Description

一种低摩阻暂堵转向酸体系
技术领域
本发明涉及油田酸化施工作业技术领域，特别涉及一种低摩阻暂堵转向 酸体系。
背景技术
连续油管具有操作简单，劳动强度低、作业时间短、事故少等优点，其 集成化程度高，设备占地小，这些优势大大缩短了作业周期。运用连续油管 作业技术进行拖动酸化施工能有效提高酸化施工效率、降低生产成本。但连 续油管具有直径小，常规的转向酸作业中存在酸液摩阻大、泵注压力高的缺 点，而且常规的酸液体系在非均质严重地层不能达到均匀布酸的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种低摩阻暂堵转向酸体系，克服 了常规的连续油管酸化技术在非均质性严重或者裂缝发育的地层无法使酸 液到达低渗透地层，酸化效果差，泵注压力高等缺点。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种低摩阻暂堵转 向酸体系，包括如下质量百分比的组分：
Figure BDA0002432775020000011
所述减阻剂的制备方法：
(1)配制水相：在去离子水中加入3％～4％的衣康酸，30％～32％丙烯酰 胺，待完全溶解后，加入0.02％～0.03％EDTA·2Na、0.04％～0.06％尿素,5％～ 6％TMEDA，然后加入醋酸调节pH值至5～6，得到水相溶液，所述百分比 为质量百分比；
(2)配制油相：将Span80、Tween20与白油按质量比1∶1∶18～20 混合，在100r/min下搅拌均匀，得到油相溶液；
(3)将配好的水相溶液逐滴加入到油相溶液中，油水质量比为3:7， 同时通入氮气排氧，水相溶液滴加完毕继续通氮30min后，加入质量比 0.03％～0.04％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，温度升至50℃反应2h，后将 温度升至65℃继续反应3h，使反应完全；
所述可降解暂堵剂的制备方法：将20～30重量份淀粉与40～50重量份 聚丁二酸丁二醇酯PBS、40～60重量份聚乳酸PLA、3～6重量份1-丁基-3- 甲基咪唑加热到80～100℃，4h共混干燥后粉碎得到固体颗粒，为可降解暂 堵剂。
所述转向剂为油酸酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种。
所述助排剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠。
所述铁离子稳定剂为柠檬酸。
所述防酸渣剂为乙二醇单丁乙醚EGMBE、丁氧基三乙醇BOTP中的一种。
所述缓蚀剂的制备方法：
(1)反应容器中按摩尔比1:1.1:1依次加入甲醛、苯甲胺、苯乙酮，搅 拌速率80r/min，升温至80℃回流反应8h后，得到淡黄色液体；
(2)按照摩尔比甲醛：氯化苄＝1:1.2，加入氯化苄，在90℃反应4h， 得到红色液体，即为缓蚀剂。
本发明的有益效果是：本发明酸液体系中加入配伍性较好的减阻剂，从 而降低了酸液流动时的摩阻和连续油管的泵注压力。在常规的自转向酸体系 中加入可降解的暂堵剂，在遇到裂缝发育地层时，在转向酸和暂堵剂的协同 作用下，能有效封堵缝隙，从而达到均匀酸化的目的。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部 的实施例。本领域普通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，均属于本发明的保护范围。
本发明的低摩阻暂堵转向酸体系，包括如下质量百分比的组分：
Figure BDA0002432775020000031
所述减阻剂的制备方法：
(1)配制水相：在去离子水中加入3％～4％的衣康酸，30％～32％丙烯酰 胺，待完全溶解后，加入0.02％～0.03％EDTA·2Na、0.04％～0.06％尿素,5％～ 6％TMEDA，然后加入醋酸调节pH值至5～6，得到水相溶液，所述百分比 为质量百分比；
(2)配制油相：将Span80、Tween20与白油按质量比1∶1∶18～20 混合，在100r/min下搅拌均匀，得到油相溶液；
(3)将配好的水相溶液逐滴加入到油相溶液中，油水质量比为3:7， 同时通入氮气排氧，水相溶液滴加完毕继续通氮30min后，加入质量比 0.03％～0.04％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，温度升至50℃反应2h，后将 温度升至65℃继续反应3h，使反应完全；
所述可降解暂堵剂的制备方法：将20～30重量份淀粉与40～50重量份 聚丁二酸丁二醇酯PBS、40～60重量份聚乳酸PLA、3～6重量份1-丁基-3- 甲基咪唑加热到80～100℃，4h共混干燥后粉碎得到固体颗粒，为可降解暂 堵剂。
所述转向剂为油酸酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种。
所述助排剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠。
所述铁离子稳定剂为柠檬酸。
所述防酸渣剂为乙二醇单丁乙醚EGMBE、丁氧基三乙醇BOTP中的一种。
所述缓蚀剂的制备方法：
(1)反应容器中按摩尔比1:1.1:1依次加入甲醛、苯甲胺、苯乙酮，搅 拌速率80r/min，升温至80℃回流反应8h后，得到淡黄色液体；
(2)按照摩尔比甲醛：氯化苄＝1:1.2，加入氯化苄，在90℃反应4h， 得到红色液体，即为缓蚀剂。
实施例1
低摩阻暂堵转向酸体系基本配方为：15％HCl+5％转向剂(油酸酰胺丙 基甜菜碱)+1％暂堵剂+1％缓蚀剂+0.1％减阻剂+0.2％助排剂+2％铁离子稳定剂 +2％防酸渣剂(乙二醇单丁乙醚(EGMBE))。
所述减阻剂的制备方法：
(1)水相的配制：加入去离子水、质量比3％IA，接着加入质量比30％AM， 待完全溶解后，加入质量比0.02％EDTA·2Na、质量比0.04％尿素,质量比 5％TMEDA，然后加入醋酸调节pH值至5～6；
(2)油相的配制：将Span80、Tween20与白油按质量比1∶1：20混 合，在100r/min下搅拌均匀，得到油相溶液。
(3)将配好的水相逐滴加入到油相中(油水质量比为3:7)，同时通 入氮气排氧，水相滴加完毕继续通氮30min后，加入质量比0.03％VA-044， 将水浴温度升至50℃反应2h，后将水浴温度升至65℃继续反应3h， 使反应完全。
所述可降解暂堵剂的制备方法：将20重量份淀粉与40重量份聚丁二酸 丁二醇酯PBS、40重量份聚乳酸PLA、3重量份1-丁基-3-甲基咪唑加热到 80℃，4h共混干燥后粉碎得到固体颗粒，为可降解暂堵剂。
实施例2
低摩阻暂堵转向酸体系基本配方为：20％HCl+4％转向剂(油酸酰胺丙 基甜菜碱)+2％暂堵剂+1.5％缓蚀剂+0.1％减阻剂+0.1％助排剂+1.5％铁离子稳 定剂+2％防酸渣剂(乙二醇单丁乙醚(EGMBE))。
所述减阻剂的制备方法：
(1)水相的配制：加入去离子水、质量比4％IA，接着加入质量比32％AM， 待完全溶解后，加入质量比0.03％EDTA·2Na、质量比0.06％尿素,质量比 6％TMEDA，然后加入醋酸调节pH值至6；
(2)油相的配制：将Span80、Tween20与白油按质量比1∶1：18混 合，在100r/min下搅拌均匀，得到油相溶液。
(3)将配好的水相逐滴加入到油相中(油水质量比为3:7)，同时通 入氮气排氧，水相滴加完毕继续通氮30min后，加入质量比0.04％VA-044， 将水浴温度升至50℃反应2h，后将水浴温度升至65℃继续反应3h， 使反应完全。
所述可降解暂堵剂的制备方法：将30重量份淀粉与50重量份聚丁二酸 丁二醇酯PBS、60重量份聚乳酸PLA、6重量份1-丁基-3-甲基咪唑加热到 100℃，4h共混干燥后粉碎得到固体颗粒，为可降解暂堵剂。
实施例3
低摩阻暂堵转向酸体系基本配方为：15％HCl+6％转向剂(芥酸酰胺丙 基甜菜碱)+1％暂堵剂+1％缓蚀剂+0.1％减阻剂+0.2％助排剂+2％铁离子稳定剂 +1％2％防酸渣剂(丁氧基三乙醇(BOTP))。
所述减阻剂的制备方法：
(1)水相的配制：加入去离子水、质量比3％IA，接着加入质量比31％AM， 待完全溶解后，加入质量比0.03％EDTA·2Na、质量比0.05％尿素,质量比 6％TMEDA，然后加入醋酸调节pH值至6；
(2)油相的配制：将Span80、Tween20与白油按质量比1∶1：19混 合，在100r/min下搅拌均匀，得到油相溶液。
(3)将配好的水相逐滴加入到油相中(油水质量比为3:7)，同时通 入氮气排氧，水相滴加完毕继续通氮30min后，加入质量比0.04％VA-044， 将水浴温度升至50℃反应2h，后将水浴温度升至65℃继续反应3h， 使反应完全。
所述可降解暂堵剂的制备方法：将25重量份淀粉与45重量份聚丁二酸 丁二醇酯PBS、50重量份聚乳酸PLA、4重量份1-丁基-3-甲基咪唑加热到 90℃，4h共混干燥后粉碎得到固体颗粒，为可降解暂堵剂；
实施例4
低摩阻暂堵转向酸体系基本配方为：20％HCl+5％转向剂(芥酸酰胺丙 基甜菜碱)+2％暂堵剂+2％缓蚀剂+0.2％减阻剂+0.1％助排剂+1％铁离子稳定剂 +2％2％防酸渣剂(丁氧基三乙醇(BOTP))。
所述减阻剂的制备方法：
(1)水相的配制：加入去离子水、质量比3％IA，接着加入质量比32％AM， 待完全溶解后，加入质量比0.03％EDTA·2Na、质量比0.04％尿素,质量比 6％TMEDA，然后加入醋酸调节pH值至5；
(2)油相的配制：将Span80、Tween20与白油按质量比1∶1：20混 合，在100r/min下搅拌均匀，得到油相溶液。
(3)将配好的水相逐滴加入到油相中(油水质量比为3:7)，同时通 入氮气排氧，水相滴加完毕继续通氮30min后，加入质量比0.03％VA-044， 将水浴温度升至50℃反应2h，后将水浴温度升至65℃继续反应3h， 使反应完全。
所述可降解暂堵剂的制备方法：将25重量份淀粉与50重量份聚丁二酸 丁二醇酯PBS、40重量份聚乳酸PLA、5重量份1-丁基-3-甲基咪唑加热到 100℃，4h共混干燥后粉碎得到固体颗粒，为可降解暂堵剂；
实施例5
低摩阻暂堵转向酸体系基本配方为：20％HCl+5％转向剂(芥酸酰胺丙 基甜菜碱)+2％缓蚀剂+0.1％助排剂+1％铁离子稳定剂+2％防酸渣剂(丁氧基 三乙醇(BOTP))。
所述减阻剂的制备方法：
(1)水相的配制：加入去离子水、质量比4％IA，接着加入质量比32％AM， 待完全溶解后，加入质量比0.03％EDTA·2Na、质量比0.06％尿素,质量比 5％TMEDA，然后加入醋酸调节pH值至6；
(2)油相的配制：将Span80、Tween20与白油按质量比1∶1：19混 合，在100r/min下搅拌均匀，得到油相溶液。
(3)将配好的水相逐滴加入到油相中(油水质量比为3:7)，同时通 入氮气排氧，水相滴加完毕继续通氮30min后，加入质量比0.04％VA-044， 将水浴温度升至50℃反应2h，后将水浴温度升至65℃继续反应3h， 使反应完全。
所述可降解暂堵剂的制备方法：将20重量份淀粉与50重量份聚丁二酸 丁二醇酯PBS、60重量份聚乳酸PLA、6重量份1-丁基-3-甲基咪唑加热到 100℃，4h共混干燥后粉碎得到固体颗粒，为可降解暂堵剂。
上述缓蚀剂的制备方法：
(1)反应容器中按摩尔比1:1.1:1依次加入甲醛、苯甲胺、苯乙酮，搅 拌速率80r/min，升温至80℃回流反应8h后，得到淡黄色液体；
(2)按照摩尔比甲醛：氯化苄＝:1.2，加入氯化苄，在90℃反应4h， 得到红色液体，即为缓蚀剂。
实施例性能评价
1配伍性
在90℃条件下测试96h，发现实施例1～5均无沉淀，配伍性良好。96h 后实施例1～实施例4中的暂堵剂均有效降解。
2缓蚀性
酸液体系缓蚀性能评价方法参考中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》，测量其90℃ 条件的缓蚀性能。
表1N80钢片在酸液体系中的腐蚀数据(90℃)
序号 腐蚀速率/g/(m<sup>2</sup>·h) 指标水平
实施例1 0.48 一级水平
实施例2 0.56 一级水平
实施例3 0.52 一级水平
实施例4 0.49 一级水平
实施例5 0.51 一级水平
3防膨性能
酸液体系防膨性能评价方法参考中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T5971-2016《油气田压裂酸化及注水用黏土稳定剂性能评价方法》
表2酸液防膨率测试结果
序号 防膨率/％
实施例1 98.1
实施例2 97.7
实施例3 96.9
实施例4 97.5
实施例5 97.2
4助排性能
酸液体系表面张力评价方法参考中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T5370-1999《表面及界面张力测定方法》。酸液体系具备优异的助排 性能，酸液表面张力基本小于30mN/m。
表3酸液表面张力测试结果
序号 表面张力mN/m
实施例1 25.4
实施例2 26.4
实施例3 27.5
实施例4 25.9
实施例5 26.4
5抗酸渣性能
酸液体系的抗酸渣性能评价方法参考中华人民共和国石油天然气行业 标准SY/T5753-1995《油井增产水井增注措施用表面活性剂的室内评价方 法》。
5种酸液配方抗酸渣性能优异，在60℃及90℃，酸：油＝25:75,50:50及 75:25时，用热水和汽油交替清洗原油与酸液的混合物，100目试验筛上未 观察到块状酸渣，说明基本无酸渣。
6转向酸性能评价
使用岩心流动仪，将酸液通过具有人造裂缝的岩心进行岩心溶蚀实验， 通过岩心溶蚀实验来评价转向酸转向性能，通过对比可知，该转向酸体系可 以有效提高岩心溶蚀率，达到60％以上，实施例5的岩心溶蚀率仅为32.5％。
Figure BDA0002432775020000081
Figure BDA0002432775020000091
7自破胶特性
自转向酸具有优异的自破胶性能，原油和水均可对其进行破胶，且破胶 后残酸粘度低，易返排出地层。以配方4为例，当自转向酸与原油体积比为 75:25，60℃时，72h后，自转向酸粘度从130mPa.s降低至7mPa.s；当自 转向酸与清水体积比为20:180，60℃时，72h后，自转向酸粘度从130mPa.s 降低至6mPa.s。
8降摩阻性能
利用摩阻测试仪测量酸液体系的流动摩阻，可以得到酸液体系的降摩阻 特性。相对常用转向酸体系(实施例5的摩阻降低39.8％)，实施例1～实施 例4体系摩阻降低70％以上。
表5降摩阻性能
序号 摩阻降低率/％
实施例1 72.5
实施例2 81.6
实施例3 76.4
实施例4 78.9
实施例5 39.8
9储层保护性能
室内参照石油天然气行业标准SY/T 5107—2016《水基压裂液性能评 价方法》，测试了酸液体系滤液的储层保护性能。试验温度为90℃，岩心 试样长度为6.0cm，直径为2.5cm。试验结果见表2。
表6渗透率恢复率
Figure BDA0002432775020000092
Figure BDA0002432775020000101
对此，本发明的低摩阻暂堵转向酸体系，能有效降低泵注时的压力。在 非均质性严重或者裂缝发育的地层，采用常规的酸化技术无法使酸液达到低 渗地层，因而酸化效果较差。为了提高非均质地层的酸化效果，本专利将粘 弹性表面活性剂与可溶性暂堵转向剂复配使用，以发挥其协同增效作用，来 达到拖动酸化过程中对裂缝和孔隙的有效封堵，从而达到连续油管拖动酸化 均匀布酸的目的。该技术具有低摩阻、暂堵性、转向性能好、易破胶性等优 点，能够有效满足连续油管酸化施工均匀布酸作业的需求。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有 识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这 种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种低摩阻暂堵转向酸体系，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：
Figure FDA0002432775010000011
所述减阻剂的制备方法：
(1)配制水相：在去离子水中加入3％～4％的衣康酸，30％～32％丙烯酰胺，待完全溶解后，加入0.02％～0.03％EDTA·2Na、0.04％～0.06％尿素,5％～6％TMEDA，然后加入醋酸调节pH值至5～6，得到水相溶液，所述百分比为质量百分比；
(2)配制油相：将Span80、Tween20与白油按质量比1∶1∶18～20混合，在100r/min下搅拌均匀，得到油相溶液；
(3)将配好的水相溶液逐滴加入到油相溶液中，油水质量比为3:7，同时通入氮气排氧，水相溶液滴加完毕继续通氮30min后，加入质量比0.03％～0.04％偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐，温度升至50℃反应2h，后将温度升至65℃继续反应3h，使反应完全；
所述可降解暂堵剂的制备方法：将20～30重量份淀粉与40～50重量份聚丁二酸丁二醇酯PBS、40～60重量份聚乳酸PLA、3～6重量份1-丁基-3-甲基咪唑加热到80～100℃，4h共混干燥后粉碎得到固体颗粒，为可降解暂堵剂。
2.根据权利要求1所述低摩阻暂堵转向酸体系，其特征在于，所述转向剂为油酸酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基甜菜碱中的一种。
3.根据权利要求1所述低摩阻暂堵转向酸体系，其特征在于，所述助排剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠。
4.根据权利要求1所述低摩阻暂堵转向酸体系，其特征在于，所述铁离子稳定剂为柠檬酸。
5.根据权利要求1所述低摩阻暂堵转向酸体系，其特征在于，所述防酸渣剂为乙二醇单丁乙醚EGMBE、丁氧基三乙醇BOTP中的一种。
6.根据权利要求1所述低摩阻暂堵转向酸体系，其特征在于，所述缓蚀剂的制备方法：
(1)反应容器中按摩尔比1:1.1:1依次加入甲醛、苯甲胺、苯乙酮，搅拌速率80r/min，升温至80℃回流反应8h后，得到淡黄色液体；
(2)按照摩尔比甲醛：氯化苄＝1:1.2，加入氯化苄，在90℃反应4h，得到红色液体，即为缓蚀剂。
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