专利名称：一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油工业地下油层的酸化制剂，特别是一种改善地层酸化剖面的变 粘转向酸，对油层实现均勻酸化，减少酸液在高渗层内的锥进，使部分酸液进入中低渗 目的层，改善、扩大酸化的波及剖面。
背景技术：
在石油工业，酸化是一种使油气井增产的有效方法。转向酸可以避免酸液只进 入渗流阻力小的高渗层，能够平衡酸液流动，使所有油层都能与酸液接触，达到均勻酸 化的作用。现有技术中此类转向酸已有以下专利文献予以批露。中国专利ZL 200510044906，2006年4月19日公开，说明书中描述了一种酸化
转向剂苯甲酸的使用方法，该转向剂将苯甲酸首先溶解在溶剂中，制成苯甲酸的溶液， 将该溶液以一定比例加入到水或酸液中，即可得到分散均勻的苯甲酸的悬浮体，该悬浮 体随酸液或作为酸化的前置液注到油层中，通过形成滤饼起转向作用。中国专利ZL 200510044932，2006年4月26日公开，说明书中描述了一种具有 适时增粘能力的酸液稠化剂，该稠化剂主要成分是丙烯酰胺与丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 共聚物，分子量为100 300万，其制备方法是由一定比例的丙烯酰胺、丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸单体和聚氧乙烯二丙烯酸酯在引发剂的作用下共聚而制得。在酸中聚氧乙烯二 丙烯酸酯扩链形成的高分子，其酯键会分解，温度越高，分解越快，该特点使得稠化酸 在关井过程中粘度会自发降低，有利于乏酸返排。中国专利ZL200510044928，2006年4月19日公开，说明书中描述了一种高温酸
化转向剂，该转向剂由一定比例的丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体和一定浓 度的聚氧乙烯二丙烯酸酯在引发剂过硫酸铵_甲醛合次硫酸氢钠的作用下共聚形成交联 体形结构的高分子。在高温酸液中具有可逆膨胀特点注酸过程中转向剂可以通过吸水 膨胀封堵高渗透层或裂缝；注酸结束后转向剂分子中的交联键因酯基酸解而破坏，使转 向剂能溶于水中，从而解除对高渗透层或裂缝的封堵。中国专利ZL200710119457.4，2009年1月28日公开，说明书中描述了一种油气 井开采温控变粘酸酸压裂方法，该专利介绍了温控变粘酸的压裂工艺，而温控变粘酸各 组分按重量比为基础酸液为100份；温控变粘酸主剂0.5 1.5份；温控变粘酸缓蚀剂 1 3份；破乳剂0.5 1份；铁离子稳定剂0.5 1份；高效助排剂0.5 1份；最后 用2% KCL清水将温控变粘酸顶替入油层；所使用的温控变粘酸易于现场配制，摩阻低 可泵性强，可以高排量施工；在储层高温条件下，鲜酸和残酸均具有较高粘度，提高了 酸蚀裂缝长度；作业完成后，残酸的粘度降低，利于残酸的返排。上述现有技术所公开的酸化转向剂都是直接或间接通过增加酸液的粘度和渗流 阻力，来实现酸液的转向。但在酸化过程中，酸液初始粘度较高或渗流阻力较大时，酸 液能够进入中高渗透层，而进入中低渗透层的能力较小，因此并不能真正实现中低渗目 的层的酸化作用。
随着酸化技术的大面积推广，目前酸化施工过程中存在如下问题亟待解决第 一、对非均质储层进行均勻酸化，使酸液既能对高渗透层酸化，同时也能进入中低渗透 层酸化，达到均勻酸化的目的；第二，延缓酸岩反应速度，对储层进行深部酸化；第 三，减缓酸岩反应二次沉淀，有利于残酸返排的技术。上述文献所提供的酸化转向剂难 以使酸液进入中低渗透层实现均勻酸化。在中低渗层的酸化施工中，需要一种能够改善酸化的波及剖面的转向酸应用于 现场。
发明内容
本发明 的目的是提供一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，在油层内自动平衡 酸液流动实现均勻酸化，减少酸液在高渗层内的锥进，使部分酸液进入中低渗层对目的 层进行酸化，改善酸化的波及剖面。为达上述目的采用下述技术方案一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，pH值 控制变粘转向酸各组分，按重量比，主要由以下组分组成基础酸液为100份；长链烷 基酰胺丙基甜菜碱3 5份；缓蚀剂1 3份；铁离子稳定剂0.5 1份；粘土稳定剂 0.5-1份。将上述组分的变粘转向酸注入目的油层中。与现有技术的油气层酸化用酸液相比，本发明采用的长链烷基酰胺丙基甜菜碱 是由长链疏水基和同时带有正、负电性的甜菜碱亲水基组成，该甜菜碱其带电性随着pH 值变化逐渐由带正电荷变成同时带有正、负电荷的两性型。当其浓度大于临界胶束浓度 cmc时，长链烷基酰胺丙基甜菜碱的胶束结构随着pH值升高逐渐由球形变成棒状或蠕虫 状，宏观上表现为表观粘度随pH值升高而增加，进而实现酸液体系随酸岩反应进行、 pH值升高时，酸液粘度自动增粘。可实现在油层内自动平衡酸液流动实现均勻酸化，减 少酸液在高渗层内的锥进，使部分酸液进入中低渗层对目的层进行酸化，改善酸化的波 及剖面。具有如下显著的优点1、酸化过程中，酸液初始粘度较低，20°C下初始粘度 10-15mPa.s,容易进入高渗层，酸液在高渗层内发生酸岩反应后粘度自动增加，其酸岩 反应后粘度大于500mPa.S、渗流阻力增加，进而后续未反应的低粘度酸液自主转向进入 中低渗透层，从而实现均勻酸化的目的。2、该变粘转向酸性能稳定，而且酸液增粘后的 高粘弹性酸液遇油或水可自动破胶，破胶后残酸粘度与水相当、而且残酸表面张力低、 易返排。3、该变粘转向酸使用的转向剂为长链烷基酰胺丙基甜菜碱，是一种两性表面活 性剂，破胶后无大分子的残渣，对储层无二次伤害。4、由于本发明的特性，对中低渗储 油层的酸化效果显著提高，明显提高中低渗储油层的采收率，提高经济效益。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明做进一步的详述本发明的变粘转向酸是在常温下调配，pH值控制变粘转向酸各组分按重量比 为基础酸液为100份；长链烷基酰胺丙基甜菜碱3 5份；缓蚀剂1 3份；铁离子 稳定剂0.5 1份；粘土稳定剂0.5-1份。长链烷基酰胺丙基甜菜碱选自含有长链疏水 基的油酸酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基甜菜碱和月桂酸酰胺丙基甜菜碱，其选择含量 在2.8-4.5份之间。缓蚀剂是防止酸液对油井钢管腐蚀的吡啶季铵盐类缓蚀剂，其含量选择为1.5 2.6份。铁离子稳定剂是能够与铁离子产生络合作用的乙酸类复合物，其选择 含量为0.6 0.9。粘土稳定剂是能够抑制粘土膨胀的聚季小阳离子类粘土稳定剂，其含 量选择为0.2-0.7份。基础酸液是盐酸或土酸，盐酸其含量是质量浓度15%-18%的稀盐 酸，以稀盐酸为好，可在15%-18%之间任选调配；土酸其含量是质量浓度10%-12% 的稀盐酸和质量浓度2%-3%的氢氟酸组成，稀盐酸可在10%-12%之间、氢氟酸或在 2% -3%之间任意选择调配。
实施例1: 一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，主要有以下组分基础酸液 为100份；长链烷基酰胺丙基甜菜碱3.5 4.2份；缓蚀剂1.6 2.2份；铁离子稳定剂 0.7 0.85份；粘土稳定剂0.75-0.92份。以上述各组分含量的数值范围，任选其中一 种，将各组分组合调配。实施例2: —种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，其优选的组合方案是基础 酸液为质量浓度15% -18%的稀盐酸100份；含有十八个碳链疏水基的油酸酰胺丙基甜 菜碱3.5-3.8份；吡啶季铵盐类酸化缓蚀剂1.8份；乙酸类复合物铁离子稳定剂0.8份； 聚季胺小阳离子类粘土稳定剂0.5份，初始粘度10-12mPa.S。本方案中最好选择质量 浓度15%-18%的稀盐酸基础酸液；十八个碳链疏水基的油酸酰胺丙基甜菜碱；吡啶季 铵盐类的缓蚀剂CRS-6;乙酸类铁离子稳定剂NTS-2;聚季胺小阳离子类粘土稳定剂 BCS-851 ；该优选组合方案的变粘转向酸在20°C、lOOs—1下，用Brookfield DV_III旋转粘 度计测定的表观粘度为10.8mPa.s ；酸岩反应后pH值升高到1时，变粘转向酸表观粘度升 高至 652mPa.So实施例3: —种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，其最佳组合方案是基础酸 液为含有质量浓度10% -12%的稀盐酸和质量浓度2% -3%的氢氟酸组成的土酸100份； 含有二十二个碳链疏水基的芥酸酰胺丙基甜菜碱4-4.5份；吡啶季铵盐类缓蚀剂1.5份； 乙酸类复合物铁离子稳定剂0.9份；聚季胺小阳离子类粘土稳定剂0.5份；氟碳表面活性 剂类高效助排剂0.5份，初始粘度ll-13mPa.S。本方案中添加氟碳表面活性剂类高效助 排剂0.5份，更有利于残酸的返排。该最佳组合方案的变粘转向酸在20°C、100。下， 用Brookfield DV-III旋转粘度计测定的表观粘度为12.5mPa.s ；酸岩反应后pH值升高到1 时，变粘转向酸表观粘度升高至717mPa.s。经试验结果得出，变粘转向酸体系中加入高效助排剂时有利于残酸的返排，但 是会略有降低酸岩反应后的粘度和增粘效果，因此加入助排剂时应该提高长链烷基酰胺 丙基甜菜碱的比例，这样才不会影响均勻酸化效果。除上述实施例外，还可按下表配制
权利要求
1.一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，PH值控制变粘转向酸各组分，按重量比， 主要由以下组分组成基础酸液为100份、长链烷基酰胺丙基甜菜碱3 5份、缓蚀剂 1 3份、铁离子稳定剂0.5 1份、粘土稳定剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，其中长链烷基酰胺丙 基甜菜碱选自油酸酰胺丙基甜菜碱、芥酸酰胺丙基甜菜碱和月桂酸酰胺丙基甜菜碱。
3.根据权利要求1所述的一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，其中缓蚀剂是吡啶季 铵盐类缓蚀剂。
4.根据权利要求1所述的一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，其中铁离子稳定剂是 乙酸类复合物。
5.根据权利要求1所述的一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，其中粘土稳定剂是聚 季胺小阳离子类粘土稳定剂。
6.根据权利要求1所述的一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，其中基础酸液选择稀 盐酸和土酸。
7.根据权利要求6所述的一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，基础酸液是质量浓度 15-18%的稀盐酸。
8.根据权利要求1所述的一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，其优选组合是基 础酸液是质量浓度15%-18%的稀盐酸，100份；油酸酰胺丙基甜菜碱3.5-3.8份；缓蚀 剂1.8份；铁离子稳定剂0.8份；粘土稳定剂0.5份，初始粘度10-12mPa.so
9.根据权利要求1所述的一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，其最佳组合是基 础酸液是质量浓度10% -12%的稀盐酸和质量浓度2% -3%的氢氟酸，100份；芥酸酰胺 丙基甜菜碱4-4.5份；缓蚀剂1.5份；铁离子稳定剂0.9份；粘土稳定剂0.5份；高效助 排剂0.5份；初始粘度ll_13mPa.s。
全文摘要
本发明公开的是一种改善地层酸化剖面的变粘转向酸，对油层实现均匀酸化，减少酸液在高渗层内的锥进，使部分酸液进入中低渗目的层，改善、扩大酸化的波及剖面。本变粘转向酸，pH值控制变粘转向酸各组分，按重量比，主要由以下组分组成基础酸液为100份；长链烷基酰胺丙基甜菜碱3～5份；缓蚀剂1～3份；铁离子稳定剂0.5～1份；粘土稳定剂0.5-1份。将上述组分的变粘转向酸注入目的油层中。酸化过程中，酸液初始粘度较低，20℃下初始粘度10-15mPa.s，容易进入高渗层，后续未反应的低粘度酸液自主转向进入中低渗透层。本发明使用的转向剂为长链烷基酰胺丙基甜菜碱，是一种两性表面活性剂，破胶后无大分子的残渣，对储层无二次伤害。
文档编号C09K8/74GK102020983SQ20091001890
公开日2011年4月20日 申请日期2009年9月12日 优先权日2009年9月12日
发明者刘小波, 徐赋海, 王增林, 王德山, 董保春, 郝恒泽, 陈庆华, 隋春艳, 马代鑫, 黄敏 申请人:中国石化股份胜利油田分公司东辛采油厂, 中国石油化工股份有限公司