一种自转向酸化液及其在油气田增产酸化中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种自转向酸化液及其在油气田增产酸化中的应用。以该自转向酸化液的总重量为基准，其具有以下成分组成：具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂0.1-10％，阴离子表面活性剂0.1-2％，余量为浓度3-28wt％的盐酸；其中，所述具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂为具有二个或三个亲水基团和疏水基团的酰胺两性表面活性剂。本发明还提供了上述自转向酸化液在油气田增产酸化中的应用以及一种使用上述自转向酸化液对油气田的油气井进行酸化的方法。本发明所提供的自转向酸化液是一种性能良好的酸化液，其在较低浓度溶液中具有明显的粘弹性，是一种优良的表面活性剂酸化压裂转向增稠剂。
【专利说明】一种自转向酸化液及其在油气田增产酸化中的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自转向酸化液，尤其涉及一种含多个亲水基团和疏水基团的表面活性剂的自转向酸化液，属于石油油气开发【技术领域】。
【背景技术】
[0002]油气的开发生产首先是通过钻井到含油气藏中，地层的压差使液体流到井口。油气井的生产通常受低渗透率的影响，低渗透率可以是由钻井、清洗等作业引起的，或者是天然的致密低渗透油气藏。
[0003]对于低渗透油气田需要激产作业，酸化是常用的增产措施之一，酸化是使酸性流体通过井桶与地层接触的方法。酸液与岩石反应溶解地层岩石产生酸蚀孔洞，产生孔道可使油气流入产出井桶，酸液的有效放置是十分重要的。天然油气藏通常是非均质多相的。酸与首先接触的岩石反应，然后酸液将继续与首先接触的岩石反应，并优先进入到高渗透区而不是进入最需要的低渗透区，近一步注入的酸液将沿较小阻力的已反应的大孔道流动，而不能流去重要的小孔道地带。一般酸液与岩石迅速反应而很快的消耗掉，因而不能再与未反应的岩石继续作用，因此酸不能和全部岩层区域完全接触。
[0004]为了有效地布置酸液，使注入液体达到全部区域，以使效益最大化，可采用各种布置转向分流技术，化学微粒胶和泡沫是基质酸化中使用最多的分流剂，相应形成暂堵和泡沫分流酸化工艺，但是泡沫受到温度和高渗透率的限制。油(水)溶性树脂虽然能在井眼壁面形成滤饼，堵塞高渗透区，降低高渗透层的吸收能力以达到分流的目的，但有机树脂的化学微粒对地层中的天然裂缝非常敏感，这会使有机树脂不能达到层位。而且大多数有机树脂转向剂是通过高分子化学交联获得的，有残留伤害地层，会造成这些颗粒的永久性堵塞，对地层渗透率造成难以恢复的伤害，严重影响酸化增产效果。
[0005]转向酸通常由盐酸与成胶剂、pH敏感的交联剂组成。当酸液部分消耗，在pH升高时液体成胶。美国专利US4695389、US7119050分别公开了基于粘弹性表面活性剂自组装形成的粘弹性胶转向酸，主要包括是N，N-二羟乙基脂肪胺醋酸盐、烷基甜菜碱两性表面活性剂。当体系未反应前，酸液体系没有成胶，粘度保持较低。而当酸液与岩石反应后产生的多价离子和PH上升得到增稠的粘弹性胶体，由于粘度的增大，使其流动阻力增大，后续没有与岩层反应后的酸液体进而转向没有反应的低粘度，低渗透岩层的区域，使注入液体达到全部区域，以使效益最大化。中国专利申请201110282979.2提供了一种自转向泡沫酸，该体系也是基于粘弹性表面活性体系，其成胶是基于酸化后产物促使其形成的粘弹性，由于其粘度是表面活性剂分子缔合聚集的结果，遇油后，聚集状态改变，变成球状低粘度液体，自动破胶，且由于其为小分子无残渣，具有对地层伤害小的独特优点。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种新型的自转向酸化液，其是一种由含有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂组成的粘弹性酸化液，在使用过程中，该粘弹性酸化液能够与环境中的岩石发生作用使pH值发生改变，进而调控粘度。
[0007]为达到上述目的，本发明提供了一种自转向酸化液，以该自转向酸化液的总重量为基准，其具有以下成分组成:具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂
0.1-10%，阴离子表面活性剂0.1_2%，余量为浓度3-28被％的盐酸。
[0008]本发明所提供的自转向酸化液是了一种含多个亲水基团和疏水基团的两性离子表面活性剂与助表面活性剂等组成的复合酸化体系，在较低的表面活性剂浓度下，酸液与岩石反应后产生的多价离子和PH上升可得到增稠的粘弹性胶体起到转向的作用。在上述“具有多个亲水基团和疏水基团的两性离子表面活性剂”中，“亲水基团和疏水基团”是指表面活性剂的一个分子中含有亲水基团、疏水基团，“多个”指的是每一种基团都有多个。
[0009]根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述自转向酸化液中，所采用的具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂为具有二个或三个亲水基团和二个或三个疏水基团的酰胺两性表面活性剂。
[0010]根据本发明的具体实施方案，优选地，在上述自转向酸化液中，所采用的具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂具有如式I所示的结构:
[0011]
【权利要求】
1.一种自转向酸化液，以该自转向酸化液的总重量为基准，其具有以下成分组成:具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂0.1_10%，阴离子表面活性剂0.1-2%，余量为浓度3-28wt%的盐酸； 其中，所述具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂为具有二个或三个亲水基团和二个或三个疏水基团的酰胺两性表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的自转向酸化液，其中，所述具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂具有如式I所示的结构:
式I中:Χ为2或3 为总碳数24-54的含x个-CO-基团的酰基；R2为含2_5个碳的亚烷基；R3、R4分别独立的为含1-4个碳的烷基、-CH2CH2COO-或-CH2CH2OH ；R5为-CH2-或-CH2CH2-。
3.根据权利要求2所述的自转向酸化液，其中，所述R1具有如式I1-式IV中任一个所示的结构:
上述式I1-式IV中，R6为碳链长度为7的亚烷基，R7为碳链长度为5的亚烷基，R8为碳链长度为8的亚烷基。
4.根据权利要求1-3任一项所述的自转向酸化液，其中，所述具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂包括以下两性表面活性剂中的一种或多种的组合: 总碳数为36的含有二个亲水基团和二个疏水基团的酰胺丙基甜菜碱； 总碳数为36的含有二个亲水基团和二个疏水基团的酰胺丙基甜菜碱与总碳数为54的含有三个亲水基团和三个疏水基团的酰胺丙基甜菜碱的混合物，二者的含量比为99: I到I: 99 ； 总碳数为54的含有三个亲水基团和三个疏水基团的酰胺丙基甜菜碱。
5.根据权利要求1-4任一项所述的自转向酸化液，其中，所述阴离子表面活性剂包括油酸酰基甲基牛磺酸钠和/或烷基苯磺酸钠，并且，所述烷基苯磺酸钠的烷基为含有8-18个碳的直链烷基或者支链烷基。
6.根据权利要求1-4任一项所述的自转向酸化液，其中，所述具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂是按照以下方法制备得到的: 将起始酸与有机胺反应，再进一步与氯乙酸钠反应合成得到所述具有多个亲水基团和疏水基团的两性表面活性剂。
7.权利要求1-6任一项所述的自转向酸化液在油气田增产酸化中的应用。
8.一种油气田酸化方法，其中是使用权利要求1-6任一项所述的自转向酸化液对油气田的油气井进行酸化的 方法。
【文档编号】C09K8/74GK104073236SQ201310101432
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月27日 优先权日:2013年3月27日
【发明者】杨江, 卢拥军, 管保山, 崔伟香, 邱晓惠 申请人:中国石油天然气股份有限公司