CN110643345A - 用于酸压的吸附缓释酸体系及其制备方法 - Google Patents

用于酸压的吸附缓释酸体系及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于油田增产领域，具体地，涉及一种用于酸压的吸附缓释酸体系。用于酸压的吸附缓释酸体系，原料质量百分比组成如下：缓释酸稠化剂0.3％‑1.0％，吸附剂5.0％‑60.0％，增效剂0.5％‑1.5％，缓蚀剂1.0％‑5.0％，铁离子稳定剂0.5％‑1.0％，余量为质量分数15‑28％的盐酸。采用多元共聚的聚合物作为缓释酸的稠化剂，该稠化剂与增效剂能够产生粘弹作用，使得缓释酸在高温下具有较好的流变性能，根据储层地质特征和施工排量等调节吸附剂的加砂比，在有效防止砂堵的同时，也实现缓释酸总量的调节，该体系不仅仅充分利用了已有酸液体系的性能优势，独创的利用固体吸附剂来向酸压裂缝前缘输送高浓度酸液，同时吸附剂还可以起到暂堵、转向等多重作用。

Description

用于酸压的吸附缓释酸体系及其制备方法
技术领域
本发明属于油田增产领域，具体地，涉及一种用于酸压的吸附缓释酸体系及其制备方法。
背景技术
碳酸盐岩储层储集空间是孔洞缝，但由于该类储层的基质渗透率底，当碳酸盐岩储层的自然产量不能实现工业经济开采的情况下，酸压就是提高该类储层产能的关键技术。通常酸压工作液包括白酸、稠化酸、温控酸、交联酸以及清洁酸等体系，酸液体系的核心就是提高酸压裂缝的长度、提高酸液与储层的反应程度或者说提高酸蚀裂缝的导流能力，一般的这些酸液体系是通过降低酸与岩石反应速度来实现上述技术目的，主要是通过提高酸液体系的粘度以及耐温性能，通过降低酸液的滤失、降低酸液与岩石的反应速度来提高酸液的利用率，从而提高酸蚀裂缝的长度，进一步提高酸蚀裂缝的导流能力。
公开号为CN103525393A的发明专利公开了一种速溶型酸液稠化剂，原料如下，均为重量份：有机醇45-65份，聚合物25-45份，分散剂1-10份；该发明制备的速溶型酸液稠化剂具有良好的耐酸耐温性能，速溶型酸液稠化剂与盐酸调配出的稠化酸可以保证粘度在50mPa.s以上，在90℃时粘度损失率小于 10％。
公开号为CN101857663A的发明专利公开了一种用于酸压裂温控变粘的聚合物和聚合物交联体的制备方法。该方法制备的聚合物交联体只能可用于 120℃以内的地层酸压裂，在25℃条件下，粘度仅为20mPa.s左右，在120℃条件下，粘度也只能保持在10-20mPa〃S。
申请号为CN201110317640.1发明专利公开了一种地面交联酸液及其制备方法，按质量百分比组分如下：盐酸(以纯氯化氢计)15-25％，EVA-180稠化剂 0.6-1.2％，有机金属交联剂乙酰丙酮锆1-5％，其余为水。在常温下，将定量的稠化剂加入到盐酸溶液中，快速搅拌至完全溶解，然后静置2-4h，得到均匀的粘稠液体，最后加入有机金属交联剂，搅拌均匀。
上述专利涉及的稠化酸、交联酸等酸液体系，在耐温抗剪切和降低酸岩反应速度等方面进行了大量的改进工作，使得酸液体系的耐温抗剪切能力最大能力提高，但是深层碳酸盐岩储层由于地层温度高，酸液体系的粘度在高温下较低，酸液滤失大，酸岩反应速度快，很难使得酸液能够进入储层深部，从而严重影响了酸压效果。
发明内容
针对现有酸液体系技术的不足，本发明提供一种用于酸压的吸附缓释酸体系，采用固体吸附剂用于吸附高浓度酸液，随着酸液进入酸蚀裂缝的前缘深部，同时可以降低滤失、具有暂堵和转向作用，并且也可以与其他酸压段塞进行组合，酸压结束后在裂缝闭合压力的作用下，吸附剂在裂缝內定点缓慢释放出高浓度酸液，使得裂缝壁面进一步反应，让裂缝具有更高的导流能力，进一步提高酸压效果。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
用于酸压的吸附缓释酸体系，原料质量百分比组成如下：
Figure RE-GDA0002281028160000021
余量为质量分数15-28％的盐酸。
优选地，缓释酸稠化剂为AM-AMPS共聚物，分子量600-1500万。
优选地，吸附剂为陶瓷多孔颗粒、硅酸盐人造多孔颗粒以天然岩石多孔颗粒。
优选地，增效剂是烷基酚聚氧乙烯醚。
优选地，缓蚀剂为曼尼希碱与甲醇混合物，曼尼希碱与甲醇混合物二者质量比45：55。
优选地，铁离子稳定剂是柠檬酸钠。
上述用于酸压的吸附缓释酸体系的制备方法，步骤如下：
①配置质量分数15-28％的盐酸。
②搅拌条件下加入0.3-1.0％缓释酸稠化剂，连续搅拌20min。
③搅拌条件下加入1.0-5.0％缓蚀剂。
④搅拌条件下加入0.5-1.0％铁离子稳定剂。
⑤在酸压施工条件下同时加入吸附剂5.0％-60.0％、增效剂0.5％-1.5％。
上述用于酸压的吸附缓释酸稠化剂的制备方法，步骤如下：
①将丙烯酰胺单体(AM)：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，按照质量比5:1～2用量，加入调制反应釜混合，采用NaOH调PH值至11-12；
②将调制反应釜的混合反应物泵入聚合反应釜，加入催化剂偶氮二异丁腈，采用氮气保持温度在0-5℃之间；
③在搅拌的条件下，缓慢加入二甲基二烯丙基氯化铵，注意观察温度变化，控制反应温度在10℃以内，连续反应4h，得到了缓释酸稠化剂为AM- AMPS共聚物，分子量800-1200万；
④用氮气加压，将反应产物挤出，采用碎料机初级粉碎，颗粒大小5- 10mm左右；然后采用流化烘干设备烘干后，进入造粒机进行造粒。
本发明采用多元共聚的聚合物作为缓释酸的稠化剂，该稠化剂与增效剂能够产生粘弹作用，使得缓释酸在高温下具有较好的流变性能，根据储层地质特征和施工排量等调节吸附剂的加砂比，在有效防止砂堵的同时，也实现缓释酸总量的调节，该体系不仅仅充分利用了已有酸液体系的性能优势，独创的利用固体吸附剂来向酸压裂缝前缘输送高浓度酸液，同时吸附剂还可以起到暂堵、转向等多重作用。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、采用的缓释酸稠化剂，溶解速度快，在质量分数15-28％的盐酸中30min完全溶解，且在酸液中性能稳定。
2、采用的吸附剂和增效剂，可以根据现场施工特别是携砂的要求，调节酸液中吸附剂的浓度和酸液基液的高温流变性能，实现对于酸压裂缝的定点定量酸化处理。
3、采用的增效剂是烷基酚聚氧乙烯醚，它与缓释酸稠化剂能形成粘弹酸液体系，在高温120-140℃条件下具有良好的耐温抗剪切性能。
4、缓蚀剂为曼尼希碱：甲醇其质量比45：55，该体系的优点是在高温 120℃到160℃都可以满足施工管柱缓蚀的要求。
5、铁离子稳定剂是柠檬酸钠，具有良好的铁离子稳定性能，与缓释酸体系其他添加剂具有良好的配伍性。
6、吸附缓释酸体系，通过调节吸附剂的加入浓度，实现调整裂缝远端的高浓度酸液的总量，从而实现对于酸压裂缝深部导流能力的提高。
附图说明
图1为吸附缓释酸120℃流变曲线示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式详细描述本发明。下面结合实施例对本发明做进一步说明，但并不限制本发明。除特别说明外，实施例中所有百分比均为质量百分比，所用原料均为市购材料。
用于酸压的吸附缓释酸体系，原料质量百分比组成如下：
Figure RE-GDA0002281028160000041
余量为质量分数15-28％的盐酸。
上述缓释酸稠化剂为AM-AMPS共聚物，分子量600-1500万。
上述吸附剂为陶瓷多孔颗粒、硅酸盐人造多孔颗粒以天然岩石多孔颗粒。
上述增效剂是烷基酚聚氧乙烯醚。
上述缓蚀剂为曼尼希碱与甲醇混合物，曼尼希碱与甲醇混合物二者质量比 45：55。
上述铁离子稳定剂是柠檬酸钠。
上述用于酸压的吸附缓释酸稠化剂的制备方法，步骤如下：
①将丙烯酰胺单体AM：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS，按照质量比 5:1～2用量，加入调制反应釜混合，采用NaOH调PH值至11-12；
②将调制反应釜的混合反应物泵入聚合反应釜，加入催化剂偶氮二异丁腈，采用氮气保持温度在0-5℃之间；
③在搅拌的条件下，缓慢加入二甲基二烯丙基氯化铵，注意观察温度变化，控制反应温度在10℃以内，连续反应4h，得到了缓释酸稠化剂为AM- AMPS共聚物，分子量800-1200万；
④用氮气加压，将反应产物挤出，采用碎料机初级粉碎，颗粒大小5- 10mm左右；然后采用流化烘干设备烘干后，进入造粒机进行造粒。
上述用于酸压的吸附缓释酸体系的制备方法步骤如下：
①配置质量分数15-28％的盐酸。
②搅拌条件下加入0.3-1.0％缓释酸稠化剂，连续搅拌20min。
③搅拌条件下加入1.0-5.0％缓蚀剂。
④搅拌条件下加入0.5-1.0％铁离子稳定剂。
⑤在酸压施工条件下同时加入吸附剂5.0％-60.0％、增效剂0.5％-1.5％。
实施例1
用于酸压的吸附缓释酸体系，原料组成质量百分比如下：
缓释酸稠化剂：0.5％；
吸附剂：10％；
增效剂：1.5％；
缓蚀剂：2.0％；
铁离子稳定剂：1.0％；
余量为质量浓度为15％的盐酸。
其中，缓释酸稠化剂组份如下：单体丙烯酰胺(AM)：2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)质量比为5：1.5，缓释酸稠化剂分子量1200万。
酸液基液粘度24mPa.s，吸附剂粒度0.45mm-0.90mm，120℃动态腐蚀速率 4.8g/m2.h。
实施例2
用于酸压的吸附缓释酸体系，原料组成质量百分比如下：
缓释酸稠化剂：0.7％；
吸附剂：10％；
增效剂：1.5％；
缓蚀剂：2.0％；
铁离子稳定剂：1.0％；
余量为质量分数为20％的盐酸。
其中缓释酸稠化剂中单体丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸 (AMPS)质量比为5:1.5，稠化剂分子量1200万。
酸液基液粘度36mPa.s，吸附剂粒度0.45mm-0.90mm，120℃动态腐蚀速率 11.2g/m2.h，120℃、170S-1剪切90min，粘度大于40mPa.s.(图1)
该体系在现场使用时，按照上述体系的配置方法，配置的基液体系性能稳定，现场可以稳定放置10-20d，同时具有注入摩阻低、排量高的优势。
实施例3
酸压吸附缓释酸体系，原料组成质量百分比如下：
0.8％的缓释酸稠化剂、吸附剂10％、增效剂1.5％、缓蚀剂2.0％、铁离子稳定剂1.0％、余量为质量分数为28％的盐酸。
其中缓释酸稠化剂中单体丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)质量比为5:1.5，稠化剂分子量1200万。
酸液基液粘度33mPa.s，吸附剂粒度0.45-0.90mm，120℃腐蚀速率 9.7g/m2.h。

Claims (8)

1.一种用于酸压的吸附缓释酸体系，其特征在于，原料质量百分比组成如下：
Figure FDA0002235600020000011
余量为质量分数15-28％的盐酸。
2.根据权利要求1所述的用于酸压的吸附缓释酸体系，其特征在于：缓释酸稠化剂为AM-AMPS共聚物，分子量600-1500万。
3.根据权利要求1-2所述的用于酸压的吸附缓释酸体系，其特征在于：吸附剂为陶瓷多孔颗粒、硅酸盐人造多孔颗粒或者天然岩石多孔颗粒。
4.根据权利要求1-3所述的用于酸压的吸附缓释酸体系，其特征在于：增效剂是烷基酚聚氧乙烯醚。
5.根据权利要求1-4所述的用于酸压的吸附缓释酸体系，其特征在于：缓蚀剂为曼尼希碱与甲醇混合物，曼尼希碱与甲醇混合物二者质量比45：55。
6.根据权利要求1-5所述的用于酸压的吸附缓释酸体系，其特征在于：铁离子稳定剂是柠檬酸钠。
7.权利要求1-6所述的用于酸压的吸附缓释酸体系的制备方法，其特征在于，步骤如下：
①配置质量分数15-28％的盐酸；
②搅拌条件下加入0.3-1.0％缓释酸稠化剂，连续搅拌20min；
③搅拌条件下加入1.0-5.0％缓蚀剂；
④搅拌条件下加入0.5-1.0％铁离子稳定剂；
⑤在酸压施工条件下同时加入吸附剂5.0％-60.0％、增效剂0.5％-1.5％。
8.根据权利要求7所述的用于酸压的吸附缓释酸体系的制备方法，其特征在于，用于酸压的吸附缓释酸稠化剂的制备方法，步骤如下：
①将丙烯酰胺单体AM：2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸AMPS，按照质量比5:1～2用量，加入调制反应釜混合，采用NaOH调PH值至11-12；
②将调制反应釜的混合反应物泵入聚合反应釜，加入催化剂偶氮二异丁腈，采用氮气保持温度在0-5℃之间；
③在搅拌的条件下，缓慢加入二甲基二烯丙基氯化铵，注意观察温度变化，控制反应温度在10℃以内，连续反应4h，得到了缓释酸稠化剂为AM-AMPS共聚物，分子量800-1200万；
④用氮气加压，将反应产物挤出，采用碎料机初级粉碎，颗粒大小5-10mm左右；然后采用流化烘干设备烘干后，进入造粒机进行造粒。
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