一种耐高温交联酸液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及油田储层改造技术领域，具体涉及一种耐高温交联酸液及其制备方法。其中，所述耐高温交联酸液，按质量百分比计，包括HCl 10‑25％，聚合物稠化剂0.8‑1.5％，有机锆交联剂1‑2％及余量的水。其中，制备所述耐高温交联酸液的方法为：边搅拌边向盐酸和水中加入聚合物稠化剂，溶解均匀形成澄清液体后静置至得到均匀的粘稠液体；边搅拌边向粘稠液体中加入有机锆交联剂，即得耐高温交联酸液。本发明专利技术的耐高温交联酸液交联后形成的冻胶，在160℃，170s

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温交联酸液及其制备方法
本专利技术涉及油田储层改造
，具体涉及一种能够有效提高酸蚀裂缝导流能力和酸穿透距离的耐高温交联酸液及其制备方法。
技术介绍
对于一些埋藏深、低渗透、非均质性严重等物性复杂的碳酸盐岩储层，需对储层进行改造以提高油气产量。目前对碳酸盐岩储层(如白云岩[CaMg(CO3)2]地层和石灰岩[CaCO3]地层)的改造大多采用酸化措施，其中压裂酸化工艺(又称酸压)得到了越来越广泛的应用，由于压裂酸化作业的效果取决于酸蚀裂缝的延伸长度和裂缝的导流能力，所以深度酸压工艺就成为了对物性复杂的碳酸盐岩储层进行改造的一种重要工艺技术。无论是何种酸压技术都离不开酸压工作液，尤其是在深度酸压工艺中，酸压工作液性能的好坏直接决定着酸压施工效果的好坏。目前，随着碳酸盐岩储层的深度开发，传统酸压工艺中使用的工作液如常规酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸等虽然凭借其各种性能发挥了巨大的作用，但也逐渐暴露出了一些不足之处，特别是在高温深井的使用过程中。例如这些酸液在高温条件下的粘度不大，不利于控制酸液向地层中的滤失也因此不利于制造长裂缝；酸岩反应速度较快(特别是在中、高温地层条件下)，导致酸液的穿透能力有限等，这些对最终的酸压效果产生了不利的影响。据报道，美国StimLab公司曾在大港油田板深4井实施的酸压施工，钻采院也在乌深1井实施过多级注入酸压技术，几次施工都没有取得成功，其原因不是设计和施工的问题，而是由于所采用的酸液体系无法达到深部酸压的要求。H.A.Nasr-El-Din、A.S.Metcalf等在总结沙特东部KhuffB、KhuffC气藏前期压裂及酸化失败的基础上，提出了新型的缓速胶凝酸体系，实施闭合酸压工艺并取得成功。可见，作为酸压技术重要组成部分的酸化工作液体系，其性能的好坏将直接决定酸压施工效果的好坏。交联酸通过对稠化剂的交联，形成立体网状链，降低酸岩反应速度和酸液的滤失，克服乳化酸压、稠化酸酸压、泡沫酸酸压等酸压工艺酸蚀缝长短的不足之处，形成长缝，提高酸压效果。现有的交联酸液体系虽然具有一定的耐温性，但是近几年已经逐渐不能满足施工现场对酸化体系提出的越来越高的耐温性能要求，能耐高温的交联酸已成为储层改造的热点技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种能够有效提高酸蚀裂缝导流能力和酸穿透距离的耐高温交联酸液及其制备方法。根据本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种耐高温交联酸液，其中，按质量百分比计，包括HCl10-25％，聚合物稠化剂0.8-1.5％，有机锆交联剂1-2％及余量的水。前述的耐高温交联酸液，按质量百分比计，包括HCl15-20％，聚合物稠化剂1-1.5％，有机锆交联剂1-1.5％及余量的水。前述的耐高温交联酸液，按质量百分比计，包括HCl20％，聚合物稠化剂1％，有机锆交联剂1％及余量的水。前述的聚合物稠化剂为丙烯酰胺、丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物。前述的丙烯酰胺、丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为20-30:15-25:20-30:34-42，优选为24-25:17-18:24-25:37-38，最优选为24.5:17.5:24.5:37.5。前述的聚合物稠化剂的分子量为900万-1300万。在160℃，170s-1条件下剪切90min，前述的耐高温交联酸液残余粘度是70-100mPa·s。根据本专利技术的另一方面，本专利技术还提供了耐高温交联酸液的制备方法，包括：边搅拌边向盐酸和水中加入聚合物稠化剂，溶解均匀形成澄清液体后静置至得到均匀的粘稠液体；边搅拌边向粘稠液体中加入有机锆交联剂，得到耐高温交联酸液。前述的耐高温交联酸液的制备方法，进一步包括制备聚合物稠化剂：将丙烯酰胺、丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸溶于水中配成溶液；将溶液pH值调至中性后加入氧化剂得到单体溶液；向单体溶液中加入白油和乳化剂，乳化结束后除氧，随后加入还原剂，聚合得到聚合物稠化剂。前述的氧化剂是过硫酸钾溶液。前述的还原剂是亚硫酸氢钠溶液。前述的乳化剂是乳化剂op-10和/或乳化剂span-40。前述的耐高温交联酸液的制备方法，包括制备有机锆交联剂：将氧氯化锆在水中搅拌至全溶；通入NH3至pH为7，加入异丙醇，通入氮气并加热搅拌；加入多元醇PA和多羟基羧酸钠，继续搅拌；将反应产物中和至pH为3-4，即得有机锆交联剂。本专利技术的有益效果如下：①本专利技术的聚合物稠化剂在酸液中的溶解性能好，溶解时间短且溶解均匀；②本专利技术的有机锆交联剂稳定性好，长时间放置不出现沉淀；③本专利技术的耐高温交联酸液交联后形成的冻胶，粘度高弹性好可挑挂，携砂性能优良，可以实现酸液深部穿透，造酸压长缝的目的；④本专利技术的耐高温交联酸液交联后形成的冻胶，耐温性能好，可耐160℃高温；在160℃，170s-1条件下剪切90min，残余粘度可保持在50mPa·s以上。附图说明图1为耐高温交联酸液交联后形成的可挑挂的冻胶具体实施方式为了充分了解本专利技术的目的、特征及功效，通过下述具体实施方式，对本专利技术作详细说明。本专利技术的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。下述名词术语除非另有说明，否则均具有本领域技术人员通常理解的含义。随着碳酸盐岩储层的深度开发，传统酸压工艺中使用的工作液如常规酸、稠化酸、乳化酸、泡沫酸等虽然凭借其各种性能发挥了巨大的作用，但也逐渐暴露出了一些不足之处，特别是在高温深井的使用过程中，例如中石油塔里木油田、中石化西北局大部分井温平均都在160～180℃之间，少部分井达到了190℃，冀东油田潜山储层井温也都在160～180℃左右，华北油田潜山储层井温更是达到了201℃(如牛东1井)，这些酸液在高温条件下的粘度不大，不利于控制酸液向地层中的滤失及长裂缝的制造，由于酸岩反应速度较快(特别是在中、高温地层条件下)，导致酸液的穿透能力有限等，这些对最终的酸压效果产生了不利的影响。为了解决酸压工艺中面临的上述问题，本领域的科学工作者做了大量的研究。例如姚席斌、陈馥等对抗高温交联酸体系进行了研究，取得了良好的效果，耐温可达120℃；王增宝等制备的交联酸体系耐温可达140℃；DINGYunhong等研制了一种可耐温140℃的交联酸，剪切60min后的黏度可保持在80～100mPa·s左右；肖博等通过室内实验研制了一种耐高温可携砂交联酸压裂液体系，在150℃、170s-1条件下剪切120min后的黏度大于50mPa·s；郭烨等制备了一种新型耐高温有机锆交联酸体系，在恒温150℃和剪切速率170s-1条件下，持续剪切1h，表观粘度仍保持在50mPa·s以上。但是，目前报道的交联酸耐温性能最高在140-150℃之间，耐温性能超过160℃的交联酸鲜有报道。因此，为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种耐高温交联酸液及其制备方法。本专利技术的耐高温交联酸液按质量百分比计，包括HCl10-25％，聚合物稠化剂0.8-1.5％，有机锆交联剂1-2％及余量的水；优选包括HCl15-20％，聚合物稠化剂1-1.5％％，有机锆交联剂1-1.5％及余量的水；最优选为HCl20％，聚合物稠化剂1％，有机锆交联剂1％及余量的水。所述HCl的百分比是以纯氯化氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐高温交联酸液，其特征在于，按质量百分比计，包括HCl 10‑25％，聚合物稠化剂0.8‑1.5％，有机锆交联剂1‑2％及余量的水。

【技术特征摘要】
1.一种耐高温交联酸液，其特征在于，按质量百分比计，包括HCl10-25％，聚合物稠化剂0.8-1.5％，有机锆交联剂1-2％及余量的水。2.根据权利要求1所述的耐高温交联酸液，其特征在于，按质量百分比计，包括HCl15-20％，聚合物稠化剂1-1.5％，有机锆交联剂1-1.5％及余量的水。3.根据权利要求2所述的耐高温交联酸液，其特征在于，按质量百分比计，包括HCl20％，聚合物稠化剂1％，有机锆交联剂1％及余量的水。4.根据权利要求1-3任一项所述的耐高温交联酸液，其特征在于，所述聚合物稠化剂为丙烯酰胺、丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的共聚物。5.根据权利要求4所述的耐高温交联酸液，其特征在于，所述丙烯酰胺、丙烯酸、乙烯基吡咯烷酮以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的质量比为20-30:15-25:20-30:34-42，优选为24-25:17-18:24-25:37-38，最优选为24.5:17.5:24.5:37.5。6.根据权利要求1-5任一项所述的耐高温交联酸液，其特征在于，所述聚合物稠化剂的分子量为900万-1300万。7.根据权利要求1-6任一项所述的耐高温交联酸液，其特征在于，在160℃，170s-1条件下剪切...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兵，王洋，张劲，牟建业，罗攀登，李春月，房好青，关海杰，宋志峰，李楠，何晓波，李永寿，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11