一种无伤害自转向酸及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种无伤害自转向酸及其制备方法与应用。该自转向酸组分为：羟基磺酸盐型两性表面活性剂3-10%，多元羧酸螯合剂1-5%，酸10-28%，其余为水；其制备方法为按比例将酸与水混合均匀，加入羟基磺酸盐型两性表面活性剂、多元羧酸螯合剂，混合均匀即得。本发明专利技术无伤害自转向酸用于碳酸盐岩油藏、砂岩油藏的酸化酸压增产。该自转向酸不易生成不溶性的钙镁盐，对地层无伤害；产物流动性好，施工方便。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种无伤害自转向酸及其制备方法与应用。该自转向酸组分为：羟基磺酸盐型两性表面活性剂3-10%，多元羧酸螯合剂1-5%，酸10-28%，其余为水；其制备方法为按比例将酸与水混合均匀，加入羟基磺酸盐型两性表面活性剂、多元羧酸螯合剂，混合均匀即得。本专利技术无伤害自转向酸用于碳酸盐岩油藏、砂岩油藏的酸化酸压增产。该自转向酸不易生成不溶性的钙镁盐，对地层无伤害；产物流动性好，施工方便。【专利说明】一种无伤害自转向酸及其制备方法与应用
本专利技术涉及用于酸化酸压的一种无伤害自转向酸的制备方法及其应用，属于储层酸化酸压增产改造表面活性剂自转向酸
。
技术介绍
在对储层进行基质酸化改造时，由于高渗透层阻力小，在相同的压力系统下，酸液是首先进入高渗透层，只有少量进入渗透性中等的储层，而对于低渗和污染严重的层段储层，酸液则很难进入。而酸液基质酸化酸压的目的是要求酸液能够对储层进行全面的改造，特别是对低渗和污染严重的层段储层的改造。因此，要实现基质酸化对所有非均质储层的高效改造，在基质酸化中需要引进酸液在非均质性储层间的有效转向，从而实现酸液对所有层段的改造。为了提高储层的酸化酸压的效果，一般采用各类化学转向剂。其中采用表面活性剂材料在酸性环境下实现交联，随着酸液与岩石有效成分的反应，pH升高在3-5左右时，出现峰值粘度，随着PH的进一步升高，粘度逐渐降低，残酸粘度可以降到IOmPa.s以内。由于酸液体系没有固相聚合物，因此降低了对储层的伤害，能够起到很好的转向和降低滤失作用。主要用于碳酸盐岩油藏的深部酸化，实现酸液在高渗层的自转向功能。粘弹性表面活性剂的自转向机理是:碳酸盐岩油藏主要是由方解石(主要成分为CaC03)、白云石(主要成分为CaMg (CO3) 2)、菱镁矿(主要成分为MgCO3)等矿物成分构成，其中方解石含量高于50%的称为石灰岩，白云石含量高于50%的成为白云岩。碳酸盐岩地层酸化使用盐酸,其具有溶蚀能力强，价格低的特点。进入地层后酸液中的盐酸与碳酸盐岩矿物质反应，除了生成二氧化碳和水之外，与方解石反应还生成CaCl2,与菱镁矿反应生成MgCl2,与白云石反应生成CaCl2和MgCJ，随着酸-岩反应的进行，酸液体系中生成大量二价金属阳离子(Ca2+、Mg2+)，在pH值和二价金属阳离子的共同作用下，酸液体系中的活性剂单体卷曲、缠绕，由球状胶束转变成蠕虫状胶束，胶束间互相交织构成三维空间网状结构，酸液表观粘度迅速增加，实现变粘过程，达到降滤失和转向的作用。`目前，研究较多的粘弹性表面活性剂是酰胺丙基甜菜碱。如郑云川等人，“两性表面活性剂酸液体系在基质酸化及酸压中的应用”，《天然气工业》2005年，第25卷第12期第71-73页，将基于粘弹性表面活性剂芥子酰胺丙基甜菜碱的变粘分流酸应用于基质酸化和酸压。2009年，马代鑫等人在《特种油气藏》第3卷第11期第90-91页上发表了 “变粘分流酸主剂油酸酰胺丙基甜菜碱的合成”的文章，提出了一种表观粘度随PH值升高而增大的新型两性表面活性剂一油酸酰胺丙基甜菜碱，利用油酸酰胺丙基甜菜碱配制的变粘分流酸在PH值为0.63~1.0时，具有最大的表观粘度，且活性剂浓度越大，体系粘度越高，在储层中能够实现分流转向的作用。上述表面活性剂的分子结构上带有羧酸根，因此会与酸-岩反应生成的Ca2+、Mg2+离子反应，生成相应的羧酸盐，而且此类表面活性剂一般是芥子酸或者油酸为原料制备的，带有较长的碳链(C18以上)，自身的分子量较大，生成的羧酸钙、羧酸镁容易在地层中沉淀下来，从而伤害地层，减弱了酸化酸压的效果。
技术实现思路
针对现有的粘弹性表面活性剂自转向酸在地层中生成羧酸盐沉淀而伤害地层的问题，本专利技术提供一种无伤害自转向酸及其制备方法与应用，该自转向酸中的表面活性剂不会在地层酸化时生成沉淀。本专利技术的技术方案如下:—种无伤害自转向酸，由以下质量百分比的组分组成:羟基磺酸盐型两性表面活性剂3_10%，多元羧酸螯合剂1_5%，酸10-28%，以纯酸计；其余为水；所述的羟基磺酸盐型两性表面活性剂为2-羟基-3_(N，N-二甲基-N-油酸酰胺丙基)丙磺酸钠、2-羟基-3-(N，N-二甲基-N-硬脂酸酰胺丙基)丙磺酸钠或2-羟基-3- (N, N- 二甲基-N-芥子酸酰胺丙基)丙磺酸钠；所述的多元羧酸型螯合剂为乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、乙二醇二乙醚二胺四乙酸二钠(EGTA)或氨基三乙酸(NTA)；所述的酸是盐酸或盐酸与氟氢酸的组合。根据本专利技术优选的，所述盐酸为质量浓度为10-37%的盐酸。根据本专利技术优选的，盐酸与氟氢酸的组合是，以纯酸计，盐酸与氟氢酸(9-15):(2-4)质量比；进一步优选以纯酸计，盐酸与氟氢酸4:1质量比；根据本专利技术优选的，所述酸是盐酸，以纯酸计用量为15-20%。根据本专利技术优选的，所述酸是盐酸和氟氢酸，以纯酸计用量为:盐酸10-12%，氟氢酸 2-3%ο本专利技术优选的特定的羟基磺酸盐型表面活性剂2-羟基-3_(N，N- 二甲基-N-油酸酰胺丙基)丙磺酸钠、2-羟基-3-(N，N- 二甲基-N-硬脂酸酰胺丙基)丙磺酸钠或2-羟基-3-(N，N- 二甲基-N-芥子酸酰胺丙基)丙磺酸钠，可市场购买或按现有公知的方法制备。根据本专利技术优选的，所述的羟基磺酸盐型两性表面活性剂，是按以下方法制得:(I)在反应釜中，定量加入脂肪酸；再加入N，N- 二甲基丙二胺，所述脂肪酸与N，N-二甲基丙二胺的摩尔比1:1~1.1，边加边搅拌，保持温度80-90°C ;加完后升温至150-180°C，并在150-180°C温度下回流反应5_7小时，反应过程中保持真空度0.2-lMPa ；(2)将反应釜中的温度降至40_60°C，加入乙醇，加量为反应物总重量的15_40%，搅拌均匀后，加入2-羟基-3-氯丙磺酸钠，所述脂肪酸与2-羟基-3-氯丙磺酸钠的摩尔比1:1.1~1.2，搅拌均匀，用浓度20%wt的NaOH水溶液调节pH值=7-8 ;再升温至80°C ±5°C，回流反应4-6小时，得羟基磺酸盐型两性表面活性剂。上述步骤(1)所述的脂肪酸优选油酸、硬脂酸或芥子酸。分别得到产物:2_羟基-3- (N, N- 二甲基-N-油酸酰胺丙基)丙磺酸钠、2-羟基-3- (N, N- 二甲基-N-硬脂酸酰胺丙基)丙磺酸钠或2-羟基-3-(N，N- 二甲基-N-芥子酸酰胺丙基)丙磺酸钠。上述步骤(1)所述的脂肪酸，使用固体原料时需要将其加热至完全熔化。上述步骤(1)所述的反应过程中，定时取样，用盐酸标准溶液测定混合物的胺值，当反应物的胺值不再改变时可停止反应。上述方法制备的羟基磺酸盐型两性表面活性剂，常温下黏度不高于IOOmPaS,流动性好。根据本专利技术，进一步优选的，一种无伤害自转向酸，由以下质量百分比的组分组成:羟基磺酸盐型两性表面活性剂5~6% ；多元羧酸型螯合剂3~3.5% ；以纯酸计，盐酸20%，或盐酸12%与氢氟酸3%的组合；其余为水。根据本专利技术，进一步优选的，一种无伤害自转向酸，由以下质量百分比的组分组成:2-羟基-3- (N, N- 二甲基-N-油酸酰胺丙基)丙磺酸钠5%，EGTA3%，以纯酸计盐酸20%，其余为水。根据本专利技术，进一步优选的，一种无伤害自转向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无伤害自转向酸，其特征在于由以下质量百分比的组分组成：羟基磺酸盐型两性表面活性剂3‑10%，多元羧酸螯合剂1‑5%，酸10‑28%，以纯酸计；其余为水；所述的羟基磺酸盐型两性表面活性剂为2‑羟基‑3‑(N,N‑二甲基‑N‑油酸酰胺丙基)丙磺酸钠、2‑羟基‑3‑(N,N‑二甲基‑N‑硬脂酸酰胺丙基)丙磺酸钠或2‑羟基‑3‑(N,N‑二甲基‑N‑芥子酸酰胺丙基)丙磺酸钠；所述的多元羧酸型螯合剂为乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、乙二醇二乙醚二胺四乙酸二钠（EGTA）或氨基三乙酸(NTA)；所述的酸是盐酸或盐酸与氟氢酸的组合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦玲，徐超，王增宝，金家锋，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：山东;37