耐高温的强酸性黏弹性流体及其制备及应用制造技术

本发明专利技术公开了耐高温的强酸性黏弹性流体及其制备及应用，包含二十二烷基三甲基氯化铵和盐酸，其中二十二烷基三甲基氯化铵的质量百分比为1~10%，余量为盐酸。所述盐酸中HCl的质量浓度为5~28%。二十二烷基三甲基氯化铵由于其分子结构简单，无不稳定基团，因此在高温强酸环境下能够保持稳定，使黏弹性流体仍然具有一定的增粘能力，且耐温性达到150

【技术实现步骤摘要】
耐高温的强酸性黏弹性流体及其制备及应用


[0001]本专利技术属于酸化和酸化压裂
，具体涉及一种耐高温强酸性黏弹性流体。

技术介绍

[0002]在油气开采过程中，油、气井产量低的重要原因之一是储层渗透率低。酸化和酸化压裂技术是恢复和提高低渗油气井产量的有效办法。基于表面活性剂的变黏酸液可以有效控制酸岩反应速率、降低滤失，使低渗地层得到有效处理。基于黏弹性表面活性剂（viscoelastic surfactant，VES）的自转向酸体系，是一种pH值调控的黏弹性表面活性剂变黏酸液，称之为黏弹性表面活性剂自转向酸（VDA）。VDA在缓速、分流、造缝等方面具有优异性能，并且对地层伤害小，增油效果显著，是理想的变黏酸。
[0003]但黏弹性表面活性剂在溶液中的黏弹性源于分子自组装形成的棒状或蠕虫状胶束以及这些胶束相互纠缠形成的三维网络结构。酸性环境中存在的H
+
和阴离子容易对表面活性剂分子的自组装形貌造成影响，从而影响VES的流变性能。此外，表面活性剂分子结构中的一些固有的低键能的基团（例如酯基、酰胺基等）在强酸环境中不稳定、易水解，会对其组装形貌造成影响。另一方面，随着目前油气开发技术和开采需求的不断提高，井深不断增加，温度越来越高，而高温会加速表面活性剂分子的运动，影响胶束的稳定性。因此，如何在强酸环境下保持体系的黏弹性，以及如何提高体系的耐温性是基于黏弹性表面活性剂变黏酸液一直存在的难题。
[0004]现有油田使用的基于黏弹性表面活性剂变黏酸液耐温性能普遍不好，绝大多数变黏酸液耐温低于，而能够在酸性高温环境下保持较高黏度的体系则更少。因此现有变黏酸液体系难以进一步在强酸、高温等恶劣环境下得到应用。这对于发展深井酸化、压裂等作业具有明显的限制性。
[0005]此外， 现有基于黏弹性表面活性剂变黏酸液中VES使用浓度偏高，分数多在5%以上才能达到使用效果，成本较高。因此，有必要研制出低质量分数、稠化能力强的表面活性剂。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种耐高温的强酸性黏弹性流体及其制备及应用，以进一步提高变黏酸液的耐高温性能，简化组分和配方，降低使用量，节约成本。
[0007]本专利技术提供的第一种耐高温的强酸性黏弹性流体，包含二十二烷基三甲基氯化铵和盐酸，其中二十二烷基三甲基氯化铵的质量百分比为1%~10%，余量为盐酸。
[0008]进一步地，所述盐酸中HCl的质量浓度为5%~28%。
[0009]本专利技术提供的另一种耐高温的强酸性黏弹性流体，包含二十二烷基三甲基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC）和盐酸，其中二十二烷基三甲基氯化铵的质量百分比为1%~10%， PDMC的质量百分比为0.5%~3%，余量
为盐酸。
[0010]进一步地，所述盐酸中HCl的质量浓度为5~28%。
[0011]进一步地，所述二十二烷基三甲基氯化铵与PDMC的总质量含量不低于2%，优选为2%～6%。
[0012]进一步地，所述PDMC分子量范围为500~1000万。
[0013]本专利技术还提供了了上述第一种耐高温强酸性黏弹性流体的制备方法，按照配方量，将二十二烷基三甲基氯化铵溶解于盐酸溶液中，置于50
o
C及以上温度下搅拌至完全溶解，得到强酸性黏弹性流体。
[0014]本专利技术还提供了上述第二种耐高温强酸性黏弹性流体的制备方法，按照配方量，将二十二烷基三甲基氯化铵与PDMC溶解于盐酸溶液中，置于50
o
C及以上温度并搅拌至完全溶解，得到强酸性黏弹性流体。
[0015]本专利技术还提供了上述两种耐高温强酸性黏弹性流体在油气田开采中的应用。优选地，所述应用包括但不限于钻井液、减阻剂、清洁压裂液、驱油剂等。
[0016]本专利技术还提供了二十二烷基三甲基氯化铵在油气田开采中的应用。
[0017]进一步地，所述应用是在制备基于黏弹性表面活性剂的自转向酸体系中的应用。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.本专利技术所述黏弹性流体中二十二烷基三甲基氯化铵具有良好的热稳定性，满足其在高温环境下的工作要求，而且具有很好的表面活性，临界胶束浓度仅为，在较低用量下即可获得良好的增黏能力，有利于降低成本。
[0019]2.本专利技术所述述黏弹性流体中二十二烷基三甲基氯化铵由于其分子结构简单，无不稳定基团，因此在高温强酸环境下能够保持稳定，仍然具有一定的增黏能力，且耐温性达到150
o
C，满足实际高温应用环境需求。
[0020]2.本专利技术所述黏弹性流体通过添加少量的聚合物增稠剂不仅可以提升体系的流动性，改善现场施工性能，减少现场应用困难，还能够改善其增黏性能。
[0021]3. 本专利技术所述黏弹性流体各组分均为商业化商品，组分简单容易获得，使用量低，成本低廉，适用于大规模生产应用。
附图说明
[0022]图1为实施例1二十二烷基三甲基氯化铵热失重曲线；图2为实施例2制备的溶液的冷冻透射电镜观察照片；图3为实施例3制备的溶液的冷冻透射电镜观察照片；图4为二十二烷基三甲基氯化铵以质量浓度3%溶于20%盐酸溶液所得流体的流变行为；图5为二十二烷基三甲基氯化铵以质量浓度4.5%溶于20%盐酸溶液所得流体的流变行为；图6为质量浓度为3% 二十二烷基三甲基氯化铵和质量浓度为1% 的PDMC在20%盐酸溶液中室温下的照片；图7为质量浓度3% 二十二烷基三甲基氯化铵和3% PDMC溶于20%盐酸溶液所得流
体的流变行为；图8为质量浓度3% 二十二烷基三甲基氯化铵和1% PDMC溶于20%盐酸溶液所得流体的流变行为；图9为质量浓度2.5% 二十二烷基三甲基氯化铵和0.5% PDMC溶于20%盐酸溶液所得流体的流变行为；图10为质量浓度2% 二十二烷基三甲基氯化铵和2% PDMC溶于20%盐酸溶液所得流体的流变行为；图11为质量浓度2% 二十二烷基三甲基氯化铵和1% PDMC溶于20%盐酸溶液所得流体的流变行为。
具体实施方式
[0023]下面通过实施例对本专利技术做进一步说明。有必要指出，以下实施例只用于对本专利技术作进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，所属领域技术人员根据上述
技术实现思路
，对本专利技术做出一些非本质的改进和调整进行具体实施，仍属于专利技术保护的范围。
[0024]以下实施例中，配方各组分均来自市售。
[0025]实施例1对二十二烷基三甲基氯化铵进行热稳定性进行测试，二十二烷基三甲基氯化铵为商化品产品。
[0026]热失重分析见图1。
[0027]由图1可知，随着温度逐渐升高，二十二烷基三甲基氯化铵略有失重，当升温到250℃左右时，开始明显失重，说明此时二十二烷基三甲基氯化铵分子开始发生分解。由此可知，二十二烷基三甲基氯化铵具有较好的热稳定性，分子结构本身满足在250℃以内高温环境不分解的要求。
[0028]实施例 2本实施例所述耐高温强酸性黏弹性流体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的强酸性黏弹性流体，其特征在于，包含二十二烷基三甲基氯化铵和盐酸，其中二十二烷基三甲基氯化铵的质量百分比为1%~10%，余量为盐酸。2.根据权利要求1所述耐高温的强酸性黏弹性流体，其特征在于，所述盐酸中HCl的质量浓度为5%~28%。3.一种耐高温的强酸性黏弹性流体，其特征在于包含二十二烷基三甲基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和盐酸，其中二十二烷基三甲基氯化铵的质量百分比为1%~10%，聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的质量百分比为0.5%~3%，余量为盐酸。4.根据权利要求3所述耐高温的强酸性黏弹性流体，其特征在于，所述盐酸中HCl的质量浓度为5%~28%。5.根据权利要求4所述耐高温的强酸性黏弹性流体，其特征在于，所述二十二烷基三甲基氯化铵与聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的总质量含量不低于2...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯玉军，殷鸿尧，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：