本發(fā)明屬于砂巖儲(chǔ)層酸化轉(zhuǎn)向
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種適用于砂巖地層的多功能轉(zhuǎn)向酸、稠化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：對(duì)于非均質(zhì)性較強(qiáng)的砂巖儲(chǔ)層，常規(guī)酸化（壓）改造的酸液只能沿滲流阻力小的方向滲流，無(wú)法有效疏通劣勢(shì)儲(chǔ)層，尤其是對(duì)于天然裂縫發(fā)育或開(kāi)發(fā)后期經(jīng)過(guò)多次改造的儲(chǔ)層，常規(guī)酸處理不但達(dá)不到增產(chǎn)效果，反而會(huì)加劇儲(chǔ)層高導(dǎo)流通道的滲流能力，使油氣井快速水淹。所以，轉(zhuǎn)向技術(shù)在砂巖儲(chǔ)層酸化改造中起著至關(guān)重要的作用。機(jī)械分層轉(zhuǎn)向是比較直接的轉(zhuǎn)向技術(shù)，但其只能從井筒附近轉(zhuǎn)向，無(wú)法達(dá)到深部轉(zhuǎn)向的目的，而且會(huì)增加施工的復(fù)雜程度。目前除了機(jī)械轉(zhuǎn)向外主要有以下四種化學(xué)轉(zhuǎn)向的方法：（1）聚合物微球或油溶性樹(shù)脂球轉(zhuǎn)向技術(shù)；（2）過(guò)飽和鹽水結(jié)晶顆粒轉(zhuǎn)向技術(shù)；（3）泡沫酸轉(zhuǎn)向技術(shù)；（4）粘彈性自轉(zhuǎn)向酸。化學(xué)轉(zhuǎn)向（尤其是粘彈性表面活性劑自轉(zhuǎn)向酸技術(shù)）是目前砂巖儲(chǔ)層酸化轉(zhuǎn)向中最具使用前景的技術(shù)。相比于碳酸鹽儲(chǔ)層，砂巖地層碳酸鹽含量較低，以往應(yīng)用于碳酸鹽地層的以鹽酸為主體酸的轉(zhuǎn)向酸稠化劑很難滿足要求，而應(yīng)用于砂巖儲(chǔ)層的轉(zhuǎn)向酸體系粘度必須對(duì)酸濃度敏感，從而達(dá)到酸化轉(zhuǎn)向的效果。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種適用于砂巖地層的多功能轉(zhuǎn)向酸、稠化劑及其制備方法，可有效解決現(xiàn)有技術(shù)中用于砂巖地層的轉(zhuǎn)向酸無(wú)法滿足要求，酸化轉(zhuǎn)向效果差的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種適用于砂巖地層的多功能轉(zhuǎn)向酸稠化劑，包括含式結(jié)構(gòu)通式的芥酸?；腔鸩藟A（GRSB）和具有緩蝕功能的季銨鹽，兩者按質(zhì)量比為3-6:1-2混合；式。進(jìn)一步地，含式結(jié)構(gòu)通式的芥酸?；腔鸩藟A（GRSB）和具有緩蝕功能的季銨鹽的質(zhì)量比為5:1。進(jìn)一步地，式中的R為碳原子數(shù)為21的不飽和烴。進(jìn)一步地，季銨鹽為DTAC、DTAB、CTAC和CTAB中的任意一種。進(jìn)一步地，季銨鹽為CTAC。上述GESB的制備方法，包括以下步驟：（1）向含有1,3二氯丙醇的THF溶液中加入一定量的氫化鈉，1,3二氯丙醇和氫化鈉的摩爾比為1:1-3，常溫?cái)嚢?2-18min，再將1,3丙烷磺內(nèi)酯的THF溶液緩慢滴加進(jìn)去，55-65℃回流反應(yīng)10-14h，1,3二氯丙醇和1,3丙烷磺內(nèi)酯的摩爾比為1:1-3，反應(yīng)結(jié)束后加鹽酸去除剩余的氫化鈉，然后過(guò)濾，將濾液減壓蒸餾，接著用無(wú)水乙醇洗滌一遍，得到微黃色中間體A；（2）將中間體A與芥酸?；装钒?:1-3的摩爾比加入到異丙醇溶劑中80-90℃攪拌回流10-14h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾，得到黃色透明粘稠產(chǎn)物GESB。進(jìn)一步地，步驟（1）中1,3二氯丙醇和氫化鈉的摩爾比為1:1.2。進(jìn)一步地，步驟（1）中1,3二氯丙醇和1,3丙烷磺內(nèi)酯的摩爾比為1:1。一種適用于砂巖地層的多功能轉(zhuǎn)向酸的制備方法，包括以下步驟：砂巖地層的主體酸以鹽酸為主，多數(shù)為鹽酸和氫氟酸質(zhì)量比為5:1，因此此處所選取的主體酸液為鹽酸和氫氟酸質(zhì)量比為5:1的主體酸液，根據(jù)所要制備的轉(zhuǎn)向酸的濃度，計(jì)算所用稠化劑和蒸餾水的質(zhì)量，然后將所述稠化劑用蒸餾水溶解，接著加入主體酸液中，使其主體酸液的質(zhì)量濃度為1%-20%。其中，所制備的轉(zhuǎn)向酸中稠化劑的質(zhì)量濃度為2-5%，蒸餾水的作用是調(diào)節(jié)主體酸液的濃度，使其主體酸液的質(zhì)量濃度為1%-20%，但在制備過(guò)程中應(yīng)根據(jù)計(jì)算結(jié)果將稠化劑溶解于蒸餾水中，然后再添加主體酸，若先加主體酸，再添加稠化劑，則會(huì)影響稠化劑的溶解速度，進(jìn)而影響轉(zhuǎn)化酸的產(chǎn)品質(zhì)量。進(jìn)一步地，稠化劑占轉(zhuǎn)向酸質(zhì)量的2-5%。本發(fā)明提供的一種用于砂巖地層的多功能轉(zhuǎn)向酸、稠化劑及其制備方法，具有以下有益效果：（1）本發(fā)明中的稠化劑，尤其是十六烷基三甲基氯化銨具有緩蝕劑的功能，既能夠通過(guò)協(xié)同作用提高體系的轉(zhuǎn)向效果，又可以充分發(fā)揮緩蝕劑的作用，該產(chǎn)品無(wú)需額外添加緩蝕劑便可起到緩蝕功能。（2）該轉(zhuǎn)向酸體系可以溶解砂巖儲(chǔ)層中的碳酸鹽和硅酸鹽礦物，起到主體酸液的作用，而且酸液體系的粘度隨著酸濃度的降低呈先上升，后下降的趨勢(shì)，可以達(dá)到轉(zhuǎn)向的效果，能夠提高儲(chǔ)層的改造效果。（3）本發(fā)明制備的轉(zhuǎn)向酸能滿足砂巖地層對(duì)轉(zhuǎn)向酸的要求，該轉(zhuǎn)向酸耐溫性達(dá)130℃，轉(zhuǎn)向效果好，無(wú)需破膠，殘酸粘度明顯低于5mPa·s。附圖說(shuō)明圖1為氫氧化鈣的加入量與轉(zhuǎn)向酸體系粘度關(guān)系圖；圖2為不同GESB和CTAC的質(zhì)量比與轉(zhuǎn)向酸體系粘度關(guān)系圖；圖3為130℃、170s-1條件下的轉(zhuǎn)向酸體系粘度結(jié)果圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種用于砂巖地層的多功能轉(zhuǎn)向酸的制備過(guò)程，包括以下步驟：（1）將鹽酸和氫氟酸按重量比為5:1混合，形成主體酸液；（2）按照比例計(jì)算出配制30mL主體酸液質(zhì)量濃度為20%、17%、……、1%的轉(zhuǎn)向酸液體系中各個(gè)組分的質(zhì)量，包括主體酸的加量、稠化劑的用量（稠化劑占轉(zhuǎn)向酸濃度的3%）及需要補(bǔ)充的蒸餾水的量；（3）首先將稠化劑溶解在計(jì)算好的蒸餾水中（先加酸液會(huì)影響稠化劑的溶解速度），充分溶解之后加入對(duì)應(yīng)量的主體酸，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笈渲瞥霾煌黧w酸濃度的轉(zhuǎn)向酸液體系。稠化劑包括GRSB和CTAC，兩者質(zhì)量比為5:1。其中，GRSB的制備方法，包括以下步驟：（1）向含有1,3二氯丙醇的THF溶液中加入氫化鈉，常溫?cái)嚢?5min，再加入含1,3丙烷磺內(nèi)酯的THF溶液，60℃回流反應(yīng)12h，反應(yīng)結(jié)束后加鹽酸去除剩余的氫化鈉，然后過(guò)濾，將濾液減壓蒸餾，接著用無(wú)水乙醇洗滌，得中間體A；其中1,3二氯丙醇和氫化鈉的摩爾比為1:1.2；1,3二氯丙醇和1,3丙烷磺內(nèi)酯的摩爾比為1:1；（2）將中間體A與芥酸?；装钒?:1-3的摩爾比加入異丙醇溶劑中，85℃攪拌回流12h，反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸餾，得GRSB。①粘度變化的測(cè)試采用六速粘度計(jì)測(cè)試不同酸濃度下體系的粘度，結(jié)果見(jiàn)表1：表1不同主體酸濃度下體系的粘度主體酸濃度（%）201715131197531粘度（mPa·s）173810031108532由表1可知，酸液體系粘度隨著主體酸濃度的變化非常明顯，在主體酸濃度為13%時(shí)，體系粘度達(dá)到了100mPa·s，滿足了酸液依靠粘度增加而轉(zhuǎn)向的要求。②對(duì)主體酸液濃度為13%的轉(zhuǎn)向酸體系進(jìn)行耐溫性測(cè)試此處選擇主體酸濃度為13%的轉(zhuǎn)向酸體系是因?yàn)樵u(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向酸耐溫性主要是評(píng)價(jià)酸液粘度最大時(shí)的耐溫性，確保在高溫下，酸液體系仍然能夠保持一定的粘度，從而促使后續(xù)低粘度的酸液轉(zhuǎn)向。而該轉(zhuǎn)向酸粘度最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的主體酸濃度為13%，所以選擇配制主體酸濃度為13%的轉(zhuǎn)向酸體系進(jìn)行耐溫性評(píng)價(jià)。具體測(cè)試過(guò)程如下：將主體酸液濃度為13%的轉(zhuǎn)向酸體系分為12等份，用不同溫度的循環(huán)水加熱5分鐘后，再用NDJ-9A旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)試其粘度值，每種做2個(gè)平行測(cè)試；由于轉(zhuǎn)向酸體系在大于100℃后會(huì)溢出測(cè)量杯，從而采用NDJ-9A粘度計(jì)只測(cè)試了最高溫度為90℃的粘度，從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，溫度對(duì)所配制的乏酸體系的粘度影響較大，但在90℃時(shí)仍然能夠保持在70mPa·s以上，具體測(cè)試結(jié)果如表2所示。配制同樣的轉(zhuǎn)向酸體系，采用高溫高壓HAAKE流變儀，在130℃、170s-1剪切條件下測(cè)試1h，粘度最終保持在50mPa·s以上，仍然滿足油田現(xiàn)場(chǎng)對(duì)酸液轉(zhuǎn)向粘度的要求。表2耐溫性測(cè)試結(jié)果溫度（℃）255060708090粘度（mPa·s）100.794.590.287.382.277.6粘度（mPa·s）101.395.691.087.783.178.5③緩蝕效果測(cè)試測(cè)試過(guò)程：配制主體酸濃度為20%的轉(zhuǎn)向酸鮮酸體系；用蒸餾水將主體酸液稀釋為質(zhì)量濃度為20%的普通酸液體系；在常壓、溫度不高于90℃條件下，將已稱(chēng)量的試片分別放入恒溫的轉(zhuǎn)向酸鮮酸體系和未加稠化劑的普通酸液體系中，浸泡到預(yù)定時(shí)間后取出，稱(chēng)量試片質(zhì)量，并計(jì)算失重率，轉(zhuǎn)向酸液做4個(gè)平行，測(cè)試結(jié)果中，轉(zhuǎn)向酸的緩蝕效果評(píng)價(jià)為一級(jí)，表明該轉(zhuǎn)向酸體系具有很好的緩蝕功能。具體測(cè)試結(jié)果如表3所示：表3緩蝕效果測(cè)試結(jié)果酸液類(lèi)型掛片原始質(zhì)量（g）掛片腐蝕后質(zhì)量（g）腐蝕速率（g/m2?h)緩蝕率(%)備注普通酸液11.063.471396.23-轉(zhuǎn)向酸111.0711.053.6499.74一級(jí)轉(zhuǎn)向酸210.9610.93.9099.72一級(jí)轉(zhuǎn)向酸310.9910.973.9999.71一級(jí)轉(zhuǎn)向酸410.6410.623.6699.74一級(jí)實(shí)施例2按照實(shí)施例1中轉(zhuǎn)向酸的配制方法，配制主體酸液濃度為20%的轉(zhuǎn)向酸，但稠化劑的添加量分別占轉(zhuǎn)向酸濃度的2.5%、3%和4%，其余過(guò)程與實(shí)施例1相同。對(duì)上述轉(zhuǎn)向酸進(jìn)行以下測(cè)試：1、氫氧化鈣的添加量與轉(zhuǎn)向酸體系粘度變化關(guān)系（1）將配制的轉(zhuǎn)向酸體系置于冰水浴中，邊攪拌邊緩慢加入一定量的氫氧化鈣，記錄氫氧化鈣的量和轉(zhuǎn)向酸液體系的pH值；同時(shí)觀察酸液體系的粘度變化，用六速粘度計(jì)測(cè)試其粘度并記錄；（2）繼續(xù)緩慢加入氫氧化鈣，測(cè)試其粘度、pH值，并記錄下來(lái)，直到溶液接近中性為止；隨著氫氧化鈣的不斷加入，轉(zhuǎn)向酸液體系的粘度出現(xiàn)先增大后減小，最終接近于0的趨勢(shì)，表現(xiàn)出很好的變粘特性，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，優(yōu)選出稠化劑質(zhì)量濃度為3%較為合理。實(shí)施例3實(shí)施例3與實(shí)施例2不同之處為，稠化劑中GESB和CTAC的質(zhì)量比分別調(diào)整為4:1和6:1。測(cè)試內(nèi)容與實(shí)施例2相同，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2，由圖2可知，將GESB和CTAC的質(zhì)量比例分別調(diào)整為4:1和6:1之后，轉(zhuǎn)向酸體系的最大粘度明顯降低很多，可以看出GESB和CTAC的最優(yōu)質(zhì)量比為5:1。結(jié)合實(shí)施例2和3中優(yōu)選的稠化劑用量及成分比例，按照實(shí)施例1的配制方法配制相應(yīng)的轉(zhuǎn)向酸體系，并按照實(shí)施例2中粘度最大值對(duì)應(yīng)的氫氧化鈣的添加量，加入到配制好的轉(zhuǎn)向酸體系中，使其粘度達(dá)到最大，然后測(cè)試其耐溫、耐剪切性，測(cè)試條件為130℃、170s-1，測(cè)試時(shí)間為1h，最終體系粘度保持在50mPa·s，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3