[发明专利]一种多功能自转向酸

说明书

技术领域

本发明属于灰岩地层酸化转向技术领域，更具体涉及一种用于灰岩地层酸化改造过程中的多功能自转向酸。

背景技术

灰岩地层酸化改造过程中，酸液通常会进入渗透率高的层段，而渗透率低的段位就很少或没有被酸进入；另外酸液本身与灰岩发生反应后会形成酸式孔洞，更加剧酸液进入这些高导流能力的通道而不能进入其它地层，所以转向技术在灰岩酸化过程中起着举足轻重的作用。

目前主要有四种主体酸液体系可用来进行灰岩酸化，即盐酸，有机酸如甲酸或乙酸，非酸如螯合剂，酯类等和固体酸如PLA和PGA。为了使反应速率变慢，有时将上述酸液进行分散(表面活性剂酸)或乳化(如乳化酸)。通常随着油气井地层温度的提高，按顺序选择以上各种主体酸液。

除机械转向方法外，目前有以下四种化学转向方法(1)油溶性树脂球或其他聚合物颗粒(2)过饱和盐水形成结晶盐颗粒(3)泡沫(4)粘弹性自转向酸(实时交联聚合物或表面活性剂)。化学转向方法是目前灰岩酸化改造使用最普遍的转向技术，各种化学转向技术各有优缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能自转向酸，该自转向酸不仅可以与灰岩反应起到主体酸液体系的作用，而且可以有效的将酸液进行转向，同时还可以稳定铁离子，防止多价金属阳离子氢氧化物或盐类发生沉淀造成对地层的伤害。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种多功能自转向酸，其特征在于，所述多功能自转向酸由两种羧酸类螯合剂按一定比例配制而成。

其中，所述羧酸类螯合剂选自EDTA、HEDTA、DTPA或GLA的钠盐。

其中，所述两种羧酸类螯合剂比例为40∶1。

对本发明进行以下测试：

(一)溶解度测试

1.在室温下，在盛有20ml质量浓度为15％HCl的烧杯中加入8克Na₃HEDTA固体粉末，用玻璃棒搅拌迅速溶解，测定溶液pH值并记录。

2.在上述溶液中再加入0.2克Na₂EDTA同样用玻璃棒搅拌溶解得初始溶液。

3.用20％NaOH溶液对上述溶液进行滴定并观察溶液变化。

4.如果有固体结晶析出，在混合物中再加入15％盐酸，或用水稀释，观察溶液的变化。

5.将上述实验在80℃(水浴锅中)环境中重复。

实验结果见下表：把Na₃HEDTA和Na₂EDTA按一定比例(40∶1)加入到盐酸溶液中，随着溶液pH值的变化，(用NaOH溶液滴定到pH值2-3时)，有固体颗粒从溶液中析出。之后被盐酸溶液或水稀释后，固体结晶或析出物再次溶解到溶液中。此实验结果在80℃的情况下可以重复。

(二)流动阻力测试

1.配制溶解度测试中所描述的两个液体各300毫升，一个是初始溶液(15％HCl 20ml+8g Na₃HEDTA+0.2g Na₂EDTA)，另一个是初始溶液经20％NaOH滴定到pH2-3的溶液。

2.用聚四氟乙烯生料带将针管的针头封住以免针管中液体流出。

3.缓慢倒入50毫升初始溶液到针管中。不用注射活塞，保持针管口敞开。

4.将盛有液体的针管固定在铁架台上，并保持垂直。

5.打开针头封口，并立刻计时，记录下50毫升液体流动完毕后的时间。

6.另取已配制的两个液体(一个是初始溶液，另一个是初始溶液经20％NaOH滴定到pH2-3的溶液)各200毫升，分别加入到Fann35A的样品杯中。

7.测定两个样品Fann35A 600rpm的读数并记录。

流动阻力测试结果见下表：

采用上述技术方案后，其有益效果是：两种螯合剂以特殊比例加入到主体盐酸中可以完全溶解，当主体酸液与灰岩地层反应而使残酸溶液pH值升高时，以特殊比例加入的螯合剂混合物就会从溶液中结晶沉淀出来，析出的螯合剂固体颗粒就可以堵塞高渗透率层段的岩石空隙或已酸蚀的孔洞，从而将酸液转向。析出的螯合剂可以被之后的酸液或返排液体稀释溶解，从而达到无伤害的效果。螯合剂可同时稳定酸化过程中的铁离子以及其他有可能产生沉淀的其它金属阳离子。

(1)溶解度测试和流动阻力测试结果表明，用EDTA，HEDTA，DTPA，GLA等羧酸类螯合剂独自或按一定比例配成的溶液，独自或加入到灰岩酸化主体酸液后可以作为灰岩酸化的化学转向剂。