[发明专利]双乳化酸和其生产和使用方法

说明书

本公开的实施例涉及双乳化酸，特别是具有酸性内部水相的水包油包水(W/O/W)双乳液。所述双乳化酸可能包括两种或更多种乳化剂。除了改进所述乳液的稳定性外，所述乳化剂还可能帮助减缓酸反应速率。所述第一乳化剂的HLB可能大于7，并且所述第二乳化剂的HLB可能小于或等于7。其它实施例涉及用于生产双乳化酸的方法和用于酸化包括双乳化酸的碳酸盐地层的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月3日提交的美国专利申请号15/860,734的优先权，其内容以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及双乳液。更具体地，本公开涉及酸性双乳液以及制备和使用酸性双乳液的方法。

背景技术

在石油和天然气钻井中，井筒增产为在地下地层中进行的常见处理，以提高或恢复来自井筒的石油和天然气的生产率。如在本公开中详述的酸处理可用于井筒增产。酸化为一种增产酸处理技术，其中将包含酸性水溶液的处理流体输送到地下地层中以溶解酸溶性材料，如碳酸盐。在工作中的井筒中，地层岩石为多孔的，并且允许天然气和油从地层流向井筒。碳酸盐地层可能阻塞或阻碍天然气或石油的这种流动。这些碳酸盐地层可能影响井筒的生产率。酸性溶液可用于酸化碳酸盐地层并且改进井筒的生产率。这可增加处理区的渗透率并且通过增加有效井筒半径来增加井产量。

常规酸在碳酸盐地层中反应非常快。反应在高温下如此迅速，以至于酸穿透或酸蚀孔洞进入地层中的距离不可能超过几英寸。在这类情况下，酸在使井筒增产方面变得无效。试图解决此问题的本领域已知的组合物(如单一的乳化酸)为相对粘性的，并且不可以快速的速率有效地泵送或泵送到具有极端压力(即高于10,000磅/平方英寸的静态储层压力)的环境中。

发明内容

因此，存在酸配制物的持续需求，其减缓酸反应速率以允许通过酸化增产进行更深的井筒穿透。此外，需要具有延迟的反应速率和流变特性的酸配制物，这有助于快速泵送速率和高温高压(“HTHP”)环境。如本公开中所使用的，HTHP环境是指温度可在150℃至320℃的范围内并且静态储层压力可在10,000磅/平方英寸(psi)至20,000psi的范围内的环境。

本公开的实施例涉及双乳化酸，特别是具有酸性内部水相的水包油包水(W/O/W)双乳液。双乳化酸可包括两种或更多种乳化剂。除了改进乳液的稳定性外，乳化剂还可帮助减缓酸反应速率。

在一个实施例中，双乳化酸包含连续水相和非连续反相乳液相。非连续反相乳液相可包含外部油相、内部酸相和亲水亲脂平衡(HLB)大于7的第一乳化剂。HLB小于或等于7的第二乳化剂可使连续水相内的非连续反相乳液相稳定。内部酸相可包含按内部酸相的总重量计1重量％(wt％)至99wt％的至少一种酸和1wt％至99wt％的水。

在另一个实施例中，用于生产双乳化酸的方法包含将酸水溶液引入第一容器，和将油基组合物和HLB大于7的第一乳化剂引入第二容器。方法另外包含在第一剪切速率下将第一容器的内容物和第二容器的内容物混合以形成反相乳液。方法可另外包含在第二剪切速率下将反相乳液与水和HLB小于或等于7的第二乳化剂混合以形成双乳化酸。

在又另一个实施例中，用于酸化碳酸盐地层的方法包含将双乳化酸引入碳酸盐地层。在这类实施例中，双乳化酸可包含连续水相和非连续反相乳液相。非连续反相乳液相可包含外部油相、内部酸相和HLB大于7的第一乳化剂。在一个或多个实施例中，HLB小于或等于7的第二乳化剂使连续水相内的非连续反相乳液相稳定。在其它实施例中，内部酸相包含按内部酸相的总重量计1重量％(wt％)至99wt％的至少一种酸和1wt％至99wt％的水。用于酸化碳酸盐地层的方法可另外包含将双乳化酸维持在碳酸盐地层中，使得双乳液破乳，其中至少一种酸溶解碳酸盐地层的至少一部分，从而酸化碳酸盐地层。

附图说明

图1描绘根据本公开的一个或多个实施例的双乳化酸的显微图像。