[发明专利]耐高温的强酸性黏弹性流体及其制备及应用

说明书

本发明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^oC。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，还能够改善其增粘性能。本发明进一步提高了变黏酸液的耐高温性能，同时简化了组分和配方，降低使用量，节约成本。

技术领域

本发明属于酸化和酸化压裂技术领域，具体涉及一种耐高温强酸性黏弹性流体。

背景技术

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

进一步地，所述盐酸中HCl的质量浓度为5%~28%。

本发明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。

进一步地，所述盐酸中HCl的质量浓度为5~28%。

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%。

进一步地，所述PDMC分子量范围为500~1000万。

本发明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^oC及以上温度下搅拌至完全溶解，得到强酸性黏弹性流体。