本發(fā)明屬于砂巖儲層酸化轉向
技術領域：
，具體涉及一種適用于砂巖地層的多功能轉向酸、稠化劑及其制備方法。
背景技術：
：對于非均質性較強的砂巖儲層，常規(guī)酸化（壓）改造的酸液只能沿滲流阻力小的方向滲流，無法有效疏通劣勢儲層，尤其是對于天然裂縫發(fā)育或開發(fā)后期經(jīng)過多次改造的儲層，常規(guī)酸處理不但達不到增產效果，反而會加劇儲層高導流通道的滲流能力，使油氣井快速水淹。所以，轉向技術在砂巖儲層酸化改造中起著至關重要的作用。機械分層轉向是比較直接的轉向技術，但其只能從井筒附近轉向，無法達到深部轉向的目的，而且會增加施工的復雜程度。目前除了機械轉向外主要有以下四種化學轉向的方法：（1）聚合物微球或油溶性樹脂球轉向技術；（2）過飽和鹽水結晶顆粒轉向技術；（3）泡沫酸轉向技術；（4）粘彈性自轉向酸?；瘜W轉向（尤其是粘彈性表面活性劑自轉向酸技術）是目前砂巖儲層酸化轉向中最具使用前景的技術。相比于碳酸鹽儲層，砂巖地層碳酸鹽含量較低，以往應用于碳酸鹽地層的以鹽酸為主體酸的轉向酸稠化劑很難滿足要求，而應用于砂巖儲層的轉向酸體系粘度必須對酸濃度敏感，從而達到酸化轉向的效果。技術實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種適用于砂巖地層的多功能轉向酸、稠化劑及其制備方法，可有效解決現(xiàn)有技術中用于砂巖地層的轉向酸無法滿足要求，酸化轉向效果差的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種適用于砂巖地層的多功能轉向酸稠化劑，包括含式結構通式的芥酸?；腔鸩藟A（GRSB）和具有緩蝕功能的季銨鹽，兩者按質量比為3-6:1-2混合；式。進一步地，含式結構通式的芥酸酰基丙基磺基甜菜堿（GRSB）和具有緩蝕功能的季銨鹽的質量比為5:1。進一步地，式中的R為碳原子數(shù)為21的不飽和烴。進一步地，季銨鹽為DTAC、DTAB、CTAC和CTAB中的任意一種。進一步地，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，常溫攪拌12-18min，再將1,3丙烷磺內酯的THF溶液緩慢滴加進去，55-65℃回流反應10-14h，1,3二氯丙醇和1,3丙烷磺內酯的摩爾比為1:1-3，反應結束后加鹽酸去除剩余的氫化鈉，然后過濾，將濾液減壓蒸餾，接著用無水乙醇洗滌一遍，得到微黃色中間體A；（2）將中間體A與芥酸酰基丙基二甲胺按1:1-3的摩爾比加入到異丙醇溶劑中80-90℃攪拌回流10-14h，反應結束后減壓蒸餾，得到黃色透明粘稠產物GESB。進一步地，步驟（1）中1,3二氯丙醇和氫化鈉的摩爾比為1:1.2。進一步地，步驟（1）中1,3二氯丙醇和1,3丙烷磺內酯的摩爾比為1:1。一種適用于砂巖地層的多功能轉向酸的制備方法，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量比為5:1的主體酸液，根據(jù)所要制備的轉向酸的濃度，計算所用稠化劑和蒸餾水的質量，然后將所述稠化劑用蒸餾水溶解，接著加入主體酸液中，使其主體酸液的質量濃度為1%-20%。其中，所制備的轉向酸中稠化劑的質量濃度為2-5%，蒸餾水的作用是調節(jié)主體酸液的濃度，使其主體酸液的質量濃度為1%-20%，但在制備過程中應根據(jù)計算結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，則會影響稠化劑的溶解速度，進而影響轉化酸的產品質量。進一步地，稠化劑占轉向酸質量的2-5%。本發(fā)明提供的一種用于砂巖地層的多功能轉向酸、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，既能夠通過協(xié)同作用提高體系的轉向效果，又可以充分發(fā)揮緩蝕劑的作用，該產品無需額外添加緩蝕劑便可起到緩蝕功能。（2）該轉向酸體系可以溶解砂巖儲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，可以達到轉向的效果，能夠提高儲層的改造效果。（3）本發(fā)明制備的轉向酸能滿足砂巖地層對轉向酸的要求，該轉向酸耐溫性達130℃，轉向效果好，無需破膠，殘酸粘度明顯低于5mPa·s。附圖說明圖1為氫氧化鈣的加入量與轉向酸體系粘度關系圖；圖2為不同GESB和CTAC的質量比與轉向酸體系粘度關系圖；圖3為130℃、170s-1條件下的轉向酸體系粘度結果圖。具體實施方式實施例1一種用于砂巖地層的多功能轉向酸的制備過程，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）按照比例計算出配制30mL主體酸液質量濃度為20%、17%、……、1%的轉向酸液體系中各個組分的質量，包括主體酸的加量、稠化劑的用量（稠化劑占轉向酸濃度的3%）及需要補充的蒸餾水的量；（3）首先將稠化劑溶解在計算好的蒸餾水中（先加酸液會影響稠化劑的溶解速度），充分溶解之后加入對應量的主體酸，充分攪拌均勻后配制出不同主體酸濃度的轉向酸液體系。稠化劑包括GRSB和CTAC，兩者質量比為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，常溫攪拌15min，再加入含1,3丙烷磺內酯的THF溶液，60℃回流反應12h，反應結束后加鹽酸去除剩余的氫化鈉，然后過濾，將濾液減壓蒸餾，接著用無水乙醇洗滌，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丙烷磺內酯的摩爾比為1:1；（2）將中間體A與芥酸酰基丙基二甲胺按1:1-3的摩爾比加入異丙醇溶劑中，85℃攪拌回流12h，反應結束后減壓蒸餾，得GRSB。①粘度變化的測試采用六速粘度計測試不同酸濃度下體系的粘度，結果見表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，體系粘度達到了100mPa·s，滿足了酸液依靠粘度增加而轉向的要求。②對主體酸液濃度為13%的轉向酸體系進行耐溫性測試此處選擇主體酸濃度為13%的轉向酸體系是因為評價轉向酸耐溫性主要是評價酸液粘度最大時的耐溫性，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)低粘度的酸液轉向。而該轉向酸粘度最大時所對應的主體酸濃度為13%，所以選擇配制主體酸濃度為13%的轉向酸體系進行耐溫性評價。具體測試過程如下：將主體酸液濃度為13%的轉向酸體系分為12等份，用不同溫度的循環(huán)水加熱5分鐘后，再用NDJ-9A旋轉粘度計測試其粘度值，每種做2個平行測試；由于轉向酸體系在大于100℃后會溢出測量杯，從而采用NDJ-9A粘度計只測試了最高溫度為90℃的粘度，從測試結果來看，溫度對所配制的乏酸體系的粘度影響較大，但在90℃時仍然能夠保持在70mPa·s以上，具體測試結果如表2所示。配制同樣的轉向酸體系，采用高溫高壓HAAKE流變儀，在130℃、170s-1剪切條件下測試1h，粘度最終保持在50mPa·s以上，仍然滿足油田現(xiàn)場對酸液轉向粘度的要求。表2耐溫性測試結果溫度（℃）255060708090粘度（mPa·s）100.794.590.287.382.277.6粘度（mPa·s）101.395.691.087.783.178.5③緩蝕效果測試測試過程：配制主體酸濃度為20%的轉向酸鮮酸體系；用蒸餾水將主體酸液稀釋為質量濃度為20%的普通酸液體系；在常壓、溫度不高于90℃條件下，將已稱量的試片分別放入恒溫的轉向酸鮮酸體系和未加稠化劑的普通酸液體系中，浸泡到預定時間后取出，稱量試片質量，并計算失重率，轉向酸液做4個平行，測試結果中，轉向酸的緩蝕效果評價為一級，表明該轉向酸體系具有很好的緩蝕功能。具體測試結果如表3所示：表3緩蝕效果測試結果酸液類型掛片原始質量（g）掛片腐蝕后質量（g）腐蝕速率（g/m2?h)緩蝕率(%)備注普通酸液11.063.471396.23-轉向酸111.0711.053.6499.74一級轉向酸210.9610.93.9099.72一級轉向酸310.9910.973.9999.71一級轉向酸410.6410.623.6699.74一級實施例2按照實施例1中轉向酸的配制方法，配制主體酸液濃度為20%的轉向酸，但稠化劑的添加量分別占轉向酸濃度的2.5%、3%和4%，其余過程與實施例1相同。對上述轉向酸進行以下測試：1、氫氧化鈣的添加量與轉向酸體系粘度變化關系（1）將配制的轉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向酸液體系的pH值；同時觀察酸液體系的粘度變化，用六速粘度計測試其粘度并記錄；（2）繼續(xù)緩慢加入氫氧化鈣，測試其粘度、pH值，并記錄下來，直到溶液接近中性為止；隨著氫氧化鈣的不斷加入，轉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，表現(xiàn)出很好的變粘特性，測試結果如圖1所示。由圖1可知，優(yōu)選出稠化劑質量濃度為3%較為合理。實施例3實施例3與實施例2不同之處為，稠化劑中GESB和CTAC的質量比分別調整為4:1和6:1。測試內容與實施例2相同，測試結果見圖2，由圖2可知，將GESB和CTAC的質量比例分別調整為4:1和6:1之后，轉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)質量比為5:1。結合實施例2和3中優(yōu)選的稠化劑用量及成分比例，按照實施例1的配制方法配制相應的轉向酸體系，并按照實施例2中粘度最大值對應的氫氧化鈣的添加量，加入到配制好的轉向酸體系中，使其粘度達到最大，然后測試其耐溫、耐剪切性，測試條件為130℃、170s-1，測試時間為1h，最終體系粘度保持在50mPa·s，測試結果如圖3所示。當前第1頁1 2 3