本發明涉及碳酸巖儲層開采技術領域，具體涉及一種自轉向酸化液及其制備方法和應用。
背景技術：
碳酸巖儲層是目前油氣儲層的主要類型之一。碳酸巖儲層的主要特點是含有大量裂縫或微裂縫，滲透率較高，但基質滲透率較低。為提高儲層產能，一般在投產前需對儲層進行酸化轉向改造。然而，在酸化過程中，酸液在裂縫處的指進現象非常嚴重，大量酸液進入裂縫，使得滲透率較高不該酸化的裂縫處過度酸化，而滲透率較低需要酸化的基質部位酸化程度較低，從而降低了酸化效果，且酸液的穿透深度較小。
目前，酸化轉向技術主要分為機械轉向(如封隔器轉向、堵球轉向或連續油管轉向等)與化學轉向(如泡沫轉向、就地交聯酸轉向或疏水締合聚合物轉向等)。機械轉向也被稱為外部轉向，主要通過封隔或堵塞某些層段或射孔孔眼，控制進液點數量來達到轉向的目的；但是該方法中流體轉向通常發生在井筒內，一旦流體進入儲層就失去了轉向能力。而化學轉向被稱為內部轉向，流體轉向通常發生在地層內，通過增加流體流過該區域的流動阻力來達到轉向的目的。由此可見，化學轉向相對機械轉向而言，更能達到均質酸化效果。但是現有技術中的化學轉向技術適用的儲層溫度較低，且對儲層傷害較大，在實際應用中受到限制。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種自轉向酸化液，在碳酸巖儲層改造中對儲層的傷害小，且適用的儲層溫度高。
本發明提供了一種自轉向酸化液，包括以下組分：
3wt％～5wt％的芥酸甜菜堿的衍生物；
0.5wt％～1wt％的甜菜堿類表面活性劑；
1wt％～2.5wt％的穩定劑；
0.5wt％～1.5wt％的抗溫劑；
0.3wt％～0.5wt％的緩蝕劑；
1wt％～2wt％的互溶劑；
0.2wt％～0.5wt％的助排劑；
15wt％～25wt％的酸，以純酸計；
余量的水。
優選的，所述芥酸甜菜堿的衍生物包括13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿、13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的一種或幾種。
優選的，所述甜菜堿類表面活性劑包括十八烯酸酰胺丙基甜菜堿、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的一種或幾種。
優選的，所述穩定劑為鐵離子穩定劑。
優選的，所述鐵離子穩定劑包括檸檬酸、2,3,5,6-四羥基-2-己烯酸-4-內酯、羥基亞乙基二膦酸和硫尿中的一種或幾種。
優選的，所述抗溫劑為醇類抗溫劑。
優選的，所述醇類抗溫劑包括二丙醇、丙三醇和二縮二乙二醇中的一種或幾種。
優選的，所述酸為鹽酸或者鹽酸與氫氟酸的混合酸。
本發明提供了上述技術方案所述自轉向酸化液的制備方法，包括以下步驟：
將芥酸甜菜堿的衍生物、甜菜堿類表面活性劑、穩定劑、抗溫劑、緩蝕劑、互溶劑、助排劑、酸和水混合，得到自轉向酸化液。
本發明提供了上述技術方案所述自轉向酸化液或上述技術方案所述制備方法制備得到的自轉向酸化液在碳酸巖儲層改造中的應用。
本發明提供了一種自轉向酸化液，包括3wt％～5wt％的芥酸甜菜堿的衍生物、0.5wt％～1wt％的甜菜堿類表面活性劑、1wt％～2.5wt％的穩定劑、0.5wt％～1.5wt％的抗溫劑、0.3wt％～0.5wt％的緩蝕劑、1wt％～2wt％的互溶劑、0.2wt％～0.5wt％的助排劑、15wt％～25wt％的酸和余量的水。本發明提供的自轉向酸化液采用芥酸甜菜堿的衍生物與甜菜堿類表面活性劑進行復配，能夠在形成蠕蟲膠束過程中產生協同作用，并引入抗溫劑參與蠕蟲膠束形成過程，增加了蠕蟲膠束的強度，提高了自轉向酸化液的抗溫性能；同時，本發明提供的自轉向酸化液采用穩定劑、緩蝕劑、互溶劑以及助排劑等助劑克服了常規自轉向酸體系中對蠕蟲膠束強度的影響。因此，本發明提供的自轉向酸化液具有較好的抗溫性能，適用的儲層溫度為90～130℃。此外，本發明提供的自轉向酸化液具有較強的轉向功能，儲層溫度條件下殘酸最高粘度為192～258mpa·s，常溫條件下殘酸最高粘度可達980mpa·s；無需加入破膠劑，與烴類或水接觸后可破膠，且破膠液粘度<3mpa·s，有利于提高殘酸的反排效率，反排效率>85％；同時，本發明提供的自轉向酸化液對粘土防膨穩定效果好，防膨率>85％；對儲層滲透率的傷害程度<5％；腐蝕性能低，對施工管線的腐蝕率為16.8～20.0g/(m2h)。說明本發明提供的自轉向酸化液適用溫度高、對儲層滲透率的傷害程度小，能夠滿足高溫、碳酸巖儲層改造的需要。
具體實施方式
本發明提供了一種自轉向酸化液，包括以下組分：
3wt％～5wt％的芥酸甜菜堿的衍生物；
0.5wt％～1wt％的甜菜堿類表面活性劑；
1wt％～2.5wt％的穩定劑；
0.5wt％～1.5wt％的抗溫劑；
0.3wt％～0.5wt％的緩蝕劑；
1wt％～2wt％的互溶劑；
0.2wt％～0.5wt％的助排劑；
15wt％～25wt％的酸，以純酸計；
余量的水。
本發明提供的自轉向酸化液中包括3wt％～5wt％的芥酸甜菜堿的衍生物，優選為3.5wt％～4.5wt％，更優選為4wt％。在本發明中，所述芥酸甜菜堿的衍生物優選包括13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿、13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的一種或幾種；更優選為13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿的混合物，或13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物，或13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物，或13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿、13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物。在本發明中，當所述芥酸甜菜堿的衍生物為13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿、13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的兩種或三種時，各組分的添加量優選相等。
本發明提供的自轉向酸化液中包括0.5wt％～1wt％的甜菜堿類表面活性劑，優選為0.6wt％～0.9wt％，更優選為0.7wt％～0.8wt％。在本發明中，所述甜菜堿類表面活性劑優選包括十八烯酸酰胺丙基甜菜堿、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的一種或幾種；更優選為十八烯酸酰胺丙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿的混合物，或十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物，或十八烯酸酰胺丙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物，或十八烯酸酰胺丙基甜菜堿、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿的混合物。在本發明中，當所述甜菜堿類表面活性劑為十八烯酸酰胺丙基甜菜堿、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿和十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿中的兩種或三種時，各組分的添加量優選相等。
本發明提供的自轉向酸化液中包括1wt％～2.5wt％的穩定劑，優選為1.3wt％～2.2wt％，更優選為1.5wt％～1.9wt％，最優選為1.6wt％～1.7wt％。在本發明中，所述穩定劑優選為鐵離子穩定劑。本發明對于所述鐵離子穩定劑的種類沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的鐵離子穩定劑即可。在本發明中，所述鐵離子穩定劑優選包括檸檬酸、2,3,5,6-四羥基-2-己烯酸-4-內酯、羥基亞乙基二膦酸和硫尿中的一種或幾種。
本發明提供的自轉向酸化液中包括0.5wt％～1.5wt％的抗溫劑，優選為0.7wt％～1.3wt％，更優選為0.8wt％～1.2wt％，最優選為0.9wt％～1.1wt％。在本發明中，所述抗溫劑優選為醇類抗溫劑。本發明對于所述醇類抗溫劑的種類沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的醇類抗溫劑即可。在本發明中，所述醇類抗溫劑優選包括二丙醇、丙三醇和二縮二乙二醇中的一種或幾種。
本發明提供的自轉向酸化液中包括0.3wt％～0.5wt％的緩蝕劑，優選為0.34wt％～0.45wt％，更優選為0.4wt％。本發明對于所述緩蝕劑的種類沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的緩蝕劑即可。在本發明中，所述緩蝕劑優選包括聚丙烯酸、聚磷酸鈉、氯化鋅和苯三唑中的一種或幾種。
本發明提供的自轉向酸化液中包括1wt％～2wt％的互溶劑，優選為1.2wt％～1.8wt％，更優選為1.4wt％～1.6wt％，最優選為1.5wt％。本發明對于所述互溶劑的種類沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的互溶劑即可。在本發明中，所述互溶劑優選為醚類互溶劑，更優選為乙二醇單丁醚、二乙二醇乙醚和三乙二醇丁醚中的一種或幾種。
本發明提供的自轉向酸化液中包括0.2wt％～0.5wt％的助排劑，優選為0.3wt％～0.4wt％。本發明對于所述助排劑的種類沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的助排劑即可。在本發明中，所述助排劑優選包括全氟聚氧丙烯庚醇醚、全氟丙酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨或全氟辛酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨中的一種或幾種。
以純酸計，本發明提供的自轉向酸化液中包括15wt％～25wt％的酸。本發明對于所述酸的種類沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的酸即可。在本發明中，所述酸優選為鹽酸或者鹽酸與氫氟酸的混合酸。在本發明中，當所述酸為鹽酸時，所述鹽酸的質量百分含量優選為15％～20％，更優選為16％～18％。在本發明中，當所述酸為鹽酸與氫氟酸的混合酸時，所述混合酸中鹽酸(以純酸計)的質量百分含量優選為15％～20％，更優選為16％～18％；所述氫氟酸(以純酸計)的質量百分含量優選為2％～4％，更優選為2.5％～3.5％。
本發明提供的自轉向酸化液中包括余量的水。本發明對于所述水沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的水即可。在本發明中，所述水優選包括自來水、地表水或油田污水。
本發明提供了上述技術方案所述自轉向酸化液的制備方法，包括以下步驟：
將芥酸甜菜堿的衍生物、甜菜堿類表面活性劑、穩定劑、抗溫劑、緩蝕劑、互溶劑、助排劑、酸和水混合，得到自轉向酸化液。
在制備自轉向酸化液時，本發明對于所述自轉向酸化液中各組分的加料順序沒有特殊的限定，采用任意的加料順序即可。本發明對于所述混合沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的能夠將各組分混合均勻的技術方案即可。在本發明中，所述混合優選在攪拌條件下進行，所述攪拌的速率優選為200～400r/min，更優選為250～350r/min。采用任意的加料順序將自轉向酸化液中各組分加料完畢后，本發明優選對得到的物料繼續攪拌，以保證各組分混合均勻。在本發明中，所述繼續攪拌的時間優選為20～40min，更優選為25～35min。
本發明提供了上述技術方案所述自轉向酸化液或上述技術方案所述制備方法制備得到的自轉向酸化液在碳酸巖儲層改造中的應用。在本發明中，所述碳酸巖儲層優選為裂縫型碳酸巖儲層。在本發明中，所述改造具體指對所述裂縫型碳酸巖儲層進行均質酸化。本發明對于所述自轉向酸化液在碳酸巖儲層改造中的應用方式沒有特殊的限定，采用本領域技術人員熟知的自轉向酸化液的應用方式即可。
下面將結合本發明中的實施例，對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1
自轉向酸化液的組分配比：13-二十二碳烯酸酰胺丙基黃酸基甜菜堿5wt％、十八烯酸酰胺丙基甜菜堿0.8wt％、質量百分含量為15％的鹽酸20wt％、檸檬酸1.5wt％、二丙醇1wt％、聚丙烯酸0.5wt％、乙二醇單丁醚2wt％、全氟聚氧丙烯庚醇醚0.25wt％和余量的水。
按上述組分配比，在攪拌速率為200r/min的條件下，將各組分混合，繼續攪拌40min，得到自轉向酸化液。
實施例2
自轉向酸化液的組分配比：13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿4wt％、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基甜菜堿1wt％、質量百分含量為20％的鹽酸15wt％、2,3,5,6-四羥基-2-己烯酸-4-內酯1wt％、丙三醇0.5wt％、聚磷酸鈉0.3wt％、二乙二醇乙醚1wt％、全氟丙酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨0.5wt％和余量的水。
按上述組分配比，在攪拌速率為400r/min的條件下，將各組分混合，繼續攪拌20min，得到自轉向酸化液。
實施例3
自轉向酸化液的組分配比：13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿3wt％、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿0.7wt％、鹽酸與氫氟酸的混合酸20wt％(混合酸中，鹽酸的質量百分含量為17％；氫氟酸的質量百分含量為3％)、羥基亞乙基二膦酸2wt％、二縮二乙二醇1.5wt％、氯化鋅0.4wt％、三乙二醇丁醚1.5wt％、全氟辛酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨0.2wt％和余量的水。
按上述組分配比，在攪拌速率為350r/min的條件下，將各組分混合，繼續攪拌25min，得到自轉向酸化液。
實施例4
自轉向酸化液的組分配比：13-二十二碳烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿3.5wt％、十八烯酸酰胺丙基-二羥乙基黃酸甜菜堿0.8wt％、質量百分含量為18％的鹽酸25wt％、硫尿2.5wt％、丙三醇1.2wt％、苯三唑0.35wt％、二乙二醇乙醚1.7wt％、全氟辛酰胺基-1,2-亞乙基甲基二乙基碘化銨0.4wt％和余量的水。
按上述組分配比，在攪拌速率為300r/min的條件下，將各組分混合，繼續攪拌30min，得到自轉向酸化液。
對本發明實施例1～4制備的自轉向酸化液的性能進行檢測，其中，采用《syt5107-2005水基壓裂液性能評價方法》對所述自轉向酸化液的流變性能、與儲層配伍性能以及破膠性能進行檢測，采用《syt5405-1996酸化用緩蝕劑性能試驗方法及評價指標》對所述自轉向酸化液的腐蝕性能進行檢測，采用《sy-t5755-1995壓裂酸化用助排劑性能評價方法》對所述自轉向酸化液的反排性能進行檢測，檢測結果見表1。
表1實施例1～4制備的自轉向酸化液的性能檢測結果
由表1中檢測結果可以看出，本發明提供的自轉向酸化液抗溫性能好，適用的儲層溫度為90～130℃；具有較強的轉向功能，儲層溫度條件下殘酸最高粘度為192～258mpa·s，常溫條件下殘酸最高粘度可達980mpa·s；無需加入破膠劑，與烴類或水接觸后可破膠，且破膠液粘度<3mpa·s，有利于提高殘酸的反排效率，反排效率>85％；同時，本發明提供的自轉向酸化液對粘土防膨穩定效果好，防膨率>85％；對儲層滲透率的傷害程度<5％；腐蝕性能低，對施工管線的腐蝕率為16.8～20.0g/(m2h)。說明本發明提供的自轉向酸化液適用溫度高、對儲層滲透率的傷害程度小，能夠滿足高溫、碳酸巖儲層改造的需要。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。