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DCA转向酸规程及性能要求1主题与适用范围本规程规定了DCA转向酸配制的内容和要求。
本规程适用于酸压施工所使用DCA转向酸的配制。
2程序内容2.1配制准备2.1.1根据酸压施工设计要求的配液量，按指定液体配方比例计算需要添加剂数量，由配液技术员填写单井用料清单，交由分公司或项目部审核后上报材料计划，联系进料。
2.1.2按酸压施工设计中要求的配液量和配方，备好盐酸和各类添加剂，并对各类材料的品名、数量、包装完好程度等进行验收合格后进入下步程序。
2.1.3配液设备检查（车辆、液罐、管线洁净情况）：要求配液设备工况良好，无残酸、残碱、残菌、铁锈、油污及其它机械杂质。
确认所有阀门操作灵活并无渗漏，确认罐上搅拌器运转正常，检查合格后方可备水、加酸。
2.1.4配液用水检测（数量、外观、机械杂质、pH值）：要求配液用水达到注入水标准。
2.1.5配液所需的各类添加剂必须在5天前取小样送指定部门进行检测合格。
2.2配制程序2.2.1首先加入31%的工业盐酸，然后加入DCA-6缓蚀剂，补足淡水，用搅拌器搅拌均匀，保证酸液在15℃以上（冬季使用蒸汽车保温）。
2.2.2打开搅拌器，循环（真空）吸入胶凝剂，吸入胶凝剂后继续循环20min以上保证酸液均匀。
2.2.3循环加入清洁转向酸主剂DCA-1，继续搅拌及循环至均匀，要求现场酸液的粘度不低于实验室配制酸液粘度的90%。
2.2.4循环吸入胶凝剂和循环加入清洁酸主剂时，必须将排出管线出口插入到罐后部液面以下，形成大循环并减少泡沫产生；在配液过程中要打开搅拌器。
2.2.5按前面的配液程序配制第二罐，依此至配够酸压施工设计要求的配液量为止。
每配制一罐液进行一次液体性能检测，以指导修正配液。
2.2.6配液结束后，登记剩余添加剂，清理配液现场，清洗配液用具及设备，以备下次配液使用。
2.3检测配制好的液体取单罐样和混合样送交指定部门做液体性能检测，检测合格后由指定部门出具检测报告。
3质量、安全、环保要求3.1.配液质量要求3.1.1用于现场的各类添加剂必须经过指定部门质检合格后，方可用于现场液体配制。
第7期 收稿日期:2007-06-15作者简介:张兆丽(1965-),女,山东无棣人,理学学士,实验师,主要从事石油精细化学品方面的研究工作。
新型非离子黏弹性表面活性剂自转向酸体系研究张兆丽,李爱山,张晓云,吴伟(中国石油大学化学化工学院,山东东营 257061)摘要:研制了一种新型非离子黏弹性表面活性剂变黏酸(S DA-S L )体系。
浓度为5%的变黏酸体系初始黏度在20mPa #s 左右,在酸液浓度为21%~10%区间出现黏度变化。
其变黏特性与盐离子存在无关而仅受酸度影响。
配套使用的WWD -2缓蚀剂在5%表面活性剂变黏酸体系中腐蚀速率可达S Y /T5405二级标准,缓蚀剂的加入对变黏酸体系的黏度没有明显影响。
关键词:酸化;变黏酸;缓蚀剂;黏弹性表面活性剂;碳酸盐岩中图分类号:TE 357.2;O647.2 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2007)07-0005-03Study on a Non -ion ic Viscoelastic Sur factant -ba sed Self -d iver ting AcidZHA NG Zhao -li ,LI Ai -s han,Z HA NG Xiao -yun ,WU Wei(College of Che m istry and Che m ica lEngineeri n g ,China Un i v ersity of Petroleum ,Dongying 257061,China)Abstr act :This paper reports a nove lnon-ion ic visoelastic surf actant-based self -diverting acid S DA -SL .The viscoc ity of its fresh acid was about 20mPa #s ,and varied in the aci d concen trati o n range of 21%~10%.The property and mechanis m f o r its viscosity change were diff erent fro m those self -diverting ac i d syste m reported i n the literature .The corrosi o n i n h i b itor WWD -2sho wed no si g nifican t eff ect to t h e viscosity of the acid sysete m and the corrosi o n rate can meet Level 2of the S Y /T5405.K ey w ord s :ac i d izing ;self -d i v erti n g ac i d s ;corrosion i n h i b itor ;viscoe lastic surfactants ;carbonate reser vior基于黏弹性表面活性剂(V iscoelastic Surf actan,t 简称VES)的转向酸液体系,又称"清洁自转向酸(Clear Self -D ivertingA c i d ,简称CD A 或S DA)",因其可以在井下地层随着酸化反应的进行自动增大黏度,起到转向酸化作用,因此又被称作"就地转向酸液(In situ D iverting Ac i d )"或/变黏酸0。
清洁自转向酸液体系及性能试验
摘要：清洁自转向酸液体系是最近发展起来的一种非均质地层酸化处理新技术。
相比于目前常用的转向酸液体系，该体系具有配制简单，破胶容易，对地层伤害少及缓速，降滤失的优点。
在合适的外界条件下，该酸液体系依靠粘弹性表面活性剂排列结构的变化实现酸液的转向、破胶。
结合清洁自转向酸液体系研究，进行了清洁自转向酸的缓速性能、转向效果、油气混合破胶试验，为清洁自转向酸液体系的应用奠定基础。
一、引言
基质酸化是油气井增产、水井增注的一项有效的储层改造措施。
其原理是在低于岩石破裂压力下将酸液注入井内，酸液被挤进近井周围地层的孔隙空间。
通过酸液对岩石胶结物或地层孔隙、裂缝内堵塞物等的溶解和溶蚀作用，酸侵入带中的岩石相继被溶解，形成有助于油水渗流的通道，恢复地层的渗透性。
在对地层进行基质酸化处理时，让酸液有效地进人并作用于目的层位是关键环节，由于地层的非均质性以及污染和伤害的不均匀，酸液在进人地层后往往沿高渗透层指进，低渗透层得不到处理。
因此，必须对酸液进行转向处理，才能使酸液均匀地作用于地层。
现阶段常用的酸化转向技术主要有机械转向技术、聚合物转向技术、化学微粒转向技术、泡沫转向技术、Mapdir转向技术等[1-3]。
相比于目前常用的酸液转向技术，清洁自转向酸酸化体系具有依靠自身实现变粘、缓速、降滤失的优点，同时配制简单、破胶容易、对地层伤害少，并且在水平井和直井中都可以应用，特别是能够用于高含硫井中，能够实现一次酸化均匀改造储层的目的[4-6]。
基于此，结合作者对清洁自转向酸酸化体系的研究，系统介绍了清洁自转向酸酸化体系并开展了相关性能试验。
二、清洁自转向酸液体系
1. 清洁自转向酸液体系组成
清洁自转向酸液体系由粘弹性表面活性剂、酸液及适量添加剂复配而成[7-9]。
清洁自转向酸液中所用的粘弹性表面活性剂是两性表面活性剂或阳离子季钱盐类表面活性剂等，其中应用甜菜碱类两性表面活性剂最多。
酸液中粘弹性表面活性剂的质量分数一般为5%- 6%，以保证有足够的粘弹性表面活性剂相互缠绕产生较高粘度。
2.清洁自转向酸转向机理
根据储层要求，在设计清洁自转向酸化体系时有以下几个要求：一是能够满足层间非均质储层改造的要求；二是能够满足实现储层的层内非均质改造，实现层内深穿透；三是要求酸液的转向剂是清洁的，在储层不会留下任何残渣，实现储层的改造与储层保护的有机统一；四是酸液黏度在施工后会降低，便于压后返排，减少酸液残留对地层的伤害。
清洁自转向酸是一种无聚合物类新型酸液体系
[4-5]。
它是将表面活性剂加入酸液中，最初形成球状胶束，外观与普通活性剂溶液，如肥皂、洗粉溶液一样粘度很低，当酸液遇到盐类（CaCl2）或温度上升时，球状胶束将转变为蠕虫状胶束，相互缠绕，产生粘弹性液体，粘度骤然升高，实现酸液的暂堵转向作用。
随酸岩反应完成，pH值升至4以上时，胶束在地层水、有机物等的作用下，向球状胶束转化而自动破胶。
如遇到地层中的烃类物质（如原油、天然气），将加速破胶，无需外加任何破胶剂便会彻底破胶，对储层无任何污染。
三、清洁自转向酸液体系性能试验
1.初始形态
采用7.5%的表面活性剂和10%的盐酸配制而成的低粘蜜状清洁自转向酸粘度小于20 MPa.s。
2.成胶性能
低粘清洁自转向酸和Ca＋反应后形成高粘（大于300MPa.s）液体，在井底实现自动分流功能。
3.破胶性能
转向酸在地层中与岩石反应后粘度逐渐增加，在残酸浓度降到5%时粘度最高，随后开始缓慢下降。
随酸岩反应完成，pH值升至4以上时、钙离子浓度增加的共同作用下，蠕虫状胶束向球状胶束转化而自动破胶。
如遇到地层中的烃类物质（如原油、天然气），将加速破胶。
4. 清洁自转向酸体系与油气混合破胶试验
4.1与原油混合测试结果
将清洁自转向酸与储层岩粉进行反应形成凝胶，然后将残酸凝胶与一定量的原油混合或调节PH值让其破胶，研究残酸破胶后的粘度，在30℃、170s-1的条件下测试其粘度随时间的变化情况。
由试验结果可知，在向残酸凝胶中加入不同含量的原油，当凝胶接触到原油时，破胶就会发生，规律是原油含量越高，初始粘度就越低，含50%原油的残酸初始粘度为92mPa.s，在30min内就降到了23mPa.s，其破胶速度最快，而破胶速度最慢的就是含5%原油的残酸，其初始粘度为265mPa.s，30min后降为165mPa.s，90min后降为42mPa.s，以后的粘度变化就更慢了。
总体上看，破胶的速度与原油的含量有关，原油含量越高，破胶速度就越快，并且越彻底。
4.2与天然气混合的测试结果
将清洁自转向酸与储层岩粉进行反应形成凝胶，然后将残酸凝胶装入高压
槽，在低压下用天然气排空罐内空气后，然后加压到15MPa，在磁力搅拌下将其进行混合，在室温和剪切速率为170s-1的条件下测试其不同时间残酸凝胶粘度的变化情况。
由试验结果可知，残酸凝胶在15MPa下，其破胶速度与原油相比慢，这是因为天然气和残酸混合后，混合物就包括气、液两相，天然气在其中多以小气泡形式存在，而残酸的粘度又很大，界面张力作用十分显著，破胶过程中，是一部分气泡先突破表面张力作用进入液相与凝胶接触，使其破交互，其它的天然气才会通过分子扩散作用，再与别的凝胶接触，所以天然气在破胶过程中，破胶速度比较稳定。
5.清洁自转向酸缓速性能试验
自转向酸液体系是一种良好的缓速酸液体系。
其缓速机理有两个方面，其一，酸与岩石反应，随着酸的消耗，粘度不断增加，在酸蚀的孔隙表面形成高粘凝胶，束缚H+的运移速度，减缓了酸液中H+向已反应的岩石表面扩散。
其二，粘弹性表面活性剂在岩石表面吸附，故减少H+与岩石面的接触机率。
由清洁自转向酸与常规15％的盐酸与大理石反应速度的比较可知，在岩粉过量的情况下盐酸的反应速度比自转向酸快，盐酸在反应的前5min内，反应迅速，之后速度开始下降，在15min时，酸浓度降为1.5%左右。
而自转向酸在反应的前5min内反应速度相对较快，在反应17min左右，自转向酸的浓度降到5%，之后的反应速度更慢，这是因为自传性酸与岩粉反应过程中，粘度增加，减缓了氢离子的扩散速度，阻挡了盐酸与岩粉的接触，降低了反应速度，在17min左右形成高粘凝胶，使得反应速度更加缓慢。
这说明自转向酸具有很好的缓速效果，可以使活性酸穿透更深的地层，以达到深度酸化的目的。
6.清洁自转向酸转向效果试验
将清洁自转向酸残酸凝胶用1%的已二醇单丁醚破胶后的残酸注入岩心，研究其对岩心伤害情况，对3块岩心的渗透率恢复值平均值为99.21%，伤害率平均值为0.79%，基本对岩心无伤害，表明自转向酸具有良好的保护储层性能。
四、结语
1.破胶速度与原油含量相关，原油含量越高，破胶速度越快且彻底。
与原油相比，天然气的破胶速度更稳定。
2.清洁自转向酸具有较好的缓速深穿透性、转向性、保护储层和油气混合破胶等特殊性能，适合长井段和各层存在非均质性井的酸化、层内非均质储层的酸化或酸压、水平井的酸化等作业。
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