VES自转向盐酸液变粘特性研究.pdf

第22卷第4期油田化学Vol.22No.4
2005年12月25日OilfieldChemistry25Dec,2005

文章编号:1000-4092(2005)04-0307-03

X
VES自转向盐酸液变粘特性研究

赵增迎1,杨贤友2,连胜江2,张秀丽1

(1.中国地质大学材料学院,北京100083;2.中国石油勘探开发研究院采油所,北京100083)

摘要:实验研究了未指名孪二连型粘弹性表面活性剂(VES)自转向盐酸液的变粘特性。5%VES+HCl+CaCl2模
拟酸液的粘度在pH值高于-0157后迅速上升,pH值1~2时有最大值,这与前人的实验结果略有不同。将2%~

6%VES+1%HCl+18125%CaCl2模拟酸液的pH值调至~2,得到的凝胶粘度随VES浓度增大而增大,随温度升

高(25~70e)经历不同的极大值(30~50e)。5%VES+20%HCl酸液与CaCO3完全反应、pH升至4~5时,形成
的凝胶粘度也随温度升高而经历极大值(67e),但在30~40e区间粘度急剧波动。Gc和Gd的频率关系曲线表明

011%HCl+5%VES+18125%CaCl2模拟酸液的弹性和粘性均大于含0101%和110%HCl的模拟酸液。pH值改变

(0117~1310)不会使6%VES溶液增粘;加入56~219g/LCaCl2不会使20%HCl+6%VES酸液增粘;加入314
mol/LNa+并调pH值至中性或加入213mol/LCa2+并调pH值至弱酸性,使011%HCl+5%VES酸液粘度增大至
78~80mPa#s;因此同时加大pH值和阳离子(Ca2+或Na+)浓度,才能使VES酸液增粘。图7表2参10。
关键词:自转向酸液;粘弹性表面活性剂;孪连表面活性剂;酸岩反应;变粘特性;增粘机理;碳酸盐岩
中图分类号:TE35712+2:O64712:O648117文献标识码:A

1粘弹性表面活性剂在酸液中的作用
原理

常规酸液通常沿非均质储层的大孔道或高渗带
指进很难进入并有效地改造非均质储层的低渗部
,图1两亲表面活性剂结构示意图
分。转向酸化技术通过对大孔道或高渗带的暂堵,

迫使酸液向低渗带转向,以实现对储层的均匀改造。HCl与地层岩石中的CaCO3发生如下化学反应:
几十年来,已经研发了暂堵颗粒转向酸化、泡沫转向
2HCl+CaCO3CaCl2+H2O+CO2{
酸化、地下交联转向酸化、地下就地转向酸化(自转
向酸化)等转向酸化技术。其中,自转向酸化技术中随着反应的进行,HCl不断消耗,CaCl2不断生成,酸
使用了粘弹性表面活性剂(viscoelasticsurfactant,液pH值不断增大。当pH值增大到2时,Ca2+使粘
VES)。这是一族新型的两亲分子,其分子结构顺序弹性表面活性剂分子相互连接,引起酸液粘度增大,
为:长的碳氢链、离子头基、联接基团(spacer)、第二直到形成凝胶,堵塞岩石中的空隙或裂缝。此时,其
个离子头基、第二个碳氢链(如图1所示)[1~3]。余酸液不能继续在此岩石区域发生指进酸化而转向
国外已有报道,该类VES酸液的粘度与酸液的未酸化区域,从而实现酸化转向。
pH值有关,酸液中的Ca2+可能起分子交联剂或交国外对粘弹性表面活性剂转向酸化技术已有一
联催化剂的作用[4]。储层酸化过程中,酸液中的些应用,我国正在展开这方面的研究。研究VES酸

X收稿日期:2005-08-20;修改日期:2005-12-29。
作者简介:赵增迎(1974-),男,讲师,青岛化工学院应用化学专业学士(1996)、北京化工大学应用化学专业硕士(1999)、中国地质大学
(北京)能源学院与中国石油勘探开发研究院联合培养能源地质工程专业博士研究生(2003-),通讯地址:100083中国地质
大学(北京)化学教研室,电话:[phone],E-mail:[e-mail]。
308油田化学2005年

液的变粘机理、变粘影响因素、变粘条件以及粘性解为了获得全面而系统的酸岩反应进程随pH值
除的方法具有重要意义。的变化,实验室研究中常用按酸岩反应的化学计量

关系配制的HCl+CaCl2体系模拟酸岩反应进行到
实验部分
2不同程度时的酸液。图3所示为含5%VES的模拟
2.1实验仪器与试剂酸液的粘度随酸液pH值的变化。由图可见,随着
酸液值的升高酸液粘度先迅速增大后逐渐减
Rheostress-600型流变仪,Haake公司。pH,
小。在值为时酸液的粘度迅速增
粘弹性表面活性剂(VES),自制;浓盐酸、pH-0157~0135
大,由25mPa#s增大到近400mPa#s,粘度最大时
CaCl2、CaCO3、MgCl2,分析试剂;NaCl,化学试剂;配
的pH