一种复合型抗温粘弹性自转向酸及其制备方法与应用技术领域
本发明涉及一种复合型抗温粘弹性自转向酸及其制备方法与应用，属于油气开采
技术领域。
背景技术
随着国内外油田不断的勘探和开发，大量深层低渗透非均匀质油藏被开采。对于
低渗透油气田需要激产作业，酸化是常用的增产措施之一，酸液与岩石反应溶解地层岩石
产生酸蚀孔洞，产生孔道可使油气流入产出井筒，提高井筒与近井地带储层的连通性，增加
油井产能。在非均质性较强的储层中，酸液的流动遵循最低阻力原理，在酸化过程中酸液优
先进入渗透性较好的储层，大部分酸液进入中、高渗透层，而更需要酸化增产的低渗层却没
有得到酸化，因此很难有效地改造非均质储层的低渗部分，而影响整个酸化作业的效果，对
这类储层，需要采用转向酸化技术才能达到均匀改造的目的。
目前成熟的酸液转向技术是采用机械转向方式，此方式为在酸化过程中利用机械
将酸化的目的层与其他层隔开，从而达到预期的酸化转向。机械转向技术具有施工操作复
杂，机械设备笨重，成本较高等缺点。化学转向酸化技术是采用在注酸时添加一些化学助
剂，此化学剂可降低高渗层的注入能力，起到暂堵的作用，从而实现酸液的转向。这项技术
虽然操作简单，但是化学助剂会导致酸液中有沉淀产生，会降低酸化的作用，还有可能对地
层产生很大的伤害，且其作用也并不持久。粘弹性表面活性剂转向酸化技术是利用粘弹性
表面活性剂转向酸优先与高渗层的碳酸岩进行反应，从而使酸液的pH值升高及Ca2+含量升
高，此时酸液的粘度逐步变大，对高渗层实现暂堵，使鲜酸逐步进入低渗透层，从而实现转
向酸化的目的。
CN 102373057A公开了一种粘弹性表面活性剂酸化液，应用于非均质砂岩油藏的
转向酸化液，其粘弹性表面活性剂为十二烷基二甲基胺乙内酯，粘弹性表面活性剂转向酸
具有pH控制自转向功能、转向效果好、无需交联剂和破胶剂、缓速与滤失控制好等突出优
点，返排较为彻底，不会对储层造成伤害和污染。然而通过室内研究发现，该体系只适合低
温井，不适合中、高温井。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种复合型抗温粘弹性自转向
酸，该粘弹性自转向酸能够用于温度80～120℃的碳酸盐岩储层，适用于中、高温井。
本发明的另一目的在于提供所述复合型抗温粘弹性自转向酸的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述复合型抗温粘弹性自转向酸的应用。
为达到以上技术目的，一方面，本发明提供1.一种复合型抗温粘弹性自转向酸，以
其总重量为100％计，其包括：
1.0wt.％～7.5wt.％的稠化剂A；
1.0wt.％～7.5wt.％的稠化剂B；
32.2wt.％～75.5wt.％的质量分数为31wt.％～37wt.％的浓盐酸；
1.0wt.％～4.0wt.％的缓蚀剂；
1.5wt.％～5.0wt.％的铁离子稳定剂；
1.5wt.％～4.0wt.％的黏土稳定剂；及
余量的水；
其中，所述稠化剂A包括椰油酰胺丙基甜菜碱、十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱
和月桂酰胺丙基甜菜碱中的一种或多种；
所述稠化剂B包括芥酸酰胺丙基甜菜碱、二十二烷基二甲基甜菜碱和芥酸酰胺丙
基磺基甜菜碱中的一种或多种。
本发明提供的复合型抗温粘弹性自转向酸液注入地层后，优先与高渗层的碳酸岩
进行反应，从而使酸液的pH值升高且Ca2+含量升高，此时酸液的粘度逐步变大，对高渗层实
现暂堵，使鲜酸逐步进入低渗透层，从而实现转向酸化的目的。如前所述，传统的粘弹性自
转向酸液耐温性能差，多数只适用于低温油藏，而本发明提供的复合型抗温粘弹性自转向
酸液能够在温度80～120℃的油藏使用，并且剪切1小时后其粘度仍可以保持在30mPa.s左
右。本发明提供的复合型抗高温粘弹性自转向酸液在与碳酸盐岩反应产生Ca2+后，黏度先增
加后逐渐降低，破胶彻底、无残渣，且滤失量小、对储层无害。此外，本发明中的转向酸用的
两种粘弹性表面活性剂具有原料简单、成本低、配液方便等优点。
优选地，本发明所述黏土稳定剂为KCl。
根据本发明的具体实施方式，在本发明所述复合型抗温粘弹性自转向酸中，所述
缓蚀剂包括吡啶季铵盐类缓蚀剂和/或咪唑啉缓蚀剂。
优选地，所述吡啶季铵盐类缓蚀剂包括氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷、1,3-二氯化
吡啶-2-羟基丙烷和溴化-1,4(α-辛基吡啶)丁烷中的一种或多种。
优选地，所述的咪唑啉缓蚀剂包括油酸基咪唑啉、双环咪唑啉和苯并咪唑啉中的
一种或多种。
根据本发明的具体实施方式，在本发明所述复合型抗温粘弹性自转向酸中，所述
铁离子稳定剂包括柠檬酸铁离子稳定剂、乙二胺四酸钠盐铁离子稳定剂、乙酸铁离子稳定
剂和异抗坏血酸铁离子稳定剂中的一种或多种。
优选地，所述铁离子稳定剂包括柠檬酸铁离子稳定剂和/或乙二胺四酸钠盐铁离
子稳定剂。
根据本发明的具体实施方式，在本发明所述复合型抗温粘弹性自转向酸中，所述
稠化剂A包括椰油酰胺丙基甜菜碱和/或十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱。根据本发明的
具体实施方式，在本发明所述复合型抗温粘弹性自转向酸中，所述稠化剂B包括芥酸酰胺丙
基甜菜碱和/或芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱。
优选地，本发明所述复合型抗温粘弹性自转向酸，以其总重量为100％计，其包括：
3.5wt.％～4.5wt.％的椰油酰胺丙基甜菜碱；
1.0wt.％～3.0wt.％的芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱；
35.5wt.％～50wt.％的质量分数为31wt％～37wt％的浓盐酸；
2.5wt.％～4.0wt.％的吡啶季铵盐类缓蚀剂；
3.0wt.％～5.0wt.％的柠檬酸类铁离子稳定剂；
3.0wt.％～4.0wt.％的KCl；及
余量的水。
进一步优选：
4.0wt.％的椰油酰胺丙基甜菜碱；
2.0wt.％的芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱；
48.4wt.％的质量分数为31wt.％的浓盐酸；
3.0wt.％的吡啶季铵盐类缓蚀剂；
4.5wt.％的柠檬酸类铁离子稳定剂；
3.5％wt.％的KCl；及
余量的水。
优选地，本发明所述复合型抗温粘弹性自转向酸，以其总重量为100％计，其包括：
3.5wt.％～4.5wt.％的椰油酰胺丙基甜菜碱；
1.0wt.％～3.0wt.％的芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱；
60.5wt.％～75.5wt.％的质量分数为31wt.％～37wt.％的浓盐酸；
3.0wt.％～4.0wt.％的咪唑啉缓蚀剂；
3.5wt.％～4.5wt.％的乙二胺四酸钠盐类铁离子稳定剂；
3.0wt.％～4.0wt.％的KCl；及
余量的水。
进一步优选：
4.0wt.％的椰油酰胺丙基甜菜碱；
2.0wt.％的芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱；
65.5wt.％的质量分数为31wt.％的浓盐酸；
3.5wt.％的咪唑啉缓蚀剂；
4.0wt.％的乙二胺四酸钠盐类铁离子稳定剂；
3.5％wt.％的KCl；及
余量的水。
优选地，本发明所述复合型抗温粘弹性自转向酸，以其总重量为100％计，其包括：
2.0wt.％～3.5wt.％的十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱；
1.5wt.％～2.5wt.％的芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱；
35.5wt.％～50wt.％的质量分数为31％的浓盐酸；
2.5wt.％～4.0wt.％的吡啶季铵盐类缓蚀剂；
3.0wt.％～5.0wt.％的柠檬酸类铁离子稳定剂；
2.0wt.％～3.0wt.％的KCl；及
余量的水。
进一步优选：
3.0wt.％的十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱；
2.0wt.％的芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱；
48.4wt.％的质量分数为31wt.％的浓盐酸；
3.0wt.％的吡啶季铵盐类缓蚀剂；
4.5wt.％的柠檬酸类铁离子稳定剂；
2.5％wt.％的KCl；及
余量的水。
优选地，本发明所述复合型抗温粘弹性自转向酸，以其总重量为100％计，其包括：
2.0wt％～3.5wt.％的十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱；
1.5wt.％～2.5wt.％的芥酸酰胺丙基甜菜碱；
60.5wt.％～75.5wt.％的质量分数为31wt.％～37wt.％的浓盐酸；
3.0wt.％～4.0wt.％的咪唑啉缓蚀剂；
3.5wt.％～4.5wt.％的乙二胺四酸钠盐类铁离子稳定剂；
2.0wt.％～3.0wt.％的KCl；及
余量的水。
进一步优选：
3.0wt.％的十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱；
2.0wt.％的芥酸酰胺丙基甜菜碱；
65.5wt.％的质量分数为31wt.％的浓盐酸；
3.5wt.％的咪唑啉缓蚀剂；
4.0wt.％的乙二胺四酸钠盐类铁离子稳定剂；
2.5％wt.％的KCl；及
余量的水。
另一方面，本发明提供一种制备上述的复合型抗温粘弹性自转向酸的方法，所述
方法包括：
(a)将所述稠化剂A溶于水中，得到稠化剂A的水溶液；
(b)将所述稠化剂B溶于所述浓盐酸中，得到稠化剂B的盐酸水溶液；
(c)将上述稠化剂A的水溶液和稠化剂B的盐酸水溶液混合，加入所述缓蚀剂、所述
铁离子稳定剂、所述黏土稳定剂搅拌均匀，得所述复合型抗温粘弹性自转向酸。
再一方面，本发明提供上述的复合型抗温粘弹性自转向酸在油井激产作业中的应
用。
综上可知，本发明提供了一种复合型抗温粘弹性自转向酸及其制备方法与应用，
其具有如下有益效果：
(1)本发明提供的复合型抗高温粘弹性自转向酸液注入地层后，优先与高渗层的
碳酸岩进行反应，从而使酸液的pH值升高且Ca2+含量升高，此时酸液的粘度逐步变大，对高
渗层实现暂堵，使鲜酸逐步进入低渗透层，从而实现转向酸化的目的。
(2)传统的粘弹性自转向酸液耐温性能差，多数只适用于低温油藏，而本发明提供
的复合型抗高温粘弹性自转向酸液能够在温度80～120℃的油藏使用，并且剪切1小时后其
粘度仍可以保持在30mPa.s左右。
(3)本发明提供的复合型抗高温粘弹性自转向酸液在与碳酸盐岩反应产生Ca2+后，
黏度先增加后逐渐降低，破胶彻底、无残渣，且滤失量小、对储层无害。
(4)本发明中的转向酸用的两种粘弹性表面活性剂具有原料简单、成本低、配液方
便等优点。
附图说明
图1为实施例1 80℃复合型抗温粘弹性自转向酸与碳酸钙反应的黏度随时间变
化。
图2为实施例2 120℃复合型抗温粘弹性自转向酸与碳酸钙反应的黏度随时间变。
化。
图3为实施例3 90℃复合型抗温粘弹性自转向酸与碳酸钙反应的黏度随时间变
化。
图4为实施例4 95℃复合型抗温粘弹性自转向酸与碳酸钙反应的黏度随时间变
化。
图5为对比例1稠化剂A的粘弹性自转向酸在不同温度下与碳酸盐反应的黏度随时
间变化。
图6为对比例2稠化剂B的粘弹性自转向酸在不同温度下与碳酸盐反应的黏度随时
间变化。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实施
例对本发明的技术方案进行以下详细说明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限
制本发明的范围。实施例中，各原始试剂材料均可商购获得，未注明具体条件的实验方法为
所属领域熟知的常规方法和常规条件，或按照仪器制造商所建议的条件。
实施例1
本实施例提供了一种复合型抗高温粘弹性自转向酸，以质量百分比计：
稠化剂A:椰油酰胺丙基甜菜碱4wt.％；
稠化剂B:芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱2wt.％；
31wt.％浓盐酸:48.4wt.％；
缓蚀剂:氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷3.0wt.％；
铁离子稳定剂:柠檬酸铁离子稳定剂4.5wt.％；
KCl:3.5wt.％；
余量为水。
具体制备过程为：
按照上述比例，25℃下将椰油酰胺丙基甜菜碱加入到水中充分溶解，不能先溶解
到酸里，芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱加入到31％浓盐酸中充分溶解，不能先溶解到水里，再将
两种溶液混合，加入吡啶季铵盐类缓蚀剂氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷和柠檬酸铁离子稳
定剂，搅拌均匀，即可得到复合型抗高温粘弹性自转向酸配方体系。
配制好酸液，放入80℃水浴中，缓慢加入碳酸钙至碳酸钙过量，同时使用搅拌器搅
拌酸液，以保证H+与碳酸钙，充分反应，酸液黏度随时间变化，数据如表1及图1所示，反应现
象：随着酸岩反应进行产生了可挑挂的粘弹性液体，黏度先增大后逐渐降低。
表1复合型抗温粘弹性自转向酸液与碳酸钙反应的黏度随时间变化
时间/min
5
10
15
20
25
30
60
90
黏度/mpa.s
45
90
200
180
170
120
50
0
从表1及图1可以看出随着酸岩反应进行到10min时产生可挑挂的粘弹性液体，黏
度先增大到180mpa.s后逐渐降低到0。
实施例2
本实施例提供了一种复合型抗温粘弹性自转向酸，以质量百分比计：
稠化剂A：椰油酰胺丙基甜菜碱4wt.％；
稠化剂B:芥酸酰胺丙基甜菜碱2wt.％；
31wt.％浓盐酸:65.5wt.％；
缓蚀剂:油酸基咪唑啉3.5wt.％；
铁离子稳定剂:乙二胺四酸钠盐铁离子稳定剂4％；
KCl：3.5wt.％；
余量为水。
具体制备过程为：
按照上述比例，25℃下将椰油酰胺丙基甜菜碱加入到水中充分溶解，不能先溶解
到酸液里，芥酸酰胺丙基甜菜碱加入到31％浓盐酸中充分溶解，不能先溶解到水里，再将两
种溶液混合，加入咪唑啉缓蚀剂油酸基咪唑啉和乙二胺四酸钠盐铁离子稳定剂，搅拌均匀，
即可得到复合型抗高温粘弹性自转向酸配方体系。
配制好酸液，放入120℃水浴中，缓慢加入碳酸钙至碳酸钙过量，同时使用搅拌器
搅拌酸液，以保证H+与碳酸钙，充分反应，酸液黏度随时间变化，数据如表2，反应现象：随着
酸岩反应进行产生了可挑挂的粘弹性液体，黏度先增大后逐渐降低。
表2复合型抗温粘弹性自转向酸液与碳酸钙反应的黏度随时间变化
时间/min
5
10
15
20
25
30
60
90
黏度/mpa.s
15
55
80
140
100
45
30
0
从表2及图2可以看出随着酸岩反应进行到10min时产生可挑挂的粘弹性液体，黏
度先增大到140mpa.s后逐渐降低到0。
实施例3
本实施例提供了一种复合型抗温粘弹性自转向酸，以质量百分比计：
稠化剂A：十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱3wt.％；
稠化剂B:芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱2wt.％；
31wt.％浓盐酸:48.4wt.％；
缓蚀剂:氯化-1,6-(α-辛基吡啶)已烷3.0wt.％；
铁离子稳定剂:柠檬酸铁离子稳定剂4.5wt.％；
KCl：2.5wt.％；
余量为水。
具体制备过程为：
按照上述比例，25℃下将十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱加入到水中充分溶
解，芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱加入到31％浓盐酸中充分溶解，再将两种溶液混合，加入吡啶
季铵盐类缓蚀剂氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷和柠檬酸铁离子稳定剂，搅拌均匀，即可得到
复合型抗高温粘弹性自转向酸配方体系。
配制好酸液，放入90℃水浴中，缓慢加入碳酸钙至碳酸钙过量，同时使用搅拌器搅
拌酸液，以保证H+与碳酸钙,充分反应，酸液黏度随时间变化，数据如表3。
表3复合型抗高温粘弹性自转向酸液与碳酸钙反应的黏度随时间变化
时间/min
5
10
15
20
25
30
60
90
黏度/mpa.s
18
78
115
198
125
83
35
0
从表3及图3可以看出随着酸岩反应进行到10min时产生可挑挂的粘弹性液体，黏
度先增大到198mpa.s后逐渐降低到0。
实施例4
本实施例提供了一种复合型抗温粘弹性自转向酸，以质量百分比计：
稠化剂A：十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱3wt.％；
稠化剂B:芥酸酰胺丙基甜菜碱2wt.％；
31wt.％浓盐酸:65.5wt.％；
缓蚀剂:油酸基咪唑啉3.5wt.％；
铁离子稳定剂:乙二胺四酸钠盐铁离子稳定剂4wt.％；
KCl：2.5wt.％；
余量为水。
具体制备过程为：
按照上述比例，25℃下将十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱加入到水中充分溶
解，芥酸酰胺丙基甜菜碱加入到31wt.％浓盐酸中充分溶解，再将两种溶液混合，加入咪唑
啉缓蚀剂油酸基咪唑啉和乙二胺四酸钠盐铁离子稳定剂，搅拌均匀，即可得到复合型抗温
粘弹性自转向酸配方体系。
配制好酸液，放入95℃水浴中，缓慢加入碳酸钙至碳酸钙过量，同时使用搅拌器搅
拌酸液，以保证H+与碳酸钙，充分反应，酸液黏度随时间变化，数据如表4。
表4复合型抗温粘弹性自转向酸液与碳酸钙反应的黏度随时间变化
时间/min
5
10
15
20
25
30
60
90
黏度/mpa.s
20
80
120
200
125
80
38
0
从表4及图4可以看出随着酸岩反应进行到10min时产生可挑挂的粘弹性液体，黏
度先增大到200mpa.s后逐渐降低到0。
对比例1
稠化剂A的粘弹性转向酸
稠化剂A:椰油酰胺丙基甜菜碱6wt.％；
31wt.％浓盐酸:48.4wt.％；
缓蚀剂:氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷3.0wt.％；
铁离子稳定剂:柠檬酸4.5wt.％；
KCl:3.5wt.％；
余量为水。
具体制备过程为：
按照上述比例，25℃下配制好4杯同样的酸液：椰油酰胺丙基甜菜碱加入到水中充
分溶解，不能先溶解到酸，溶解后加入浓盐酸、氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷缓蚀剂和柠檬
酸铁离子稳定剂，搅拌均匀，即可得到稠化剂A粘弹性自转向酸配方体系。
分别放入不同温度50℃、60℃、70℃、80℃缓慢加入碳酸钙至碳酸钙过量，同时使
用搅拌器搅拌酸液，以保证H+与碳酸钙，充分反应，酸液黏度随时间变化情况如表5及图5
表5稠化剂A的粘弹性自转向酸在不同温度下与碳酸盐反应的黏度随时间变化
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从表5及图5可以看出稠化剂A椰油酰胺丙基甜菜碱配制的粘弹性酸化液的黏度总
体随着温度的升高而降低，在80℃时最高黏度才19mpa.s。
对比例2
稠化剂B的粘弹性转向酸
稠化剂B:芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱6wt.％；
31wt.％浓盐酸:48.4wt.％；
缓蚀剂:氯化-1,6-(α-辛基吡啶)己烷3.0wt.％；
铁离子稳定剂:柠檬酸4.5wt.％；
KCl:3.5wt.％；
余量为水。
具体制备过程为：
按照上述比例，25℃下，配制好4杯同样的酸液：芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱加入到
31wt.％浓盐酸酸中充分溶解，不能先溶解到水里，溶解后再加入水、氯化-1,6-(α-辛基吡
啶)己烷缓蚀剂和柠檬酸铁离子稳定剂，搅拌均匀，即可得到稠化剂B粘弹性自转向酸配方
体系。
分别放入不同温度50℃、60℃、70℃、80℃缓慢加入碳酸钙至碳酸钙过量，同时使
用搅拌器搅拌酸液，以保证H+与碳酸钙，充分反应，酸液黏度随时间变化情况如表6及图6。
表6稠化剂B的粘弹性自转向酸在不同温度下与碳酸盐反应的黏度随时间变化
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表6及图6可以看出稠化剂B芥酸酰胺丙基磺基甜菜碱配制的粘弹性酸化液的黏度
总体随着温度的升高而降低，在80℃时最高黏度才23mpa.s。
从对比例1、2和实施例1可以看出，单独的稠化剂A和单独的稠化剂B均不能抗80
℃，抗温差，当两种稠化剂组合时，能协同提高耐温性能，80℃时达到200mpa.s。
按照对比对比例1、2与实施例1的方式，对比实施例2～4中的稠化剂A和稠化剂B是
否较单独稠化剂A和单独的稠化剂B具有协同作用，实验表明与上述实验现象类似当两种稠
化剂组合时，能协同提高耐温性能。
最后说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的实施过程和特点，而非限制本发
明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应
当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何
修改或局部替换，均应涵盖在本发明的保护范围当中。