表面活性剂酸液体系在基质酸化及酸压中的应用分析
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摘要：自从1997年以来，有一公司推出了基于阳离子粘弹性表面活性剂的清洁压裂液，这种弹性表面活性剂技术已经越来越广泛地应用于油气田的增产措施中。按照阳离子粘性表面活性剂以往的使用经验，在最近的两年时间里，国外经过研究，出现了具有比较优越性能的基于表面活性剂的粘弹性酸。本文对这种酸液体系在基质酸及酸压的应用和其他酸液体系相比较所具有的优点和作用的机理进行了分析，对它的粘弹和流变性进行了介绍，还有其流变性受各种酸液添加剂的影响。
关键词：表面活性剂 酸液 基质酸化 酸压 流变性
1997年，有一公司研究出了基于粘性弹性表面的活性剂的清洁压裂液，自从出现了这种清洁压裂液，油气田增产措施中已经越来越广泛地应用了这种粘弹性表面活性剂技术。与此同时，国内也越来越多地开始报道清洁压裂液，由于和传统的聚合物压裂液不同，这种压裂液更容易配置，同时也不需要添加胶联剂，无伤害以及高度保持支撑剂的填充等，正因为它所具这些优点，才被很多油田越来越多地应用[1]。按照使用活性剂的清洁压裂液所总结出来的特点，这两年来，国外通过研究已经推出了性能比较优越的表面活性剂的粘弹性酸，并且它被顺利地应用在基质酸化和酸压中。
酸化工艺中有一个非常重要的工艺，那就是基质酸化中酸液分布的分流技术，国外已经越来越多地采用增加注入酸的粘度来使得分流的能力进一步提高，按照稠化剂的类型可以知道，酸液体系有两种类型，分别是基于聚合物的酸和基于表面活性剂的酸。基于聚合物的酸需要铁离子的胶联剂[2]，在非常密切的碳酸岩的岩心中，因为聚合物有一部分会发生滞留，滞留的聚合物能够导致岩心渗透率的下降，在温度非常高的密碳酸盐或者含硫的环境中，铁离子遇到这种情况会生成沉淀；那么基于这样的情况，要想克服基于聚合物的酸中出现的隐形问题，于是在最近的两年中出现了基于表面活性剂的酸，这种酸液体系具有的优点是容易在现场进行配置，不会对地层产生伤害，和基于聚合物的酸液相比较来说，它所含的添加剂更少。
在碳酸岩的基质酸化中，表面活性剂的粘弹性酸有良好的自主分流性的特点。在自主分流性进入碳酸盐的岩层中时，会在酸岩反应的情况下进行，这样酸浓度会不断地下降，溶液的pH值以及氯化钙和氯化镁的浓度会相应的增加，生成的盐和pH值也会升高，而且会促进粘弹性流体发生变化，会出现蠕虫状的胶束，高粘度的流体相当于一个保护的屏障，可以把酸液留给剩下的低渗透的处理层，在完成处理的工作后，基于表面的活性剂的酸液凝胶在一定的条件下会进行自动破胶。
二、表面活性剂酸液体系在酸压中的应用
现在，国外已经把粘弹性表面的活性剂技术顺利地应用于高温高压的酸性气井以及注水井中，在酸压施工的过程中，可以在不同的阶段分别注入不同的工作液，基于粘性表面的活性剂的凝胶的作用是这样的，它能够产生裂缝并且能把裂缝进行延伸；还有一种是主体的溶蚀酸，这种酸液可以把裂缝壁面所形成的酸蚀裂缝导流进行疏导，从大范围来对酸性的表面的活性剂进行抑制[3]。基于表面活性剂的粘弹性溶液和其他的酸液体相比较有这样的特点，它在泵注的过程中出现的摩阻会很低，所以，这样能够加快泵入速度，这样能够产生更多的作用于地层的活酸。另外，还能够在裂缝和酸蚀中产生更多的凝胶，这种凝胶对流体在裂缝壁面有一定的阻碍作用，地层的深部会出现更多的活酸。所以，基于这样的情况，能够增加裂缝的长度。表面活性剂凝胶和地面的地层油以及气接触时，就会产生自动破胶的情况，同时裂缝和酸蚀蚯孔中没有任何残留物。
例如，中石油塔里木油田地区深部的流体对碳酸盐储层的改造有一定的作用，有关的研究人员对相关的同位素进行了分析，塔里木盆地的北部原油有一些地壳地幔的特点，原油中的稀土元素非常少，它的丰富度和主要的沉积环境有关。原油在排出的时候或者并无受流体的影响，它的稀土含量和分配模式有相对的稳定性，能够和源岩保持相对的一致。不过在石油储层遭受流体活动的影响时，因为深部流体中有很多稀土元素，这样肯定会导致石油中的稀土元素的含量和分配的模式发生相应的该变。通过研究塔中油田可以知道，不考虑上面的溶蚀作用，在一定的条件下，如果出现深部热流体加入的碳酸盐，其溶蚀的作用就有一定的意义。塔中地区的岩浆的作用非常强烈，所以和其性对应的流体活动也比较活跃。
三、表面酸性剂液体系的流变性
因为我们所说的表面活性剂是两性的，这就说明了表面活性剂分子所带的电荷可以该变溶液的pH值，所以，通过对表面酸性的流变性进行分析可以知道，表面酸性剂的流变性有两种类型，分别是活酸和残酸。
1.活酸流变性和酸液添加剂对表面活性剂的影响
表面酸性剂液体的流变性所受到的影响因素有温度、活性剂的分子浓度和剪切的速度等。在表面活性剂分析的浓度达到并且超过临界胶束的浓度时，相对溶液化学的研究来说，这就说明了化学的结束和胶体化学的出现，还有两性表面活性剂的胶束溶液会呈现出逐渐变稀的现象。剪切的速度相对于表面活性剂溶液的流变性来说是一个特别重要的影响因素[4]。由于在泵注的过程中，罐内的混合、连续的油管以及地层中的表面活性剂分子都要承受不同的剪切，如果出现高剪切的速度，那么会影响溶液的结构，会对溶液的粘度带来一定的负面影响。
2.残酸流变性和酸液的添加剂对表面活性剂的影响
对残酸的流变性进行分析的话，主要分析其表面的粘度，这是因为它对表面活性剂液的流变性有分流的能力。当表面活性剂的浓度达到一定的程度时，就可以产生一定程度的表观粘度，同时温度会很大程度上影响这种表现粘度，和活酸进行比较的时候，残酸的表观粘度会比活酸的表观粘度更加依赖于表面活性剂的浓度。
四、结束语
表面活性剂酸液体系在基质酸化和酸压中的应用有独特的特点，这种优点促使世界范围内急切地研究粘弹性表面活性酸液体系，在原来的基础上进一步研究更优的酸液体系。通过上面的分析，我们了解了表面活性酸液体系所具有的一些特点，根据这些特点，我们可以促进它在基质酸化和酸压中广泛的应用。
参考文献
[1]卢拥军等．粘弹性表面活性剂压裂液VES一70工艺性能研究[J]．油田化学，2009，21（02）：362-363.
[2]刘伟，李建忠.滤失控制与变粘酸深穿透酸压工艺技术的应用[J].河南石油，2009，20（01）：235-236.
[3]景步宏.有机多元酸（SY）缓速及防沉淀性能研究[J].石油钻探技术2009，37（03）：339-343.
[4]Chang F F，Acock A M etal．Experience in acid diversionin high permeability deep water formations using viscoelastiC-SUrfactant．SPE 68919，2010：155-156.