用于碳酸盐岩储层有效裂缝控制的泡沫酸系统的开发与性能评估

《Journal of Applied Polymer Science》：Development and Performance Evaluation of a Foam Acid System for Effective Fracture Control in Carbonate Reservoirs

泡沫酸系统用于高温高压碳酸盐储层酸化，通过丙烯酰胺等材料合成HAT-2与O-25协同的泡沫酸，兼具缓蚀、抗水窜和高温稳定性，半衰期25分钟，腐蚀率6.462g/m2·h。

　　

摘要

为了解决在高温高压条件下，传统酸类在碳酸盐裂缝孔隙储层中遇到的严重垂直蚀刻、底水突破、缓蚀效果不足以及高腐蚀性等问题，研究人员开发了新型泡沫酸体系。该体系采用了丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和十八烷基乙氧基化甲基丙烯酸作为主要成分。通过自由基聚合反应合成了疏水性增稠剂（HAT-1和HAT-2），并将其与表面活性剂O-25（脂肪醇聚氧乙烯醚）结合，制备成泡沫酸。采用傅里叶变换红外光谱和质子核磁共振光谱对泡沫酸的化学性质进行了分析。同时，还测试了其微观结构、表面张力、耐温性、耐压性、缓蚀效果和抑腐蚀性能。实验结果表明：基于HAT-2的泡沫酸在140°C时的半衰期为25分钟，在6–10 MPa压力下仍能保持稳定，静态缓蚀率为94.86%，酸岩反应速率为2.09×10^-6 mol/(cm²·s)，显示出优异的缓蚀效果。该泡沫酸对N80-E钢的腐蚀速率为6.462 g/m²·h。值得注意的是，其稳定性和抗排水性能得益于HAT-2与O-25之间的疏水相互作用以及与水分子的氢键作用。总体而言，该体系是一种高效的新型泡沫酸，适用于碳酸盐岩层的酸化处理。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。