CN102504798A

CN102504798A - 一种用于酸压的地面交联酸液及其制备方法

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Publication number: CN102504798A
Application number: CN2011103176401A
Authority: CN
Inventors: 张烨; 王彦玲; 李子甲; 赵文娜; 耿宇迪; 杨方政; 宋奇
Original assignee: PETROLEUM ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE OF SINOPEC NORTHWEST OILFIELD Co Ltd; China University of Petroleum East China
Current assignee: PETROLEUM ENGINEERING TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE OF SINOPEC NORTHWEST OILFIELD Co Ltd; China University of Petroleum East China
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-10-17
Also published as: CN102504798B

Abstract

本发明涉及一种地面交联酸液及其制备方法，按质量百分比组分如下：盐酸(以纯氯化氢计)15-25％，EVA-180稠化剂0.6-1.2％，有机金属交联剂乙酰丙酮锆1-5％，其余为水。在常温下，将定量的稠化剂加入到盐酸溶液中，快速搅拌至完全溶解，然后静置2-4h，得到均匀的粘稠液体，最后加入有机金属交联剂，搅拌均匀。本发明采用的交联剂稳定性好，长时间放置不出现沉淀，所得地面交联酸液在强酸环境下发生地面交联，形成可以挑挂的冻胶，用于油田酸压。

Description

一种用于酸压的地面交联酸液及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田储层改造技术领域，具体涉及一种用于酸压的地面交联酸液及其制备方法。

背景技术

酸压是碳酸盐岩油气层增产、增注的主要工艺措施，在酸压施工中，酸液或前置液以大于地层吸收能力的流速注入地层，使地层破裂形成裂缝，再用酸液溶解裂缝壁面。由于酸液以不均匀的方式溶蚀，所以裂缝闭合时仍能保持流动通道，从而达到增产目的。这项技术普遍受到国内外的高度重视，并且对于发现油气、核实产量、稳定及提高采收率，经济高效地开采油气资源提供了有力的保障。酸化工作液及酸液添加剂的性能直接影响酸压效果。随着储层深度不断加大，储层温度越来越高，原有的酸化工作液体系已经不能满足储层改造的需要，进而发展了一些非常规酸液体系，主要有交联酸、稠化酸、乳化酸和泡沫酸等，其中交联酸通过对稠化剂的交联，形成立体网状链，降低酸岩反应速度和酸液的大量滤失，克服乳化酸酸压、稠化酸酸压、泡沫酸酸压等酸压工艺酸蚀缝长短的不足之处，形成长缝，提高酸压效果。最近几年，交联酸已成为储层改造的热点技术。

中国专利文件CN101724389A(申请号200810224827.5)公开了“一种交联酸加砂压裂酸液”，它由稠化剂、交联剂、缓蚀剂、表面活性、稳定剂、盐酸及水组成，其中稠化剂按重量百分比由甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化铵6.61％、丙烯酰胺3.22％、丙烯酸1.25％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸9.52％、氢氧化钠6.15％和去离子水73.25，总重量100％；交联剂按质量比由氧氯化锆1％、甲醛80％和乙二醛19％组成，表面活性剂为：全氟聚氧乙烯烷基醇醚非离子表面活性剂，铁离子稳定剂为柠檬酸；缓蚀剂为吡啶和吡啶衍生物。此交联酸加砂压裂酸液可在20％的盐酸中交联。中国专利文件CN102093871A(申请号CN200910242181.8)公开“一种交联酸交联剂及其制备方法”，由乙基吡咯烷醇150克、复合激酶40-150克、有机碱0.3-1.3摩尔、有机酸1.6-3.3摩尔和乙醇100克为原料反应而成的有机交联剂可在强酸性环境下使用，与稠化剂能在强酸下形成压裂液。

现有技术能在一定程度上实现酸性条件下稠化剂和交联剂的地面交联，但是现有交联剂不稳定，长时间放置会出现沉淀，从而影响交联性能。

发明内容

为了克服现有交联剂不稳定、长时间放置会出现沉淀的缺点，本发明提供一种地面交联酸液及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种地面交联酸液，按质量百分比组份如下：

盐酸(以纯氯化氢计)10-25％，稠化剂0.6-1.2％，有机金属交联剂1-5％，其余为水。

所述的稠化剂为EVA-180稠化剂，所述有机金属交联剂是乙酰丙酮锆。

乙酰丙酮锆为市售试剂，CAS号17501-44-9，分子式：C₂₀H₂₈ZrO₈。也可按现有技术制备。

本发明优选提供乙酰丙酮锆合成方法如下：

将氧氯化锆12.0g溶于15.0g蒸馏水中，搅拌至全溶，倒入装有回流冷凝装置的四口反应瓶中，升温至40℃-60℃，然后加入乙酰丙酮15.0g和乙二醛1.0g，反应3h-4h后，升温至70℃-90℃，继续反应0.5h-1.5h，得乙酰丙酮锆。

根据本发明优选的，一种地面交联酸液，按质量百分比组份如下：

盐酸(以纯氯化氢计)15-20％，稠化剂0.8-1.0％，有机金属交联剂乙酰丙酮锆3-4％，其余为水。

根据本发明进一步优选的，一种地面交联酸液，按质量百分比组份如下：

盐酸(以纯氯化氢计)20％，稠化剂1％，有机金属交联剂乙酰丙酮锆4％，其余为水。

本发明的地面交联酸液的制备方法，步骤如下：

常温下，将稠化剂加入到盐酸的水溶液中，搅拌至完全溶解，然后静置2h-4h，得到均匀的粘稠液体，再加入有机金属交联剂乙酰丙酮锆，搅拌均匀即得。

根据本发明优选的，所述地面交联酸液的制备方法中，依次加入水、25-56wt％的盐酸水溶液、稠化剂，最后加入有机金属交联剂乙酰丙酮锆。

根据本发明进一步优选的，所述地面交联酸液的制备方法中，盐酸水溶液的浓度为35-56wt％。最优选的盐酸水溶液的浓度为55.6％。

本发明的地面交联酸液的应用，用于90-150℃油田碳酸盐岩储层酸压。

本发明利用乙酰丙酮锆作为有机金属交联剂，达到提高交联剂稳定性的目的，机理如下：

乙酰丙酮锆是以锆[Zr(IV)]为金属原子，乙酰丙酮为配位体反应得到的金属螯合物，其中，锆[Zr(IV)]为8配位(数)，一个配位体分子中含有两个配位基，即乙酰丙酮为二齿配位体。乙酰丙酮锆的结构是对顶正方锥的立体结构，如下所示，因此乙酰丙酮锆具有良好的稳定性。

本发明的优良效果如下：

①本发明的地面交联酸液中采用的的有机金属交联剂乙酰丙酮锆稳定性好，长时间放置不出现沉淀。

②本发明的地面交联酸中采用的有机金属交联剂乙酰丙酮锆可在强酸环境下与EVA-180稠化剂发生地面交联，形成以可挑挂的冻胶。

③本发明的地面交联酸液交联后形成的冻胶，粘度高、弹性好、能携砂，可以实现酸液深部穿透，造酸压长缝的目的。

附图说明

图1为本发明的地面交联酸液交联后的挑挂现象的照片。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但并不限制本发明。除特别说明外，实施例中所有百分比均为质量百分比，各实施例中的化学品均为工业品。实施例中使用的稠化剂均为ECA-180稠化剂，北京弘毅恩泽能源技术有限公司产售。

实施例1：乙酰丙酮锆的合成

将氧氯化锆12.0g溶于15.0g蒸馏水中，搅拌至全溶，倒入装有回流冷凝装置的四口反应瓶中，升温至50℃±1℃，然后加入乙酰丙酮15.0g和乙二醛1.0g，反应4.0h后，升温至80℃±1℃，继续反应1h，得乙酰丙酮锆。

将上述合成的乙酰丙酮锆在环境温度下放置不同的时间，作为有机金属交联剂，用于以下的应用实施例2-7中。

所述乙酰丙酮锆也可以通过市场购买使用，例如上海茂基化学试剂有限公司有售。

实施例2：地面交联酸液，按质量百分比组份如下：

浓盐酸55.6％(折合纯氯化氢为20％)，稠化剂1.0％，有机金属交联剂4.0％，其余为水。

地面交联酸液的制备：按质量份，依次加入39.4份水，55.6份浓盐酸和1.0份稠化剂，搅拌均匀后加入4.0份新鲜制备的有机金属交联剂乙酰丙酮锆。

本实施例的地面交联酸液的交联时间为4.0min(30℃)，交联后形成可以挑挂的无色透明冻胶(见附图1)，在140℃、170S^-1条件剪切0.5h，黏度126mPa.s。石英砂的沉降速度为0.0055cm/s。

实施例3：

如实施例2所述，所不同的是将实施例1制备的有机金属交联剂乙酰丙酮锆放置50天后使用。放置50天后的乙酰丙酮锆澄清，无沉淀产生，地面交联酸液的交联时间为4.1min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。性能不变。

实施例4：

如实施例2所述，所不同的是将实施例1制备的有机金属交联剂乙酰丙酮锆放置150天后使用，有机金属交联剂澄清，无沉淀产生，配制的地面交联酸液的交联时间为4.3min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。性能不变。

实施例5：

如实施例2所述，所不同的是将实施例1制备的有机金属交联剂乙酰丙酮锆放置300天后使用。有机金属交联剂乙酰丙酮锆澄清，无沉淀产生，配制的地面交联酸液的交联时间为4.4min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。性能不变。

实施例6：

如实施例2所述，所不同的是稠化剂的质量百分比为1.2％。

本实施例的地面交联酸液的交联时间为1.3min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。在140℃、170S^-1条件剪切0.5h，黏度183mPa.s。石英砂的沉降速度为0.0031cm/s。

实施例7：

如实施例2所述，所不同的是有机金属交联剂乙酰丙酮锆的质量百分比为5.0％。

本实施例的地面交联酸液的交联时间为1.4min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。在140℃、170S^-1条件剪切0.5h，黏度183mPa.s。石英砂的沉降速度为0.0031cm/s。

实施例8：

如实施例2所述，所不同的是有机金属交联剂乙酰丙酮锆的质量百分比为3.0％。

本实施例的地面交联酸液的交联时间为5.8min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。在140℃、170S^-1条件剪切0.5h，黏度58mPa.s。石英砂的沉降速度为0.0087cm/s。

实施例9：

如实施例2所述，所不同的是有机金属交联剂乙酰丙酮锆的质量百分比为2.0％。

本实施例的地面交联酸液的交联时间为8.0min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。在140℃、170S^-1条件剪切0.5h，黏度25mPa.s。石英砂的沉降速度为0.0094cm/s。

实施例10：

如实施例2所述，所不同的是稠化剂的质量百分比为0.8％。

本实施例的地面交联酸液的交联时间为6.9min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。在140℃、170S^-1条件剪切0.5h，黏度72mPa.s。石英砂的沉降速度为0.0074cm/s。

实施例11：

如实施例2所述，所不同的是：所用盐酸的质量百分比41.7％(折合纯氯化氢为15％)。

本实施例的地面交联酸液的交联时间为3.0min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。

实施例12：

如实施例2所述，所不同的是：所用盐酸的质量百分比27.8％(折合纯氯化氢为10％)。

本实施例的地面交联酸液的交联时间为1.0min(30℃)，交联后形成可以挑挂的冻胶。

Claims

1.一种地面交联酸液，其特征在于按质量百分比组份如下：

盐酸(以纯氯化氢计)10-25％，稠化剂0.6-1.2％，有机金属交联剂1-5％，其余为水；

2.根据权利要求1所述的地面交联酸液，其特征在于按质量百分比组份如下：

3.根据权利要求1所述的地面交联酸液，其特征在于按质量百分比组份如下：

4.根据权利要求1～3任一项所述的地面交联酸液，其特征在于所述乙酰丙酮锆是按以下方法制得的：

5.权利要求1～3任一项所述的地面交联酸液的制备方法，步骤如下：

常温下，将稠化剂加入到盐酸水溶液中，搅拌至完全溶解，然后静置2h-4h，得到均匀的粘稠液体，再加入有机金属交联剂乙酰丙酮锆，搅拌均匀即得。

6.如权利要求5所述地面交联酸液的制备方法，其中，依次加入水、25-56wt％的盐酸水溶液、稠化剂，最后加入有机金属交联剂乙酰丙酮锆。

7.如权利要求5所述地面交联酸液的制备方法，其中，盐酸水溶液的浓度为35-56wt％。

8.权利要求1～3任一项所述的地面交联酸液的应用，用于90-150℃油田碳酸盐岩储层酸压。