CN105001849A - 一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于石油工业油气井酸化中的疏水缔合型阳离子酸液缓速剂及其制备方法。它利用缓速酸对地层进行深部酸化，以改善酸处理效果。其技术方案为：该酸液缓速剂是由丙烯酰胺AM、烯丙基聚氧乙烯醚APEG-1000、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵DMAAC-16四种单体聚合而成；其制法：在烧瓶中加入摩尔百分比为2.00～8.00％的APEG-1000，再加入50.00～150.00g水，搅拌溶解加入63.40～79.60％的AM及15.80～28.25％的DMC，0.30～0.70％的DMAAC-16的得浓度为15％的溶液；最后加入引发剂，在50℃反应6h，用乙醇洗涤烘干制得本酸液缓速剂。本缓速剂缓速性能好不会产生沉淀，热稳定性好，抗温能力强，有较好的配伍性。

Description

一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于石油天然气工业油气井酸化作业中的疏水缔合型阳离子酸液缓速剂及其制备方法。
背景技术
酸化是油气藏重要的增产措施之一。它是利用酸液清除生产井、注入井井底附近的污染，恢复地层的渗透率或溶蚀地层岩石胶结物以提高地层渗透率的增产措施。其目的是用酸来解除钻井、完井、修井以及增注等过程中对井眼附近地层造成的伤害，疏通流体渗流通道，从而恢复和提高油气井的产能。目前，根据酸化施工的方式和目的，酸化工艺过程可分为：酸洗、基质酸化(也称孔隙酸化)和压裂酸化。
常规酸化主要是对近井地带的污染解堵或形成小规模的酸蚀裂缝，改善近井带地层的导流能力。但是常规酸化存在酸岩反应速度快，有效酸蚀作用距离较短，甚至会污染严重的天然裂缝较发育的储层的缺点。为有效解决这些问题，近些年开始发展深度酸化技术。
深度酸化是针对常规酸化与储层反应速度快，酸液的有效作用距离短，导致大部分酸液消耗在近井地层，而纵深部分却得不到充分酸化，使增产措施效果变差的特点，发展的具有不同特性的缓速酸液体系，主要包括稠化酸、乳化酸、泡沫酸、变粘酸等。
稠化酸是一种高分子溶液，具有较高的粘度。稠化酸的主要技术特点是在酸化液中加入酸液稠化剂后，使酸液体系成为亲液溶胶而降低H+的扩散速度，从而降低酸岩反应速度，增加活性酸穿透距离，达到深度酸化的效果。但稠化酸存在抗剪切能力差，在残酸中破胶困难，易对储层造成二次污染等缺点。
乳化酸通常是指油和酸液两种不相溶的液体按适当比例混合，在乳化剂的作用下混配而成的油包酸乳化液。其作用机理是利用乳化酸的高粘度和外相油的阻碍作用延迟酸液与裂缝壁面的接触，延迟酸岩反应速度。但是乳化酸存在施工摩阻较高，造成施工压力高，排量低，且成本较高的缺点。
泡沫酸是用充气或气化了的酸液来代替常规酸液，以降低酸岩反应速率，实现深穿透。泡沫酸由酸液、气体、起泡剂、稳泡剂、水溶性聚合物等组成。但是在高温条件下，泡沫酸的稳定性较差，酸液滤失量增大，从而影响缓速酸化效果。
变粘酸又称为滤失控制酸，是指在酸液中加入一种合成化合物，能在地层中形成交联胶凝剂增加粘度，在酸液消耗为残酸后能自动破胶降粘的酸液体系。但是变粘酸对硫化氢较敏感，应用范围受到限制。
发明内容
本发明的目的：酸化是油气井稳产、增产，注水井稳注、增注的主要工艺措施之一。在常规酸化施工中,由于酸岩反应速率快，酸的穿透距离短，只能消除近井地带的伤害。因此，为了利用缓速酸技术对地层进行深部酸化以改善酸处理效果，特提供一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂，其特征在于：该酸液缓速剂是由丙烯酰胺代号AM，烯丙基聚氧乙烯醚代号APEG-1000，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵代号DMC，十六烷基二甲基烯丙基氯化铵代号DMAAC-16四种单体聚合而成；其中各单体的摩尔百分比分比为：AM为63.40～79.60％，APEG-1000为2.00～8.00％，DMC为15.80～28.25％，DMAAC-16为0.30～0.70％，引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐，加入量为单体总质量的0.15～0.40％；该酸液缓速剂的结构式为：
其中X为0.30～0.70％，Y为15.80～28.25％，Z为2.00～8.00％，n为20～25。
一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂的制备方法，其步骤是：先在烧瓶中加入摩尔百分比为2.00～8.00％烯丙基聚氧乙烯醚APEG-1000，再加入50.00～150.00g的去离子水，在搅拌下溶解，然后加入摩尔百分比为63.40～79.60％的丙烯酰胺AM，溶解完全后，再加入摩尔百分比为15.80～28.25％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC，搅拌完全溶解后，加入摩尔百分比为0.30～0.70％的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵DMAAC-16，得到单体质量百分浓度为15％的溶液；最后加入单体总质量的0.15～0.40％引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐，溶解完全后，在温度为50℃下反应6h，得凝胶状产物，再用无水乙醇洗涤提纯3次，将产物在温度为50℃烘箱中烘24h后，制得本酸液缓速剂。
与现有酸液缓速外加剂比较，本发明具有以下有益效果：(1)本发明制备方法简单可行，原料来源范围广，反应条件温和，产率高。(2)该产品为阳离子型聚合物，与其它的酸液添加剂具有良好的配伍性，在应用过程中缓速性能好且不会产生沉淀。(3)该方法制备的产物热稳定性能好，抗温能力较强，与酸液体系其它外加剂有较好的配伍性。
具体实施方式
实施例1一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂的制备方法
在体积为150mL的烧瓶中加入3.52g烯丙基聚氧乙烯醚APEG-1000，加入65.73的去离子水，然后加入5.00g的丙烯酰胺AM，溶解完全后，加入2.92g的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC，溶解完全后，加入0.16g的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵DMAAC-16，得到单体质量百分浓度为15％的溶液，然后加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐0.024g，溶解完全后，在温度为50℃下反应6h，得凝胶状产物，用无水乙醇洗涤提纯3次，将产物在温度为50℃烘箱中烘24h后，制得本酸液缓速剂。
实施例2一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂的制备方法
在体积为200mL的烧瓶中加入8.80g烯丙基聚氧乙烯醚APEG-1000，加入115.32g的去离子水，然后加入5.00g的丙烯酰胺AM，溶解完全后，加入6.39g的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC，溶解完全后，加入0.16g的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵DMAAC-16，得到单体质量百分浓度为15％的溶液，然后加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐0.061g，溶解完全后，在温度为50℃下反应6h，得凝胶状产物，用无水乙醇洗涤提纯3次，将产物在温度为50℃烘箱中烘24h后，制得本酸液缓速剂。
实施例3一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂的制备方法
在体积为100mL的烧瓶中加入1.76g烯丙基聚氧乙烯醚APEG-1000，加入58.14g的去离子水，然后加入5.00g的丙烯酰胺AM，溶解完全后，加入3.29g的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC，溶解完全后，加入0.21g的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵DMAAC-16，得到单体质量百分浓度为15％的溶液，然后加入引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐0.041g，溶解完全后，在温度为50℃下反应6h，得凝胶状产物，用无水乙醇洗涤提纯3次，将产物在温度为50℃烘箱中烘24h后，制得本酸液缓速剂。
实施例4岩心的制备
将碳酸盐岩心彻底清洗干净，放入干燥箱中于105℃±1℃的条件下干燥，直至恒重，放在干燥器中待用。取一定量的干燥岩心，粉碎过后通过40目的筛网，直至下面筛出的岩心量大于所用岩心量的1.5倍，将筛出的岩心混匀待用。
实施例5缓速酸液体系的配制
取质量分数为20％的盐酸，加入0.5％(质量分数)的本酸液缓速剂，再加入酸液缓蚀剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、助排剂等现场所用的添加剂，搅拌均匀，得到缓速酸，密封保存待用。
实施例6一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂在碳酸盐岩中的缓速效果评价
为评价该酸液缓速剂在碳酸盐岩中的缓速性能，参照SY/T5886-2012缓速酸性能评价方法中的静态失重法。过程如下：取5.00克左右的碳酸盐岩心置于150mL的烧杯中；用量筒取50mL的缓速酸，缓慢倒入盛有碳酸盐岩屑的烧杯中，并用玻璃棒快速搅拌至酸液将碳酸盐岩屑全部浸润，用少量蒸馏水冲洗玻璃棒前端，再用保鲜膜封住烧杯口，于室温下反应15min后，将剩余的碳酸盐岩屑洗干净、烘干后称重并计算溶蚀率，最后证明该酸液缓速剂与未添加缓速剂的酸液体系对比，具有缓速效果。
实施例7一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂在碳酸盐岩中的缓速效果评价
为评价该酸液缓速剂在碳酸盐岩中的缓速性能，参照SY/T5886-2012缓速酸性能评价方法中的静态失重法。过程如下：取5.00克左右的碳酸盐岩心置于150mL的烧杯中；用量筒取50mL的缓速酸，缓慢倒入盛有碳酸盐岩屑的烧杯中，并用玻璃棒快速搅拌至酸液将碳酸盐岩屑全部浸润，用少量蒸馏水冲洗玻璃棒前端，再用保鲜膜封住烧杯口，然后放入90℃的恒温水浴锅中，反应15min后，将剩余的碳酸盐岩屑洗干净、烘干后称重并计算溶蚀率，最后证明该酸液缓速剂与未添加缓速剂的酸液体系对比，具有缓速效果。

Claims (2)

1.一种疏水缔合型阳离子酸液缓速剂，其特征在于：该酸液缓速剂是由丙烯酰胺代号AM，烯丙基聚氧乙烯醚代号APEG-1000，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵代号DMC，十六烷基二甲基烯丙基氯化铵代号DMAAC-16四种单体聚合而成；其中各单体的摩尔百分比为：AM为63.40～79.60％，APEG-1000为2.00～8.00％，DMC为15.80～28.25％，DMAAC-16为0.30～0.70％，引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐，加入量为单体总质量的0.15～0.40％；该酸液缓速剂的结构式为：
其中X为0.30～0.70％，Y为15.80～28.25％，Z为2.00～8.00％，n为20～25。
2.一种如权利要求1所述的酸液缓速剂的制备方法其特征是：在的烧瓶中加入摩尔百分比为2.00～8.00％的烯丙基聚氧乙烯醚APEG-1000，再加入50.00～150.00g的去离子水，在搅拌下溶解，然后加入摩尔百分比为63.40～79.60％的丙烯酰胺AM，搅拌完全溶解后，再加入摩尔百分比为15.80～28.25％的甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC，搅拌完全溶解后，加入摩尔百分比为0.30～0.70％的十六烷基二甲基烯丙基氯化铵DMAAC-16，得到单体质量百分浓度为15％的溶液；最后加入单体总质量的0.15～0.40％引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐，溶解完全后，在温度为50℃下反应6h，得凝胶状产物，用无水乙醇洗涤提纯3次，将产物在温度为50℃烘箱中烘24h后，制得本酸液缓速剂。
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