CN106350056A - 一种适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

一种适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂，通过包括以下质量分数的组分：25～30w％的吡啶季铵盐，8～10％的脂肪醇聚氧乙烯醚，3～5％的炔醇和余量的有机溶剂(以各组分质量分数之和为100％计)制备得到；该交联酸酸化的缓蚀剂适用于120～140℃交联酸酸化增产作业施工中，其在酸液中分散性好、交联酸体系配伍性好、不影响交联；在缓蚀性能方面，该缓蚀剂在用量仅为1％情况下，腐蚀速率≤10g/(m2·h)，远远低于行业一级品标准，缓释率≥98.5％，缓蚀效果非常好；此外，缓蚀剂在制备工业化生产过程中，生产原料易得，反应条件温和，生产工艺简单。

Description

一种适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及缓蚀剂技术领域，特别涉及一种适用于120℃～140℃交联酸酸化的缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
常规酸液在酸化施工中，酸岩反应速度快，有效作用距离短，穿透深度有限，导致酸液不能沟通远井地带，增产措施效果变差。为了提高酸化效果，采用交联酸进行酸化，控制氢离子的扩散速度，逐渐对岩石及其粘土矿物等进行溶解，增强了酸液在地层中的渗透能力，从而实现地层的深部酸化。但是目前现有的常规缓蚀剂与交联酸体系不配伍，影响交联酸交联，缓蚀效果不好。其主要原因为常规的缓蚀剂含有的某些醛类、表面活性剂等会使交联酸提前交联或交联效果不好，影响酸化施工效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种最大限度地降低酸液对设备和管柱的腐蚀，保证交联酸酸化施工顺利进行的适用于120℃～140℃交联酸酸化的缓蚀剂。
本发明的另一目的是提供一种制备上述交联酸酸化的缓蚀剂的制备方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂，包括以下质量分数的组分：
上述各组分总量以100％计。
优选，所述吡啶季铵盐通过2,4,6-三甲基吡啶和2-氯甲基萘按物质的量比为1:(1.6～2.0)发生季铵化反应生成；或通过2,3,5-三甲基吡啶和1-溴甲基萘按物质的量比为1:(1.6～2.0)发生季铵化反应生成；或通过2,4,6-三甲基吡啶和氯化苄按物质的量比为1:(1.6～2.0)发生季铵化反应生成。
优选，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为AEO-9或AEO-15。
脂肪醇聚氧乙烯醚，又称为AEO，其结构式为：R-O-(CH2CH2O)nH；其中，R＝C12～C18，n＝9～20；具体地：
AEO-9，即：R-O-(CH2CH2O)9H，R＝C12～C18；
AEO-15，即：R-O-(CH2CH2O)15H，R＝C12～C18。
优选，所述炔醇为丙炔醇、甲基丁炔醇、甲基戊炔醇或叔炔醇；更有选为丙炔醇或叔炔醇。
优选，所述有机溶剂为甲酸、乙酸、甲醇、乙醇中一种或几种；更优选为甲醇和/或乙酸。
一种制备耐高温交联酸酸化的缓蚀剂的制备方法，包括下述步骤：
S1、吡啶季铵盐的合成：将吡啶类单体、含卤素基团单体按物质的量之比为1:(1.1～1.5)比例充分溶解于乙醇中，80℃～85℃恒温反应2～2.5h后，再加入相对于吡啶类单体物质的量一半的含卤素基团单体，升温至95℃～99℃，继续搅拌反应2～2.5h，缓慢冷却至室温，得到吡啶季铵盐。
S2、缓蚀剂的合成：将脂肪醇聚氧乙烯醚加入到有机溶剂中，搅拌至完全溶解，形成均一混合液体I；然后加入炔醇，继续搅拌至混合均匀，得到混合液体II；最后向混合液体II中加入吡啶季铵盐，搅拌1～1.5h，使其均匀混合，即得到交联酸酸化的缓蚀剂。
优选，一种制备适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂的制备方法，包括下述具体步骤：
S1、吡啶季铵盐的合成：将2,4,6-三甲基吡啶和2-氯甲基萘，或2,3,5-三甲基吡啶和1-溴甲基萘，或2,4,6-三甲基吡啶和氯化苄按物质的量比为1:(1.6～2.0)比例充分溶解于乙醇中，80℃～85℃恒温反应2～2.5h后，再加入相对于吡啶类单体物质的量一半的含卤素基团单体，升温至95℃～99℃，继续搅拌反应2～2.5h，缓慢冷却至室温，得到吡啶季铵盐。
S2、缓蚀剂的合成：依照上述制备缓蚀剂各组分配方，将8～10wt％脂肪醇聚氧乙烯醚加入到余量的有机溶剂中，搅拌至完全溶解，形成均一混合液体I；然后加入3～5wt％的炔醇，继续搅拌至混合均匀，得到混合液体II；最后向混合液体II中加入25～30wt％的吡啶季铵盐，搅拌1～1.5h，使其均匀混合，即得到交联酸酸化的缓蚀剂。
该适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂使用时加量为1～2wt％。
与现有技术相比，该适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂适用于120～140℃交联酸酸化增产作业施工中，其在酸液中分散性好、交联酸体系配伍性好、不影响交联；在缓蚀性能方面，该缓蚀剂在用量仅为1％情况下，腐蚀速率≤10g/(m2·h)，远远低于行业一级品标准，缓释率≥98.5％，缓蚀效果非常好；此外，缓蚀剂在制备工业化生产过程中，生产原料易得，反应条件温和，生产工艺简单。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
实施例1
S1、吡啶季铵盐的合成：将2,4,6-三甲基吡啶和2-氯甲基萘按物质的量比为1:1.1的比例充分溶解于乙醇中，80℃恒温反应2h后，再加入相对于吡啶类单体物质的量一半的含卤素基团单体，升温至95℃，继续搅拌反应2h，缓慢冷却至室温，得到吡啶季铵盐；
S2、缓蚀剂的合成：将8重量份AEO-9加入至70重量份的甲醇和乙酸的混合和溶液(由30重量份甲醇和40重量份乙酸混合而成)中，搅拌至完全溶解，形成均一混合液体I；然后加入3重量份的叔炔醇，继续搅拌至混合均匀，得到混合液体II；最后向混合液体II中加入25重量份经步骤S1制得的吡啶季铵盐，搅拌1h，使其均匀混合，即得到交联酸酸化的缓蚀剂A。
实施例2
S1、吡啶季铵盐的合成：将2,3,5-三甲基吡啶和1-溴甲基萘按物质的量比为1:1.1的比例充分溶解于乙醇中，80℃恒温反应2h后，再加入相对于吡啶类单体物质的量一半的含卤素基团单体，升温至95℃，继续搅拌反应2h，缓慢冷却至室温，得到吡啶季铵盐；
S2、缓蚀剂的合成：将9重量份AEO-15加入至59重量份的甲酸和乙酸的混合和溶液(由30重量份乙酸和29重量份甲醇混合而成)中，搅拌至完全溶解，形成均一混合液体I；然后加入4重量份的丙炔醇，继续搅拌至混合均匀，得到混合液体II；最后向混合液体II中加入28重量份经步骤S1制得的吡啶季铵盐，搅拌1h，使其均匀混合，即得到交联酸酸化的缓蚀剂B。
实施例3
S1、吡啶季铵盐的合成：将2,4,6-三甲基吡啶和氯化苄按物质的量比为1:1.1的比例充分溶解于乙醇中，85℃恒温反应2h后，再加入相对于吡啶类单体物质的量一半的含卤素基团单体，升温至99℃，继续搅拌反应2h，缓慢冷却至室温，得到吡啶季铵盐；
S2、缓蚀剂的合成：将10重量份AEO-15加入至55重量份的甲酸和乙酸的混合和溶液(由25重量份乙酸和30重量份甲醇混合而成)中，搅拌至完全溶解，形成均一混合液体I；然后加入5重量份的丙炔醇，继续搅拌至混合均匀，得到混合液体II；最后向混合液体II中加入30重量份经步骤S1制得的吡啶季铵盐，搅拌1h，使其均匀混合，即得到交联酸酸化的缓蚀剂B。
性能测试：
(1)缓蚀性能测试：
按照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T5405-1996》方法，对实施例1～3制备的缓蚀剂样品进行了性能测试；测试结果见下表1。
其中，交联酸体系具体包括：20％盐酸+0.5％交联酸用稠化剂BH-CH+2％措施用助排剂+2％铁离子稳定剂+2％粘土稳定剂。
表1：
从上表1可以看出，实施例1～3制备的缓蚀剂应用于交联酸体系中，耐温温度能够达到120～140℃，且与交联酸体系配伍性好、不影响交联；缓蚀性能方面，该缓蚀剂在用量仅为1％情况下，腐蚀速率≤10g/(m2·h)，远远低于行业一级品标准，缓释率≥98.5％，为一种高效缓蚀剂。
(2)实施例3制备的缓蚀剂应用于现场施工实例：
大港某井为王官屯油田的一口油井，其完井日期为1989年9月4日。该井目的层为沙一、沙三，井段1606.6～1645.8m(27.4m/3层)，岩性为生物灰岩、细砂岩，为改善储层，提高油井产量，对该井实施交联酸酸化工艺措施；为保证施工安全顺利进行，缓蚀剂采用实施例3制备的缓蚀剂，所有体系均满足施工要求。鉴于历史上曾进行过酸化改造，应用软件模拟，适当加大酸化规模，交联酸350m3，用酸强度达到了7.94m3/m，酸化前后具体测试结果如下表2所示。
表2：
从上表2可以看出，实施例3制备的缓蚀剂保证了酸化施工的安全顺利进行，酸化施工效果良好。

Claims (6)

1.一种适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂，其特征在于，包括以下质量分数的组分：
吡啶季铵盐 25％～30％；
脂肪醇聚氧乙烯醚 8％～10％；
炔醇 3％～5％；
余量为有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂，其特征在于，所述吡啶季铵盐通过2,4,6-三甲基吡啶和2-氯甲基萘按物质的量比为1:(1.6～2.0)发生季铵化反应生成；或通过2,3,5-三甲基吡啶和1-溴甲基萘按物质的量比为1:(1.6～2.0)发生季铵化反应生成；或通过2,4,6-三甲基吡啶和氯化苄按物质的量比为1:(1.6～2.0)发生季铵化反应生成。
3.根据权利要求1所述的适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚为AEO-9或AEO-15。
4.根据权利要求1所述的适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂，其特征在于，所述炔醇为丙炔醇、甲基丁炔醇、甲基戊炔醇或叔炔醇。
5.根据权利要求1所述的适用于120～140℃交联酸酸化的缓蚀剂，其特征在于，所述有机溶剂为甲酸、乙酸、甲醇、乙醇中一种或几种。
6.一种制备耐高温交联酸酸化的缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1、吡啶季铵盐的合成：将吡啶类单体、含卤素基团单体按物质的量之比为1:(1.1～1.5)比例充分溶解于乙醇中，80℃～85℃恒温反应2～2.5h后，再加入相对于吡啶类单体物质的量一半的含卤素基团单体，升温至95℃～99℃，继续搅拌反应2～2.5h，缓慢冷却至室温，得到吡啶季铵盐；
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