CN109763127A - 一种可溶桥塞用快速溶解液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可溶桥塞用快速溶解液及其制备方法，一种可溶桥塞用快速溶解液，按重量份计，包括：氯乙酸铵10‑18份，甲醛5‑10份，有机酸10‑14份，氯离子盐15‑20份，水溶性缓蚀剂5‑8份，阴离子氟碳表面活性剂1‑2份，清水30‑54份。本发明的快速溶解液中含有有机缓速酸，氯离子盐、缓蚀剂及助排剂，在地层温度和压力条件下，能够大量产生氢离子和氯离子，提高地层水的矿化度，增加电解质浓度，加快电化学腐蚀，从而使桥塞快速溶解，且不会对油套管、电缆产生腐蚀。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工领域，具体涉及一种可溶桥塞用快速溶解液及其制备方法。
背景技术
页岩气是指赋存于以富有机质页岩为主的储集岩系中的非常规天然气，是连续生成的生物化学成因气、热成因气或二者的混合，可以游离态存在于天然裂缝和孔隙中，以吸附态存在于干酪根、黏土颗粒表面，还有极少量以溶解状态储存于干酪根和沥青质中，游离气比例一般在20％～85％。
可溶性桥塞作为一种新型的页岩气压裂用分层分段改造工具，采用新型镁铝合金材料，目前常规页岩气开采主要使用外径103mm可溶性桥塞，其长度达560mm，重量达6.8kg，与大通径可钻桥塞相比，可溶桥塞在地层温度和地层矿化水介质中能够快速溶解，减少钻塞工艺，缩短施工时间，提前投产。
但目前可溶桥塞目前在后期溶解返排的过程中，由于溶解不完全或溶解后产生的固体杂质与支撑剂混合在一起对井筒产生二次堵塞，造成排液速度慢，对可溶桥塞的推广使用造成了一定的难度。
发明内容
针对上述可溶桥塞后期的溶解和产生的残渣的缺陷，本发明提供一种可溶桥塞用快速溶解液及其制备方法，本申请的快速溶解液中含有有机缓速酸，氯离子盐、缓蚀剂及助排剂，在地层温度和压力条件下，能够大量产生氢离子和氯离子，提高地层水的矿化度，增加电解质浓度，加快电化学腐蚀，从而使桥塞快速溶解，且对油套管及电缆不会产生腐蚀。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
一种可溶桥塞用快速溶解液，按重量份计，包括：氯乙酸铵10-18份，甲醛5-10份，有机酸10-14份，氯离子盐15-20份，水溶性缓蚀剂5-8份，阴离子氟碳表面活性剂1-2份，清水30-54份。
上述中：可溶桥塞用快速溶解液即缓蚀助溶调理剂，可溶桥塞主要材料为镁铝合金，在盐水溶液(特别是氯离子盐)中，由于Mg、Al之间存在极大的电位差，形成电化学腐蚀，从而对桥塞进行溶解，添加缓蚀助溶调理剂后，由于该助溶剂中含有有机缓速酸，氯离子盐、缓蚀剂及助排剂，在地层温度和压力条件下，能够大量产生氢离子和氯离子，提高地层水的矿化度，增加电解质浓度，加快电化学腐蚀，从而使桥塞快速溶解，且对油套管不产生腐蚀，液体能迅速返排，无固体残渣滞留井筒，对地层无污染。解决了上述可溶桥塞后期的溶解和产生的残渣的缺陷。
优选的，按重量份计，包括：氯乙酸铵14份，甲醛7.5份，有机酸12份，氯离子盐17.5份，水溶性缓蚀剂6.5份，阴离子氟碳表面活性剂1.5份，清水42份。
优选的，所述有机酸为氨基磺酸、柠檬酸、乳酸中的一种或几种组合物。
优选的，所述氯离子盐为氯化铵、氯化钾的一种或几种组合物。
优选的，水溶性缓蚀剂为甲基苯并三氮唑、巯基苯骈噻唑钠中的一种或两种。
优选的，阴离子氟碳表面活性剂为氟代烷基羧酸盐、氟代烷基磺酸盐、氟代烷基磷酸盐与氟代烷基硫酸盐中的一种或多种。
优选的，所述可溶桥塞用快速溶解液，还包括缓蚀增效剂1～3份；所述缓蚀增效剂为炔醇及其衍生物，其中，优选的为丙炔醇。
一种可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份数的氯离子盐和甲醛并溶于上述清水中，加热至80-90℃，搅拌回流，反应1-2小时，得反应产物A；
(2)向反应产物A中加入上述重量份数的有机酸和氯乙酸铵并搅拌均匀，控制反应温度80-90℃，反应时间4-6小时，得反应产物B；
(3)向反应物B中加入上述重量份数的水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂并混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
优选的，步骤(1)中氯离子盐与甲醛的比例为(2-3)∶1。
可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，氯离子盐与甲醛按(2-3)∶1的比例溶于适量的清水中，形成具有缓蚀作用的溶液；有机酸与氯乙酸形成有机缓速酸；再加之水溶性缓蚀剂使快速溶解液缓蚀效果好，对油套管不产生腐蚀；阴离子氟碳表面活性剂具有较高的表面活性、疏水性、化学惰性和热稳定性，在地层温度和压力条件下，能够大量产生氢离子和氯离子，提高地层水的矿化度，增加电解质浓度，加快电化学腐蚀，从而使桥塞快速溶解。
优选的，步骤(3)中，反应物B、水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂的均匀混合物中，再加入缓蚀增效剂混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
(1)可溶桥塞主要材料为镁铝合金，在盐水溶液(特别是氯离子盐)中，由于Mg、Al之间存在极大的电位差，形成电化学腐蚀，从而对桥塞进行溶解，添加缓蚀助溶调理剂后，由于该助溶剂中含有有机缓速酸，氯离子盐、缓蚀剂及助排剂，在地层温度和压力条件下，能够大量产生氢离子和氯离子，提高地层水的矿化度，增加电解质浓度，加快电化学腐蚀，从而使桥塞快速溶解；
(2)本申请的缓蚀助溶调理剂对油套管不产生腐蚀，液体能迅速返排，无固体残渣滞留井筒，对地层无污染；
(3)样块溶解时间短；
(4)减少钻塞工艺，缩短了施工时间，可使油气井提前投产；
(5)通过配方组分之间的互配，本申请的快速溶解液在140℃条件下对油套管(BG125钢)、电缆的缓蚀效果良好，腐蚀速率小于1g/m2·h；
(6)本申请的快速溶解液具有优异的环境友好性，在地层温度及压力下经过3-5天能够有效降解。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种可溶桥塞用快速溶解液，按重量份计，包括：氯乙酸铵10份，甲醛5份，有机酸10份，氯离子盐15份，水溶性缓蚀剂5份，阴离子氟碳表面活性剂1份，清水30份，所述有机酸为氨基磺酸，所述氯离子盐为氯化铵，所述水溶性缓蚀剂为甲基苯并三氮唑，所述阴离子氟碳表面活性剂为氟代烷基羧酸盐。
一种可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份数的氯离子盐和甲醛并溶于上述清水中，加热至80℃，搅拌回流，反应2小时，得反应产物A，所述氯离子盐与甲醛的比例为2∶1；
(2)向反应产物A中加入上述重量份数的有机酸和氯乙酸铵并搅拌均匀，控制反应温度80℃，反应时间6小时，得反应产物B；
(3)向反应物B中加入上述重量份数的水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂并混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
实施例2
一种可溶桥塞用快速溶解液，按重量份计，包括：氯乙酸铵14份，甲醛7.5份，有机酸12份，氯离子盐17.5份，水溶性缓蚀剂6.5份，阴离子氟碳表面活性剂1.5份，清水42份，所述有机酸为柠檬酸，所述氯离子盐为氯化钾，所述水溶性缓蚀剂为巯基苯骈噻唑钠，所述阴离子氟碳表面活性剂为氟代烷基磺酸盐。
一种可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份数的氯离子盐和甲醛并溶于上述清水中，加热至85℃，搅拌回流，反应1.5小时，得反应产物A，所述氯离子盐与甲醛的比例为2∶1；
(2)向反应产物A中加入上述重量份数的有机酸和氯乙酸铵并搅拌均匀，控制反应温度85℃，反应时间5小时，得反应产物B；
(3)向反应物B中加入上述重量份数的水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂并混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
实施例3
一种可溶桥塞用快速溶解液，按重量份计，包括：氯乙酸铵18份，甲醛10份，有机酸14份，氯离子盐20份，水溶性缓蚀剂8份，阴离子氟碳表面活性剂2份，清水54份，所述有机酸为乳酸，所述氯离子盐为氯化钾，所述水溶性缓蚀剂为巯基苯骈噻唑钠，所述阴离子氟碳表面活性剂为氟代烷基磷酸盐。
一种可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份数的氯离子盐和甲醛并溶于上述清水中，加热至90℃，搅拌回流，反应1小时，得反应产物A，所述氯离子盐与甲醛的比例为3∶1；
(2)向反应产物A中加入上述重量份数的有机酸和氯乙酸铵并搅拌均匀，控制反应温度90℃，反应时间4小时，得反应产物B；
(3)向反应物B中加入上述重量份数的水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂并混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
实施例4
一种可溶桥塞用快速溶解液，按重量份计，包括：氯乙酸铵10份，甲醛5份，有机酸10份，氯离子盐15份，水溶性缓蚀剂5份，阴离子氟碳表面活性剂1份，清水30份，缓蚀增效剂1份，所述有机酸为氨基磺酸，所述氯离子盐为氯化铵，所述水溶性缓蚀剂为甲基苯并三氮唑，所述阴离子氟碳表面活性剂为氟代烷基羧酸盐，所述缓蚀增效剂为丙炔醇。
一种可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份数的氯离子盐和甲醛并溶于上述清水中，加热至80℃，搅拌回流，反应2小时，得反应产物A，所述氯离子盐与甲醛的比例为2∶1；
(2)向反应产物A中加入上述重量份数的有机酸和氯乙酸铵并搅拌均匀，控制反应温度80℃，反应时间6小时，得反应产物B；
(3)向反应物B中加入上述重量份数的水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂并混合均匀，得反应物C；
(4)在反应物C中加入上述重量份数的缓蚀增效剂并混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
实施例5
一种可溶桥塞用快速溶解液，按重量份计，包括：氯乙酸铵14份，甲醛7.5份，有机酸12份，氯离子盐17.5份，水溶性缓蚀剂6.5份，阴离子氟碳表面活性剂1.5份，清水42份，缓蚀增效剂2份，所述有机酸为柠檬酸，所述氯离子盐为氯化钾，所述水溶性缓蚀剂为巯基苯骈噻唑钠，所述阴离子氟碳表面活性剂为氟代烷基磺酸盐，所述缓蚀增效剂为丙炔醇。
一种可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份数的氯离子盐和甲醛并溶于上述清水中，加热至85℃，搅拌回流，反应1.5小时，得反应产物A，所述氯离子盐与甲醛的比例为2∶1；
(2)向反应产物A中加入上述重量份数的有机酸和氯乙酸铵并搅拌均匀，控制反应温度85℃，反应时间5小时，得反应产物B；
(3)向反应物B中加入上述重量份数的水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂并混合均匀，得反应物C；
(4)在反应物C中加入上述重量份数的缓蚀增效剂并混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
实施例6
一种可溶桥塞用快速溶解液，按重量份计，包括：氯乙酸铵18份，甲醛10份，有机酸14份，氯离子盐20份，水溶性缓蚀剂8份，阴离子氟碳表面活性剂2份，清水54份，缓蚀增效剂2份，所述有机酸为乳酸，所述氯离子盐为氯化钾，所述水溶性缓蚀剂为巯基苯骈噻唑钠，所述阴离子氟碳表面活性剂为氟代烷基磷酸盐，所述缓蚀增效剂为炔醇衍生物。
一种可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取上述重量份数的氯离子盐和甲醛并溶于上述清水中，加热至90℃，搅拌回流，反应1小时，得反应产物A，所述氯离子盐与甲醛的比例为3∶1；
(2)向反应产物A中加入上述重量份数的有机酸和氯乙酸铵并搅拌均匀，控制反应温度90℃，反应时间4小时，得反应产物B；
(3)向反应物B中加入上述重量份数的水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂并混合均匀，得反应物C；
(4)在反应物C中加入上述重量份数的缓蚀增效剂并混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
试验例1
在地层水，返排液，矿化度14000ppm中加入本实施例1-3任一种缓蚀助溶调理剂，可溶桥塞样块的溶解时间见表一，
表一缓蚀助溶调理剂加入量与可溶桥塞样块溶解时间
| 缓蚀助溶调理剂加量，％ | 样块溶解时间，min |
| 0 | 480 |
| 1 | 45 |
| 2 | 39 |
| 3 | 8 |
| 4 | 6 |
不加缓蚀助溶调理剂时，可溶桥塞样块的溶解时间最长，随缓蚀助溶调理剂加量的加入，可溶桥塞样块溶解时间依次缩短
试验例2
在地层水，返排液，矿化度14000ppm中加入本实施例4-6任一种缓蚀助溶调理剂，可溶桥塞样块的溶解时间见表一，
表一缓蚀助溶调理剂加入量与可溶桥塞样块溶解时间、油套管/电缆腐蚀速率的关系
不加缓蚀助溶调理剂时，可溶桥塞样块的溶解时间最长，随缓蚀助溶调理剂加量的加入，可溶桥塞样块溶解时间依次缩短，对油套管及电缆腐蚀速率很小，基本可以忽略。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种可溶桥塞用快速溶解液，其特征在于，按重量份计，包括：氯乙酸铵10-18份，甲醛5-10份，有机酸10-14份，氯离子盐15-20份，水溶性缓蚀剂5-8份，阴离子氟碳表面活性剂1-2份，清水30-54份。
2.根据权利要求1所述的一种可溶桥塞用快速溶解液，其特征在于，按重量份计，包括：氯乙酸铵14份，甲醛7.5份，有机酸12份，氯离子盐17.5份，水溶性缓蚀剂6.5份，阴离子氟碳表面活性剂1.5份，清水42份。
3.根据权利要求1或2所述的一种可溶桥塞用快速溶解液，其特征在于，所述有机酸为氨基磺酸、柠檬酸、乳酸中的一种或几种组合物。
4.根据权利要求1或2所述的一种可溶桥塞用快速溶解液，其特征在于，所述氯离子盐为氯化铵、氯化钾的一种或几种组合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种可溶桥塞用快速溶解液，其特征在于，水溶性缓蚀剂为甲基苯并三氮唑、巯基苯骈噻唑钠中的一种或两种。
6.根据权利要求1或2所述的一种可溶桥塞用快速溶解液，其特征在于，阴离子氟碳表面活性剂为氟代烷基羧酸盐、氟代烷基磺酸盐、氟代烷基磷酸盐与氟代烷基硫酸盐中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的一种可溶桥塞用快速溶解液，其特征在于：还包括缓蚀增效剂1～3份；所述缓蚀增效剂为炔醇及其衍生物。
8.一种权利要求1-6任一项所述的可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取上述重量份数的氯离子盐和甲醛并溶于上述清水中，加热至80-90℃，搅拌回流，反应1-2小时，得反应产物A；
(2)向反应产物A中加入上述重量份数的有机酸和氯乙酸铵并搅拌均匀，控制反应温度80-90℃，反应时间4-6小时，得反应产物B；
(3)向反应物B中加入上述重量份数的水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂并混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
9.根据权利要求8所述的一种可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，其特征在于，步骤(1)中氯离子盐与甲醛的比例为(2-3)∶1。
10.根据权利要求8～9任一项所述的一种可溶桥塞用快速溶解液的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，反应物B、水溶性缓蚀剂和阴离子氟碳表面活性剂的均匀混合物中，再加入缓蚀增效剂混合均匀，得可溶桥塞用快速溶解液。
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