CN111944082B - 一种固体酸的制备方法及固体酸的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种固体酸的制备方法及固体酸的应用。该固体酸的制备方法包括如下步骤：S1：将基础酸、聚合单体和溶剂混合，得到S1混合液；S2：将引发剂加入到所述S1混合液中，进行聚合反应，得到S2反应液；S3：将所述S2反应液进行干燥造粒，得到颗粒状的所述固体酸。所述固体酸应用于酸压中。

Description

一种固体酸的制备方法及固体酸的应用
技术领域
本发明提供了一种固体酸的制备方法，特别是所述固体酸在酸压中的应用。
背景技术
酸压是碳酸盐岩油气层重要的增产措施，其对油气层的改造效果主要决定于酸蚀裂缝导流能力和酸蚀裂缝长度。裂缝导流能力主要取决于酸溶解地层物质的数量以及裂缝壁面酸蚀形态的不规则程度，酸蚀裂缝长度受酸液滤失特性、酸岩反应速率以及裂缝中酸液流速所控制。目前，常用延缓酸岩反应的手段有：采用弱酸控制H+生成速率，采用高粘度酸液减慢H+的传质，以及通过交替注入酸液和能够通过降温作用来降低H+在岩石表面的反应速度的非反应液体。这些手段仅仅是对酸岩反应过程的控制。例如，前期的固体酸主要采用硝酸，通过固化剂将酸固化成颗粒，未采取包裹措施，固体硝酸与水混合后就立即开始释放出硝酸，而硝酸本身是一种强酸，具有很强的氧化作用，对于地层有机物的堵塞具有很强的解除作用，但对于碳酸盐岩是的刻蚀作用相对较差，同时在使用过程中存在硝酸释放对人员带来的危险。
发明内容
本发明之一提供了一种固体酸的制备方法，其包括如下步骤：
S1：将基础酸、聚合单体和溶剂混合，得到S1混合液；
S2：将引发剂加入到所述S1混合液中，进行聚合反应，得到S2反应液；
S3：将所述S2反应液进行干燥造粒，得到颗粒状的所述固体酸。
在一个具体实施方式中，所述基础酸包括盐酸、硝酸和氢氟酸中的至少一种。
在一个具体实施方式中，所述聚合单体包括丙烯酰胺、苯乙烯、环氧酯和丙烯酸酯中的至少一种。
在一个具体实施方式中，所述溶剂包括环已烷、柴油、白油和溶剂油中的至少一种。
在一个具体实施方式中，所述引发剂为偶氮二异丁腈、氧化二苯甲酰与过氧化苯甲酸叔丁酯复合体系中的至少一种。
在一个具体实施方式中，在所述氧化二苯甲酰与过氧化苯甲酸叔丁酯复合体系，所述氧化二苯甲酰与所述过氧化苯甲酸叔丁酯的质量比为2：1。
在一个具体实施方式中，以所有原料的总质量计作100％，基础酸30％至50％，聚合单体30％至50％；溶剂20％(19.95％约等于20％)至40％(39.95％约等于40％)；引发剂0.05％至0.5％。
在一个具体实施方式中，所述固体酸的颗粒的粒径为30-60目。
在一个具体实施方式中，在S2步骤中，聚合反应的时间为1至8小时，聚合反应的温度不超过60℃。
在一个具体实施方式中，在S2步骤中，聚合反应的时间为3至5小时，聚合反应的温度为30至45℃。
在一个具体实施方式中，在S3步骤中，在70至110℃下干燥1.5至2小时。
本发明之二提供了根据本发明之一中任意一项所述的制备方法得到的所述固体酸。
本发明之三提供了根据本发明之一中任意一项所述的制备方法得到的所述固体酸在酸压中的应用。
在一个具体实施方式中，所述固体酸在石油或天然气勘探和/或开发中的应用。
本发明的有益效果：
本发明的酸压用固体酸呈颗粒状，在室温阴凉干燥条件下比较稳定。而油田酸化用酸如盐酸、氢氟酸通常下呈液体，为危险化学品，运输、储存、施工都比较麻烦，施工要求较高。
本发明的酸压用固体酸具有岩石刻蚀能力强、不挥发、无臭味和对人体无毒性的特点，能够实现深部缓速酸化，增加酸液作用距离，提高增产措施效果。
本发明的固体酸在现场应用时随酸压基液一起泵入，不会对管柱产生腐蚀。
附图说明
图1显示了实施例1的固体酸在不同温度下有效酸的释放速度。
图2显示了实施例2的固体酸在不同温度下有效酸的释放速度。
图3显示了实施例3的固体酸在不同温度下有效酸的释放速度。
图4显示了实施例4的固体酸在不同温度下有效酸的释放速度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明实施例仅为示例性的说明，该实施方式无论在任何情况下均不构成对本发明的限定。
如无特别说明，以下实施例中使用的试剂均可市售获得。
实施例1
S1：将质量浓度25％浓度盐酸30质量份、丙烯酸酯30质量份和120#溶剂油39.95质量份混合，得到S1混合液；
S2：将偶氮二异丁腈0.05质量份加入到所述S1混合液中，40℃下聚合反应3小时，得到S2反应液；
S3：将所述S2反应液在105℃下干燥2小时，造粒，得到粒径为30-60目的颗粒状的固体酸。
实施例2
S1：将质量浓度15％盐酸20质量份、质量浓度8％氢氟酸10质量份、苯乙烯25质量份、丙烯酸酯25质量份和环己烷19.5质量份混合，得到S1混合液；
S2：将偶氮二异丁腈0.5质量份加入到所述S1混合液中，30℃下聚合反应5小时，得到S2反应液；
S3：将所述S2反应液在70℃下干燥1.5小时，造粒，得到粒径为30-60目的颗粒状的固体酸。
实施例3
S1：将质量浓度15％盐酸20质量份、质量浓度5％硝酸10质量份、环氧酯40质量份和15#白油29.9质量份混合，得到S1混合液；
S2：向所述S1混合液中通入氮气20分钟，将氧化二苯甲酰与过氧化苯甲酸叔丁酯复合体系按质量比2：1总计0.1质量份加入到所述S1混合液中，20℃下聚合反应8小时，得到S2反应液；
S3：将所述S2反应液在70℃下干燥2小时，造粒，得到粒径为30-60目的颗粒状的固体酸。
实施例4
S1：将质量浓度15％盐酸35质量份、质量浓度5％硝酸15质量份、环氧酯30质量份和15#白油19.95质量份混合，得到S1混合液；
S2：将氧化二苯甲酰与过氧化苯甲酸叔丁酯复合体系按质量比2：1总计0.05质量份加入到所述S1混合液中，60℃下聚合反应1小时，得到S2反应液；
S3：将所述S2反应液在70℃下干燥1.5小时，造粒，得到粒径为30-60目的颗粒状的固体酸。
耐温性实验
选取实施例1至4的固体酸，通过实验测定产品在一定温度下释放速度。具体操作如下：
实验方法为量取85ml蒸馏水倒入烧瓶中，置于已加热至恒定温度为70℃或90℃的水浴锅中，待蒸馏水温度升至恒定温度后，称取15g固体酸倒入烧瓶中，然后在5、10、15、20、25和30分钟的不同时间下取样分析计算释放有效酸浓度。实验结果如图1、至4，结果表明，本发明的固体酸的耐温性达90℃左右，产品在70℃时基本不释放酸，在90℃左右实现缓慢释放酸。
虽然本发明已经参照具体实施方式进行了描述，但是本领域的技术人员应该理解在没有脱离本发明的真正的精神和范围的情况下，可以进行的各种改变。此外，可以对本发明的主体、精神和范围进行多种改变以适应特定的情形、材料、材料组合物和方法。所有的这些改变均包括在本发明的权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种固体酸的制备方法，其包括如下步骤：
S1：将基础酸、聚合单体和溶剂混合，得到S1混合液，所述溶剂包括环已烷、柴油、白油和溶剂油中的至少一种；
S2：将引发剂加入到所述S1混合液中，进行聚合反应，得到S2反应液；
S3：将所述S2反应液进行干燥造粒，得到颗粒状的所述固体酸；
所述聚合单体包括丙烯酰胺、苯乙烯和丙烯酸酯中的至少一种；
以所有原料的总质量计作100%，基础酸30%至50%，聚合单体30%至50%；溶剂20%至40%；引发剂0.05%至0.5%。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基础酸包括盐酸、硝酸和氢氟酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈，和/或所述引发剂为氧化二苯甲酰与过氧化苯甲酸叔丁酯复合体系。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述固体酸的颗粒的粒径为30-60目。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在S2步骤中，聚合反应的时间为1至8小时，聚合反应的温度不超过60°C。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在S2步骤中，聚合反应的时间为3至5小时，聚合反应的温度为30至45°C。
7.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在S3步骤中，在70至110°C下干燥1.5至2小时。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的制备方法得到的所述固体酸。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的制备方法得到的所述固体酸在酸压中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述固体酸在石油或天然气勘探和/或开发中的应用。
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