CN113045701A - 一种酸化用润湿反转剂、制备方法、及其在砂岩地热储层的施工方法 - Google Patents
一种酸化用润湿反转剂、制备方法、及其在砂岩地热储层的施工方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种润湿反转剂、制备方法、及其在砂岩地热储层的施工方法，该润反转剂为由单体A和单体B共聚得到的重均分子量为1200～3000g/mol的共聚物；单体A为：
单体B为：
单体A中，R1为CH3、C2H5、C3H7或
R2为CH3、C2H5、C3H7或
R3为CH3、C2H5、C3H7或C4H9，R4为CH3、C2H5或C3H7；单体B中，n＝1～4；共聚物中单体A对应结构单元与单体B对应结构单元的摩尔比为1:0.5～2；该共聚物采用乳液聚合的方法聚合而成，使用时可直接加入至酸化工作液中进而对砂岩地热储层实施的酸化施工；该润湿反转剂能够有效地将固体表面润湿性由水润湿转变为油润湿的目的，且配伍性好，不影响酸化工作液与可酸蚀矿物、可酸溶物之间的反应或相互作用；制备方法简单、可控、成本低，施工后采收效果好。
Description
技术领域
本发明涉及地质资源勘探开发中地热储层的增产技术领域，特别涉及一种酸化用润湿反转剂、制备方法、及其在砂岩地热储层的施工方法。
背景技术
目前，地热资源合理化利用已经作为国家长期规划的重点项目，被提到“节能减排”的规划日程上，更是作为降低空气污染的重点开发领域。地热是来自地球内部核裂变产生的一种能量资源。这种热量渗出地表，于是就有了地热。地热能是一种清洁能源，是可再生能源，可以作为发电、冬季供暖等清洁的热能，其开发前景十分广阔。因此，对地热资源开发集中在对地层热能的高效利用。
当地热水井完钻投入生产以后，随着临近注入水井的冷水注入，若要从地层中采出满足需求的热水，需要沟通井与井之间的地下通道，才能保证较大出水量、较高的出井水温的需求。
目前，在地热注入井和采出井完钻以后，采用直接投产的方式进行地热生产。前期采出水量和温度，可以满足需求；然而，一段时间以后，采出水量递减幅度很大，采出水的温度已经远远不能满足所需。因此，需要对地热注入井和采出井进行措施改造，以满足较大采出量和较高采水温度的需求。
砂岩地层均存在非均质性。地层矿物岩石表面的润湿性不一致，亲水性表面、非亲水性表面共存。根据文献报道，大部分岩石表面以亲水性居多；加之，地层孔隙或裂缝是普遍存在的，受到毛细管力作用，当外来水相进入地层后，容易形成“水锁”，造成注入水进入地层后，被“滞留”在地层中，采出率下降。因而，只有将地层岩石表面，也就是注入水流经过的表面，进行润湿性转变，使其由亲水性转变为非亲水性，提高水相的渗出能力，才能实现降低注入压力还可以增大水相的流经面积，从而提高水流经地层时的热交换率，进而提高采出水的温度和采出水量。
目前，对地层岩石表面进行润湿性转变，多用在采油或储层保护过程中，是提高洗油效率或防止非驱替用水相或液相滞留于地层中。采油过程中，将地层岩石表面转变为亲水性，目的是提高注入水的洗油的效率；而在储层保护过程中，首先这类地层均为油层、气层或是油、气共存的产层，需要降低水相的进入，防止水相“圈闭”油气现象的发生，阻碍油、气的流出。由图1(a)和图1(b)所示的毛细管力方向与驱替方向的关系：在内壁为亲水的毛细管中，若毛细管力Pc的方向与注水驱替方向一致，Pc为驱油的动力；相反，在内壁为亲油的毛细管中，若毛细管力Pc与注水驱替方向相反，Pc为驱油的阻力。这说明水相对亲水毛细管的附着功较大，水相更容易亲向于该类毛细管，使得油相更容易从该类毛细管表面被剔除；水相对亲油毛细管的附着功较小，水相不容易亲向于该类毛细管，使得油相不容易从该类毛细管表面被剔除。因此，可以推理可得，水相从亲水毛细管表面流过，受到附着功的作用，水相更容易沾湿、粘附于亲水毛细管，导致水相不易脱离亲水毛细管，降低了水相的流动能力。如若将亲水毛细管表面润湿性转变为憎水润湿，导致水相附着功减小，水相不容易停留在非亲水毛细管的表面，更容易在其中流动。
地热采水层均为非含油、气的产层，不涉及油、气的产出。因此，地层亲水性导致的“水锁”现象，反而成为阻碍产水量的不利因素。而提高地热利用率的主要矛盾在于采水量和采水温度。因此，热储地层的润湿性改变应朝着憎水性的方向进行。
酸化是利用酸液对地层和近井筒地带进行解堵的一种工艺技术。通常采用的酸化工作液体系中，以盐酸、土酸等作为主酸，再添加助排剂、粘土稳定剂、铁离子稳定剂、互溶剂等添加剂，协同主酸完成酸蚀解堵。酸化工艺可用于产层或非产层。其中，助排剂的作用是降低酸液的界面张力，有助于残酸返出地面。根据《钻井液工艺学》一书中对砂岩表面电性的说明，砂岩表面呈现电负性。以阴离子表面活性剂为主要成分的助排剂，在岩石表面难于停留。因此，助排剂的主要功能是降低了酸液的界面张力，并没有改变岩石表面的润湿性。当注入水进入以后或残酸返排以后，助排剂浓度降低，岩石孔隙或裂缝中仍然呈现高界面张力。根据附着功、岩石亲水性原理，对水相的注入造成一定的阻力。当酸液或其他水相液体流经，砂岩地层中的孔隙、裂缝时，受到孔隙或裂缝形成的亲水性毛细管力、附着功的影响，水相流动的阻力增大，使得水相流体难于从孔隙、裂缝中流动。由于地层胶结、地壳运动等因素，导致砂岩表面的润湿性也有部分呈现油相润湿，呈现砂岩表面的润湿非均质性。因此，导致水相流动呈现“间断、不连续”的特征。
地热井的酸化作业，除了需要完成解堵的任务以外，还一个目的是降低泵注压力、增加注水量，便于注水，在地下形成大面积的水相流动范围，以增加水在地层中的热交换，从而提高采出水的温度和采出水的产量。因此，若想以低泵压增加注水量，又能扩展水相流动的范围，通过改变地层岩石表面润湿性的方法是一种有效的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于砂岩地热储层酸化用的润湿反转剂，其能够有效地将岩石表面润湿性由水润湿转变为憎水润湿。
本发明的另一目的是提供一种上述砂岩地热储层酸化用润湿反转剂的制备方法。
本发明的第三个目的是提供一种采用上述方法制备的润湿反转剂在砂岩地热储层的酸化施工方法。
为此，本发明技术方案如下：
一种润湿反转剂，其为由单体A和单体B共聚得到的重均分子量为1200～3000g/mol的共聚物；其中，
单体A的化学结构式为：
单体B的化学结构式为：
在单体A中，R1为CH3、C2H5、C3H7或
R2为CH3、C2H5、C3H7或
R3为CH3、C2H5、C3H7或C4H9，R4为CH3、C2H5或C3H7；在单体B中，n＝1～4；所得共聚物中单体A对应结构单元与单体B对应结构单元的摩尔比为1:0.5～2。优选，在单体B中，n＝2～3。
优选，该润湿反转剂的重均分子量为1375～2895g/mol。
优选，共聚物的分子量分布系数为1.1～1.9。
一种润湿反转剂的制备方法，其制备步骤如下：
S1、向水中加入将乳化剂，再加入碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐或二者的混合物，并于500～550r/min的转速下搅拌30～40min，得到乳化剂混合液；其中，乳化剂为OP-10、Span-60、Span-80、Tween-80、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中至少一种；
S2、在非活泼性气体氛围下，向乳化剂混合液中滴加液态单体A或固态单体A溶于水配制得到的1～3g/mL的单体A的水溶液，以及液态单体B或固态单体B溶于水配制得到的1～3g/mL的单体B的水溶液，并采用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在200～300r/min的转速下混合搅拌均匀，得到预制反应液；其中，单体A与单体B的投料摩尔比为1:(0.5～3)；
S3、将预制反应液转移到反应容器中，在200～300r/min的转速，非活泼性气体氛围下，将预制反应液以1℃/min的升温速率升温至40～45℃，待温度稳定后，向其中加入部分过硫化物引发剂，并保持转速使其搅拌均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50～55℃，待温度稳定后，向其中加入剩余的过硫化物引发剂，并保持转速使其搅拌均匀；接着，在以400～500r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，保温反应5～8h，得到乳液状聚合物；其中，聚合过程提升转速能够有效避免爆聚现象；
S4、在150r/min的转速下，待乳液状聚合物自然降温至45～50℃，加入碱金属碳酸盐或是碱金属碳酸氢盐调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤并置于烘箱干燥，所得固体即为润湿反转剂。
优选，乳化剂的物质的量与步骤S1中溶剂水的体积的比值为(0.4～0.8):100；碱金属碳酸盐或碳酸氢盐或二者的混合物的物质的量与步骤S1中溶剂水的体积的比值为(0.2～0.6):100；单体A和单体B的总物质的量与步骤S1中溶剂水的体积的比值为(0.5～1):100。
优选，碱金属碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾中至少一种；碱金属碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾中至少一种。
优选，在步骤S3中，引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
优选，在步骤S3中，引发剂的物质的量与步骤S1中溶剂水的体积之比为0.02～0.05:100；首次加入至预制反应液中的引发剂的量为其总量的1/4～1/3。
优选，在步骤S2和步骤S3中，非活泼性气体为氮气或氦气，其泵送流量为0.2～0.3L/min。
一种采用上述砂岩地热储层酸化用润湿反转剂针对砂岩地热储层实施的酸化施工方法，其具体步骤如下：
S1、配制含有3wt.～5wt.％的润湿反转剂的酸化工作液，配制隔离液；酸化工作液与隔离液的体积比为(2.5～5):1；
S2、以1～2m3/min的速度向井中泵注18％～20％体积的酸化工作液后停泵，随后以3m3/min的速度向井中泵入30％～40％体积的隔离液后停泵；
S3、以1.5～3m3/min的速度向井中泵入30％～40％体积的酸化工作液后停泵，随后以2～3m3/min的速度向井中泵入30％～40％体积的隔离液后停泵；
S4、以2～5m3/min的速度向井中泵入剩余的酸化工作液后停泵，随后以3m3/min泵入剩余的隔离液后停泵；
S5、以12MPa～20MPa的压力泵入氮气至少2h后关井，1～3天以后开井，开泵注水恢复生产。
优选，酸化工作液由以质量分数计的10wt.～15wt.％稀盐酸、3wt.～5wt.％润湿反转剂、2wt.～5wt.％非离子型缓蚀剂、2wt.～6wt.％阳离子型粘土稳定剂和余量的水构成，各组分的质量分数之和为100％；隔离液为5wt.％氯化铵溶液。
与现有技术相比，该润湿反转剂及其制备方法的有益效果如下：
(1)该润湿反转剂可直接加入所配制的酸化工作液中进行使用以实现有效地将固体表面润湿性由水润湿转变为憎水润湿的目的，从而抑制了水相在砂岩表面的停留，增加水相的注入量；
(2)该润湿反转剂不参与酸化过程的酸岩反应，不消耗酸化工作液的酸液，在酸化工作液中配伍性好，无沉淀、分层现象，不影响酸化工作液与可酸蚀矿物、可酸溶物之间的反应或相互作用；
(3)该润湿反转剂的制备方法简单、可控制、成本低、产物易处理获得，具有良好的市场推广前景。
附图说明
图1(a)为毛细管力方向与驱替方向关系的第一种形式；
图1(b)为毛细管力方向与驱替方向关系的第二种形式；
图2为测试实验3中酸液累计流出量与时间的关系示意图；
图3为现场应用1中井V1-2和井V1-4的累计注入液量与泵压的关系示意图；
图4为现场应用2中井D9-53和井D9-55的累计注入液量与泵压的关系示意图；
图5为现场应用3中井H1-23和井H1-24的累计注入液量与泵压的关系示意图。
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。在以下实施例中，单体A和单体B使用时，若单体为液体则直接滴加使用，若单体为固体则将单体溶于水配制得到的1～3g/mL的单体水溶液后滴加使用。另外，剪切乳化搅拌器采用海越磁电子科技有限公司JRJ300-Ⅰ型剪切乳化搅拌器；制备的得到的共聚物的重均分子量是采用美国怀雅特公司的型号为DAWNHELEOSII的凝胶色谱仪进行测量；其中，分子量分布指数是采用GPC凝胶色谱测量所得的重均分子量和数均分子量的比值。
实施例1
一种润湿反转剂，其采用如下步骤制备而成：
S1、向600mL水中加入将2.4mol的十二烷基苯磺酸钠，再加入1.2mol的碳酸钠，并于500r/min的转速下搅拌30min，得到乳化剂混合液；
S2、以0.2L/min的速率泵送氮气，向处于氮气氛围下的乳化剂混合液中加入2mol单体A和1mol单体B，并利用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在300r/min的转速下混合搅拌15min，得到预制反应液；
其中，单体A的化学结构式为：
R1为CH3，R2为CH3；单体B的化学结构式为：
n为1；
S3、将预制反应液转移至反应容器中，并以0.2L/min的速率通入氮气保护，维持300r/min的搅拌速度，以1℃/min的升温速率，使预制反应液升温至40℃，待温度稳定5min后，加入0.03mol的过硫酸钾并搅拌15min至混合均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50℃，待温度稳定5min后，向其中加入剩余的0.09mol的过硫酸钾，并搅拌15min至混合均匀；接着，在以400r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，停止通氮气，保温反应5h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的搅拌状态下，待乳液状聚合物自然降温至45℃，加入碳酸钠调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤后置于烘箱干燥，得到57g固体，即为润湿反转剂。
该润湿反转剂经测定，其重均分子量为1375g/mol，分子量分布系数为1.1；经过核磁共振的氢谱、碳谱分析可确定该润湿反转剂共聚物中单体A对应结构单元和单体B对应结构单元的摩尔比为1:0.5；经红外光谱测试，该润湿反转剂共聚物在3040～3010cm-1、1695～1540cm-1没有特征峰，说明没有碳碳双键存在，即单体A与单体B通过聚合反应形成了聚合物，其在1650～1430cm-1出现苯环特种峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在1210～1015cm-1出现醚键的特征峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在3360～3200cm-1、1600～1570cm-1、1550～1504cm-1没有N-H的振动峰出现，说明共聚物中含有单体A对应结构单元。
实施例2
一种润湿反转剂，其采用如下步骤制备而成：
S1、向600mL水中加入将1.2mol的十二烷基苯磺酸钠、1.2molSpan-60，再加入1.2mol的碳酸钠，并于520r/min的转速下搅拌30min，得到乳化剂混合液；
S2、以0.2L/min的速率泵送氮气，向处于氮气氛围下的乳化剂混合液中加入2mol单体A和1mol单体B，并利用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在200r/min的转速下混合搅拌15min，得到预制反应液；
其中，单体A的化学结构式为：
R1为C3H7、R2为
R4为C3H7；单体B的化学结构式为：
n为2；
S3、将预制反应液转移至反应容器中，并以0.2L/min的速率通入氮气保护，维持300r/min的搅拌速度，以1℃/min的升温速率，使预制反应液升温至45℃，待温度稳定5min后，加入0.03mol的过硫酸钾并搅拌15min至混合均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50℃，待温度稳定5min后，向其中加入剩余的0.09mol的过硫酸钾，并搅拌15min至混合均匀；接着，在以450r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，停止通氮气，保温反应6h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的搅拌状态下，待乳液状聚合物自然降温至50℃，加入碳酸钠调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤并置于烘箱干燥，得到63g固体，即为润湿反转剂。
该润湿反转剂经测定，其重均分子量为1507g/mol，分子量分布系数为1.2；经过核磁共振的氢谱、碳谱分析可确定该润湿反转剂共聚物中单体A对应结构单元和单体B对应结构单元的摩尔比为1:0.8；经红外光谱测试，该润湿反转剂共聚物在3040～3010cm-1、1695～1540cm-1没有特征峰，说明没有碳碳双键存在，即单体A与单体B通过聚合反应形成了聚合物，其在1650～1430cm-1出现苯环特种峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在1730～1540cm-1出现酮的特征峰，说明共聚物中含有单体A对应结构单元，其在1210～1015cm-1出现醚键的特征峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在3360～3200cm-1、1600～1570cm-1、1550～1504cm-1没有N-H的振动峰出现，说明共聚物中含有单体A对应结构单元。
实施例3
一种润湿反转剂，其采用如下步骤制备而成：
S1、向600mL水中加入将1.8mol的十二烷基苯磺酸钠、1.8mol的Span-80，再加入2.4mol的碳酸氢钠，并于520r/min的转速下搅拌30min，得到乳化剂混合液；
S2、以0.2L/min的速率泵送氮气，向处于氮气氛围下的乳化剂混合液中加入2mol单体A和2mol单体B，并利用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在300r/min的转速下混合搅拌15min，得到预制反应液；
其中，单体A的化学结构式为：
R1为C2H5、R2为
R4为C2H5；单体B的化学结构式为：
n为2；
S3、将预制反应液转移至反应容器中，并以0.2L/min的速率通入氮气保护，维持300r/min的搅拌速度，以1℃/min的升温速率，使预制反应液升温至45℃，待温度稳定5min后，加入0.06mol的过硫酸铵并搅拌15min至混合均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50℃，待温度稳定5min后，向其中加入剩余的0.18mol的过硫酸铵，并搅拌15min至混合均匀；接着，在以450r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，停止通氮气，保温反应6h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的搅拌状态下，待乳液状聚合物自然降温至50℃，加入碳酸钠调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤并置于烘箱干燥，得到66g固体，即为润湿反转剂。
该润湿反转剂经测定，其重均分子量为1685g/mol，分子量分布系数为1.2；经过核磁共振的氢谱、碳谱分析可确定该润湿反转剂共聚物中单体A对应结构单元和单体B对应结构单元的摩尔比为1:0.6；经红外光谱测试，该润湿反转剂共聚物在3040～3010cm-1、1695～1540cm-1没有特征峰，说明没有碳碳双键存在，即单体A与单体B通过聚合反应形成了聚合物，其在1650～1430cm-1出现苯环特种峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在1730～1540cm-1出现酮的特征峰，说明共聚物中含有单体A对应结构单元，其在1210～1015cm-1出现醚键的特征峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在3360～3200cm-1、1600～1570cm-1、1550～1504cm-1没有N-H的振动峰出现，说明共聚物中含有单体A对应结构单元。
实施例4
一种润湿反转剂，其采用如下步骤制备而成：
S1、向600mL水中加入将1.8mol的十二烷基苯磺酸钠、1.8mol的Span-80，再加入1.2mol的碳酸钠、1.2mol的碳酸氢钠，并于530r/min的转速下搅拌30min，得到乳化剂混合液；
S2、以0.2L/min的速率泵送氮气，向处于氮气氛围下的乳化剂混合液中加入2mol单体A和2mol单体B，并利用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在250r/min的转速下混合搅拌15min，得到预制反应液；
其中，单体A的化学结构式为：
R1为
R2为
R3为C2H5，R4为C2H5；单体B的化学结构式为：
n为2；
S3、将预制反应液转移至反应容器中，并以0.2L/min的速率通入氮气保护，维持300r/min的搅拌速度，以1℃/min的升温速率，使预制反应液升温至45℃，待温度稳定5min后，加入0.06mol的过硫酸钾并搅拌15min至混合均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至55℃，待温度稳定5min后，向其中加入剩余的0.18mol的过硫酸钾引发剂，并搅拌15min至混合均匀；接着，在以500r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，停止通氮气，保温反应6h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的搅拌状态下，待乳液状聚合物自然降温至50℃，加入碳酸钠调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤并置于烘箱干燥，得到80g固体，即为润湿反转剂。
该润湿反转剂经测定，其重均分子量为1725g/mol，分子量分布系数为1.3；经过核磁共振的氢谱、碳谱分析可确定该润湿反转剂共聚物中单体A对应结构单元和单体B对应结构单元的摩尔比为1:0.8；经红外光谱测试，该润湿反转剂共聚物在3040～3010cm-1、1695～1540cm-1没有特征峰，说明没有碳碳双键存在，即单体A与单体B通过聚合反应形成了聚合物，其在1650～1430cm-1出现苯环特种峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在1730～1540cm-1出现酮的特征峰，说明共聚物中含有单体A对应结构单元，其在1210～1015cm-1出现醚键的特征峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在3360～3200cm-1、1600～1570cm-1、1550～1504cm-1没有N-H的振动峰出现，说明共聚物中含有单体A对应结构单元。
实施例5
一种润湿反转剂，其采用如下步骤制备而成：
S1、向600mL水中加入将1.8mol的十二烷基苯磺酸钠、1.8mol的Tween-80，再加入1.4mol的碳酸氢钠、1mol的碳酸钠，并于530r/min的转速下搅拌40min，得到乳化剂混合液；
S2、以0.2L/min的速率泵送氮气，向处于氮气氛围下的乳化剂混合液中加入3mol单体A和3mol单体B，并利用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在300r/min的转速下混合搅拌15min，得到预制反应液；
其中，单体A的化学结构式为：
R1为
R2为
R3为C2H5，R4为C2H5；单体B的化学结构式为：
n为3；
S3、将预制反应液转移至反应容器中，并以0.2L/min的速率通入氮气保护，维持300r/min的搅拌速度，以1℃/min的升温速率，使预制反应液升温至45℃，待温度稳定5min后，加入0.06mol的过硫酸钾并搅拌15min至混合均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50℃，待温度稳定5min后，向其中加入剩余的0.18mol的过硫酸钾，并搅拌15min至混合均匀；接着，在以500r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，停止通氮气，保温反应6h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的搅拌状态下，待乳液状聚合物自然降温至50℃，加入碳酸钠调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水后，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤置于烘箱干燥，得到85g固体，即为润湿反转剂。
该润湿反转剂经测定，其重均分子量为1855g/mol，分子量分布系数为1.2；经过核磁共振的氢谱、碳谱分析可确定该润湿反转剂共聚物中单体A对应结构单元和单体B对应结构单元的摩尔比为1:1；经红外光谱测试，该润湿反转剂共聚物在3040～3010cm-1、1695～1540cm-1没有特征峰，说明没有碳碳双键存在，即单体A与单体B通过聚合反应形成了聚合物，其在1650～1430cm-1出现苯环特种峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在1730～1540cm-1出现酮的特征峰，说明共聚物中含有单体A对应结构单元，其在1210～1015cm-1出现醚键的特征峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在3360～3200cm-1、1600～1570cm-1、1550～1504cm-1没有N-H的振动峰出现，说明共聚物中含有单体A对应结构单元。
实施例6
一种润湿反转剂，其采用如下步骤制备而成：
S1、向600mL水中加入将2.4mol的十二烷基苯磺酸钠、2.4molTween-80，再加入1.8mol的碳酸钾、1.8mol的碳酸氢钾，并于540r/min的转速下搅拌40min，得到乳化剂混合液；
S2、以0.3L/min的速率泵送氮气，向处于氮气氛围下的乳化剂混合液中加入2mol单体A和4mol单体B，并利用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在300r/min的转速下混合搅拌15min，得到预制反应液；
其中，单体A的化学结构式为：
R1为
R2为
R3为C2H5，R4为C2H5；单体B的化学结构式为：
n为3；
S3、将预制反应液转移至反应容器中，并以0.3L/min的速率通入氮气保护，维持300r/min的搅拌速度，以1℃/min的升温速率，使预制反应液升温至45℃，待温度稳定5min后，加入0.04mol的过硫酸钾并搅拌15min至混合均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50℃，待温度稳定5min后，向其中加入剩余的0.08mol的过硫酸钾，并搅拌15min至混合均匀；接着，在以500r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，停止通氮气，保温反应6h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的搅拌状态下，待乳液状聚合物自然降温至50℃，加入碳酸钠调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤并置于烘箱干燥，得到88g固体，即为润湿反转剂。
该润湿反转剂经测定，其重均分子量为2675g/mol，分子量分布系数为1.3；经过核磁共振的氢谱、碳谱分析可确定该润湿反转剂共聚物中单体A对应结构单元和单体B对应结构单元的摩尔比为1:1.6；经红外光谱测试，该润湿反转剂共聚物在3040～3010cm-1、1695～1540cm-1没有特征峰，说明没有碳碳双键存在，即单体A与单体B通过聚合反应形成了聚合物，其在1650～1430cm-1出现苯环特种峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在1730～1540cm-1出现酮的特征峰，说明共聚物中含有单体A对应结构单元，其在1210～1015cm-1出现醚键的特征峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在3360～3200cm-1、1600～1570cm-1、1550～1504cm-1没有N-H的振动峰出现，说明共聚物中含有单体A对应结构单元。
实施例7
一种润湿反转剂，其采用如下步骤制备而成：
S1、向600mL水中加入将1.2mol的十二烷基硫酸钠、1.2mol的Span-80、1.2mol的Tween-80，再加入1.8mol的碳酸钠、1.8mol的碳酸氢钠，并于540r/min的转速下搅拌30min，得到乳化剂混合液；
S2、以0.3L/min的速率泵送氮气，向处于氮气氛围下的乳化剂混合液中加入2mol单体A和1mol单体B，并利用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在300r/min的转速下混合搅拌15min，得到预制反应液；
其中，单体A的化学结构式为：
R1为CH3、R2为
R4为CH3；单体B的化学结构式为：
n为2；
S3、将预制反应液转移至反应容器中，并以0.3L/min的速率通入氮气保护，维持300r/min的搅拌速度，以1℃/min的升温速率，使预制反应液升温至45℃，待温度稳定5min后，加入0.04mol的过硫酸铵并搅拌15min至混合均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50℃，待温度稳定5min后，向其中加入剩余的0.08mol的过硫酸铵，并搅拌15min至混合均匀；接着，在以450r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，停止通氮气，保温反应7h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的搅拌状态下，待乳液状聚合物自然降温至50℃，加入碳酸钠调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤并置于烘箱干燥，得到59g固体，即为润湿反转剂。
该润湿反转剂经测定，其重均分子量为1425g/mol，分子量分布系数为1.2；经过核磁共振的氢谱、碳谱分析可确定该润湿反转剂共聚物中单体A对应结构单元和单体B对应结构单元的摩尔比为1:0.6；经红外光谱测试，该润湿反转剂共聚物在3040～3010cm-1、1695～1540cm-1没有特征峰，说明没有碳碳双键存在，即单体A与单体B通过聚合反应形成了聚合物，其在1650～1430cm-1出现苯环特种峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在1730～1540cm-1出现酮的特征峰，说明共聚物中含有单体A对应结构单元，其在1210～1015cm-1出现醚键的特征峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在3360～3200cm-1、1600～1570cm-1、1550～1504cm-1没有N-H的振动峰出现，说明共聚物中含有单体A对应结构单元。
实施例8
一种润湿反转剂，其采用如下步骤制备而成：
S1、向600mL水中加入将1.2mol的十二烷基苯磺酸钠、1.2mol的Span-60、1.2mol的Span-80、1.2mol的Tween-80，再加入1.5mol的碳酸钠、1.5mol的碳酸氢钠，并于550r/min的转速下搅拌30min，得到乳化剂混合液；
S2、以0.3L/min的速率泵送氮气，向处于氮气氛围下的乳化剂混合液中加入1mol单体A和3mol单体B，并利用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在300r/min的转速下混合搅拌15min，得到预制反应液；
其中，单体A的化学结构式为：
R1为C2H5、R2为
R4为C2H5；单体B的化学结构式为：
n为2；
S3、将预制反应液转移至反应容器中，并以0.3L/min的速率通入氮气保护，维持300r/min的搅拌速度，以1℃/min的升温速率，使预制反应液升温至45℃，待温度稳定5min后，加入0.03mol的过硫酸钾并搅拌15min至混合均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50℃，待温度稳定5min后，向其中加入剩余的0.09mol的过硫酸钾，并搅拌15min至混合均匀；接着，在以400～500r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，停止通氮气，保温反应7h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的搅拌状态下，待乳液状聚合物自然降温至50℃，加入碳酸钠调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤并置于烘箱干燥，得到70g固体，即为润湿反转剂。
该润湿反转剂经测定，其重均分子量为1475g/mol，分子量分布系数为1.3；经过核磁共振的氢谱、碳谱分析可确定该润湿反转剂共聚物中单体A对应结构单元和单体B对应结构单元的摩尔比为1:0.7；经红外光谱测试，该润湿反转剂共聚物在3040～3010cm-1、1695～1540cm-1没有特征峰，说明没有碳碳双键存在，即单体A与单体B通过聚合反应形成了聚合物，其在1650～1430cm-1出现苯环特种峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在1730～1540cm-1出现酮的特征峰，说明共聚物中含有单体A对应结构单元，其在1210～1015cm-1出现醚键的特征峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在3360～3200cm-1、1600～1570cm-1、1550～1504cm-1没有N-H的振动峰出现，说明共聚物中含有单体A对应结构单元。
实施例9
一种润湿反转剂，其采用如下步骤制备而成：
S1、向600mL水中加入将2.4mol的十二烷基硫酸钠、1.2mol的Span-60、1.2mol的Tween-80，再加入1.2mol的碳酸钠、1.2mol的碳酸氢钠、1.2mol的碳酸氢钾，并于550r/min的转速下搅拌30min，得到乳化剂混合液；
S2、以0.3L/min的速率泵送氮气，向处于氮气氛围下的乳化剂混合液中加入2mol单体A和3mol单体B，并利用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在300r/min的转速下混合搅拌15min，得到预制反应液；
其中，单体A的化学结构式为：
R1为
R2为
R3为C2H5，R4为C2H5；单体B的化学结构式为：
n为4；
S3、将预制反应液转移至反应容器中，并以0.3L/min的速率通入氮气保护，维持300r/min的搅拌速度，以1℃/min的升温速率，使预制反应液升温至45℃，待温度稳定5min后，加入0.1mol的过硫酸钾并搅拌15min至混合均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50℃，待温度稳定5min后，向其中加入剩余的0.2mol的过硫酸钾，并搅拌15min至混合均匀；接着，在以500r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，停止通氮气，保温反应8h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的搅拌状态下，待乳液状聚合物自然降温至50℃，加入碳酸钠调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤并置于烘箱干燥，得到105g固体，即为润湿反转剂。
该润湿反转剂经测定，其重均分子量为2895g/mol，分子量分布系数为1.9；经过核磁共振的氢谱、碳谱分析可确定该润湿反转剂共聚物中单体A对应结构单元和单体B对应结构单元的摩尔比为1:2；经红外光谱测试，该润湿反转剂共聚物在3040～3010cm-1、1695～1540cm-1没有特征峰，说明没有碳碳双键存在，即单体A与单体B通过聚合反应形成了聚合物，其在1650～1430cm-1出现苯环特种峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在1730～1540cm-1出现酮的特征峰，说明共聚物中含有单体A对应结构单元，其在1210～1015cm-1出现醚键的特征峰，说明共聚物中含有单体B对应结构单元，其在3360～3200cm-1、1600～1570cm-1、1550～1504cm-1没有N-H的振动峰出现，说明共聚物中含有单体A对应结构单元。
性能测试：
测试实验1
分别在9份200mL的蒸馏水中加入实施例1～9的润湿反转剂(加量为1wt.％)，在200r/min的转速下搅拌润湿反转剂完全溶解在水中。采用SY/T5153-2017中的测试方法对9组润湿反转剂水溶液对石英表面、砂岩岩石表面的润湿性改变的能力进行测试。
具体测试方法为：将石英片(长2cm、宽1cm、厚0.2cm)或岩芯柱，摆放在润湿角测量仪(上海中晨JC2000C1型)上，调整石英片或岩芯柱、微观进样器、镜头的位置，使得对焦准确后开始进行测量；然后取石英片或岩芯柱的一面，用微观进样器向润湿前的石英片或岩芯柱表面滴加1滴蒸馏水，5s以后，拍照、截取照片，利用润湿角测量仪自带的量角软件进行测量；测量完毕后，将蒸馏水用吸水纸吸干，自然干燥后，对该面进行润湿处理；待自然干燥以后，进行润湿后的润湿角测量。
同理，将润湿处理后的石英片或岩芯柱摆放在润湿角测量仪上，调整石英片或岩芯柱、微观进样器、镜头的位置，使得对焦准确后开始进行测量。用微观进样器向润湿后的石英片或岩芯柱表面滴加1滴蒸馏水，5s以后，拍照、截取照片，利用润湿角测量仪自带的量角软件进行测量。
其中，砂岩采用同井位、同井段的岩芯，并匀等份切成两端呈平面、直径为2.5cm、长1cm左右的岩芯柱。
测试结果如下表1所示。
表1：
从表1的测试结果可以看出，石英表面原始润湿性呈现水润湿，润湿角在10°～13°之间；当被实施例和对比例的润湿反转剂处理以后，石英表面发生了润湿反转，由原始亲水表面转变为亲油表面，蒸馏水的润湿角增大，超过了90°。
其中，实施例1、实施例2、实施例3相比：石英或岩芯在经过实施例2、实施例3润湿后的角度要大于实施例1，其原因在于：实施例2和实施例3的单体A中的R2结构相较于实施例1变为
而实施例2和实施例3相比，R4分别为C3H7和C2H5。但是，实施例3单体B的比例较实施例2大，因此，润湿性要略优于实施2。
实施例3、实施例4、实施例5对比：实施例5的n值比实施例4大，实施例5的润湿改变能力优于实施例4。实施例4比实施3的R1碳链更长，且含有醚键。因此，实施例4的润湿改变能力优于实施3。
实施例6的结构与实施例5相似，但是实施例6中单体B的比例大于实施例5。实施例6的润湿改变能力要优于实施例5。
实施例8与实施例7相比，在R1、R4的碳数上略有增加，更重要是实施例8中单体B的比例，大于实施例7，导致实施例8的润湿改变能力优于实施例7。实施例9相较于实施例6来说，分子结构类似，而且实施例9的n值大于实施例6。但是，优于实施例9合成过程中，单体分散程度较大，分子量分布系数不佳，导致实施例9的润湿改变能力较差。
可见，该润湿反转剂实现有效地将固体表面润湿性由水润湿转变为油润湿的目的，该转变降低了水相在岩石孔隙或裂缝中的流动阻力，增大了水相在砂岩孔隙或裂缝中的波及面积或体积，从而增加了水相流动的路径长度和时间，有助于水相在地层中更好地完成热交换，以达到提高水温的目的。其中，实施例5为最佳实施例。
测试实验2
以最佳实施例6的润湿反转剂为例，进行酸配伍性实验。具体地，该实验采用测定酸度的方法对润湿反转剂与酸的配伍性进行评价。
根据HCl+NaHCO3＝NaCl+H2O+CO2↑的反应原理，当盐酸消耗量相同或相差很近的结果，可以判定润湿反转剂对酸液影响及其微小。酸液有效成分为氢离子，只要润湿反转剂对氢离子没有作用，则可以说明润湿反转剂与酸液的配伍性好。相应地，配制浓度为5wt.％的NaHCO3溶液，浓度为5wt.％的稀盐酸100mL。
将100mL浓度为5％的稀盐酸倒入500mL烧杯中，并将烧杯置于磁力搅拌器上，加磁力搅拌子，以100r/min的转速搅拌；接着用100mL碱式滴定管盛满5％的NaHCO3溶液，向稀盐酸中滴加，直至500mL烧杯中不产生气泡为止。测量3次，求平均值。
测试结果如下表2所示。
表2：
| 测试项目 | 实验1 | 实验2 | 实验3 | 平均值 |
| NaHCO<sub>3</sub>消耗的体积/L | 83.1 | 83.3 | 82.9 | 83.1 |
将100mL浓度为5％的稀盐酸倒入500mL烧杯中，称取1g的实施例6加入稀盐酸中，并将烧杯置于磁力搅拌器上，加磁力搅拌子，以200r/min的转速搅拌，直至实施例6完全溶解；接着，用100mL碱式滴定管盛满5％的NaHCO3溶液，向稀盐酸中滴加，直至500mL烧杯中不产生气泡为止。测量3次，求平均值。
测试结果如表3所示。
表3：
| 测试项目 | 实验1 | 实验2 | 实验3 | 平均值 |
| NaHCO<sub>3</sub>消耗的体积/L | 83.2 | 83.1 | 83.2 | 83.2 |
从表2和表3的测试结果对比可以看出，两次测试结果中的NaHCO3消耗的体积相差很小，可以认为生产的润湿反转剂对盐酸影响很小，配伍性好。
进一步，采用相同原理以2％乙酸为例，同理对润湿反转剂与弱酸之间的配伍性进行测试。测试结果表明见下表4和表5。
表4：
| 测试项目 | 实验1 | 实验2 | 实验3 | 平均值 |
| NaHCO<sub>3</sub>消耗的体积/L | 56.2 | 56.1 | 56.2 | 56.2 |
表5：
| 测试项目 | 实验1 | 实验2 | 实验3 | 平均值 |
| NaHCO<sub>3</sub>消耗的体积/L | 56.5 | 56.2 | 56.4 | 56.4 |
从表4和表5的测试结果可以看出，两次实验中NaHCO3消耗的体积相差仅0.2mL，可见该润湿反转剂对有机弱酸影响很小，配伍性好。
测试实验3
参照SY/T5886-2018，用渗透率为660mD、202mD、85mD、36mD、6mD的5块地热井岩芯，评价润湿反转剂对液相流动的趋势。其中，为了减少误差，本次评价实验在室温(26℃)进行，采用恒流泵以2mL/min的流量将酸化工作液挤入长20cm的岩芯中。酸化工作液(200mL)配方为：10％稀盐酸+1％实施例6。测试结果如图2所示。
从图2的酸液累计流出量与时间的关系可以看出，随着渗透率的增大，酸液流出的速度在加快。由于渗透率大小不同，形成酸蚀通道的时间有所差异，从数据反应情况看，随着渗透率的降低，形成酸蚀通道的时间呈现延长的趋势。当酸蚀通道形成以后，酸液流出量呈现平直的趋势，说明润湿剂在酸蚀通道中起到了将水润湿表面转变为油润湿表面，水相难于停留，因此流速加快，形成了“水窜”式的流动形态。该形态有利于液相的流动，类似的情况在地层中发生后，随着酸蚀通道的形成数量的增多，会有更多液相经过酸蚀通道流经岩石内部，因此，可以大幅度地提高注入液相的体积量，降低注入泵压。
现场应用1
V1-X是5口井的井组，采出井V1-1井的井深3256m。地热层段厚度20m，位于3210～3230m之间，渗透率为760～850mD，与其临井形成了5点井网的井位布局，周围临井V1-2、V1-3、V1-4、V1-5为注入井，与其相距1200～2000m。V1-2、V1-3、V1-4、V1-5井所在地区的水型为氯化镁型，总矿化度1755.19～1928.58mg/L。开采2年后，注水压力不停地升高，接近临界最大压力值时，采用酸化进行增注作业。现以距离V1-1井2000m的两口注水井V1-2、V1-4为例，说明润湿反转剂在该地热井酸化工作液中的性能。
V1-2井的酸化工作液配方：10％稀盐酸+3％实施例6+2％缓蚀剂HS-3(非离子型)+2％粘土稳定剂SA-7(阳离子型)。
V1-4井的酸化工作液配方：10％稀盐酸+2％缓蚀剂HS-3(非离子型)+2％粘土稳定剂SA-7(阳离子型)。
隔离液配方：5％氯化铵溶液。
V1-2井、V1-4井的施工过程简述如下：按上述配方配制酸化工作液200m3，以2m3/min的速度泵入井中，泵注酸液40m3以后停泵；以3m3/min的速度向井中泵入15m3隔离液以后停泵；3m3/min的速度向井中泵入60m3酸液以后停泵；以3m3/min的速度向井中泵入15m3隔离液以后停泵；5m3/min的速度向井中泵入剩余酸液，随后以3m3/min的速度泵入10m3隔离液。当隔离液泵注完成后，以12MPa的压力泵入氮气2h后关井，1天以后开井，开泵注水恢复生产。
从图3所示的井V1-2和井V1-4的累计注入液量与泵压的关系可以看出，采用相同的施工过程和方法两口井泵压的变化差异较大。由于V1-2井、V1-4井相距V1-1井有2000m，井距较远，虽然整套井网处于渗透率较高的地层，但是达到预期酸化效果有一定难度。V1-2井采用添加润湿反转剂的酸液配方，期初泵注40m3的酸液，泵压有所降低成效不明显；当再次注入60m3后，由于前次酸化工作液带入了实施例6的润湿反转剂，当地层酸蚀通道被疏通后，润湿反转剂作用于岩石表面，改变了岩石表面水相润湿性，有利于后续剩余酸液的泵注。因此，施工泵压有明显地降低。
随着酸液泵注完成，后续泵注氮气驱替酸液、隔离液时，由于岩石表面润湿性的改变，毛细管力不再成为液相流动的阻力，有助于酸液、隔离液随着氮气的驱替流向V1-1井方向。进一步酸蚀V1-1井近井地带，可以增加后期恢复注水生产后的采出水量和提高采出水温。
相比于V1-2井，V1-4井采用常规酸化工作液体系。在泵注相同的工作液量后，泵压仍处于较高的压力，酸化增注的效果不明显。
现场应用2
D9-5X是5口井的井组，采出井D9-51井的井深2826m。地热层段厚度32m，位于2523～2555m之间，渗透率为55～88mD，与其临井形成了5点井网的井位布局，周围临井D9-52、D9-53、D9-54、D9-55为注入井，与其相距500～800m。D9-52、D9-53、D9-54、D9-55井所在地区的水型为硫酸钠型，总矿化度1335.36～1527.58mg/L。开采1.5年后，注水压力不停地升高，接近临界最大压力值时，采用酸化进行增注作业。现以距离D9-51井600m的两口注水井D9-53、D9-55为例，说明润湿反转剂在该地热井酸化工作液中的性能。
D9-53井的酸化工作液配方：15％稀盐酸+2％氟硼酸+4％实施例6+5％缓蚀剂HS-3(非离子型)+4％粘土稳定剂SA-7(阳离子型)。
D9-55井的酸化工作液配方：15％稀盐酸+2％氟硼酸+5％缓蚀剂HS-3(非离子型)+4％粘土稳定剂SA-7(阳离子型)。
隔离液配方：5％氯化铵溶液。
D9-53井、D9-55井的施工过程简述如下：按上述配方配制酸化工作液100m3，以2m3/min的速度泵入井中，泵注酸液20m3以后停泵；以3m3/min的速度向井中泵入10m3隔离液以后停泵；1.5m3/min的速度向井中泵入30m3酸液以后停泵；以3m3/min的速度向井中泵入10m3隔离液以后停泵；3m3/min的速度向井中泵入剩余酸液，随后以2m3/min的速度泵入10m3隔离液。当隔离液泵注完成后，以15MPa的压力泵入氮气2h后关井，2天以后开井，开泵注水恢复生产。
从图4的井D9-53和井D9-55的累计注入液量与泵压的关系可以看出，采用相同的施工过程和方法两口井泵压的变化差异较大。由于D9-53井、D9-55井相距D9-51井有600m，井距较近，虽然整套井网处于中渗透率的地层，但是达到预期酸化效果有一定难度。D9-53井采用添加润湿反转剂的酸液配方，期初泵注20m3的酸液，泵压有所降低成效不明显；当再次注入30m3后，由于前次酸化工作液带入了实施例6的润湿反转剂，当地层酸蚀通道被疏通后，润湿反转剂作用于岩石表面，改变了岩石表面水相润湿性，有利于后续剩余酸液的泵注。因此，施工泵压有明显地降低。。
随着酸液泵注完成，后续泵注氮气驱替酸液、隔离液时，由于岩石表面润湿性的改变，毛细管力不再成为液相流动的阻力，有助于酸液、隔离液随着氮气的驱替流向D9-51井方向。进一步酸蚀D9-51井近井地带，可以增加后期恢复注水生产后的采出水量和提高采出水温。
相比于D9-53井，D9-55井采用常规酸化工作液体系。在泵注相同的工作液量后，泵压仍处于较高的压力，酸化增注的效果不明显。
现场应用3
H1-2X是5口井的井组，采出井H1-21井的井深3635m。地热层段厚度16m，位于3585～3601m之间，渗透率为5～8mD，与其临井形成了5点井网的井位布局，周围临井H1-22、H1-23、H1-24、H1-25为注入井，与其相距200～300m。H1-22、H1-23、H1-24、H1-25井所在地区的水型为重碳酸钠型，总矿化度527.36～632.58mg/L。开采1年后，注水压力不停地升高，接近临界最大压力值时，采用酸化进行增注作业。现以距离D9-51井300m的两口注水井H1-23、H1-24为例，说明润湿反转剂在该地热井酸化工作液中的性能。
H1-23井的酸化工作液配方：12％稀盐酸+2％氢氟酸+5％实施例6+5％缓蚀剂HS-3(非离子型)+6％粘土稳定剂SA-7(阳离子型)。
H1-24井的酸化工作液配方：12％稀盐酸+2％氢氟酸+5％缓蚀剂HS-3(非离子型)+6％粘土稳定剂SA-7(阳离子型)。
隔离液配方：5％氯化铵溶液。
D9-53井、D9-55井的施工过程简述如下：按上述配方配制酸化工作液80m3，以1m3/min的速度泵入井中，泵注酸液15m3以后停泵；以2m3/min的速度向井中泵入10m3隔离液以后停泵；1.5m3/min的速度向井中泵入30m3酸液以后停泵；以2m3/min的速度向井中泵入10m3隔离液以后停泵；2m3/min的速度向井中泵入剩余酸液，随后以1m3/min的速度泵入10m3隔离液。当隔离液泵注完成后，以20MPa的压力泵入氮气2h后关井，3天以后开井，开泵注水恢复生产。
从图5井H1-23和井H1-24的累计注入液量与泵压的关系可以看出，采用相同的施工过程和方法两口井泵压的变化差异较大。由于H1-23井、H1-24井相距D9-51井有300m，井距近，但是整套井网处于低渗透率的地层，但是达到预期酸化效果有一定难度。H1-23井采用添加润湿反转剂的酸液配方，期初泵注15m3的酸液，泵压有所降低成效不明显；当再次注入30m3后，由于前次酸化工作液带入了实施例5的润湿反转剂，当地层酸蚀通道被疏通后，润湿反转剂作用于岩石表面，改变了岩石表面水相润湿性，有利于后续剩余酸液的泵注。因此，施工泵压有明显地降低。
随着酸液泵注完成，后续泵注氮气驱替酸液、隔离液时，由于岩石表面润湿性的改变，毛细管力不再成为液相流动的阻力，有助于酸液、隔离液随着氮气的驱替流向H1-21井方向。进一步酸蚀H1-21井近井地带，可以增加后期恢复注水生产后的采出水量和提高采出水温。
相比于H1-23井，H1-24井采用常规酸化工作液体系。在泵注相同的工作液量后，泵压仍处于较高的压力，酸化增注的效果不明显。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种润湿反转剂，其特征在于，其为由单体A和单体B共聚得到的重均分子量为1200～3000g/mol的共聚物；其中，
单体A的化学结构式为：
单体B的化学结构式为：
在单体A中，R1为CH3、C2H5、C3H7或
R2为CH3、C2H5、C3H7或
R3为CH3、C2H5、C3H7或C4H9，R4为CH3、C2H5或C3H7；在单体B中，n＝1～4；所得共聚物中单体A对应结构单元与单体B对应结构单元的摩尔比为1:0.5～2。
2.根据权利要求1所述的润湿反转剂，其特征在于，共聚物的分子量分布系数为1.1～1.9。
3.一种如权利要求1所述的润湿反转剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
S1、向水中加入将乳化剂，再加入碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐或二者的混合物，并于500～550r/min的转速下搅拌30～40min，得到乳化剂混合液；其中，乳化剂为OP-10、Span-60、Span-80、Tween-80、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中至少一种；
S2、在非活泼性气体氛围下，向乳化剂混合液中滴加液态单体A或固态单体A溶于水配制得到的1～3g/mL的单体A的水溶液，以及液态单体B或固态单体B溶于水配制得到的1～3g/mL的单体B的水溶液，并采用剪切乳化搅拌器使单体A、单体B和乳化剂混合液在200～300r/min的转速下混合搅拌均匀，得到预制反应液；
S3、将预制反应液转移到反应容器中，在200～300r/min的转速，在非活泼性气体氛围下，将预制反应液以1℃/min的升温速率升温至40～45℃，待温度稳定后，向其中加入部分过硫化物引发剂，并保持转速使其搅拌均匀；继续以1℃/min的升温速率升温至50～55℃，待温度稳定后，向其中加入剩余的过硫化物引发剂，并保持转速使其搅拌均匀；接着，在以400～500r/min的转速下以1℃/min的升温速率升温至65℃，保温反应5～8h，得到乳液状聚合物；
S4、在150r/min的转速下，待乳液状聚合物自然降温至45～50℃，加入碱金属碳酸盐或是碱金属碳酸氢盐调节乳液状聚合物的pH值至中性后，减压蒸馏除去溶剂水，将所得粗产物粉碎后使用乙醇重结晶后过滤并置于烘箱干燥，所得固体即为润湿反转剂。
4.根据权利要求3所述的润湿反转剂的制备方法，其特征在于，乳化剂的物质的量与步骤S1中溶剂水的体积的比值为(0.4～0.8):100；碱金属碳酸盐或碳酸氢盐或二者的混合物的物质的量与步骤S1中溶剂水的体积的比值为(0.2～0.6):100；单体A和单体B的总物质的量与步骤S1中溶剂水的体积的比值为(0.5～1):100。
5.根据权利要求3所述的润湿反转剂的制备方法，其特征在于，碱金属碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾中至少一种；碱金属碳酸氢盐为碳酸氢钠、碳酸氢钾中至少一种。
6.根据权利要求3所述的润湿反转剂的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，引发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
7.根据权利要求3所述的润湿反转剂的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，引发剂的物质的量与步骤S1中溶剂水的体积之比为0.02～0.05:100；首次加入至预制反应液中的引发剂的量为其总量的1/4～1/3。
8.根据权利要求2所述的润湿反转剂的制备方法，其特征在于，在步骤S2和步骤S3中，非活泼性气体为氮气或氦气，其泵送流量为0.2～0.3L/min。
9.根据权利要求1所述的润湿反转剂的施工方法，其特征在于，步骤为：
S1、配制含有3wt.～5wt.％的润湿反转剂的酸化工作液，配制隔离液；酸化工作液与隔离液的体积比为(2.5～5):1；
S2、以1～2m3/min的速度向井中泵注18％～20％体积的酸化工作液后停泵，随后以1～3m3/min的速度向井中泵入30％～40％体积的隔离液后停泵；
S3、以1.5～3m3/min的速度向井中泵入30％～40％体积的酸化工作液后停泵，随后以2～3m3/min的速度向井中泵入30％～40％体积的隔离液后停泵；
S4、以2～5m3/min的速度向井中泵入剩余的酸化工作液后停泵，随后以1～3m3/min泵入剩余的隔离液后停泵；
S5、以12MPa～20MPa的压力泵入氮气至少2h后关井，1～3天以后开井，开泵注水恢复生产。
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