CN1300279C - 高温酸化互溶剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高温酸化互溶剂，它由一缩二丙二醇单甲酯、聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺、2，3环氧丙基三甲基氯化铵和水4种组分构成，各组分的质量含量分别为一缩二丙二醇单甲酯：29%～54%、聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺：26%～48%、2，3环氧丙基三甲基氯化铵：2.5%～7.6%、水：15%～40%，高温酸化互溶剂中各成分之和为100%。本发明提供的高温酸化互溶剂在20%盐酸中使用浓度为10%时，可增溶30%酸液体积的煤油、岩石对酸液的润湿角在60°左右、破乳率100%，且对缓蚀剂没有负面影响。
Description
技术领域：
本发明涉及一种用于油田酸化的化学剂，尤其是高温酸化互溶剂。
背景技术：
酸化互溶剂是指能使酸液与原油互溶的化学剂。油田酸化使用互溶剂的原因是：
(1)由于原油中的活性成份或重质组分在岩石表面的吸附、沉积，导致岩石表面亲油阻止了酸与岩石表面的接触和反应，增加了原油在多孔介质中的流动阻力。
(2)酸液中缓蚀剂等活性组分可吸附于岩石表面，使亲水岩石表面反转为亲油表面，阻止了酸与岩石表面的进一步接触，减小了油相渗透率。同时，缓蚀剂等活性组分在岩石表面吸附后使表面活性剂不能起到预期的防腐蚀、防乳、破乳等作用。
(3)酸化过程中产生的固体微粒对酸液和原油的乳化起稳定作用，酸-油乳状液的形成可导致地层伤害，并阻碍残酸的返排。
1971年Gidley发现如果砂岩地层用含有10％(EGMBE)的柴油作后置液，处理后的油井产量是常规土酸处理的六到七倍。同年，Gidley和Humble发表的文章显示EGMBE有保持岩石表面水润湿的性能。1972年Sutton and Lasater研究了含表面活性剂或缓蚀剂工作液中互溶剂的作用，发现互溶剂能降低岩层固体对表面活性剂的吸附作用，同时降低由表面活性剂的吸附造成形成的乳状液的稳定性，起到防乳化、破乳的作用。1975年Hall将互溶剂加入表面活性剂工作液中，发现互溶剂可增加表面活性剂对岩样的穿透深度。1988年King和Lee研究了一种醇醚类混合物互溶剂的吸附性质，如乙醇、异丙醇、异丁醇和EGMBE的混合物，该混合物能够改变岩石润湿性，有较强的破乳作用，能够使酸与原油形成的酸渣明显减少。综合酸化互溶剂的国内外研究现状认为，低分子溶剂(醇、醚和醇醚)始终是酸化互溶剂的重要成分，通过向低分子溶剂中添加其它组分强化酸化互溶剂的作用和减小互溶剂对缓蚀剂作用的负面影响是互溶剂发展的主要方向，本发明就是基于这一趋势形成的。
发明内容：
本发明的目的是要开发一种抗高温、高性能的酸化互溶剂。
本发明的目的是由以下配方实现。高温酸化互溶剂由一缩二丙二醇单甲酯、聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺、2，3环氧丙基三甲基氯化铵和水4种组分构成，各组分的质量含量分别为一缩二丙二醇单甲酯：29％～54％、聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺：26％～48％、2，3环氧丙基三甲基氯化铵：2.5％～7.6％、水：15％～40％，高温酸化互溶剂中各成分之和为100％。
高温酸化互溶剂中主要成分的作用为：
(1)一缩二丙二醇单甲酯
一缩二丙二醇单甲酯是高温酸化用粘土互溶剂的主要成分之一，结构式为：
一缩二丙二醇单甲酯是性能优异的低分子溶剂，在酸化互溶剂中的作用优于常用的乙二醇单丁醚(见表1)。表1说明一缩二丙二醇单甲酯可显著减小乙二醇单丁醚类互溶剂对缓蚀剂作用的负面影响，原因是一缩二丙二醇单甲酯中酯键水解后产生的甲酸是高温缓蚀的增效剂，这是本发明的主要创新点。
表1两种低分子溶剂的性能比较
| 溶剂 | 增溶油量1)(ml油/ml酸液) | 润湿角2)(°) | 腐蚀速率3)(g/m2·h) |
| 一缩二丙二醇单甲酯 | 0.31 | 36 | 1.83 |
| 乙二醇单丁醚 | 0.17 | 45 | 5.79 |
| 1)煤油在20％盐酸+10％溶剂+2％缓蚀剂酸液体系中的溶解量，试验温度为90℃；2)在20％盐酸+10％溶剂+2％缓蚀剂酸液体系中浸泡4h后玻璃片对水的润湿角，试验温度为90℃；3)20％盐酸+10％溶剂+2％缓蚀剂酸液体系对N80钢片的腐蚀速度率，试验温度90℃。 | |||
(2)2，3环氧丙基三甲基氯化铵
2，3环氧丙基三甲基氯化铵是高温酸化互溶剂的主要成分之一，结构式为：
2，3环氧丙基三甲基氯化铵在酸中解离成有机阳离子，该阳离子可通过静电作用吸附于粘土颗粒表面，使岩石界面保持弱亲水性。由于静电引力显著高于分子间引力，2，3环氧丙基三甲基氯化铵既可通过竞争吸附减小酸液中缓蚀剂等在岩石表面的吸附量，又可以取代吸附在岩石表面上的石油酸类活性物质，因此，2，3环氧丙基三甲基氯化铵的主要作用是维持岩石表面的弱亲水性。
(3)聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺
聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺是高温酸化互溶剂的主要成分之一，结构式为：
聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺是油田常用的油包水乳状液的破乳剂，它在互溶剂中有两个作用。一为防止油包酸乳状液的生成，二是通过胶束的形成对原油起增溶作用。
具体实施方式：
下面结合实施例来详细描述本发明的组成和制备过程和性能参数。
(1)原材料性能要求
一缩二丙二醇单甲酯有效含量大于96％；
2，3环氧丙基三甲基氯化铵有效含量大于96％；
聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺有效含量大于93％。
(2)高温酸化互溶剂制备实例与性能参数
向已启动的1m3乳化器内加入220kg水、460kg一缩二丙二醇单甲酯和280kg聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺，升温至50℃，搅拌至完全溶解。然后边搅拌边加入40kg2，3环氧丙基三甲基氯化铵，搅拌至形成均匀透明溶液，就是本发明所述的高温酸化互溶剂。实施例产品的性能参数见表2～表4。
表2实施例产品在20％盐酸中的性能参数1)
| 使用浓度，％ | 0.0 | 2.5 | 5.0 | 10 | 20 |
| 破乳率，％ | 76.4 | 91.8 | 96.7 | 100 | 100 |
| 增溶油量，ml油/ml酸液 | 0.00 | 0.05 | 0.13 | 0.31 | 0.84 |
| 玻璃片与酸液润湿角，° | 131 | 84 | 76 | 63 | 62 |
| 腐蚀速率，g/m2·h | 2.33 | 2.07 | 1.67 | 1.83 | 2.64 |
| 1)试验温度为90℃； | |||||
表3实施例产品在不同酸液中的性能参数1)
| 酸液 | 盐酸 | 硝酸 | 土酸2) | ||||||
| 10％ | 20％ | 30％ | 10％ | 20％ | 30％ | 10％ | 20％ | 30％ | |
| 破乳率，％ | 100 | 100 | 100 | 100 | 95 | 84 | 100 | 100 | 100 |
| 增溶油量，ml油/ml酸液 | 0.34 | 0.31 | 0.27 | 0.32 | 0.27 | 0.14 | 0.33 | 0.34 | 0.29 |
| 玻璃片与酸液润湿角，° | 63 | 63 | 61 | 54 | 41 | 38 | 61 | 64 | 62 |
| 1)试验温度为90℃，酸液中实施例产品浓度为10％；2)HCl与HF质量比为3∶1。 | |||||||||
表4实施例产品在20％盐酸酸液中的耐温性能1)
| 试验温度，℃ | 120 | 150 | 210 |
| 破乳率，％ | 100 | 100 | 98 |
| 增溶油量，ml油/ml酸液 | 0.30 | 0.28 | 0.25 |
| 玻璃片与酸液润湿角，° | 62 | 57 | 56 |
| 1)20％盐酸+10％实施例产品+2％缓蚀剂酸液体系在高温条件下恒温12h后，90℃条件测定各指标。 | |||
(3)高温酸化互溶剂的使用条件
本发明所提供的高温酸化互溶剂使用条件为：
油层温度：0℃～210℃；
酸液类型：盐酸、土酸、硝酸；
酸液总浓度：小于等于30％；
高温酸化互溶剂使用浓度：5％～10％。
(4)高温酸化互溶剂使用方法
高温酸化互溶剂是溶解到酸液中使用，高温酸化互溶剂与酸液互溶。
Claims (1)
1、种高温酸化互溶剂，其特征是，由一缩二丙二醇单甲酯、聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺、2，3环氧丙基三甲基氯化铵和水4种组分构成，各组分的质量含量分别为一缩二丙二醇单甲酯：29％～54％、聚氧乙烯聚氧丙烯四乙烯五胺：26％～48％、2，3环氧丙基三甲基氯化铵：2.5％～7.6％、水：15％～40％，高温酸化互溶剂中各成分之和为100％。
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