專利名稱：基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于控制弓I發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝。
背景技術(shù)：
酸化技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外油藏工程師解除油水井近井地帶堵塞，擴(kuò)大或延長(zhǎng)油氣流動(dòng)通道，提高地層滲透率，增產(chǎn)增注的重要技術(shù)措施和開發(fā)手段，尤其是對(duì)一些碳酸鹽巖油藏和某些砂巖油藏的高效開采和開發(fā)更具有重要意義。稠化酸作為一種緩速酸，它的使用比例愈來愈大，這種發(fā)展趨勢(shì)今后還會(huì)加快。稠化酸主要應(yīng)用在酸化壓裂處理中。
由于稠化劑增大了酸液粘度，降低了酸的擠注性，經(jīng)常無謂地延長(zhǎng)施工時(shí)間，故基質(zhì)酸化中很少使用稠化劑。
稠化劑作為配制稠化酸的關(guān)鍵。隨著對(duì)稠化劑認(rèn)識(shí)的加深及稠化酸技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，對(duì)酸液稠化劑提出了更高的要求。目前認(rèn)為比較理想的酸液稠化劑應(yīng)該具備以下幾個(gè)方面的要求
(I)易溶于水和酸，溶解速度比較快；
(2)耐酸能力較好，對(duì)酸的增粘性受酸濃度影響較??；
(3)熱穩(wěn)定性比較好；
(4)與其它的酸液添加劑，如鐵離子穩(wěn)定劑、酸液緩蝕劑等配伍性好；
(5)配制20% HCl的稠化酸，表觀粘度〉50mPa · s ；
(6)受機(jī)械剪切的影響較?。?br> (7)配制的稠化酸殘酸粘度< IOmPa · S，殘?jiān)?lt; 7% ；
(8)與清水相比，井筒內(nèi)的降阻率> 50% ；
(9)配制稠化酸的單方成本< 1000元。
國(guó)外酸液稠化劑的研究開始于20世紀(jì)70年代，經(jīng)歷了從天然聚合物到合成物制備的研究，近年國(guó)外對(duì)酸液稠化劑的類型品種發(fā)展趨于穩(wěn)定，而且更注重產(chǎn)品性能的改善。 無論是改良老產(chǎn)品還是開發(fā)新產(chǎn)品，一般都把注意力集中在提高產(chǎn)品的高溫穩(wěn)定性、降失水性、在高濃度酸中的適用性以及耐高濃度離子、抗高剪切速率、不生成有害殘?jiān)确矫妗?br> 國(guó)外近期發(fā)展的酸液稠化劑在大的類別上沒有新的突破，這主要是原料選擇方面沒有突破性進(jìn)展所致。中高溫井所用的合成稠化劑原料仍以丙烯酰胺類和乙烯類聚合物為主，這類稠化劑具有天然物無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在品種數(shù)量和應(yīng)用范圍上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，其中尤以丙烯酰胺類聚合物最具優(yōu)勢(shì)。低溫淺井或中深井所用天然物稠化劑的原料仍以胍膠、 纖維素為主劑，一般在60°C以下溫度條件下使用，經(jīng)改性也僅達(dá)到70°C左右，由于高溫耐酸性能不理想，使其實(shí)際應(yīng)用受到限制。
國(guó)外絕大多數(shù)酸液稠化劑產(chǎn)品為干粉，便于包裝運(yùn)輸，也因其易分散于酸液中而便于使用，但是乳液型稠化劑更易溶于酸液，從而可提高使用效果。而且，生產(chǎn)乳液型稠化劑也可節(jié)省生產(chǎn)粉劑所耗能量，所以，近些年出現(xiàn)了多種乳液型稠化劑。
我國(guó)對(duì)酸液稠化劑的試驗(yàn)研究開始于1984年引進(jìn)美國(guó)哈里伯頓公司稠化劑在四川施工之后。開始的十余年中，從事此項(xiàng)工作的并研制出產(chǎn)品的只有兩家北京石油科研院油化所和四川石油局天研所。
20世紀(jì)90年代后期，北京石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院研制出陽(yáng)離子型粉狀酸液稠化劑VY-101，室內(nèi)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)顯示，VY-101酸液稠化劑具有良好的增粘性，熱穩(wěn)定性和抗剪切性，并有一定的防止粘土膨脹的作用。該劑在大港油田潛山油藏的開發(fā)中進(jìn)行過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，由于是粉狀的高分子產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)配制時(shí)需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行溶解。
在制備酸液稠化劑的工藝工程中，引發(fā)劑是容易分解成自由基的化合物，分子結(jié)構(gòu)上具有弱鍵，在一般聚合溫度(40°C 100°C )下，要求鍵的離解能為100 170KJ/mol。 離解能過高，分解過快，會(huì)使聚合物反應(yīng)速度過快；離解能過低，不易分解，會(huì)使聚合反應(yīng)難以進(jìn)行，所以，對(duì)于一個(gè)聚合反應(yīng)，選定合適的引發(fā)劑是很關(guān)鍵的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝，該制備工藝通過控制引發(fā)劑類型，從而能提高酸液稠化劑的轉(zhuǎn)化率和特性粘數(shù)，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，大大降低了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)出的聚合物酸液稠化劑質(zhì)量好。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝，包括以下步驟
(a)將丙烯酰胺和AMPS進(jìn)行提純備用；
(b)稱取一定量的MA并將其水解，移入置于超級(jí)恒溫水浴中的三頸瓶?jī)?nèi)，加入一定量的絡(luò)合劑；
(c)加入AMPS和AM，用10 %的氫氧化鈉溶液將反應(yīng)體系pH值調(diào)至7 ;
(d)通惰性氣體排氧并攪拌約15分鐘后，加入引發(fā)劑過硫酸銨；
(e)繼續(xù)通惰性氣體，將溫度調(diào)至反應(yīng)溫度，聚合反應(yīng)一定時(shí)間后再加入剩下的 AMPS和AM溶液，再反應(yīng)一段時(shí)間即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
所述步驟(b)中，絡(luò)合劑為EDTA溶液。
所述步驟⑷中，惰性氣體為氮?dú)狻?br> 所述步驟(d)中，引發(fā)劑采用滴加方式加入。
所述步驟(e)中，惰性氣體為氮?dú)狻?br> 上述AMPS為2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸；AM為丙烯酰胺；EDTA為乙二胺四乙酸；MA為馬來酸酐，下同。
綜上所述，本發(fā)明的有益效果是本工藝通過控制引發(fā)劑類型，從而能提高酸液稠化劑的轉(zhuǎn)化率和特性粘數(shù)，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，大大降低了生產(chǎn)成本， 且生產(chǎn)出的聚合物酸液稠化劑質(zhì)量好。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例
本發(fā)明涉及基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝，包括以下步驟
(a)將丙烯酰胺和AMPS進(jìn)行提純備用；
(b)稱取一定量的MA并將其水解，移入置于超級(jí)恒溫水浴中的三頸瓶?jī)?nèi)，加入一定量的絡(luò)合劑；
(c)加入AMPS和AM，用10%的氫氧化鈉溶液將反應(yīng)體系pH值調(diào)至7 ；
(d)通惰性氣體排氧并攪拌約15分鐘后，加入引發(fā)劑；
(e)繼續(xù)通惰性氣體，將溫度調(diào)至反應(yīng)溫度，聚合反應(yīng)一定時(shí)間后再加入剩下的 AMPS和AM溶液，再反應(yīng)一段時(shí)間即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
所述步驟(b)中，絡(luò)合劑為EDTA溶液。
所述步驟⑷中，惰性氣體為氮?dú)狻?br> 所述步驟(d)中，引發(fā)劑采用滴加方式加入。
所述步驟(e)中，惰性氣體為氮?dú)狻?br> 上述AMPS為2-甲基_2_丙烯酰胺基丙磺酸；AM為丙烯酰胺；EDTA為乙二胺四乙酸；MA為馬來酸酐，下同。
為了得到最佳的單體總濃度，本發(fā)明對(duì)以下幾種引發(fā)劑作了比較實(shí)驗(yàn)，它們是氧化體系(過硫酸銨，過硫酸鉀)，氧化還原體系(過硫酸銨-三乙醇胺，過硫酸銨-亞硫酸氫鈉)。實(shí)驗(yàn)中單體摩爾配比為AM AMPS = 7 3，馬來酸酐的用量為15% (wt)，單體的總濃度為30% (wt)，反應(yīng)體系的pH值為7，各引發(fā)劑用量同為O. 3% (wt)，反應(yīng)溫度55°C， EDTA用量200mg/L，反應(yīng)時(shí)間6h。測(cè)定結(jié)果如下表所示
權(quán)利要求
1.基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝，其特征在于，包括以下步驟(a)將丙烯酰胺和AMPS進(jìn)行提純備用；(b)稱取一定量的MA并將其水解，移入置于超級(jí)恒溫水浴中的三頸瓶?jī)?nèi)，加入一定量的絡(luò)合劑；(c)加入AMPS和AM，用10%的氫氧化鈉溶液將反應(yīng)體系pH值調(diào)至7；(d)通惰性氣體排氧并攪拌約15分鐘后，加入引發(fā)劑過硫酸銨；(e)繼續(xù)通惰性氣體，將溫度調(diào)至反應(yīng)溫度，聚合反應(yīng)一定時(shí)間后再加入剩下的AMPS 和AM溶液，再反應(yīng)一段時(shí)間即得到目標(biāo)產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝，其特征在于， 所述步驟(b)中，絡(luò)合劑為EDTA溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝，其特征在于， 所述步驟(d)中，惰性氣體為氮?dú)狻?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝，其特征在于， 所述步驟(d)中，引發(fā)劑采用滴加方式加入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝，其特征在于， 所述步驟(e)中，惰性氣體為氮?dú)狻?br> 全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于控制引發(fā)劑類型的酸液稠化劑制備工藝，包括步驟(a)丙烯酰胺提純；(b)AMPS提純；(c)稱取MA并水解，移入三頸瓶?jī)?nèi)，加入絡(luò)合劑；(d)加入AMPS和AM溶液，且按摩爾數(shù)計(jì)，單體總濃度為28％～32％，用氫氧化鈉溶液將pH值調(diào)至7；(e)通惰性氣體排氧后，加入引發(fā)劑過硫酸銨；(f)繼續(xù)通惰性氣體，將溫度調(diào)至反應(yīng)溫度，聚合反應(yīng)一定時(shí)間后再加入剩下的AMPS和AM溶液，再反應(yīng)一段時(shí)間即得到目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明通過控制引發(fā)劑類型，從而能提高酸液稠化劑的轉(zhuǎn)化率和特性粘數(shù)，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，大大降低了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)出的聚合物酸液稠化劑質(zhì)量好。
文檔編號(hào)C08F2/00GK102993358SQ201110290018
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者王磊 申請(qǐng)人:王磊