一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，向反應(yīng)釜內(nèi)加入一定比例的聚乙二醇和亞硫酰氯，加入堿溶液調(diào)節(jié)溶液pH，加熱回流反應(yīng)得到聚氯代乙烷，向反應(yīng)釜中加入一定比例的聚氯代乙烷和氨水，升溫、反應(yīng)得到聚乙二胺和氯化銨的固體混合物，將聚乙二胺和氯化銨的固體混合物溶解于水中，向溶液中滴加乙二胺和酸液，得到粘稠的黃色液體混合物，加入無機鹽混合均勻，蒸干水分和溶劑，即得到壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑。本發(fā)明所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑對黏土膨脹、分散和運移有良好的抑制作用，具有優(yōu)良的黏土防膨能力，溶解性好、有效期長，對設(shè)備無腐蝕、合成成本低，合成方法簡單，具有良好的市場應(yīng)用價值。
【專利說明】
一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于深井用的壓裂酸化液體系施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田開采程度過度開采，較易開采油層日趨減少。目前向深井及非常規(guī)油氣藏開采油氣方向發(fā)展。這些油氣藏表現(xiàn)埋藏深、滲透率低、溫度高等特點。進行壓裂及酸化改造工作仍然是這類油氣藏開采過程中最有效的增產(chǎn)措施技術(shù)。而黏土穩(wěn)定劑是壓裂及酸化液體系中不可缺少的核心添加劑，其作用是能夠有效抑制黏土膨脹，改善體系性能，增加地層滲透率，提高油氣產(chǎn)量必要手段。因此研究壓裂酸化用黏土穩(wěn)定劑具有廣闊的市場前景和市場需求，而國內(nèi)市場用的黏土穩(wěn)定劑雖已有一些種類，但隨著油氣藏埋藏深、溫度高、出砂多、黏土微粒運移頻繁等特點，亟待需要研發(fā)并升級壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑廣品及相關(guān)體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，以解決黏土膨脹、粘土微粒運移頻繁、穩(wěn)定性差、地層滲透率低，油氣產(chǎn)量低等問題。
[0004]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，包括如下步驟:
[0006](I)向反應(yīng)釜加入聚乙二醇和亞硫酰氯的混合物，聚乙二醇和亞硫酰氯摩爾比為1: 1.2?1:1.5，混合均勻后加入堿溶液調(diào)節(jié)溶液pH至8?10，升溫至75?85°C加熱回流反應(yīng)3?5h，得到中間體聚氯代乙烷；
[0007](2)在氮氣保護下，向反應(yīng)釜中加入經(jīng)步驟(I)制得的中間體聚氯代乙烷和氨水，聚氯代乙燒和氨水的摩爾比為1:4?1:6，升溫至110?120°C，反應(yīng)4?6h，停止加熱，得到聚乙二胺和氯化銨的固體混合物；
[0008](3)將聚乙二胺和氯化銨的固體混合物溶解于水中，向溶液中滴加乙二胺，乙二胺與固體混合物的摩爾比為0.5:1?1.5:1，混合均勻，再加入酸液，酸液與聚乙二胺、氯化銨、乙二胺與水的混合溶液的摩爾比為2:1?4:1，常溫反應(yīng)I?2小時，得到粘稠的黃色液體混合物；
[0009](4)向所述步驟(3)得到的粘稠的黃色混合物中加入無機鹽混合均勻，蒸干水分和溶劑，即得到壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑。
[0010]進一步的，所述步驟(I)中聚乙二醇的分子量為400、2000、3000、6000、8000、12000
中的一種。
[0011]進一步的，所述步驟(I)中堿溶液的濃度為0.5?2mol/L，所述堿為碳酸鈉、碳酸氫鈉、吡啶中的一種或兩種以上的混合物。
[0012 ]進一步的，所述步驟(3)中的酸液為鹽酸、醋酸中的一種。
[0013]進一步的，所述鹽酸的濃度為36%?38wt%，所述醋酸溶液的濃度為10?50wt%。[OOM]進一步的，所述步驟(3)中乙二胺與固體混合物的摩爾比為1:1。
[0015]進一步的，所述步驟(3)中酸液與聚乙二胺、氯化銨、乙二胺與水的混合溶液的摩爾比為3:1。
[0016]進一步的，步驟(4)中所述的蒸干水分和溶劑的溫度條件為102°C?108 °C。
[0017]進一步的，所述步驟(4)中無機鹽為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鋁中的一種或兩種以上的混合物。
[0018]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法具有以下優(yōu)勢:
[0019](I)本發(fā)明所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑對黏土膨脹、分散和運移有良好的抑制作用，具有優(yōu)良的黏土防膨、穩(wěn)定能力，溶解性好、有效期長，對設(shè)備無腐蝕、合成成本低，合成方法簡單，具有良好的市場應(yīng)用價值。
[0020](2)本發(fā)明所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的分子量控制在500?12000之間，屬于低分子量聚合物，具有更強的抑制黏土微粒運移和膨脹的作用。
[0021](3)與現(xiàn)有技術(shù)相比，該壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑耐溫達到180°C，能夠顯著提高壓裂酸化液體系抑制黏土膨脹的性能，同時與體系其它處理劑配伍性良好；當在體系中加入量為1?七％時，防膨率大于90%，顯示出良好的黏土防膨性能，適用于深井及非常規(guī)油氣藏開采油氣中。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0023]實施例1:
[0024](I)向反應(yīng)釜內(nèi)加入摩爾比為1: 1.5的聚乙二醇(分子量為3000)和亞硫酰氯，混合均勻后滴加吡啶調(diào)節(jié)溶液pH=8，升溫至78°C，加熱回流反應(yīng)5h，得到中間體聚氯代乙烷；
[0025](2)將經(jīng)步驟(I)制備的中間體聚氯代乙烷加入到反應(yīng)器容器中，通入氮氣保護條件下，向容器中加入氨水溶液，所述中間體聚氯代乙烷和所述氨水的摩爾比為1:4，升溫至115 °C，反應(yīng)5h，得到聚乙二胺和氯化銨的固體混合物；
[0026](3)將聚乙二胺和氯化銨的固體混合物溶解于水中，向溶液中滴加與所述固體混合物同等摩爾數(shù)的乙二胺，充分混合均勻后，再加入3倍于所述混合溶液總摩爾數(shù)的鹽酸，鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為36.5wt%，常溫反應(yīng)1.5小時，得到粘稠的黃色液體混合物；
[0027](4)向經(jīng)步驟(3)制備的粘稠的黃色混合溶液中加入混合溶液總質(zhì)量的60 %的氯化鉀并混合均勻，蒸干水分和溶劑，即得到壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑產(chǎn)品。
[0028]該壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑在壓裂液中添加量為lwt%，井內(nèi)溫度160°C時，其防膨脹率為93.8%。
[0029]實施例2:
[0030](I)向反應(yīng)釜內(nèi)加入摩爾比為1:1.2的聚乙二醇(分子量為12000)和亞硫酰氯，混合均勻后滴加lmol/L碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH至10，升溫至80°C，加熱回流反應(yīng)4h，得到中間體聚氯代乙烷；
[0031](2)將經(jīng)步驟(I)制備的中間體聚氯代乙烷加入到反應(yīng)器容器中，通入氮氣保護條件下，向容器中加入氨水溶液，所述中間體聚氯代乙烷和所述氨水的摩爾比為1:6，升溫至120°C，反應(yīng)5h，得到聚乙二胺和氯化銨的固體混合物；
[0032](3)將聚乙二胺和氯化銨的固體混合物溶解于水中，向溶液中滴加與所述固體混合物同等摩爾數(shù)的乙二胺，充分混合均勻后，再加入三倍于所述混合溶液總摩爾數(shù)的醋酸溶液，醋酸溶液的質(zhì)量分數(shù)為30wt%，常溫反應(yīng)I小時，得到粘稠的黃色液體混合物；
[0033](4)向經(jīng)步驟(3)制備的粘稠的黃色混合溶液中加入混合溶液總質(zhì)量的70 %的氯化鉀并混合均勻，蒸干水分和溶劑，即得到壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑產(chǎn)品。
[0034]該壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑在壓裂液中添加量為lwt%，井內(nèi)溫度160°C時，其防膨脹率為91.1%。
[0035]實施例3:
[0036](I)向反應(yīng)釜內(nèi)加入摩爾比為1:1.4的聚乙二醇(分子量為400)和亞硫酰氯，混合均勻后滴加2mol/L碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH至9，升溫至75°C，加熱回流反應(yīng)3h，得到中間體聚氯代乙烷；
[0037](2)將經(jīng)步驟(I)制備的中間體聚氯代乙烷加入到反應(yīng)器容器中，通入氮氣保護條件下，向容器中加入氨水溶液，所述中間體聚氯代乙烷和所述氨水的摩爾比為1:5，升溫至11 (TC，反應(yīng)6h，得到聚乙二胺和氯化銨的固體混合物；
[0038](3)將聚乙二胺和氯化銨的固體混合物溶解于水中，向溶液中滴加與所述固體混合物同等摩爾數(shù)的乙二胺，充分混合均勻后，再加入三倍于所述混合溶液總摩爾數(shù)的醋酸溶液，醋酸溶液的質(zhì)量分數(shù)為40wt%，常溫反應(yīng)2小時，得到粘稠的黃色液體混合物；
[0039](4)向經(jīng)步驟(3)制備的粘稠的黃色混合溶液中加入混合溶液總質(zhì)量的80 %的氯化鉀和氯化鈉并混合均勻，蒸干水分和溶劑，即得到壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑產(chǎn)品。
[0040]該壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑在酸化液中添加量為Iwt %，井內(nèi)溫度160 0C時，其防膨脹率為90.3%。
[0041 ] 實施例4:
[0042](I)向反應(yīng)釜內(nèi)加入摩爾比為1: 1.3的聚乙二醇(分子量為2000)和亞硫酰氯，混合均勻后滴加Imo 1/L碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液pH至10，升溫至80°C，加熱回流反應(yīng)4.5h，得到中間體聚氯代乙烷；
[0043](2)將經(jīng)步驟(I)制備的中間體聚氯代乙烷加入到反應(yīng)器容器中，通入氮氣保護條件下，向容器中加入氨水溶液，所述中間體聚氯代乙烷和所述氨水的摩爾比為1:5.5，升溫至120°C，反應(yīng)5h，得到聚乙二胺和氯化銨的固體混合物；
[0044](3)將聚乙二胺和氯化銨的固體混合物溶解于水中，向溶液中滴加與所述固體混合物同等摩爾數(shù)的乙二胺，充分混合均勻后，再加入三倍于所述混合溶液總摩爾數(shù)的鹽酸，鹽酸的質(zhì)量分數(shù)為36.5wt%，常溫反應(yīng)1.5小時，得到粘稠的黃色液體混合物；
[0045](4)向經(jīng)步驟(3)制備的粘稠的黃色混合溶液中加入混合溶液總質(zhì)量的70 %的氯化鉀并混合均勻，蒸干水分和溶劑，即得到壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑產(chǎn)品。
[0046]該壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑在壓裂液中添加量為lwt%，井內(nèi)溫度160°C時，其防膨脹率為92.3%。
[0047]實施例5:
[0048](I)向反應(yīng)釜內(nèi)加入摩爾比為1:1.35的聚乙二醇(分子量為6000)和亞硫酰氯，混合均勻后滴加吡啶調(diào)節(jié)溶液pH=8，升溫至75°C，加熱回流反應(yīng)5h，得到中間體聚氯代乙烷；
[0049](2)將經(jīng)步驟(I)制備的中間體聚氯代乙烷加入到反應(yīng)器容器中，通入氮氣保護條件下，向容器中加入氨水溶液，所述中間體聚氯代乙烷和所述氨水的摩爾比為1:4.5，升溫至115 °C，反應(yīng)5h，得到聚乙二胺和氯化銨的固體混合物；
[0050](3)將聚乙二胺和氯化銨的固體混合物溶解于水中，向溶液中滴加與所述固體混合物同等摩爾數(shù)的乙二胺，充分混合均勻后，再加入三倍于所述混合溶液總摩爾數(shù)的醋酸溶液(35wt% )，常溫反應(yīng)2小時，得到粘稠的黃色液體混合物；
[0051 ] (4)向經(jīng)步驟(3)制備的粘稠的黃色混合溶液中加入混合溶液總質(zhì)量的70 %的氯化鉀和氯化鈉并混合均勻，蒸干水分和溶劑，即得到壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑產(chǎn)品。
[0052]該壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑在酸化液中添加量為Iwt%，井內(nèi)溫度160 0C時，其防膨脹率為93.5%。
[0053]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)向反應(yīng)釜加入聚乙二醇和亞硫酰氯的混合物，聚乙二醇和亞硫酰氯摩爾比為1:1.2?1: 1.5，混合均勻后加入堿溶液調(diào)節(jié)溶液pH至8?10，升溫至75?85°C，加熱回流反應(yīng)3?5h，得到中間體聚氯代乙烷； (2)在氮氣保護下，向反應(yīng)釜中加入經(jīng)步驟(I)制得的中間體聚氯代乙烷和氨水，聚氯代乙烷和氨水的摩爾比為1:4?1:6，升溫至110?120 °C，反應(yīng)4?6h，得到聚乙二胺和氯化銨的固體混合物； (3)將聚乙二胺和氯化銨的固體混合物溶解于水中，向溶液中滴加乙二胺，乙二胺與固體混合物的摩爾比為0.5:1?1.5:1，混合均勻，再加入酸液，酸液與聚乙二胺、氯化銨、乙二胺與水的混合溶液的摩爾比為2:1?4:1，常溫反應(yīng)I?2小時，得到粘稠的黃色液體混合物； (4)向所述步驟(3)得到的粘稠的黃色液體混合物中加入無機鹽混合均勻，蒸干水分和溶劑，即得到壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中聚乙二醇的分子量為400、2000、3000、6000、8000、12000中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(I)中堿溶液的濃度為0.5?2mol/L，所述堿為碳酸鈉、碳酸氫鈉、吡啶中的一種或兩種以上的混合物。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中的酸液為鹽酸、醋酸中的一種。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:所述鹽酸的濃度為36%?38wt%，所述醋酸溶液的濃度為10?50wt%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中乙二胺與固體混合物的摩爾比為1:1。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中酸液與聚乙二胺、氯化銨、乙二胺與水的混合溶液的摩爾比為3:1。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:步驟(4)中所述的蒸干水分和溶劑的溫度條件為102 °C?108 °C。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓裂酸化用抗高溫黏土穩(wěn)定劑的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中無機鹽為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、氯化鋁中的一種或兩種以上的混合物。
【文檔編號】C08G65/34GK105860056SQ201610266424
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】劉音, 陳世春, 牛增前, 常青, 李洪俊
【申請人】中國石油集團渤海鉆探工程有限公司