一種酸化外加劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及石油天然氣作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種酸化外加劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國主要高滲透油田已經(jīng)開采殆盡，因此提高低壓低滲地層的采收率已經(jīng) 迫在眉睫，低壓低滲地層的改造通常采用酸化機制措施。酸化工藝是油氣井增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，注 水井穩(wěn)注、增注的主要工藝措施之一。酸化工藝利用酸液清除生產(chǎn)井、注水井的井底污染， 恢復(fù)地層的滲透率或者溶蝕地層中巖石膠結(jié)物以提高地層滲透率的增產(chǎn)。酸化工藝按工藝 過程可分為酸洗、基質(zhì)酸化(或孔隙酸化)和壓裂酸化，在常規(guī)酸酸化的過程中，酸巖反應(yīng)速 度通常較快，穿透距離短，只能消除近井地帶生物傷害，不能達到深部酸化的效果。
[0003] 為了降低酸巖的反應(yīng)速度，以常規(guī)酸為反應(yīng)酸發(fā)展了不同的緩速酸，如：膠凝酸、 乳化酸、活性酸、泡沫酸、變黏酸等。其中，膠凝酸也稱稠化酸，稠化酸通過加入稠化劑提高 了酸的粘度。稠化酸是一種高分子酸液，采用的稠化劑主要有纖維素類、丙烯酰胺類和生物 聚合物類等，其優(yōu)點為可以有效地阻止H+的擴散速率，從而降低酸巖的反應(yīng)速度;但是這種 緩速酸粘度大，注入地層困難，剪切性敏感，在殘酸中破膠困難，容易對儲層造成二次傷害。
[0004] 乳化酸是在乳化劑和助乳化劑的作用下，將油和酸按照一定的比例配制而成的油 包水型乳狀液，通常使用的是油為外相的乳狀液。乳化酸在進入地層之后，油相就把酸液和 巖石隔開，從而延緩了酸液與巖石的反應(yīng)，其通過乳狀液在巖石表面形成油膜，酸液不會直 接與巖壁接觸，必須穿過油膜界面才能進行反應(yīng)以達到緩速的效果。乳化酸濾失小、粘度 高，適用于壓裂酸化，能形成長而寬的裂縫，但是乳化酸施工摩阻較高，造成施工壓力高，排 量低，且成本較高。
[0005] 活性酸又稱為化學(xué)緩速酸，是指在酸液中加入表面活性劑，或是加入能夠與酸巖 反應(yīng)生成C02形成穩(wěn)定泡沫的表面活性劑?；钚运岬淖饔脵C理為表面活性劑吸附在地層裂 縫壁面，以達到延緩酸巖反應(yīng)速度的效果。活性酸控制濾失較差，適用于酸巖反應(yīng)速度受表 面控制的低溫白云巖地層，與多級交替注入技術(shù)相結(jié)合才可用于中溫白云巖儲層。
[0006] 泡沫酸工藝是空氣、N2或C〇2等充氣或氣化使酸液形成的泡沫體系進行地層酸化的 工藝。泡沫酸由酸液、氣體、起泡劑、穩(wěn)泡劑、水溶性聚合物等組成。泡沫酸具有含液量低、表 觀粘度高、濾失量小，可有效地減緩酸巖反應(yīng)速率并迅速返排等優(yōu)點，但是在高溫條件下， 泡沫酸的穩(wěn)定性降低，酸液濾失量增大，從而影響緩速酸化效果。
[0007] 變黏酸是目前碳酸鹽巖儲層酸壓的一種新型酸液體系，對控制酸液濾失極為有 效，變黏酸既具有稠化酸的良好性能，又能在同等條件下減少酸液的濾失量(50%以上），從 而達到非反應(yīng)性流體的濾失水平，但是變粘酸對硫化氫較敏感，應(yīng)用范圍受到限制。
[0008] 綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)提供的緩速酸存在配伍性和緩速性差，在使用過程中產(chǎn)生沉 淀的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種酸化外加劑及其制備方法，本發(fā)明提供的 方法制備得到的酸化外加劑具有較好的配伍性和緩速性，而且在使用過程中不產(chǎn)生沉淀。 [0010]本發(fā)明提供了一種酸化外加劑，具有式I所示的結(jié)構(gòu)：
[0011]
[0012] 其中，Χ:γ:ζ為（0.4~0.7): (30~40): (60~70)。
[0013] 優(yōu)選的，Χ:Υ:Ζ為（0.6~0.7): (30~35): (65~70)。
[0014] 本發(fā)明提供的酸化外加劑具有良好的配伍性和緩速性，并且在使用過程中不產(chǎn)生 沉淀。此外，本發(fā)明提供的酸化外加劑的熱穩(wěn)定性和抗溫性能較好。
[0015] 本發(fā)明提供了 一種酸化外加劑的制備方法，包括：
[0016] 在引發(fā)劑的作用下，將丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二甲基氯化銨和甲基丙烯酰氧 乙基三甲基氯化銨進行聚合反應(yīng)，得到酸化外加劑，所述酸化外加劑具有式I所示的結(jié)構(gòu)：
[0017]
^ χ ·
[0018] 式I中，Χ:γ:ζ為（0.4~0.7): (30~40): (60~70);
[0019] 所怵面Μ釀胺旦有忒ΤΤ所沄的結(jié)構(gòu)：
[0020]
[0021] 所述十六烷基烯丙基二甲基氯化銨具有式III所示的結(jié)構(gòu)：
[0022]
[0023]所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨具有式IV所示的結(jié)構(gòu)：
[0024] 八
.1 V
[0025]所述丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二甲基氯化銨和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨 的摩爾比為(60~70) :(0.4~0.7):(30~40)。
[0026] 優(yōu)選的，所述引發(fā)劑為偶氮類引發(fā)劑。
[0027] 優(yōu)選的，所述引發(fā)劑的質(zhì)量為丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二甲基氯化銨和甲基丙 烯酰氧乙基三甲基氯化銨總質(zhì)量的0.1 %~0.5%。
[0028] 優(yōu)選的，所述引發(fā)劑的質(zhì)量為丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二甲基氯化銨和甲基丙 烯酰氧乙基三甲基氯化銨總質(zhì)量的0.2%~0.3%。
[0029]優(yōu)選的，所述聚合反應(yīng)的溫度為50°C~70°C。
[0030] 優(yōu)選的，所述聚合反應(yīng)的溫度為55°C~65°C。
[0031] 優(yōu)選的，所述聚合反應(yīng)的時間為2小時~9小時。
[0032]優(yōu)選的，所述聚合反應(yīng)的時間為7小時~8小時。
[0033] 本發(fā)明提供的方法制備得到的酸化外加劑具有良好的配伍性和緩速性，并且在使 用過程中不產(chǎn)生沉淀。此外，本發(fā)明提供的方法制備得到的酸化外加劑的熱穩(wěn)定性和抗溫 性能較好。另外，本發(fā)明提供的酸化外加劑制備方法工藝簡單，原料來源范圍廣，反應(yīng)條件 溫和，產(chǎn)率高。
【附圖說明】
[0034] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0035] 圖1為本發(fā)明實施例1制備得到的酸化外加劑的紅外光譜；
[0036] 圖2為本發(fā)明實施例1制備得到的酸化外加劑的抗溫性和緩速性測試結(jié)果；
[0037] 圖3為本發(fā)明實施例2制備得到的酸化外加劑的抗溫性和緩速性測試結(jié)果；
[0038] 圖4為本發(fā)明實施例3制備得到的酸化外加劑的抗溫性和緩速性測試結(jié)果。
【具體實施方式】
[0039] 下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[0040] 本發(fā)明提供了一種酸化外加劑，具有式I所示的結(jié)構(gòu)：
[0041]
[0042] 式I中，X:Y:Z為（0.4~0.7): (30~40): (60~70)。
[0043] 本發(fā)明提供的酸化外加劑具有式I所示的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明中，所述式I中，Χ:Υ:Ζ為 (0.4~0.7):(30~40) :(60~70)，優(yōu)選為（0.6~0.7):(30~35) :(65~70)，更優(yōu)選為0.6: 30:70，此時酸化外加劑的緩速效果較好。
[0044] 本發(fā)明提供了 一種酸化外加劑的制備方法，包括：
[0045] 在引發(fā)劑的作用下，將丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二甲基氯化銨和甲基丙烯酰氧 乙基三甲基氯化銨進行聚合反應(yīng)，得到酸化外加劑，所述酸化外加劑具有式I所示的結(jié)構(gòu)：
[0046]
[0047] 式I中，X:Y:Z為（0.4~0.7):(30~40) :(60~70);
[0048] 所述丙烯酰胺具有式II所示的結(jié)構(gòu)：
[0049]
[0050] 所述十六烷基烯丙基二甲基氯化銨具有式III所示的結(jié)構(gòu)：
[0051]
'1.1 1，
[0052] 所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨具有式IV所示的結(jié)構(gòu)：
[0053]
[0054]所述丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二甲基氯化銨和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨 的摩爾比為(60~70) :(0.4~0.7): (30~40)。
[0055]本發(fā)明在引發(fā)劑的作用下，將丙烯酰胺、十六烷基烯丙基二甲基氯