一種有機多元羧酸的制備方法
【專利說明】
[0001] 本申請為分案申請，原申請的申請日為2014年04月18日，申請?zhí)枮?2014101589028,發(fā)明名稱為適用于高溫碳酸巖儲層酸化用有機多元羧酸及轉(zhuǎn)向酸及其制 備方法。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種適用于高溫碳酸巖儲層酸化用有機多元羧酸及轉(zhuǎn)向酸及其制備 方法，屬于油田酸化技術(shù)領(lǐng)域，特別是油氣井開發(fā)過程中碳酸巖儲層酸化使用的酸化液及 酸化分流技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003] 油田碳酸巖儲層的酸化處理主要是對進井地帶污染解除及產(chǎn)生新通道的疏通，但 是由于碳酸巖儲層的非均質(zhì)性，使常規(guī)酸液優(yōu)先進入污染較小的高滲透層，這樣就達不到 酸化處理的效果，即便是均質(zhì)碳酸巖儲層也會有各層與酸液反應不均，導致碳酸巖儲層酸 化處理比砂巖更加困難。
[0004] 關(guān)于油田的酸化分流技術(shù)有著很長的歷史，國外1932年開始使用鹽酸對油井進 行酸化處理，為改善酸化效果提出了改善油層吸酸剖面的問題，將酸液轉(zhuǎn)向流動帶入了期 望階段，自此開始，酸化轉(zhuǎn)向技術(shù)慢慢發(fā)展起來。國外在20世紀70年代以來，酸化轉(zhuǎn)向技 術(shù)研究非?；钴S，國內(nèi)在20世紀80年代才開始進行研究。
[0005]目前成熟的酸液轉(zhuǎn)向技術(shù)是采用機械轉(zhuǎn)向方式，此方式為在酸化過程中利用機械 將酸化的目的層與其他層隔開，從而達到預期的酸化轉(zhuǎn)向。機械轉(zhuǎn)向技術(shù)具有施工操作復 雜，機械設(shè)備笨重，成本較高等缺點?；瘜W轉(zhuǎn)向酸化技術(shù)是采用在注酸時添加一下化學助 劑，此化學劑可降低高滲層的注入能力，起到暫堵的作用，從而實現(xiàn)酸液的轉(zhuǎn)向。這項技術(shù) 雖然操作簡單，但是化學助劑會導致酸液中有沉淀產(chǎn)生，會降低酸化的作用，還有可能對地 層產(chǎn)生很大的傷害，且其作用也并不持久。粘彈性表面活性劑轉(zhuǎn)向酸化技術(shù)是利用粘彈性 表面活性劑轉(zhuǎn)向酸優(yōu)先與高滲層的碳酸巖進行反應，從而是酸液的PH值升高且Ca 2+含量升 高，此時酸液的粘度逐步變大，對高滲層實現(xiàn)暫堵，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)向酸化的目的。此技術(shù)成本 較高、使用溫度不高，有些粘彈性表面活性劑轉(zhuǎn)向酸化技術(shù)穩(wěn)定性差。
[0006] 隨著油氣田開采的深入，越來越多的高溫井不斷出現(xiàn)。轉(zhuǎn)向酸的研究必然朝著更 高使用溫度的趨勢發(fā)展，另外根據(jù)目前對酸化轉(zhuǎn)向技術(shù)研究和應用情況以及酸化轉(zhuǎn)向技術(shù) 的發(fā)展實際，從油藏可持續(xù)開采的角度考慮，在我國開展高溫清潔自轉(zhuǎn)向酸的研究是十分 必要的：一是可以對高溫井實現(xiàn)酸化自轉(zhuǎn)向技術(shù)，提高產(chǎn)油量。二是降低開采過程中對油層 的傷害，保護儲層、穩(wěn)定產(chǎn)能；三是降低作業(yè)成本。今后研制、開發(fā)適合國內(nèi)油藏特點的清潔 自轉(zhuǎn)向酸化體系，應重點進行轉(zhuǎn)向酸體系的抗高溫性能研究。
[0007] 鑒于上述現(xiàn)有的轉(zhuǎn)向酸在使用過程中存在的問題，本發(fā)明人基于多年的實踐經(jīng)驗 及豐富的專業(yè)知識積極加以研究和創(chuàng)新，最終發(fā)明一種新穎的適用于高溫碳酸巖儲層酸化 用有機多元羧酸及轉(zhuǎn)向酸及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種適有機多元羧酸的制備 方法，具有產(chǎn)率高，環(huán)保的特點。
[0009] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
[0010] -種有機多元羧酸的制備方法，所述有機多元羧酸為谷氨酸四乙酸，化學結(jié)構(gòu)式 如下：
[0011]
[0012] 所述有機多元羧酸用L-谷氨酸、2-氯乙腈為原料，采用氯化鋯為催化劑合成。
[0013] 作為優(yōu)選，所述制備方法步驟如下：
[0014] (1)氰基化：準確稱取40-45質(zhì)量份的L-谷氨酸和20-25質(zhì)量份的2-氯乙腈加 入130-140質(zhì)量份的蒸餾水中，加入0. 1-0. 2質(zhì)量份的氯化鋯為催化劑在200°C下進行氰基 化反應；
[0015] (2)水解：將氰基化反應產(chǎn)物在90°C下進行水解反應，得到谷氨酸四乙酸的水溶 液；
[0016] (3)脫色：將谷氨酸四乙酸的水溶液用活性炭進行脫色；
[0017] (4)濃縮：將脫色后的產(chǎn)品進行濃縮得到最終產(chǎn)品。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0019]1.本發(fā)明的有機多元羧酸適用于碳酸巖地層，耐高溫，最高使用溫度達（200°C )， 反應速率低，無表面溶解現(xiàn)象，無沉淀、無殘渣生成。
[0020] 2.本發(fā)明中有機多元羧酸的制備采用2-氯乙腈代替現(xiàn)有技術(shù)中常用的HCN，減少 了劇毒物質(zhì)的使用，同時產(chǎn)生的廢水容易處理，其產(chǎn)率高、產(chǎn)品純度高，成本低，工藝簡單， 廢水后處理容易，易于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明中采用氯化鋯為催化劑，產(chǎn)率高，谷氨酸四乙酸 達到90%以上，副產(chǎn)物少。
[0021] 3.本發(fā)明的轉(zhuǎn)向酸與碳酸巖反應后粘度增加，有利于酸液的轉(zhuǎn)向分流。本發(fā)明的 轉(zhuǎn)向酸可以抑制二次沉淀的生成，能夠比較好的解決酸化處理過程中的諸多問題。
[0022] 4.本發(fā)明的轉(zhuǎn)向酸實現(xiàn)了有機高溫酸化液的耐高溫性，最高使用溫度可達200°C; 反應速率約為鹽酸的1/10,無表面溶解現(xiàn)象；摩阻低，約為水的40% ;有效控制鐵離子，無 沉淀、無殘渣生成；轉(zhuǎn)向酸與碳酸巖反應后粘度增加，有利于酸液的轉(zhuǎn)向分流；遇油后破膠 徹底，殘酸易返排，反排物為中性，無需后處理。有機高溫轉(zhuǎn)向酸可降低近井地帶地層的反 應速度，實現(xiàn)深穿透，實現(xiàn)多級酸化。
[0023] 5.本發(fā)明的轉(zhuǎn)向酸能夠生物降解，無毒，不含氯，安全環(huán)保。
[0024] 6.本發(fā)明的的轉(zhuǎn)向酸采用的有機多元羧酸為單劑型，一劑多效、便于操作，配液方 便。
[0025] 7.本發(fā)明的轉(zhuǎn)向酸使用濃度低，節(jié)約物料成本?，F(xiàn)注現(xiàn)配，省去預配液工藝，防止 不必要的物料浪費。施工配液和儲運十分方便，節(jié)約各環(huán)節(jié)成本。
[0026] 8.本發(fā)明的轉(zhuǎn)向酸適用范圍廣，非均質(zhì)砂巖、碳酸巖儲層無損害均勻解堵，恢復天 然產(chǎn)能；低孔低滲性油藏、泥質(zhì)大量存在、膠結(jié)疏松的地層及礦物成分復雜、地下水含鹽量 較高的儲層特別有利，能夠顯著減少地層傷害并降低地層垮塌的發(fā)生；還適用于常規(guī)酸液 體系酸化無效的井、多次酸化改造效果不佳的井、多次儲層改造對地層傷害的井以及長井 段、用酸量大的井。
【附圖說明】
[0027] 圖1至圖4分別為1-4號巖樣注酸前后滲透率對比曲線圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。 [0029] 實施例1
[0030] 適用于高溫碳酸巖儲層酸化用有機多元轉(zhuǎn)向酸，由下述組分按質(zhì)量百分比組成：
[0033] 對本實施例所得轉(zhuǎn)向酸在120°C下進行性能測試，結(jié)果見表1 :
[0034] 表 1
[0035]

[0036] 本實施例的有機多元羧酸采用適用于高溫碳酸巖儲層酸化的有機多元羧酸，具體 為谷氨酸四乙酸。具體結(jié)構(gòu)式如下：
[0037]
[0038] 該有機多元羧酸適用于碳酸巖地層，最高使用溫度達（200°C )，反應速率低，無表 面溶解現(xiàn)象。
[0039] 本實施例采用的谷氨酸四乙酸利用L-谷氨酸、2-氯乙腈為原料，采用氯化鋯為催 化劑合成。具體步驟如下：
[0040] (1)氰基化：準確稱取40克L-谷氨酸和20克2-氯乙腈加入130克蒸餾水中，加 入0. 1克氯化鋯為催化劑在200°C下進行氰基化反應；
[0041] (2)水解：將氰基化反應產(chǎn)物在90°C下進行水解反應，得到谷氨酸四乙酸的水溶 液；
[0042] (3)脫色：將谷氨酸四乙酸的水溶液用活性炭進行脫色；
[0043] (4)濃縮：將脫色后的產(chǎn)品進行濃縮得到最終產(chǎn)品。
[0044] 本發(fā)明采用2-氯乙腈代替現(xiàn)有技術(shù)中常用的HCN，減少了劇毒物質(zhì)的使用，同時 產(chǎn)生的廢水容易處理，其產(chǎn)率高、產(chǎn)品純度高，成本低，工藝簡單，廢水后處理容易，易于工 業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明中采用氯化鋯為催化劑，產(chǎn)率高，谷氨酸四乙酸達到90%以上，副產(chǎn)物少。
[0045] 本實施例中多支化孿鏈兩性表面活性劑的具體結(jié)構(gòu)式如下：
[0047]