專利名稱：一種用于酸壓的地面交聯(lián)酸液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田儲(chǔ)層改造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于酸壓的地面交聯(lián)酸液及其制備方法。
背景技術(shù)：
酸壓是碳酸鹽巖油氣層增產(chǎn)、增注的主要工藝措施，在酸壓施工中，酸液或前置液以大于地層吸收能力的流速注入地層，使地層破裂形成裂縫，再用酸液溶解裂縫壁面。由于酸液以不均勻的方式溶蝕，所以裂縫閉合時(shí)仍能保持流動(dòng)通道，從而達(dá)到增產(chǎn)目的。這項(xiàng)技術(shù)普遍受到國(guó)內(nèi)外的高度重視，并且對(duì)于發(fā)現(xiàn)油氣、核實(shí)產(chǎn)量、穩(wěn)定及提高采收率，經(jīng)濟(jì)高效地開(kāi)采油氣資源提供了有力的保障。酸化工作液及酸液添加劑的性能直接影響酸壓效果。隨著儲(chǔ)層深度不斷加大，儲(chǔ)層溫度越來(lái)越高，原有的酸化工作液體系已經(jīng)不能滿足儲(chǔ)層改造的需要，進(jìn)而發(fā)展了一些非常規(guī)酸液體系，主要有交聯(lián)酸、稠化酸、乳化酸和泡沫酸等， 其中交聯(lián)酸通過(guò)對(duì)稠化劑的交聯(lián)，形成立體網(wǎng)狀鏈，降低酸巖反應(yīng)速度和酸液的大量濾失， 克服乳化酸酸壓、稠化酸酸壓、泡沫酸酸壓等酸壓工藝酸蝕縫長(zhǎng)短的不足之處，形成長(zhǎng)縫， 提高酸壓效果。最近幾年，交聯(lián)酸已成為儲(chǔ)層改造的熱點(diǎn)技術(shù)。
中國(guó)專利文件CN1017M389A(申請(qǐng)?zhí)?00810224827. 5)公開(kāi)了“一種交聯(lián)酸加砂壓裂酸液”，它由稠化劑、交聯(lián)劑、緩蝕劑、表面活性、穩(wěn)定劑、鹽酸及水組成，其中稠化劑按重量百分比由甲基丙烯酰胺基乙基三甲基氯化銨6. 61 %、丙烯酰胺3. 22 %、丙烯酸 1. 25%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸9. 52%、氫氧化鈉6. 15%和去離子水73. 25，總重量 100%;交聯(lián)劑按質(zhì)量比由氧氯化鋯1%、甲醛80%和乙二醛19%組成，表面活性劑為全氟聚氧乙烯烷基醇醚非離子表面活性劑，鐵離子穩(wěn)定劑為檸檬酸；緩蝕劑為吡啶和吡啶衍生物。此交聯(lián)酸加砂壓裂酸液可在20%的鹽酸中交聯(lián)。中國(guó)專利文件CN102093871A(申請(qǐng)?zhí)?CN200910242181. 8)公開(kāi)“一種交聯(lián)酸交聯(lián)劑及其制備方法”，由乙基吡咯烷醇150克、復(fù)合激酶40-150克、有機(jī)堿0. 3-1. 3摩爾、有機(jī)酸1. 6-3. 3摩爾和乙醇100克為原料反應(yīng)而成的有機(jī)交聯(lián)劑可在強(qiáng)酸性環(huán)境下使用，與稠化劑能在強(qiáng)酸下形成壓裂液。
現(xiàn)有技術(shù)能在一定程度上實(shí)現(xiàn)酸性條件下稠化劑和交聯(lián)劑的地面交聯(lián)，但是現(xiàn)有交聯(lián)劑不穩(wěn)定，長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)出現(xiàn)沉淀，從而影響交聯(lián)性能。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有交聯(lián)劑不穩(wěn)定、長(zhǎng)時(shí)間放置會(huì)出現(xiàn)沉淀的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種地面交聯(lián)酸液及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種地面交聯(lián)酸液，按質(zhì)量百分比組份如下
鹽酸(以純氯化氫計(jì))10-25%，稠化劑0. 6-1. 2%，有機(jī)金屬交聯(lián)劑1_5%，其余為水。
所述的稠化劑為EVA-180稠化劑，所述有機(jī)金屬交聯(lián)劑是乙酰丙酮鋯。
乙酰丙酮鋯為市售試劑，CAS號(hào)17501-44-9，分子式C2tlH2JrO8。也可按現(xiàn)有技術(shù)制備。
本發(fā)明優(yōu)選提供乙酰丙酮鋯合成方法如下
將氧氯化鋯12. Og溶于15. Og蒸餾水中，攪拌至全溶，倒入裝有回流冷凝裝置的四口反應(yīng)瓶中，升溫至40°C -60°C，然后加入乙酰丙酮15. Og和乙二醛1. Og,反應(yīng);3h_4h后，升溫至70°C -90°C，繼續(xù)反應(yīng)0. 5h-l.釙，得乙酰丙酮鋯。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，一種地面交聯(lián)酸液，按質(zhì)量百分比組份如下
鹽酸(以純氯化氫計(jì))15-20 %，稠化劑0.8-1.0%，有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯 3-4%，其余為水。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的，一種地面交聯(lián)酸液，按質(zhì)量百分比組份如下
鹽酸(以純氯化氫計(jì))20%，稠化劑1%，有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯4%，其余為水。
本發(fā)明的地面交聯(lián)酸液的制備方法，步驟如下
常溫下，將稠化劑加入到鹽酸的水溶液中，攪拌至完全溶解，然后靜置》i-4h，得到均勻的粘稠液體，再加入有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯，攪拌均勻即得。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述地面交聯(lián)酸液的制備方法中，依次加入水、25-56wt%的鹽酸水溶液、稠化劑，最后加入有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的，所述地面交聯(lián)酸液的制備方法中，鹽酸水溶液的濃度為35-56wt%。最優(yōu)選的鹽酸水溶液的濃度為55. 6%。
本發(fā)明的地面交聯(lián)酸液的應(yīng)用，用于90-150°C油田碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓。
本發(fā)明利用乙酰丙酮鋯作為有機(jī)金屬交聯(lián)劑，達(dá)到提高交聯(lián)劑穩(wěn)定性的目的，機(jī)理如下
乙酰丙酮鋯是以鋯[Zr(IV)]為金屬原子，乙酰丙酮為配位體反應(yīng)得到的金屬螯合物，其中，鋯[Zr(IV)]為8配位(數(shù))，一個(gè)配位體分子中含有兩個(gè)配位基，即乙酰丙酮為二齒配位體。乙酰丙酮鋯的結(jié)構(gòu)是對(duì)頂正方錐的立體結(jié)構(gòu)，如下所示，因此乙酰丙酮鋯具有良好的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的優(yōu)良效果如下
①本發(fā)明的地面交聯(lián)酸液中采用的的有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯穩(wěn)定性好，長(zhǎng)時(shí)間放置不出現(xiàn)沉淀。
②本發(fā)明的地面交聯(lián)酸中采用的有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯可在強(qiáng)酸環(huán)境下與 EVA-180稠化劑發(fā)生地面交聯(lián)，形成以可挑掛的凍膠。4
③本發(fā)明的地面交聯(lián)酸液交聯(lián)后形成的凍膠，粘度高、彈性好、能攜砂，可以實(shí)現(xiàn)酸液深部穿透，造酸壓長(zhǎng)縫的目的。


圖1為本發(fā)明的地面交聯(lián)酸液交聯(lián)后的挑掛現(xiàn)象的照片。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但并不限制本發(fā)明。除特別說(shuō)明外，實(shí)施例中所有百分比均為質(zhì)量百分比，各實(shí)施例中的化學(xué)品均為工業(yè)品。實(shí)施例中使用的稠化劑均為ECA-180稠化劑，北京弘毅恩澤能源技術(shù)有限公司產(chǎn)售。
實(shí)施例1 乙酰丙酮鋯的合成
將氧氯化鋯12. Og溶于15. Og蒸餾水中，攪拌至全溶，倒入裝有回流冷凝裝置的四口反應(yīng)瓶中，升溫至50°C 士 1°C，然后加入乙酰丙酮15. Og和乙二醛1.(^，反應(yīng)4.011后，升溫至80°C 士 1°C，繼續(xù)反應(yīng)lh，得乙酰丙酮鋯。
將上述合成的乙酰丙酮鋯在環(huán)境溫度下放置不同的時(shí)間，作為有機(jī)金屬交聯(lián)劑， 用于以下的應(yīng)用實(shí)施例2-7中。
所述乙酰丙酮鋯也可以通過(guò)市場(chǎng)購(gòu)買使用，例如上海茂基化學(xué)試劑有限公司有佳口。
實(shí)施例2 地面交聯(lián)酸液，按質(zhì)量百分比組份如下
濃鹽酸55. 6% (折合純氯化氫為20%)，稠化劑1.0%，有機(jī)金屬交聯(lián)劑4.0%，其余為水。
地面交聯(lián)酸液的制備按質(zhì)量份，依次加入39. 4份水，55. 6份濃鹽酸和1. 0份稠化劑，攪拌均勻后加入4. 0份新鮮制備的有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯。
本實(shí)施例的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為4. Omin(30°C )，交聯(lián)后形成可以挑掛的無(wú)色透明凍膠(見(jiàn)附圖1)，在HOt^nOS—1條件剪切0. 5h，黏度U6mPa. s。石英砂的沉降速度為 0. 0055cm/s。
實(shí)施例3
如實(shí)施例2所述，所不同的是將實(shí)施例1制備的有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯放置 50天后使用。放置50天后的乙酰丙酮鋯澄清，無(wú)沉淀產(chǎn)生，地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為 4. lmin(3(TC )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。性能不變。
實(shí)施例4:
如實(shí)施例2所述，所不同的是將實(shí)施例1制備的有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯放置150天后使用，有機(jī)金屬交聯(lián)劑澄清，無(wú)沉淀產(chǎn)生，配制的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為 4. 3min(30°C )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。性能不變。
實(shí)施例5
如實(shí)施例2所述，所不同的是將實(shí)施例1制備的有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯放置 300天后使用。有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯澄清，無(wú)沉淀產(chǎn)生，配制的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為4. 4min(30°C )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。性能不變。
實(shí)施例6
如實(shí)施例2所述，所不同的是稠化劑的質(zhì)量百分比為1. 2%。
本實(shí)施例的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為1.3min(3(TC )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。在140°CU70S^條件剪切0. 5h，黏度183mPa. s。石英砂的沉降速度為0. 0031cm/s。
實(shí)施例7
如實(shí)施例2所述，所不同的是有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯的質(zhì)量百分比為5. 0%o
本實(shí)施例的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為l.^iin(3(TC )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。在140°CU70S^條件剪切0. 5h，黏度183mPa. s。石英砂的沉降速度為0. 0031cm/s。
實(shí)施例8:
如實(shí)施例2所述，所不同的是有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯的質(zhì)量百分比為3. 0%o
本實(shí)施例的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為5. Smin(30°C )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。在140°CU70S^條件剪切0. 5h，黏度58mPa. s。石英砂的沉降速度為0. 0087cm/s。
實(shí)施例9
如實(shí)施例2所述，所不同的是有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯的質(zhì)量百分比為2. 0%o
本實(shí)施例的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為8. Omin(30°C )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。在140°CU70S^條件剪切0. 5h，黏度25mPa. s。石英砂的沉降速度為0. 0094cm/s。
實(shí)施例10
如實(shí)施例2所述，所不同的是稠化劑的質(zhì)量百分比為0. 8%。
本實(shí)施例的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為6.9min(3(TC )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。在140°CU70S^條件剪切0. 5h，黏度72mPa. s。石英砂的沉降速度為0. 0074cm/s。
實(shí)施例11
如實(shí)施例2所述，所不同的是所用鹽酸的質(zhì)量百分比41. 7% (折合純氯化氫為 15% )。
本實(shí)施例的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為3. Omin(30°C )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。
實(shí)施例12
如實(shí)施例2所述，所不同的是所用鹽酸的質(zhì)量百分比27. 8% (折合純氯化氫為 10% )。
本實(shí)施例的地面交聯(lián)酸液的交聯(lián)時(shí)間為1.0min(3(TC )，交聯(lián)后形成可以挑掛的凍膠。
權(quán)利要求
1.一種地面交聯(lián)酸液，其特征在于按質(zhì)量百分比組份如下鹽酸(以純氯化氫計(jì))10-25%，稠化劑0. 6-1.2%，有機(jī)金屬交聯(lián)劑1-5%，其余為水； 所述的稠化劑為EVA-180稠化劑，所述有機(jī)金屬交聯(lián)劑是乙酰丙酮鋯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面交聯(lián)酸液，其特征在于按質(zhì)量百分比組份如下鹽酸(以純氯化氫計(jì))15-20%，稠化劑0. 8-1. 0%，有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯3-4%， 其余為水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地面交聯(lián)酸液，其特征在于按質(zhì)量百分比組份如下鹽酸(以純氯化氫計(jì))20 %，稠化劑1 %，有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯4 %，其余為水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的地面交聯(lián)酸液，其特征在于所述乙酰丙酮鋯是按以下方法制得的將氧氯化鋯12. Og溶于15. Og蒸餾水中，攪拌至全溶，倒入裝有回流冷凝裝置的四口反應(yīng)瓶中，升溫至40°C -60°C，然后加入乙酰丙酮15. Og和乙二醛1. Og,反應(yīng)3h_4h后，升溫至 700C -90°C，繼續(xù)反應(yīng)0. 5h-l.釙，得乙酰丙酮鋯。
5.權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的地面交聯(lián)酸液的制備方法，步驟如下常溫下，將稠化劑加入到鹽酸水溶液中，攪拌至完全溶解，然后靜置池-處，得到均勻的粘稠液體，再加入有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯，攪拌均勻即得。
6.如權(quán)利要求5所述地面交聯(lián)酸液的制備方法，其中，依次加入水、25-56wt%的鹽酸水溶液、稠化劑，最后加入有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯。
7.如權(quán)利要求5所述地面交聯(lián)酸液的制備方法，其中，鹽酸水溶液的濃度為 35-56wt%。
8.權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的地面交聯(lián)酸液的應(yīng)用，用于90-150°C油田碳酸鹽巖儲(chǔ)層酸壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種地面交聯(lián)酸液及其制備方法，按質(zhì)量百分比組分如下鹽酸(以純氯化氫計(jì))15-25％，EVA-180稠化劑0.6-1.2％，有機(jī)金屬交聯(lián)劑乙酰丙酮鋯1-5％，其余為水。在常溫下，將定量的稠化劑加入到鹽酸溶液中，快速攪拌至完全溶解，然后靜置2-4h，得到均勻的粘稠液體，最后加入有機(jī)金屬交聯(lián)劑，攪拌均勻。本發(fā)明采用的交聯(lián)劑穩(wěn)定性好，長(zhǎng)時(shí)間放置不出現(xiàn)沉淀，所得地面交聯(lián)酸液在強(qiáng)酸環(huán)境下發(fā)生地面交聯(lián)，形成可以挑掛的凍膠，用于油田酸壓。
文檔編號(hào)C09K8/74GK102504798SQ201110317640
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者宋奇, 張燁, 李子甲, 楊方政, 王彥玲, 耿宇迪, 趙文娜 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司西北油田分公司工程技術(shù)研究院, 中國(guó)石油大學(xué)(華東)