本發(fā)明涉及緩蝕劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于120℃～140℃交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

常規(guī)酸液在酸化施工中，酸巖反應(yīng)速度快，有效作用距離短，穿透深度有限，導(dǎo)致酸液不能溝通遠(yuǎn)井地帶，增產(chǎn)措施效果變差。為了提高酸化效果，采用交聯(lián)酸進(jìn)行酸化，控制氫離子的擴(kuò)散速度，逐漸對(duì)巖石及其粘土礦物等進(jìn)行溶解，增強(qiáng)了酸液在地層中的滲透能力，從而實(shí)現(xiàn)地層的深部酸化。但是目前現(xiàn)有的常規(guī)緩蝕劑與交聯(lián)酸體系不配伍，影響交聯(lián)酸交聯(lián)，緩蝕效果不好。其主要原因?yàn)槌Ｒ?guī)的緩蝕劑含有的某些醛類、表面活性劑等會(huì)使交聯(lián)酸提前交聯(lián)或交聯(lián)效果不好，影響酸化施工效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種最大限度地降低酸液對(duì)設(shè)備和管柱的腐蝕，保證交聯(lián)酸酸化施工順利進(jìn)行的適用于120℃～140℃交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑。

本發(fā)明的另一目的是提供一種制備上述交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑的制備方法。

為此，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種適用于120～140℃交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑，包括以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：

上述各組分總量以100％計(jì)。

優(yōu)選，所述吡啶季銨鹽通過2,4,6-三甲基吡啶和2-氯甲基萘按物質(zhì)的量比為1:(1.6～2.0)發(fā)生季銨化反應(yīng)生成；或通過2,3,5-三甲基吡啶和1-溴甲基萘按物質(zhì)的量比為1:(1.6～2.0)發(fā)生季銨化反應(yīng)生成；或通過2,4,6-三甲基吡啶和氯化芐按物質(zhì)的量比為1:(1.6～2.0)發(fā)生季銨化反應(yīng)生成。

優(yōu)選，所述脂肪醇聚氧乙烯醚為AEO-9或AEO-15。

脂肪醇聚氧乙烯醚，又稱為AEO，其結(jié)構(gòu)式為：R-O-(CH₂CH₂O)_nH；其中，R＝C₁₂～C₁₈，n＝9～20；具體地：

AEO-9，即：R-O-(CH₂CH₂O)₉H，R＝C₁₂～C₁₈；

AEO-15，即：R-O-(CH₂CH₂O)₁₅H，R＝C₁₂～C₁₈。

優(yōu)選，所述炔醇為丙炔醇、甲基丁炔醇、甲基戊炔醇或叔炔醇；更有選為丙炔醇或叔炔醇。

優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑為甲酸、乙酸、甲醇、乙醇中一種或幾種；更優(yōu)選為甲醇和/或乙酸。

一種制備耐高溫交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑的制備方法，包括下述步驟：

S1、吡啶季銨鹽的合成：將吡啶類單體、含鹵素基團(tuán)單體按物質(zhì)的量之比為1:(1.1～1.5)比例充分溶解于乙醇中，80℃～85℃恒溫反應(yīng)2～2.5h后，再加入相對(duì)于吡啶類單體物質(zhì)的量一半的含鹵素基團(tuán)單體，升溫至95℃～99℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2～2.5h，緩慢冷卻至室溫，得到吡啶季銨鹽。

S2、緩蝕劑的合成：將脂肪醇聚氧乙烯醚加入到有機(jī)溶劑中，攪拌至完全溶解，形成均一混合液體I；然后加入炔醇，繼續(xù)攪拌至混合均勻，得到混合液體II；最后向混合液體II中加入吡啶季銨鹽，攪拌1～1.5h，使其均勻混合，即得到交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑。

優(yōu)選，一種制備適用于120～140℃交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑的制備方法，包括下述具體步驟：

S1、吡啶季銨鹽的合成：將2,4,6-三甲基吡啶和2-氯甲基萘，或2,3,5-三甲基吡啶和1-溴甲基萘，或2,4,6-三甲基吡啶和氯化芐按物質(zhì)的量比為1:(1.6～2.0)比例充分溶解于乙醇中，80℃～85℃恒溫反應(yīng)2～2.5h后，再加入相對(duì)于吡啶類單體物質(zhì)的量一半的含鹵素基團(tuán)單體，升溫至95℃～99℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2～2.5h，緩慢冷卻至室溫，得到吡啶季銨鹽。

S2、緩蝕劑的合成：依照上述制備緩蝕劑各組分配方，將8～10wt％脂肪醇聚氧乙烯醚加入到余量的有機(jī)溶劑中，攪拌至完全溶解，形成均一混合液體I；然后加入3～5wt％的炔醇，繼續(xù)攪拌至混合均勻，得到混合液體II；最后向混合液體II中加入25～30wt％的吡啶季銨鹽，攪拌1～1.5h，使其均勻混合，即得到交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑。

該適用于120～140℃交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑使用時(shí)加量為1～2wt％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該適用于120～140℃交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑適用于120～140℃交聯(lián)酸酸化增產(chǎn)作業(yè)施工中，其在酸液中分散性好、交聯(lián)酸體系配伍性好、不影響交聯(lián)；在緩蝕性能方面，該緩蝕劑在用量僅為1％情況下，腐蝕速率≤10g/(m²·h)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于行業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)，緩釋率≥98.5％，緩蝕效果非常好；此外，緩蝕劑在制備工業(yè)化生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)原料易得，反應(yīng)條件溫和，生產(chǎn)工藝簡單。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，但下述實(shí)施例絕非對(duì)本發(fā)明有任何限制。

實(shí)施例1

S1、吡啶季銨鹽的合成：將2,4,6-三甲基吡啶和2-氯甲基萘按物質(zhì)的量比為1:1.1的比例充分溶解于乙醇中，80℃恒溫反應(yīng)2h后，再加入相對(duì)于吡啶類單體物質(zhì)的量一半的含鹵素基團(tuán)單體，升溫至95℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，緩慢冷卻至室溫，得到吡啶季銨鹽；

S2、緩蝕劑的合成：將8重量份AEO-9加入至70重量份的甲醇和乙酸的混合和溶液(由30重量份甲醇和40重量份乙酸混合而成)中，攪拌至完全溶解，形成均一混合液體I；然后加入3重量份的叔炔醇，繼續(xù)攪拌至混合均勻，得到混合液體II；最后向混合液體II中加入25重量份經(jīng)步驟S1制得的吡啶季銨鹽，攪拌1h，使其均勻混合，即得到交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑A。

實(shí)施例2

S1、吡啶季銨鹽的合成：將2,3,5-三甲基吡啶和1-溴甲基萘按物質(zhì)的量比為1:1.1的比例充分溶解于乙醇中，80℃恒溫反應(yīng)2h后，再加入相對(duì)于吡啶類單體物質(zhì)的量一半的含鹵素基團(tuán)單體，升溫至95℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，緩慢冷卻至室溫，得到吡啶季銨鹽；

S2、緩蝕劑的合成：將9重量份AEO-15加入至59重量份的甲酸和乙酸的混合和溶液(由30重量份乙酸和29重量份甲醇混合而成)中，攪拌至完全溶解，形成均一混合液體I；然后加入4重量份的丙炔醇，繼續(xù)攪拌至混合均勻，得到混合液體II；最后向混合液體II中加入28重量份經(jīng)步驟S1制得的吡啶季銨鹽，攪拌1h，使其均勻混合，即得到交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑B。

實(shí)施例3

S1、吡啶季銨鹽的合成：將2,4,6-三甲基吡啶和氯化芐按物質(zhì)的量比為1:1.1的比例充分溶解于乙醇中，85℃恒溫反應(yīng)2h后，再加入相對(duì)于吡啶類單體物質(zhì)的量一半的含鹵素基團(tuán)單體，升溫至99℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，緩慢冷卻至室溫，得到吡啶季銨鹽；

S2、緩蝕劑的合成：將10重量份AEO-15加入至55重量份的甲酸和乙酸的混合和溶液(由25重量份乙酸和30重量份甲醇混合而成)中，攪拌至完全溶解，形成均一混合液體I；然后加入5重量份的丙炔醇，繼續(xù)攪拌至混合均勻，得到混合液體II；最后向混合液體II中加入30重量份經(jīng)步驟S1制得的吡啶季銨鹽，攪拌1h，使其均勻混合，即得到交聯(lián)酸酸化的緩蝕劑B。

性能測試：

(1)緩蝕性能測試：

按照中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《SY/T5405-1996》方法，對(duì)實(shí)施例1～3制備的緩蝕劑樣品進(jìn)行了性能測試；測試結(jié)果見下表1。

其中，交聯(lián)酸體系具體包括：20％鹽酸+0.5％交聯(lián)酸用稠化劑BH-CH+2％措施用助排劑+2％鐵離子穩(wěn)定劑+2％粘土穩(wěn)定劑。

表1：

從上表1可以看出，實(shí)施例1～3制備的緩蝕劑應(yīng)用于交聯(lián)酸體系中，耐溫溫度能夠達(dá)到120～140℃，且與交聯(lián)酸體系配伍性好、不影響交聯(lián)；緩蝕性能方面，該緩蝕劑在用量僅為1％情況下，腐蝕速率≤10g/(m²·h)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于行業(yè)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)，緩釋率≥98.5％，為一種高效緩蝕劑。

(2)實(shí)施例3制備的緩蝕劑應(yīng)用于現(xiàn)場施工實(shí)例：

大港某井為王官屯油田的一口油井，其完井日期為1989年9月4日。該井目的層為沙一、沙三，井段1606.6～1645.8m(27.4m/3層)，巖性為生物灰?guī)r、細(xì)砂巖，為改善儲(chǔ)層，提高油井產(chǎn)量，對(duì)該井實(shí)施交聯(lián)酸酸化工藝措施；為保證施工安全順利進(jìn)行，緩蝕劑采用實(shí)施例3制備的緩蝕劑，所有體系均滿足施工要求。鑒于歷史上曾進(jìn)行過酸化改造，應(yīng)用軟件模擬，適當(dāng)加大酸化規(guī)模，交聯(lián)酸350m³，用酸強(qiáng)度達(dá)到了7.94m³/m，酸化前后具體測試結(jié)果如下表2所示。

表2：

從上表2可以看出，實(shí)施例3制備的緩蝕劑保證了酸化施工的安全順利進(jìn)行，酸化施工效果良好。