【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油气田开采，具体涉及一种低伤害两性离子型稠化酸。
技术介绍
1、随着低渗透油气藏的不断开发，酸化技术已成为油气增产的重要措施。常规酸液作用距离较短，滤失速度快，仅能溶蚀近井地带的岩石胶结物，且容易过度酸化形成溶洞，不能达到酸化改造的预想效果。稠化酸技术则能有效克服上述缺点，增加酸液粘度，有效控制酸液中氢离子的扩散速度，解除远井地带的污染，沟通油气导流通道，提高油气产量。稠化剂是稠化酸中最重要的添加剂，直接影响稠化酸的酸化效果。在低渗高温环境下，目前主要使用的生物聚合物类和纤维素类酸液稠化剂配制的压裂液因存在使用温度低、耐酸性差、对地层伤害大、对盐敏感等问题而实际应用受到限制，采用常规的丙烯酰胺类合成聚合物稠化剂配制的酸化液克服了上述问题，但仍存在溶解性、不耐高温、增稠能力有限和耐温性差等问题。
2、为了获得性能优良的合成聚合物酸化液，国内外广泛开展了基于改性丙烯酰胺聚合物酸液稠化剂体系的研究，改性丙烯酰胺类合成聚合物稠化剂体系已占据了酸液稠化剂的主要市场。目前研究较多的改性丙烯酰胺类稠化剂体系大多是丙烯酰胺与阳离子单体或阴离子单体共聚得到的阳离子型聚合物体系、阴离子型聚合物体系和两性离子型聚合物体系，而两性离子酸液稠化剂体系因其独特的分子结构和优异的耐高温、抗盐性能、可抑制地层中粘土矿物的膨胀与运移等特性而备受青睐，选用两性离子聚合物作为酸液稠化剂以解决复杂地层的抗盐问题成为首选。目前，已报导的两性离子酸液稠化剂体系用聚合物稠化剂用阴离子结构大多采用含磺酸基的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(amps)单
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种具有良好的酸溶性，可耐高温、缓速性好，能抑制粘土矿物的水化膨胀与运移，以及可抑制油气井中金属设备腐蚀等多种优良性能于一体的低伤害两性离子型稠化酸。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供的低伤害两性离子型稠化酸由下述质量百分配比的原料组成：两性离子酸液稠化剂0.3％～1.0％、酸化缓蚀剂0.5％～2.0％、铁离子稳定剂0.2％～0.9％、助排剂0.3％～0.8％、质量浓度为20％的盐酸加至100％。
3、进一步优选，所述低伤害两性离子型稠化酸由下述质量百分比的原料组成：两性离子酸液稠化剂0.5％～0.8％、酸化缓蚀剂1.0％～1.5％、铁离子稳定剂0.4％～0.6％、助排剂0.5％～0.7％、质量浓度为20％的盐酸加至100％。
4、进一步优选，上述两性离子酸液稠化剂由n-2-羟基丙磺酸基-4-乙烯基吡啶季铵盐、丙烯酸烷基酯、4-丙烯酰吗啉和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基膦酸共聚而成，其粘均分子量为200万～1200万道尔顿，分子结构式如下：
5、
6、式中r代表十二烷基、十六烷基和十八烷基中任意一种，摩尔比n：p：l：m＝1：0.5：4～5.5：1～3。
7、上述两性离子酸液稠化剂的制备方法为：将n-2-羟基丙磺酸基-4-乙烯基吡啶季铵盐、丙烯酸烷基酯、4-丙烯酰吗啉和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基膦酸4种单体按摩尔比为1：0.5：4～5.5：1～3加入蒸馏水中，混合均匀，在氮气保护及搅拌下加热至40～50℃，加入引发剂，恒温搅拌反应2～3小时，得凝胶状产物；将凝胶状产物提纯、剪切、100～120℃烘干后粉碎过筛，得两性离子酸液稠化剂。其中，所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十八烷基酯中任意一种；所述蒸馏水中加入的4种单体的总质量浓度为50％～65％；所述引发剂为h2o2与nahso3摩尔比1：1的混合物，引发剂的加入量为加入的4种单体总质量0.1％～0.2％，使用时先将引发剂溶解于蒸馏水中，配制成质量浓度为1％～5％的引发剂水溶液，然后通过滴加的方式加入，10分钟内滴加完。其中，所述n-2-羟基丙磺酸基-4-乙烯基吡啶季铵盐的制备方法为：将4-乙烯基吡啶和3-氯-2-羟基丙磺酸钠按摩尔比为1：1.2～1.4加入蒸馏水中，混合均匀后用质量分数为10％的氢氧化钠水溶液调节体系的ph为7.5～8.5，在搅拌状态下加热至60～80℃，加入对苯二酚，对苯二酚的加入量为4-乙烯基吡啶和3-氯-2-羟基丙磺酸钠总质量的0.5％～1.0％，恒温搅拌反应2～4小时得到粘稠状液体，用无水乙醇洗涤后旋转蒸发去除多余溶剂，得到n-2-羟基丙磺酸基-4-乙烯基吡啶季铵盐。
8、进一步优选，上述酸化缓蚀剂为长链烷基季铵盐、曼尼希碱、吡啶季铵盐和喹啉季铵盐中任意一种或两种。
9、进一步优选，上述铁离子稳定剂为乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠和乙二胺四亚甲基膦酸钠中任意一种。
10、进一步优选，上述助排剂为十二胺聚氧乙烯醚、十四胺聚氧乙烯醚、十八胺聚氧乙烯醚、月桂酸二乙醇酰胺和椰油酸二乙醇酰胺中任意一种。
11、本专利技术低伤害两性离子型稠化酸的制备方法为：按照质量百分比组成，将酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂和助排剂加入到质量浓度为20％的盐酸中，然后在1500～2000r/min的搅拌速度下加入两性离子酸液稠化剂，加完后继续搅拌25～35min，最后在25～30℃水浴中静置1.5～2h。
12、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
13、(1)本专利技术的两性离子酸液稠化剂在酸液中能快速溶解，增粘和缓速性能良好，可大幅提高酸化深度，扩大酸液处理半径；
14、(2)本专利技术的两性离子型稠化酸性能稳定，可耐高温，抗盐能力好；
15、(3)本专利技术的两性离子型稠化酸可抑制粘土矿物的水化膨胀与运移，减小地层伤害，为低伤害稠化酸。
16、(4)本专利技术的两性离子型稠化酸可抑制高浓酸液对油气井中金属设备腐蚀，缓蚀性能优良；
17、(5)本专利技术的两性离子型稠化酸中各酸液助剂配伍性能优良。
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1.一种低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，由下述质量百分比的原料组成：两性离子酸液稠化剂0.3％～1.0％、酸化缓蚀剂0.5％～2.0％、铁离子稳定剂0.2％～0.9％、助排剂0.3％～0.8％、质量浓度为20％的盐酸加至100％；
2.根据权利要求1所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，由下述质量百分比的原料组成：两性离子酸液稠化剂0.5％～0.8％、酸化缓蚀剂1.0％～1.5％、铁离子稳定剂0.4％～0.6％、助排剂0.5％～0.7％、质量浓度为20％的盐酸加至100％。
3.根据权利要求1或2所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，所述两性离子酸液稠化剂的制备方法为：将N-2-羟基丙磺酸基-4-乙烯基吡啶季铵盐、丙烯酸烷基酯、4-丙烯酰吗啉和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基膦酸4种单体按摩尔比为1：0.5：4～5.5：1～3加入蒸馏水中，混合均匀，在氮气保护及搅拌下加热至40～50℃，加入引发剂，恒温搅拌反应2～3小时，得凝胶状产物；将凝胶状产物提纯、剪切、100～120℃烘干后粉碎过筛，得两性离子酸液稠化剂；其中所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸十二烷基
4.根据权利要求3所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，所述蒸馏水中加入的4种单体的总质量浓度为50％～65％；所述引发剂为H2O2与NaHSO3摩尔比1：1的混合物，引发剂的加入量为加入的4种单体总质量0.1％～0.2％；所述引发剂使用时先溶解于蒸馏水中，配制成质量浓度为1％～5％的引发剂水溶液，然后通过滴加的方式加入，10分钟内滴加完。
5.根据权利要求3所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，所述N-2-羟基丙磺酸基-4-乙烯基吡啶季铵盐的制备方法为：将4-乙烯基吡啶和3-氯-2-羟基丙磺酸钠按摩尔比为1：1.2～1.4加入蒸馏水中，混合均匀后用质量分数为10％的氢氧化钠水溶液调节体系的pH为7.5～8.5，在搅拌状态下加热至60～80℃，加入对苯二酚，恒温搅拌反应2～4小时得到粘稠状液体，用无水乙醇洗涤后旋转蒸发去除多余溶剂，得到N-2-羟基丙磺酸基-4-乙烯基吡啶季铵盐；其中，所述对苯二酚的加入量为4-乙烯基吡啶和3-氯-2-羟基丙磺酸钠总质量的0.5％～1.0％。
6.根据权利要求1或2所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，所述酸化缓蚀剂为长链烷基季铵盐、曼尼希碱、吡啶季铵盐和喹啉季铵盐中任意一种或两种。
7.根据权利要求1或2所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，所述铁离子稳定剂为乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸钠和乙二胺四亚甲基膦酸钠中任意一种。
8.根据权利要求1或2所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，所述助排剂为十二胺聚氧乙烯醚、十四胺聚氧乙烯醚、十八胺聚氧乙烯醚、月桂酸二乙醇酰胺和椰油酸二乙醇酰胺中任意一种。
9.根据权利要求1或2所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，按照质量百分比组成，将酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂和助排剂加入到质量浓度为20％的盐酸中，然后在1500～2000r/min的搅拌速度下加入两性离子酸液稠化剂，加完后继续搅拌25～35min，最后在25～30℃水浴中静置1.5～2h，即得到低伤害两性离子型稠化酸。
...【技术特征摘要】
1.一种低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，由下述质量百分比的原料组成：两性离子酸液稠化剂0.3％～1.0％、酸化缓蚀剂0.5％～2.0％、铁离子稳定剂0.2％～0.9％、助排剂0.3％～0.8％、质量浓度为20％的盐酸加至100％；
2.根据权利要求1所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，由下述质量百分比的原料组成：两性离子酸液稠化剂0.5％～0.8％、酸化缓蚀剂1.0％～1.5％、铁离子稳定剂0.4％～0.6％、助排剂0.5％～0.7％、质量浓度为20％的盐酸加至100％。
3.根据权利要求1或2所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，所述两性离子酸液稠化剂的制备方法为：将n-2-羟基丙磺酸基-4-乙烯基吡啶季铵盐、丙烯酸烷基酯、4-丙烯酰吗啉和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基膦酸4种单体按摩尔比为1：0.5：4～5.5：1～3加入蒸馏水中，混合均匀，在氮气保护及搅拌下加热至40～50℃，加入引发剂，恒温搅拌反应2～3小时，得凝胶状产物；将凝胶状产物提纯、剪切、100～120℃烘干后粉碎过筛，得两性离子酸液稠化剂；其中所述丙烯酸烷基酯为丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十八烷基酯中任意一种。
4.根据权利要求3所述的低伤害两性离子型稠化酸，其特征在于，所述蒸馏水中加入的4种单体的总质量浓度为50％～65％；所述引发剂为h2o2与nahso3摩尔比1：1的混合物，引发剂的加入量为加入的4种单体总质量0.1％～0.2％；所述引发剂使用时先溶解于蒸馏水中，配制成质量浓度为1％～5％的引发剂水溶液，然后通过滴加的方式加入，10分钟内滴加完。...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊莉，沈燕宾，路建萍，张颖，曹晨茜，
申请(专利权)人：陕西化工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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