一种增稠剂及其制备方法,该增稠剂配比(以质量比计):异丙醇20~25份,蒸馏水35~40份,无机盐2~5份,长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱15~25份,长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱15~25份。制备方法包括步骤:A.分别制备长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱和长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱;B.按配比例备料;C.将蒸馏水与异丙醇混合,形成混合溶剂;D.将无机盐加入混合溶剂中,搅拌均匀,形成混合溶液;E.将固体样品的长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱和长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱溶解在混合溶液中,即得增稠剂。本发明专利技术配制的乏酸在170s-1恒定剪切速率下,在120℃时粘度约为120mPa.s,在140℃时粘度约为100mPa.s,在160℃时粘度仍可保持50mPa.s,具有优异的高温变粘性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种增稠剂,具体是一种用作配制清洁变粘酸的增稠剂,以及该增稠剂的制备方法。用本专利技术配制的清洁变粘酸能够满足160°C高温海相碳酸盐储层酸化改造的需要。
技术介绍
在油气钻探过程中,经常需要采用酸化作业增产,酸化作业主要是利用清洁变粘酸的化学溶蚀作用及向地层挤酸时的水力作用,解除油层堵塞,扩大和连通油气层孔隙,恢复和提高油气层渗透率。清洁变粘酸通常由盐酸、增稠剂和助剂经搅拌而制成,增稠剂的性能左右着整个清洁变粘酸的性能。目前,用作配制清洁变粘酸的增稠剂主要由粘弹性表面活性剂、溶剂和无机盐混合制备而成,制备流程如附图说明图1所示,用它制备的清洁变粘酸在裂缝性碳酸盐岩储层反应后增大体系粘度,达到均勻布酸的目的。现有增稠剂的耐温性能不高,用其配制得到的清洁变粘酸反应后乏酸在120°c高温时粘度不超过30mPa. s,其流变性能示例如图2所示。随着石油天然气勘探向深井、超深井等复杂油气井领域的发展,部分海相碳酸盐储层埋藏深、厚度大、储层温度高(可达到150 160°C),加上地层压力较高,上述清洁变粘酸因其耐温性能的限制,已无法满足海相碳酸盐储层酸化改造的需要。为了加大对海相碳酸盐储层的开发力度,提高油气产量,现急需研发制备一种耐高温的清洁变粘酸来对海相碳酸盐储层进行酸化改造,而耐高温的清洁变粘酸制备的关键技术在于耐高温的增稠剂,截止目前,这一关键技术难题一直未能得到有效解决。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于针对上述现有技术的不足,提供一种用作配制耐高温清洁变粘酸的增稠剂,用其制得的清洁变粘酸的耐温性能高达160°C。本专利技术的目的之二在于针对上述增稠剂,提供一种针对性强、方便实用的制备方法,用它制得的增稠剂具有良好的使用性能,稳定性好。为达到上述技术目的,本专利技术采用如下方案一种增稠剂,所述增稠剂用作配制清洁变粘酸,所述增稠剂的原料配比按以下质量比计算异丙醇20 25份,蒸馏水35 40份,无机盐2 5份,长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱 15 25份, 长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱15 25份。所述增稠剂的原料配比按以下质量比计算 异丙醇20 25份,蒸馏水38 40份,无机盐2 5份,长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱18 20份,长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱18 20份。所述无机盐为钠盐和钾盐,或为钠盐和铵盐,亦或为钠盐、钾盐和铵盐。所述钠盐为长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱反应过程中得到的副产物。所述钠盐在无机盐中的质量比为1 2份。一种制备上述增稠剂的方法,包括以下顺序步骤A.分别制备长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱和长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱;B.按照配方比例准备各原料;C.将蒸馏水与异丙醇混合,形成混合溶剂;D.将无机盐加入混合溶剂中,搅拌均勻,形成混合溶液;E.将固体样品的长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱和长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱溶解在混合溶液中,即得增稠剂。所述长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱的制备,包括以下具体步骤a.在pH值为6 6.5条件下,将环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠以1 1. 2的比例滴入,保持在1. 5h滴完,滴完后搅拌,控制反应温度为80 90°C,反应时间为4h,合成出中间产物;b.以N,N-二甲长链叔胺与中间产物质量比为1 :1. 05的比例投入N,N- 二甲长链叔胺,以少许酚酞指示剂作为溶剂指示,滴加碱性催化剂使体系维持碱性,在90°C以上的条件下进行季铵化反应,反应时间为6 他,测定游离胺值控制反应终点,使转化率> 90%,得到粗产品为浅黄色粘稠液体,反应式如下,c.将浅黄色粘稠液体的粗产品通过有机溶剂进行洗涤、过滤和干燥处理,得到长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱。步骤b中的N,N- 二甲长链叔胺的碳链数彡18。所述长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱的制备,包括以下具体步骤a.将长链脂肪酸与N,N-二甲氨基丙胺以质量比为1:1. 05投料,加入质量分数为 0. 5%的催化剂,进行缩合反应,反应时间为7h,反应温度为170°C,缩合反应得到长链叔胺中间产物,反应式如下,b.以氯乙酸钠与中间产物质量比为1.1 :1.0的比例投入氯乙酸钠,加入水和异丙醇的混合物作为溶剂,溶剂的PH值为7 8,进行季铵化反应,反应时间为7h,反应温度为 90°C,季铵化反应得到粗产品,反应式如下,权利要求1.一种增稠剂,所述增稠剂用作配制清洁变粘酸,所述增稠剂的原料配比按以下质量比计算异丙醇20 25份,蒸馏水35 40份,无机盐2 5份,长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱 15 25份, 长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱15 25份。2.根据权利要求1所述的增稠剂,其特征在于,所述增稠剂的原料配比按以下质量比计算异丙醇20 25份,蒸馏水38 40份,无机盐2 5份,长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱 18 20份, 长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱18 20份。3.根据权利要求1或2所的增稠剂,其特征在于,所述无机盐为钠盐和钾盐,或为钠盐和铵盐,亦或为钠盐、钾盐和铵盐。4.根据权利要求3所述的增稠剂,其特征在于,所述钠盐为长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱反应过程中得到的副产物。5.根据权利要求3所述的增稠剂,其特征在于,所述钠盐在无机盐中的质量比为1 2份。6.一种制备权利要求1或2所述的增稠剂方法,包括以下顺序步骤A.分别制备长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱和长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱;B.按照配方比例准备各原料;C.将蒸馏水与异丙醇混合,形成混合溶剂;D.将无机盐加入混合溶剂中,搅拌均勻,形成混合溶液;E.将固体样品的长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱和长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱溶解在混合溶液中,即得增稠剂。7.根据权利要求6所述制备增稠剂的方法,其特征在于,所述长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱的制备,包括以下具体步骤a.在pH值为6 6.5条件下,将环氧氯丙烷和亚硫酸氢钠以1 1. 2的比例滴入,保持在1. 5h滴完,滴完后搅拌,控制反应温度为80 90°C,反应时间为4h,合成出中间产物;b.以N,N-二甲长链叔胺与中间产物质量比为1 :1. 05的比例投入N,N- 二甲长链叔胺,以少许酚酞指示剂作为溶剂指示,滴加碱性催化剂使体系维持碱性,在90°C以上的条件下进行季铵化反应,反应时间为6 他,测定游离胺值控制反应终点,使转化率> 90%,得到粗产品为浅黄色粘稠液体,反应式如下,8.根据权利要求7所述制备增稠剂的方法,其特征在于,步骤b中的N,N-二甲长链叔胺的碳链数> 18。9.根据权利要求6所述制备增稠剂的方法,其特征在于,所述长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱的制备,包括以下具体步骤a.将长链脂肪酸与N,N-二甲氨基丙胺以质量比为1:1. 05投料,加入质量分数为 0. 5%的催化剂,进行缩合反应,反应时间为7h,反应温度为170°C,缩合反应得到长链叔胺中间产物,反应式如下,10.根据权利要求9所述制备增稠剂的方法,其特征在于,步骤a中的长链脂肪酸的碳链数彡18。全文摘要,该增稠剂配比(以质量比计)异丙醇20~25份,蒸馏水35~40份,无机盐2~5份,长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱15~25份,长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱15~25份。制备方法包括步骤A.分别制备长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱和长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱;B.按配比例备料;C.将蒸馏水与异丙本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种增稠剂,所述增稠剂用作配制清洁变粘酸,所述增稠剂的原料配比按以下质量比计算:异丙醇 20~25份,蒸馏水 35~40份,无机盐2~5份,长链脂肪酸丙基羟基磺基甜菜碱 15~25份,长链脂肪酸酰胺丙基甜菜碱 15~25份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:武恒志,王世泽,潘宝风,孙勇,李尚贵,刘多容,张国东,廖忠会,刘徐惠,张生军,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司西南油气分公司,
类型:发明
国别省市:11
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