一种有机多元羧酸的制备方法
【专利说明】
[0001] 本申请为分案申请，原申请的申请日为2014年04月18日，申请号为 2014101589028,发明名称为适用于高温碳酸岩储层酸化用有机多元羧酸及转向酸及其制 备方法。
技术领域
[0002] 本发明涉及一种适用于高温碳酸岩储层酸化用有机多元羧酸及转向酸及其制备 方法，属于油田酸化技术领域，特别是油气井开发过程中碳酸岩储层酸化使用的酸化液及 酸化分流技术。
【背景技术】
[0003] 油田碳酸岩储层的酸化处理主要是对进井地带污染解除及产生新通道的疏通，但 是由于碳酸岩储层的非均质性，使常规酸液优先进入污染较小的高渗透层，这样就达不到 酸化处理的效果，即便是均质碳酸岩储层也会有各层与酸液反应不均，导致碳酸岩储层酸 化处理比砂岩更加困难。
[0004] 关于油田的酸化分流技术有着很长的历史，国外1932年开始使用盐酸对油井进 行酸化处理，为改善酸化效果提出了改善油层吸酸剖面的问题，将酸液转向流动带入了期 望阶段，自此开始，酸化转向技术慢慢发展起来。国外在20世纪70年代以来，酸化转向技 术研究非常活跃，国内在20世纪80年代才开始进行研究。
[0005]目前成熟的酸液转向技术是采用机械转向方式，此方式为在酸化过程中利用机械 将酸化的目的层与其他层隔开，从而达到预期的酸化转向。机械转向技术具有施工操作复 杂，机械设备笨重，成本较高等缺点。化学转向酸化技术是采用在注酸时添加一下化学助 剂，此化学剂可降低高渗层的注入能力，起到暂堵的作用，从而实现酸液的转向。这项技术 虽然操作简单，但是化学助剂会导致酸液中有沉淀产生，会降低酸化的作用，还有可能对地 层产生很大的伤害，且其作用也并不持久。粘弹性表面活性剂转向酸化技术是利用粘弹性 表面活性剂转向酸优先与高渗层的碳酸岩进行反应，从而是酸液的PH值升高且Ca 2+含量升 高，此时酸液的粘度逐步变大，对高渗层实现暂堵，从而实现转向酸化的目的。此技术成本 较高、使用温度不高，有些粘弹性表面活性剂转向酸化技术稳定性差。
[0006] 随着油气田开采的深入，越来越多的高温井不断出现。转向酸的研究必然朝着更 高使用温度的趋势发展，另外根据目前对酸化转向技术研究和应用情况以及酸化转向技术 的发展实际，从油藏可持续开采的角度考虑，在我国开展高温清洁自转向酸的研究是十分 必要的：一是可以对高温井实现酸化自转向技术，提高产油量。二是降低开采过程中对油层 的伤害，保护储层、稳定产能；三是降低作业成本。今后研制、开发适合国内油藏特点的清洁 自转向酸化体系，应重点进行转向酸体系的抗高温性能研究。
[0007] 鉴于上述现有的转向酸在使用过程中存在的问题，本发明人基于多年的实践经验 及丰富的专业知识积极加以研究和创新，最终发明一种新颖的适用于高温碳酸岩储层酸化 用有机多元羧酸及转向酸及其制备方法，以解决现有技术中的缺陷。
【发明内容】
[0008] 为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种适有机多元羧酸的制备 方法，具有产率高，环保的特点。
[0009] 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
[0010] -种有机多元羧酸的制备方法，所述有机多元羧酸为谷氨酸四乙酸，化学结构式 如下：
[0011]
[0012] 所述有机多元羧酸用L-谷氨酸、2-氯乙腈为原料，采用氯化锆为催化剂合成。
[0013] 作为优选，所述制备方法步骤如下：
[0014] (1)氰基化：准确称取40-45质量份的L-谷氨酸和20-25质量份的2-氯乙腈加 入130-140质量份的蒸馏水中，加入0. 1-0. 2质量份的氯化锆为催化剂在200°C下进行氰基 化反应；
[0015] (2)水解：将氰基化反应产物在90°C下进行水解反应，得到谷氨酸四乙酸的水溶 液；
[0016] (3)脱色：将谷氨酸四乙酸的水溶液用活性炭进行脱色；
[0017] (4)浓缩：将脱色后的产品进行浓缩得到最终产品。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0019]1.本发明的有机多元羧酸适用于碳酸岩地层，耐高温，最高使用温度达（200°C )， 反应速率低，无表面溶解现象，无沉淀、无残渣生成。
[0020] 2.本发明中有机多元羧酸的制备采用2-氯乙腈代替现有技术中常用的HCN，减少 了剧毒物质的使用，同时产生的废水容易处理，其产率高、产品纯度高，成本低，工艺简单， 废水后处理容易，易于工业化生产。本发明中采用氯化锆为催化剂，产率高，谷氨酸四乙酸 达到90%以上，副产物少。
[0021] 3.本发明的转向酸与碳酸岩反应后粘度增加，有利于酸液的转向分流。本发明的 转向酸可以抑制二次沉淀的生成，能够比较好的解决酸化处理过程中的诸多问题。
[0022] 4.本发明的转向酸实现了有机高温酸化液的耐高温性，最高使用温度可达200°C; 反应速率约为盐酸的1/10,无表面溶解现象；摩阻低，约为水的40% ;有效控制铁离子，无 沉淀、无残渣生成；转向酸与碳酸岩反应后粘度增加，有利于酸液的转向分流；遇油后破胶 彻底，残酸易返排，反排物为中性，无需后处理。有机高温转向酸可降低近井地带地层的反 应速度，实现深穿透，实现多级酸化。
[0023] 5.本发明的转向酸能够生物降解，无毒，不含氯，安全环保。
[0024] 6.本发明的的转向酸采用的有机多元羧酸为单剂型，一剂多效、便于操作，配液方 便。
[0025] 7.本发明的转向酸使用浓度低，节约物料成本。现注现配，省去预配液工艺，防止 不必要的物料浪费。施工配液和储运十分方便，节约各环节成本。
[0026] 8.本发明的转向酸适用范围广，非均质砂岩、碳酸岩储层无损害均匀解堵，恢复天 然产能；低孔低渗性油藏、泥质大量存在、胶结疏松的地层及矿物成分复杂、地下水含盐量 较高的储层特别有利，能够显著减少地层伤害并降低地层垮塌的发生；还适用于常规酸液 体系酸化无效的井、多次酸化改造效果不佳的井、多次储层改造对地层伤害的井以及长井 段、用酸量大的井。
【附图说明】
[0027] 图1至图4分别为1-4号岩样注酸前后渗透率对比曲线图。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。 [0029] 实施例1
[0030] 适用于高温碳酸岩储层酸化用有机多元转向酸，由下述组分按质量百分比组成：
[0033] 对本实施例所得转向酸在120°C下进行性能测试，结果见表1 :
[0034] 表 1
[0035]
[0036] 本实施例的有机多元羧酸采用适用于高温碳酸岩储层酸化的有机多元羧酸，具体 为谷氨酸四乙酸。具体结构式如下：
[0037]
[0038] 该有机多元羧酸适用于碳酸岩地层，最高使用温度达（200°C )，反应速率低，无表 面溶解现象。
[0039] 本实施例采用的谷氨酸四乙酸利用L-谷氨酸、2-氯乙腈为原料，采用氯化锆为催 化剂合成。具体步骤如下：
[0040] (1)氰基化：准确称取40克L-谷氨酸和20克2-氯乙腈加入130克蒸馏水中，加 入0. 1克氯化锆为催化剂在200°C下进行氰基化反应；
[0041] (2)水解：将氰基化反应产物在90°C下进行水解反应，得到谷氨酸四乙酸的水溶 液；
[0042] (3)脱色：将谷氨酸四乙酸的水溶液用活性炭进行脱色；
[0043] (4)浓缩：将脱色后的产品进行浓缩得到最终产品。
[0044] 本发明采用2-氯乙腈代替现有技术中常用的HCN，减少了剧毒物质的使用，同时 产生的废水容易处理，其产率高、产品纯度高，成本低，工艺简单，废水后处理容易，易于工 业化生产。本发明中采用氯化锆为催化剂，产率高，谷氨酸四乙酸达到90%以上，副产物少。
[0045] 本实施例中多支化孪链两性表面活性剂的具体结构式如下：
[0047]