一种油田压裂酸化用缓蚀剂及其合成方法与流程

本发明属于三次采油，具体涉及一种油田压裂酸化用缓蚀剂及其合成方法。

背景技术：

1、在油气田开采过程中，压裂酸化是我国各油田稳产和上产的主要措施之一，得到了广泛的应用。油田酸化压裂时将酸化压裂液通过油井管柱打入地层，酸化压裂液和地层中的灰岩等成分发生反应生成易溶的物质，同时在高压的作用下，使地层的孔隙增大，当易溶物随酸液排出地层后，提高了产油层的渗透率，从而达到增产的目的。

2、常用的酸化试剂是质量分数为15％或20％的盐酸，或由12％盐酸与3％氢氟酸混合而成的土酸。这两种酸都是无机强酸，可溶蚀地层岩石矿物及孔隙堵塞物，同时，酸化技术也会对金属管线和设备产生严重腐蚀，并对地层造成潜在威胁，且随着井深的增加，温度升高，腐蚀将更加严重。

3、为了防止酸化压裂液对油管、套管和金属设备的腐蚀，在酸化压裂液中添加缓蚀剂是防腐的必要措施。油气井增产措施使用的所有工业用酸都需加入缓蚀剂以降低井筒管柱的酸蚀速度。

4、发明专利cn104109529a公开了一种酸化缓蚀剂及其制备方法，该酸化缓蚀剂主要是由以下重量份数的原料制成：苯乙酮39～41份、甲醛24～26份、乙二胺9～11份、无水乙醇24～25份、浓盐酸1～2份、丙炔醇1～3份。该发明的酸化缓蚀剂，采用苯乙酮、甲醛、无水乙醇、浓盐酸、乙二胺和丙炔醇为原料，通过合理复配，所得酸化缓蚀剂在酸液中具有良好的分散性，无需添加其他的增效剂和表面活性剂就能实现与酸液及其它酸化添加剂的良好配伍；缓蚀性能好，达到行业一级标准，且在酸化过程中对岩心无伤害；现场施工时用量小，既降低了酸化施工的成本，又提高了现场施工的安全性，具有良好的经济效益和环境效益，适合推广应用。但是该发明的缓蚀剂主要成分为丙炔醇，毒性大、易挥发，而且丙炔醇作为缓蚀剂存在在金属表面吸附不够稳定牢固以及长效缓释效果不佳的问题。

5、发明专利cn114806530a公开了一种高温酸化缓蚀剂及其制备方法和应用。本发明第一方面提供了一种高温酸化缓蚀剂，所述缓蚀剂按照质量百分含量包括主剂15-30％、丙烯基胺5-15％、芳香醛5-15％、乳化剂5-10％和溶剂30-70％；其中，所述主剂由苯甲酸和1-氨基-2-甲基丁烷进行酰胺化反应得到。该发明提供的酸化缓蚀剂在高温下不易分解，有效提高了酸化缓蚀剂的耐温性，可在高温下保持良好的缓蚀效果，此外，本发明提供的酸化缓蚀剂中并不包括丙炔醇、三氯化锑等毒性较大或腐蚀性较强的物质，减少了有毒物质对缓蚀剂性能的影响，提高了生产过程的安全性。但是该发明缓蚀剂在20wt％的盐酸溶液中腐蚀速率为30g/(m2·h)，腐蚀速率偏高，很难满足现场需要。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术存在的不足而提供一种压裂酸化用缓蚀剂及其合成方法。本发明缓蚀剂具有适应温度广泛、缓释效果好的优点。

2、本发明的目的之一公开了一种压裂酸化用缓蚀剂，所述压裂酸化用缓蚀剂的分子结构式如下：

3、

4、本发明另一个目的公开了上述压裂酸化用缓蚀剂的合成方法，所述合成方法的具体步骤如下：

5、(1)在反应器中依次加入1-氮杂-18-冠醚-6、乙醇、氰基硼氢化钠、n,n-二辛基苯甲醛，用盐酸调节ph3-4，加热回流，加入盐酸调节ph小于1，过滤；

6、(2)将滤液用氢氧化钠调节ph9-10，加入溴代十二烷，搅拌加热回流，减压蒸馏，得到粘稠状中间体，环己烷重结晶，得到淡黄色固体，105-110℃烘干2-3h得到压裂酸化用缓蚀剂。

7、在本发明中，优选地，基于1摩尔份的1-氮杂-18-冠醚-6，所述n,n-二辛基苯甲醛、溴代十二烷的用量分别为0.8-1.2摩尔份、1.8-2.6摩尔份；更优选地，基于1摩尔份的1-氮杂-18-冠醚-6，所述n,n-二辛基苯甲醛、溴代十二烷的用量分别为0.9-1.1摩尔份、2-2.4摩尔份。

8、在本发明中，优选地，步骤(1)中所述乙醇与1-氮杂-18-冠醚-6重量比为30-40：1。

9、在本发明中，优选地，步骤(1)中所述氰基硼氢化钠与1-氮杂-18-冠醚-6的重量比为0.2-0.4：1。

10、在本发明中，优选地，步骤(1)中所述加热回流时间为6-12h。

11、在本发明中，优选地，步骤(2)中所述加热回流时间为24-48h。

12、本发明压裂酸化用缓蚀剂的合成反应方程式如下：

13、

14、

15、本发明的压裂酸化用缓蚀剂为季铵盐和冠醚复合表面活性剂。季铵盐带有正电性，可吸附在金属表面，阻止氢离子向金属表面接近，使析氢反应难以进行；冠醚内部结构有空穴，可以使进入内部的氢离子失去流动性而无法接近金属表面；十二烷基和辛烷基是疏水性基团，可以在金属表面上形成疏水保护层，酸液无法向金属表面靠近，保护了金属不被氢离子氧化；分子中的o拥有孤对电子，可以提供电子与铁原子形成配位键更好地起到吸附及保护所用。

16、本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

17、(1)本发明的压裂酸化用缓蚀剂适用广泛，从60-180℃对盐酸和氢氟酸都有良好的缓释效果；

18、(2)本发明的压裂酸化用缓蚀剂缓释效果好，90℃条件下在20wt％的盐酸溶液中常压静态腐蚀速率最低为1g/(m2·h)；180℃条件下在15wt％的土酸溶液中高温高压动态腐蚀速率最低为13g/(m2·h)。

技术特征：

1.一种压裂酸化用缓蚀剂的合成方法，其特征在于，所述合成方法的具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述一种压裂酸化用缓蚀剂的合成方法，其特征在于，基于1摩尔份的1-氮杂-18-冠醚-6，所述n,n-二辛基苯甲醛、溴代十二烷的用量分别为0.9-1.1摩尔份、2-2.4摩尔份。

3.根据权利要求1所述一种压裂酸化用缓蚀剂的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述乙醇与1-氮杂-18-冠醚-6重量比为30-40：1。

4.根据权利要求1所述一种压裂酸化用缓蚀剂的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述氰基硼氢化钠与1-氮杂-18-冠醚-6的重量比为0.2-0.4：1。

5.根据权利要求1所述一种压裂酸化用缓蚀剂的合成方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热回流时间为6-12h。

6.根据权利要求1所述一种压裂酸化用缓蚀剂的合成方法，其特征在于，步骤(2)中所述加热回流时间为24-48h。

7.一种压裂酸化用缓蚀剂，其特征在于，所述压裂酸化用缓蚀剂的分子结构式如下：

技术总结
本发明属于三次采油技术领域，具体涉及一种油田压裂酸化用缓蚀剂及其合成方法。所述合成方法如下：在反应器中依次加入1‑氮杂‑18‑冠醚‑6、乙醇、氰基硼氢化钠、N,N‑二辛基苯甲醛，用盐酸调节pH3‑4，加热回流，加入盐酸调节pH小于1，过滤；将滤液用氢氧化钠调节pH9‑10，加入溴代十二烷，搅拌加热回流，减压蒸馏，得到粘稠状中间体，用环己烷重结晶，得到淡黄色固体，105‑110℃烘干2‑3h得到缓蚀剂。本发明缓蚀剂具有适应温度广泛、缓释效果好的优点。

技术研发人员：李齐,孙立军,宋月晴,王嘉醇,王俊德
受保护的技术使用者：山东滨州昱诚化工科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29