[發明專利]一種高溫深井酸化用增稠劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201911057256.5
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN112745454B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 孫玉海;李俠清;馮雷雷;馬來增;盧占國;徐賦海;馮震;楊景輝;趙琳
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F226/02;C09K8/74;C09K8/88
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 劉亞寧

本發明屬于油田化學助劑技術領域，涉及一種增稠劑，尤其涉及一種高溫深井酸化用增稠劑及其制備方法。所述增稠劑制備方法包括：（1）將丙烯酰胺與烷基甲基二烯丙基氯化銨混合，溶解于水中，進行攪拌；（2）向步驟（1）溶液中通氣除氧，加入引發劑進行反應；（3）將步驟（2）所得反應物用丙酮進行沉析、干燥，即得。本發明增稠劑具有較高的抗剪切性能，剪切速率為170s^?1條件下，稠化酸體系粘度高達42mPa?s。此外，本發明增稠劑可耐高溫，在160℃下稠化酸體系粘度仍高于30mPa?s，滿足高溫深井條件下的使用要求。

技術領域

本發明屬于油田化學助劑技術領域，涉及一種增稠劑，尤其涉及一種高溫深井酸化用增稠劑及其制備方法。

背景技術

酸化是國內外油田常用的增產增注措施之一，主要原理是通過向地層泵注酸液與巖石發生反應，溶蝕近井地帶的礦物以及無機堵塞物等，擴大連通孔隙，恢復并提高地層滲透率。酸化過程中，酸液與地層巖石的反應較為迅速，特別在高溫深井中，容易導致酸液在井筒附近就消耗殆盡，而遠井地層則得不到充分的酸化。因此，延緩酸巖反應速度，提高酸液的有效穿透作用距離，是進一步改善儲層酸化效果的方向之一，尤其是對高溫深井酸化非常重要。

稠化酸(也稱膠凝酸)及其工藝最初是由國外發展起來的一種增產技術，它是指在常規酸液中加入稠化劑以提高酸液相的粘度，延緩酸液中H⁺向固液界面的傳質速度，從而起到深部緩速酸化效果的一種酸液體系。相比于普通酸液體系，稠化酸體系的粘度較高，具有良好的緩速性能以及降濾失性和減阻性能等，而且對酸化地層的二次傷害較小，因此稠化酸的酸化有效期相比常規酸化體系更長。隨著油氣田開發的深度的逐漸增加，面對的地層溫度越來越高，具有緩速作用的稠化酸體系得到了迅速的發展。生物聚合物類稠化劑由于耐溫性差，一般只適用于較低的地層溫度(40℃以下)條件。

稠化酸的性能關鍵是由其所用稠化劑決定，稠化劑分子量和結構影響酸液粘度。在酸液體系中稠化劑溶解后會形成空間網狀結構，能夠極大地提高了體系的表觀粘度，有效地降低了活性酸中氫離子的擴散速率，從而延緩酸液與巖石的反應速度，降低酸液的消耗速率，有效地增加酸液的作用距離。因此，研制一種增粘能力強、溶解性好、性能穩定、化學相容性好是改善稠化酸體系性能的關鍵。

目前研究最多、應用最廣的主要還是基于丙烯酰胺改性的合成聚合物類。與天然高分子稠化劑相比，這類稠化劑不論是在增粘性，耐溫性以及抗剪切方面，還是在細菌的敏感性以及地層傷害等方面都顯示出非常明顯的優勢。國內外合成的酸液稠化劑主要是采用丙稀酰胺或稀類單體與一些含有耐溫抗鹽基團結構的單體共聚合得到。例如，目前發明專利CN101864031A提出了一種溫控變粘酸用膠凝劑的制備方法，使用丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鹽和甲基丙烯酰氧乙基R基二甲基氯化銨(R為C1～C32的烷基)共聚得到的兩性共聚物。發明專利CN102993358A公開了一種基于控制引發劑類型的酸液稠化劑制備工藝，使用丙烯酰胺與AMPS、MA、AM共聚得到。發明專利CN102994070A使用了聚乙烯、吡咯烷酮和二元醇進行聚合反應制備聚合物酸液稠化劑。這些稠化劑總體性能均能滿足使用要求，粘度在10-40mPa·s之間，但是為了提高體系粘度，通常由三種物質共聚，生產工藝復雜，并且原料成本較高。此外，還有一些文獻報道了交聯酸酸壓使用的稠化劑，如發明專利CN103805158A、CN104403658A等，這些聚合物稠化劑通常比普通交聯酸粘度更高，但是需要配合金屬交聯劑使用。

總體而言，酸液稠化劑經歷了由天然聚合物類到合成聚合物的不斷發展，但是由于近年來原料選擇方面沒有突破性的進展，酸液稠化劑在類別上逐漸趨于穩定而注重于已有產品性能的改善。目前，國內外使用的普通稠化酸體系(天然聚合物以及等稠化酸)雖比單純的酸液體系酸化效果好很多，但是這類稠化劑的綜合性能還遠遠不能夠滿足現場越來越茍刻的施工要求，經常表現出增粘性、耐溫抗鹽性、剪切穩定性差等缺點，因此需要研發耐溫性更強、抗剪切性跟高的酸液稠化劑。

發明內容

本發明的主要目的是克服現有技術的不足，提供一種增稠劑及其制備方法。