BZ-51酸化緩速劑的研制

李 會(huì)，閆長(zhǎng)泉

（1. 濱州職業(yè)學(xué)院，山東 濱州 256600； 2. 濱化集團(tuán)股份有限公司科研所，山東 濱州 256619）

BZ-51酸化緩速劑的研制

李 會(huì)1，閆長(zhǎng)泉2

（1. 濱州職業(yè)學(xué)院，山東 濱州 256600； 2. 濱化集團(tuán)股份有限公司科研所，山東 濱州 256619）

酸化是油井增產(chǎn)、水井增注的重要措施之一。在酸化施工中，所使用的常規(guī)酸液，如鹽酸與土酸對(duì)灰?guī)r和砂巖地層的酸化，由于酸、巖反應(yīng)速度快，酸的作用距離短，只能消除近井地層的堵塞，達(dá)不到疏通深部地層通道從而增產(chǎn)的目的。甚至容易造成近井地帶過(guò)度酸化，引起溶洞或出砂，破壞地層滲透性，嚴(yán)重影響油井增產(chǎn)、水井增注效果。為此，以不同的原料為起始劑，研制出了系列聚氧丙烯聚氧乙烯醚，篩選出了符合要求的酸化緩速劑。

聚醚；四乙烯五胺；緩速劑

酸化是油井增產(chǎn)、水井增注的重要措施之一。酸化一般分為兩種，一種為常規(guī)酸化，一種為壓裂酸化。擠入油層的酸液通過(guò)對(duì)地層巖石、堵塞物的化學(xué)溶蝕作用以及酸液的水力作用，可疏通和擴(kuò)大油、水滲流通道，提高地層滲透率，從而達(dá)到油井增產(chǎn)、水井增注的目的。

在酸化施工中，所使用的常規(guī)酸液，如鹽酸與土酸對(duì)灰?guī)r和砂巖地層的酸化，由于酸、巖反應(yīng)速度快，酸的作用距離短，只能消除近井地層的堵塞，達(dá)不到疏通深部地層通道從而增產(chǎn)的目的［1］。甚至容易造成近井地帶過(guò)度酸化，引起溶洞或出砂，破壞地層滲透性，嚴(yán)重影響油井增產(chǎn)、水井增注效果。因此，必須使用緩速酸進(jìn)行地層深部酸化以改善酸化效果［2］。

為了增加酸、巖反應(yīng)時(shí)間，減緩反應(yīng)速度，近30年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究出了各種緩速酸［3］。表面活性劑配制的緩速酸（亦稱(chēng)化學(xué)緩速酸），如活性酸、泡沫酸、乳化酸以及微乳酸等，由于酸液中的表面活性劑能控制酸液中的 H+離子向巖石表面的傳質(zhì)速度，或者能控制酸液對(duì)巖石的表面反應(yīng)，或者能控制反應(yīng)物由巖石表面向酸液中擴(kuò)散，從而達(dá)到緩速的目的［4,5］。這類(lèi)添加在緩速酸中的表面活性劑（亦稱(chēng)緩速劑），能夠延長(zhǎng)酸、巖反應(yīng)時(shí)間 5～10倍，使用溫度可達(dá)150 ℃。

鑒于此，我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)合成了一系列聚氧乙烯聚氧丙稀醚（聚醚）型非離子表面活性劑，通過(guò)改變不同的起始劑，調(diào)節(jié)聚氧乙烯、聚氧丙稀段的分子量，研制成功了符合緩速酸要求的BZ-51酸化緩速劑。該緩速劑具有較好的耐強(qiáng)酸、耐 Ca2+、Mg2+離子的效果，與酸液配伍性好，在帶有不同電荷的巖層中均可使用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

壬基酚（工業(yè)級(jí)），丙二醇（分析純），丙三醇（分析純），四乙烯五胺（工業(yè)級(jí)），二乙烯三胺（工業(yè)級(jí)），氫氧化鉀（工業(yè)級(jí)），環(huán)氧乙烷（工業(yè)級(jí)），環(huán)氧丙烷（工業(yè)級(jí)），冰醋酸（分析純）。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

2XZ－2型旋片真空泵，WDF－2型高壓反應(yīng)釜（2L）

1.3 合成方法

在高壓反應(yīng)釜中加入定量的起始劑及催化劑KOH，攪拌下升溫至100～110 ℃，開(kāi)動(dòng)真空泵，真空處理30 min，關(guān)閉真空泵，升溫至130 ℃向反應(yīng)釜內(nèi)緩慢、連續(xù)壓入定量的環(huán)氧丙烷。進(jìn)料過(guò)程中，控制反應(yīng)壓力﹤ 0.3 MPa，反應(yīng)溫度 130～140℃。進(jìn)料完畢，保溫30 min，待壓力降至負(fù)壓后，在100～110 ℃真空處理30 min。再按上述方法進(jìn)定量環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷，進(jìn)料完畢，保溫30 min，待壓力降至負(fù)壓后，在 100～110 ℃真空處理 30 min，降溫至90 ℃以下，用冰醋酸中和出料。

2 緩速劑主要指標(biāo)評(píng)價(jià)方法

(1) 制備2 cm×2 cm×2 cm的大理石備用。

(2) 配制100 mL 15%鹽酸置于燒瓶中。

(3) 配制100 mL 15%鹽酸+5%緩速劑置于另一燒瓶中。

(4) 將兩燒瓶置于恒溫水浴鍋中，加熱到90 ℃恒溫30 min，分別加入3.1中制備的大理石一塊，記錄起始時(shí)間，至酸液中無(wú)CO2氣泡逸出時(shí)作為終止時(shí)間。延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間倍數(shù)：

式中：R —延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間倍數(shù)；

t1—加入5%緩速劑的15%鹽酸與大理石反應(yīng)開(kāi)始時(shí)間，s；

t/1—加入5%緩速劑的15%鹽酸與大理石反應(yīng)終止時(shí)間，s；

t2—15%鹽酸與大理石反應(yīng)開(kāi)始時(shí)間，s；

t/2—15%鹽酸與大理石反應(yīng)終止時(shí)間，s。

3 緩速劑評(píng)選結(jié)果

表1是不同起始劑，相同合成方法得到的聚醚數(shù)據(jù)對(duì)比；表2是確定起始劑后，改變聚醚分子量結(jié)構(gòu)得到的聚醚數(shù)據(jù)對(duì)比。可以看出，以四乙烯五胺為起始劑合成分子量為3250，EO含量為50%的聚醚緩速效果明顯優(yōu)于其它型號(hào)聚醚。

表1 不同起始劑和相同合成方法得到的聚醚數(shù)據(jù)Table 1 Data of the polyether synthesized by using different initiators

表2 確定起始劑和改變聚醚分子量結(jié)構(gòu)得到的聚醚數(shù)據(jù)Table 2 After determining initiator, data of the polyether with different structure

4 結(jié) 論

以四乙烯五胺為起始劑研制的新型BZ－51酸化緩速劑，能加強(qiáng)聚醚與陰、陽(yáng)離子表面活性劑的復(fù)配工作。具有明顯的延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間倍數(shù)的優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮其協(xié)同作用。

［1］王云峰. 表面活性劑及其在油氣田中的應(yīng)用［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1995.

［2］佟曼麗. 油田化學(xué)［M］. 北京：石油大學(xué)出版社，1996:167-172.

［3］黃瑛，國(guó)內(nèi)外酸化技術(shù)發(fā)展近況[J].鉆井液與完井液,2000（01）:26-27.

［4］ 竇保國(guó)，王琳，閆長(zhǎng)泉,等.國(guó)內(nèi)外酸化緩蝕劑的發(fā)展概況［C］.2009中國(guó)表面活性劑文集.

［5］ 閆長(zhǎng)泉，竇保國(guó)，陳峰,等.BH系列酸化緩蝕劑的合成與應(yīng)［C］.2004表面活性劑技術(shù)經(jīng)濟(jì)文集.

Synthesis of BZ-51 Acid Retarded Agent

LI Hu1，YAN Chang-quan2
（1. Vocational college of Binzhou, Shangdong Binzhou 256603，China；2. Befar Group Co.,Ltd. Research Center,Shangdong Binzhou 256619，China）

The acidification is an important measure to increase well production and water injection well stimulation. In acidification construction, conventional acid including hydrochloric acid and mud acid can acidify limestone and sandstone strata. Because reaction speed of acid and rocks is fast and operating range of the acid is short, only near-wellbore formation plugging can be eliminated, the purpose to dredge the deep stratum channel in order to increase well production can not be realized. Even the over-acidification of the near wellbore can be caused, which will result in the solution cave or the sand production to damage the stratum permeability and seriously affect the well stimulation.To this end，using different raw materials as the starting agent, a series of polyoxypropylene ether and polyoxyethylene ether were synthesized, then desirable acid retarded agent was screened out.

Polyether; TEPA; Retarder agent

TE 357

A

1671-0460（2012）06-0569-02

2012-04-28

李會(huì)（1975-），女，山東濱州人，講師，碩士，畢業(yè)于青島科技大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè)，研究方向：化學(xué)品合成及分析檢測(cè)。E-mail：bzylihui@163.com。