BZ-51酸化缓速剂的研制

李 会，闫长泉

（1. 滨州职业学院，山东 滨州 256600； 2. 滨化集团股份有限公司科研所，山东 滨州 256619）

BZ-51酸化缓速剂的研制

李 会1，闫长泉2

（1. 滨州职业学院，山东 滨州 256600； 2. 滨化集团股份有限公司科研所，山东 滨州 256619）

酸化是油井增产、水井增注的重要措施之一。在酸化施工中，所使用的常规酸液，如盐酸与土酸对灰岩和砂岩地层的酸化，由于酸、岩反应速度快，酸的作用距离短，只能消除近井地层的堵塞，达不到疏通深部地层通道从而增产的目的。甚至容易造成近井地带过度酸化，引起溶洞或出砂，破坏地层渗透性，严重影响油井增产、水井增注效果。为此，以不同的原料为起始剂，研制出了系列聚氧丙烯聚氧乙烯醚，筛选出了符合要求的酸化缓速剂。

聚醚；四乙烯五胺；缓速剂

酸化是油井增产、水井增注的重要措施之一。酸化一般分为两种，一种为常规酸化，一种为压裂酸化。挤入油层的酸液通过对地层岩石、堵塞物的化学溶蚀作用以及酸液的水力作用，可疏通和扩大油、水渗流通道，提高地层渗透率，从而达到油井增产、水井增注的目的。

在酸化施工中，所使用的常规酸液，如盐酸与土酸对灰岩和砂岩地层的酸化，由于酸、岩反应速度快，酸的作用距离短，只能消除近井地层的堵塞，达不到疏通深部地层通道从而增产的目的［1］。甚至容易造成近井地带过度酸化，引起溶洞或出砂，破坏地层渗透性，严重影响油井增产、水井增注效果。因此，必须使用缓速酸进行地层深部酸化以改善酸化效果［2］。

为了增加酸、岩反应时间，减缓反应速度，近30年来国内外研究出了各种缓速酸［3］。表面活性剂配制的缓速酸（亦称化学缓速酸），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剂能控制酸液中的 H+离子向岩石表面的传质速度，或者能控制酸液对岩石的表面反应，或者能控制反应物由岩石表面向酸液中扩散，从而达到缓速的目的［4,5］。这类添加在缓速酸中的表面活性剂（亦称缓速剂），能够延长酸、岩反应时间 5～10倍，使用温度可达150 ℃。

鉴于此，我们通过实验合成了一系列聚氧乙烯聚氧丙稀醚（聚醚）型非离子表面活性剂，通过改变不同的起始剂，调节聚氧乙烯、聚氧丙稀段的分子量，研制成功了符合缓速酸要求的BZ-51酸化缓速剂。该缓速剂具有较好的耐强酸、耐 Ca2+、Mg2+离子的效果，与酸液配伍性好，在带有不同电荷的岩层中均可使用。

1 实验部分

1.1 主要原料

壬基酚（工业级），丙二醇（分析纯），丙三醇（分析纯），四乙烯五胺（工业级），二乙烯三胺（工业级），氢氧化钾（工业级），环氧乙烷（工业级），环氧丙烷（工业级），冰醋酸（分析纯）。

1.2 实验仪器

2XZ－2型旋片真空泵，WDF－2型高压反应釜（2L）

1.3 合成方法

在高压反应釜中加入定量的起始剂及催化剂KOH，搅拌下升温至100～110 ℃，开动真空泵，真空处理30 min，关闭真空泵，升温至130 ℃向反应釜内缓慢、连续压入定量的环氧丙烷。进料过程中，控制反应压力﹤ 0.3 MPa，反应温度 130～140℃。进料完毕，保温30 min，待压力降至负压后，在100～110 ℃真空处理30 min。再按上述方法进定量环氧乙烷和环氧丙烷，进料完毕，保温30 min，待压力降至负压后，在 100～110 ℃真空处理 30 min，降温至90 ℃以下，用冰醋酸中和出料。

2 缓速剂主要指标评价方法

(1) 制备2 cm×2 cm×2 cm的大理石备用。

(2) 配制100 mL 15%盐酸置于烧瓶中。

(3) 配制100 mL 15%盐酸+5%缓速剂置于另一烧瓶中。

(4) 将两烧瓶置于恒温水浴锅中，加热到90 ℃恒温30 min，分别加入3.1中制备的大理石一块，记录起始时间，至酸液中无CO2气泡逸出时作为终止时间。延长反应时间倍数：

式中：R —延长反应时间倍数；

t1—加入5%缓速剂的15%盐酸与大理石反应开始时间，s；

t/1—加入5%缓速剂的15%盐酸与大理石反应终止时间，s；

t2—15%盐酸与大理石反应开始时间，s；

t/2—15%盐酸与大理石反应终止时间，s。

3 缓速剂评选结果

表1是不同起始剂，相同合成方法得到的聚醚数据对比；表2是确定起始剂后，改变聚醚分子量结构得到的聚醚数据对比。可以看出，以四乙烯五胺为起始剂合成分子量为3250，EO含量为50%的聚醚缓速效果明显优于其它型号聚醚。

表1 不同起始剂和相同合成方法得到的聚醚数据Table 1 Data of the polyether synthesized by using different initiators

表2 确定起始剂和改变聚醚分子量结构得到的聚醚数据Table 2 After determining initiator, data of the polyether with different structure

4 结 论

以四乙烯五胺为起始剂研制的新型BZ－51酸化缓速剂，能加强聚醚与阴、阳离子表面活性剂的复配工作。具有明显的延长反应时间倍数的优势，充分发挥其协同作用。

［1］王云峰. 表面活性剂及其在油气田中的应用［M］.北京：石油工业出版社，1995.

［2］佟曼丽. 油田化学［M］. 北京：石油大学出版社，1996:167-172.

［3］黄瑛，国内外酸化技术发展近况[J].钻井液与完井液,2000（01）:26-27.

［4］ 窦保国，王琳，闫长泉,等.国内外酸化缓蚀剂的发展概况［C］.2009中国表面活性剂文集.

［5］ 闫长泉，窦保国，陈峰,等.BH系列酸化缓蚀剂的合成与应［C］.2004表面活性剂技术经济文集.

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

李会（1975-），女，山东滨州人，讲师，硕士，毕业于青岛科技大学应用化学专业，研究方向：化学品合成及分析检测。E-mail：bzylihui@163.com。