一种抗高温铁离子稳定剂及其合成方法技术

本发明专利技术提出了一种抗高温铁离子稳定剂及其合成方法，属于铁离子稳定剂技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种抗高温铁离子稳定剂及其合成方法


[0001]本专利技术涉及铁离子稳定剂
，具体涉及一种抗高温铁离子稳定剂及其合成方法
。

技术介绍

[0002]酸化压裂是油气井增产的主要手段之一，其能够清除孔隙或裂缝中的堵塞物质，或者改善地层原有孔隙和裂缝，提高地层渗透率，从而实现增产增注的目的
。
酸化过程中，酸液与地面设备
、
井下管柱
、
地层中含铁矿化物作用，不可避免地会产生
Fe
3+
和
Fe
2+
，随着酸液与地层的不断作用，酸液的
pH
值不断上升，铁离子开始生成沉淀堵塞地层流道，影响酸化效果
。
对于铁离子生成沉淀而言，一般认为
pH
在大于2时
Fe
3+
便开始沉淀，达到3‑5时则完全沉淀，
Fe
2+
则在
pH
达到7‑8时出现明显沉淀
。
由于返排残酸的
pH
值一般控制在6以下，小于
Fe
2+
沉淀值，因而实际施工过程中主要考虑
Fe
3+
的沉淀问题
。
鉴于此问题，为了防止沉淀的生产，有必要研发铁离子稳定剂
。
[0003]目前的铁离子稳定剂主要分为还原剂
、
络合剂以及两者混用三类，其中还原剂主要采用亚硫酸
、
异抗坏血酸等，其目的是将容易生成沉淀的
Fe
3+
转化为不容易生成沉淀的
Fe
2+
，但
Fe
2+
在油藏高温条件下容易再转化成
Fe
3+
，因此不适合高温油藏；络合剂主要采用柠檬酸
、
乙二胺四乙酸（
EDTA
）
、
氮川三乙酸（
NTA
）
、
醋酸等，其中乙二胺四乙酸价格昂贵且溶解度低，很少使用；氮川三乙酸（
NTA
）存在形成
CaNTA
沉淀的问题，醋酸则耐温性能差，通常只适用于
66℃
地层；柠檬酸价格便宜
、
溶解度高而且耐温性能好（据报道柠檬酸络合铁的耐温性能达到
204℃
），是比较理想的铁离子稳定剂，然而高浓度的柠檬酸与地层中的钙离子结合容易生成柠檬酸钙，而柠檬酸钙溶度积较低，容易生成沉淀堵塞地层，在地层中钙离子浓度难以改变的情况下只能调整柠檬酸浓度，这使得柠檬酸浓度受到限制
、
不可过高，进而导致采用单一柠檬酸作为铁离子络合剂时稳铁量小，难以满足工业生产需求
。
[0004]目前铁离子稳定剂相关的产品已有多种，但稳定剂体系的耐温能力均不高
。
中国专利技术专利
CN103627385B
公开的一种在酸化液中应用的耐温型铁离子稳定剂，其将柠檬酸
、
二乙烯三胺五乙酸钠两种螯合剂混用，同时加入异抗坏血酸或异抗坏血酸钠增强对铁离子的稳定能力，该稳定剂体系的耐温能力达到了
155℃
，然而随着目前钻采设备技术的不断进步，井深也在不断增加，酸化压裂液中铁离子稳定剂的耐温性能也需要进一步提高
。
[0005]中国专利技术专利
CN1067912C
公开了一种酸液铁离子稳定剂，异抗坏血酸：葡萄糖：2‑
酮基葡萄糖酸钙按重量比为
100
：5‑
120
：5‑
120
，兼具还原性和螯合性，证明其在酸液中稳定铁离子的能力明显高于单一的螯合剂和还原剂，但该专利技术所记载的稳定剂稳定铁离子时的耐高温性能不足
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提出一种抗高温铁离子稳定剂及其合成方法，大大提高了铁离子的稳定能量，耐高温性好，溶解分散性能优良，与常规酸液配伍性良好，具备优异的油溶
性
。
[0007]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种抗高温铁离子稳定剂，该稳定剂由单体
1、
硅烷偶联剂
KH570、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸
、2
‑
烯丙基苯甲酸
、
丙烯酰胺反应制得，所述抗高温铁离子稳定剂的分子结构式如式
I
所示：式
I
；其中，
a:b:c:d:e=7
‑
10:3
‑
5:5
‑
7:2
‑
4:7
‑
10。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述单体
1、
硅烷偶联剂
KH570、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸
、2
‑
烯丙基苯甲酸
、
丙烯酰胺的质量比为
29
‑
43:7
‑
13:10
‑
15:3
‑
7:4
‑8；所述单体1的结构式如式
II
所示：式
II。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述单体1的制备方法如下：
S1.
将4‑
羟基苄氯和丙烯酰氯反应，制得中间体1，结构如下：；
S2.
将中间体1和二乙醇胺反应，制得中间体2，结构如下：；
S3.
将中间体2和硫代乙醇酸反应，制得单体
1。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，步骤
S1
中所述4‑
羟基苄氯和丙烯酰氯的摩尔比为
1:1
‑
1.1
，还添加了碱，所述碱选自三乙胺
、KOH、NaOH
中的至少一种，所述反应的温度为
40
‑
50℃
，时间为1‑
3h。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，步骤
S2
中所述中间体1和二乙醇胺的摩尔比为1‑
1.1:1
，还添加了碱，所述碱选自
KOH、NaOH
中的至少一种，所述反应的温度为
55
‑
60℃
，时间为1‑
3h。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，步骤
S3
中所述中间体2和硫代乙醇酸的摩尔比为
1:2
‑
2.1
，还添加了催化剂，所述催化剂为浓硫酸，所述反应的温度为
70
‑
80℃
，时间为3‑
5h。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，还添加了引发剂，所述引发剂的质量为单体总质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种抗高温铁离子稳定剂，其特征在于，该稳定剂由单体
1、
硅烷偶联剂
KH570、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸
、2
‑
烯丙基苯甲酸
、
丙烯酰胺反应制得，所述抗高温铁离子稳定剂的分子结构式如式
I
所示：式
I
；其中，
a:b:c:d:e=7
‑
10:3
‑
5:5
‑
7:2
‑
4:7
‑
10。2.
根据权利要求1所述抗高温铁离子稳定剂，其特征在于，所述单体
1、
硅烷偶联剂
KH570、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸
、2
‑
烯丙基苯甲酸
、
丙烯酰胺的质量比为
29
‑
43:7
‑
13:10
‑
15:3
‑
7:4
‑8；所述单体1的结构式如式
II
所示：式
II。3.
根据权利要求2所述抗高温铁离子稳定剂，其特征在于，所述单体1的制备方法如下：
S1.
将4‑
羟基苄氯和丙烯酰氯反应，制得中间体1，结构如下：；
S2.
将中间体1和二乙醇胺反应，制得中间体2，结构如下：；
S3.
将中间体2和硫代乙醇酸反应，制得单体
1。4.
根据权利要求3所述抗高温铁离子稳定剂，其特征在于，步骤
S1
中所述4‑
羟基苄氯和丙烯酰氯的摩尔比为
1:1
‑
1.1
，还添加了碱，所述碱选自三乙胺
、KOH、NaOH
中的至少一种，所述反应的温度为
40
‑
50℃
，时间为1‑
3h。5.
根据权利要求3所述抗高温铁离子稳定剂，其特征在于，步骤

【专利技术属性】
技术研发人员：聂中祥，王中鹏，吕本增，李长清，张坤，宋彬，
申请(专利权)人：东营市宝泽能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：