新型酸液稠化剂的制备与性能评价

大牛地气田酸液体系的配置方法及性能指标大牛地气田目前采用酸液体系主要有以下四种，胶凝酸酸液体系、转向酸酸液体系、地面交联酸酸液体系、清洁降阻酸酸液体系，每种酸液体系在配酸过程的要求和性能指标如下。

一、不同类型酸液体系的配置及注意事项1胶凝酸酸液体系配方1.1 酸液配方（1）胶凝酸配方：20%HCl+1.5%缓蚀剂(YHS-2)+ 0.15%CX-301（铁离子稳定剂）+0.5%助排剂(CX-308)+0.5%起泡剂(CX-302)+0.4%增稠剂(CX-208)（2）常规酸配方：20%HCl+1.5%缓蚀剂(YHS-2)+ 0.15%CX-301（铁离子稳定剂）+0.5%助排剂(CX-308)+0.5%起泡剂(CX-302)(3) 活性水配方：清水+ 0.5%助排剂(CX-308)+1.0%KCl1.2 酸液配制方法（1）配制要求：①所有的配液罐、运液车都要清洗干净。

②配液用水清洁、无污染、杂质，水质pH为6.5-7.5,机械杂质小于0.2%。

③现场实测入地酸浓度须在19%-21%范围内，胶凝酸粘度不小于30mPa.s。

④配液技术员必须全程监测、指挥配液过程，保证液体性能达到设计指标。

（2）胶凝酸配制要求：由于CX-208高粘酸液胶凝剂溶胀速度极快，不能用传统的一具酸罐上下循环的方法加入，而需要用两具罐建立循环来配制，所以现场每组配液队伍需要多备一具空酸罐，具体配制步骤如下：1）在用清水清洗后的酸罐中加入31%工业盐酸17.2 m3，然后加入清水10.1 m3，配置好所需浓度的盐酸。

2）连接好循环管线，启动泵车，在循环的条件下将420Kg缓蚀剂（YHS-2）和42Kg铁离子稳定剂（CX-301）加入酸液中。

3）将装有配置好盐酸的酸罐通过泵与管线和另外一具空酸灌相连，管线上接上射流枪。

启动泵，将储酸罐中的盐酸通过泵打入空酸灌，酸液在流经射流枪时产生负压，通过接在射流枪上的配液漏斗或者吸管加入112Kg CX-208高粘酸液胶凝剂，胶凝剂溶胀在空酸罐中形成均匀的胶凝酸。

10 高石矿区相继沉积了中下三叠统及其以下碳酸盐岩为主的海相地层和上三叠统-侏罗系以砂泥岩为主的陆相地层。

根据解释情况，该矿区的地层特性为高温、高压，非均质性，高渗透性，优选的压裂酸化完井液为胶凝酸体系。

该储层平均温度150～180℃，对胶凝酸的耐高温、耐剪切特性提出更高的要求。

目前盐酸（盐酸）的凝胶剂多为聚合物和其他增稠剂。

根据增稠效率、酸液稳定性和酸消耗后的残渣，对这些材料进行了比较[1]。

目前市面上大多数酸液稠化剂均使用阳离子型的聚丙烯酰胺，采用部分DAC，DMC，DMDAAC，等阳离子单体与AM单体进行嵌段共聚它们以三种不同的形式销售：固体、分散剂和乳剂[2]。

多使用水处理用的阳离子聚丙烯酰胺进行跨行业使用[3]，其中有诸多问题待解决。

首先，现有的胶凝剂配方因为水处理行业跨行业产品，在分子设计上未充分考虑使用环境，一味考虑常温条件下的酸液增稠效果，未对分子的耐温性、耐剪切性进行考虑[4]。

其次，高温缓蚀剂目前多以酮醛胺类为主，其中的醛基对聚丙烯酰胺的酰胺基有一定的交联效果，有出现不配伍，导致初始黏度高，但是耐温耐剪切性能大幅度降低的特性。

由于AM单体的聚合产物特性，在140℃左右会发生自然降解断链，同时在高剪切下聚合物加速断链，丙烯酰胺黏度大幅度下降。

需要一款同时具备酸液增黏、耐高温、耐高温剪切的稠化剂产品来弥补以上问题。

因此，从聚丙烯酰胺衍生物分子结构设计入手，使用耐高温单体，通过对反应升温速率，单体浓度，引发剂浓度，引发剂滴加速度研究，优化配方，最终研发出耐酸，耐高温的酸液稠化剂。

1 实验部分1.1 实验材料丙烯酰胺AM（分析纯，Merck），甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC（分析纯，Merck），吐温80（分析纯，Merck），司盘80（分析纯，成都市科隆化学品有限公司），表活剂E（实验室自主制备），过硫酸铵，引发剂B1（实验室自主配制），引发剂B2，引发剂X1。

1.2 产物制备方法在白油中按比例加入司盘80，表活剂E，引高温酸液稠化剂的制备和性能表征李建忠 吴安林 张恒川庆钻探工程有限公司 四川 成都 610000摘要：目前常规酸化井由于钻井深度逐年加深，井底温度可达到180℃左右，以丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）作为单体，通过氧化还原—偶氮引发剂体系的二段聚合法进行聚合反应。

一种酸性压裂液研制及其性能评价刘祥;沈燕宾【摘要】针对低渗透、碱敏性储层,研制了一种以有机锆为交联剂,羧甲基羟丙基胍胶为增稠剂的酸性压裂液体系,并对压裂液相关性能进行了系统评价.实验结果表明,当增稠剂溶液浓度为0.4％,交联比为100∶2,破胶剂加量为0.06％时,与压裂液助剂粘土稳定剂、缓蚀剂、助排剂等配制的压裂液破胶液粘度为1.013 mPa·s,残渣含量为261 mg/L,防膨率为90.5％,表面张力为27.6 mN/m,平均缓蚀速率为0.826 g/(h·m2),在90℃下滤失速率为0.575×10-5m/min0.5,对储层的伤害率小于15％.%The acid fracturing fluid system was developed for low permeability,alkaline sensitivity reservoir using organic zirconium as crosslinking agent, carboxymethyl hydroxypropyl guar gum as thickening agent. The performance of fracturing fluid was evaluated. The results showed that when the concentration of thickening agent was0.4% ,crosslinking ratio was 100:2, gel breaking agent amount was 0.06% , the viscosity of gel breaking agent was 1.013 mPa·S,the resi due content was 261 mg/L,the preventing ex pansion rate was 90.5% ,the surface tension was 27.6 mN/m,the average corrosion inhibition rate was 0.826g/(h·M2). The filtration rate was 0.575 × 10 -5 m/min0.5 at 90 ℃., the damage rate for reservoir was less than 15%.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2011(040)012【总页数】4页(P2186-2188,2196)【关键词】酸性压裂液;岩心伤害;有机锆交联剂【作者】刘祥;沈燕宾【作者单位】西安石油大学化学化工学院,陕西西安 710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TE357目前，大多数压裂液为碱性［1-2］，而绝大部分黏土矿物均能与碱发生反应，导致黏土的负电荷增加，水敏性增强，溶解出的硅离子可以形成硅酸凝胶而堵塞地层，所以各类黏土矿物都存在碱敏损害问题。

92023年3月下 第06期 总第402期TECHNOLOGY ENERGY |能源科技1.酸液胶凝剂研究进展首次提出将胶凝剂应用于酸化压裂是在上世纪70年代。

酸液胶凝剂大规模使用是在上世纪80年代，由美国Halliburton 公司研制的SGA-HT 胶凝剂和Phillips 石油公司研制的DSGA 产品成功应用。

而耐高温酸液胶凝剂首次在1988年被美国公司研制出，其耐温达120℃。

此后，以提升耐温性能为主的胶凝剂成为发展主流。

2018年，Adraza 等[1]设计了一种可应用于130℃的储层且具有良好的增黏性能的胶凝剂，使现场的用酸量比原体系减少30%以上。

针对墨西哥湾177℃油田储层，设计了一种基于有机酸的胶凝酸体系，该体系具有良好的耐温性能和转向性能，在该区域成功施工30次以上，施工后的产量提升3倍以上。

近些年，国外对胶凝酸的减阻性、转向性、破胶性等展开了大量研究。

2020年，Sarmah 等[2]利用AM 和DMA3Q 制备了一种阳离子型酸液胶凝剂，设计了一种受温度和pH 调控的智能原位交联酸，当酸液体系温度达到120℃以上时，胶凝剂开始交联，酸液黏度增大并且在pH=4时最大，pH ＞4交联胶凝剂会自动破胶。

国内酸液胶凝剂的相关研究起步较晚。

近年来，石伟等[3]制备了一种阳离子疏水缔合酸液胶凝剂，该胶凝剂在酸液中的加量远低于常规加量，在胶凝剂为0.6%时，酸液黏度可达30mPa.s，在90℃酸液黏度保留率可达76.67%。

2018年，王旭等[4]制备了一种乳液胶凝剂，胶凝剂加量为0.5%、120℃条件下，酸液黏度可达40mPa.s。

2019年，穆代峰等[5]制备了一种疏水缔合聚合物型酸液胶凝剂，基于该酸液胶凝剂得到交联酸体系，可适用160℃以上地层。

目前，国内能满足160℃现场作业的胶凝剂较少，且生产成本较高，很难满足现场需求。

因此，提升胶凝剂的性能不仅是胶凝剂制备方法的创新，更重要的是胶凝剂分子结构设计的创新。

全国中文核心期刊中国科技核心期刊新型无碱液体速凝剂的制备及性能评价周博儒X王睿2，高飞1，熊龙'，李兴1(1.中建商品混凝土有限公司，湖北武汉430205；.武汉路达建设工程检测有限公司，湖北武汉430205)摘要：采用硫酸铝、硫酸镁、氟硅酸镁、磷酸、EDTA、二乙醇胺、甘油和去离子水，在合成温度65益下,通过有机-无机复合反应,制备了一种新型无碱液体速凝剂，并对其性能进行了测试。

结果表明，基准水泥中无碱液体速凝剂的折固掺量为4%时,净浆凝结时间和砂浆强度均符合GB/T35159—2017《喷射混凝土用速凝剂》标准要求，同时,该无碱液体速凝剂与萘系高效减水剂和聚羧酸高性能减水剂的适应性良好。

关键词：无碱液体速凝剂;制备;凝结时间；抗压强度;适应性中图分类号:TU528.042文献标识码:A文章编号：1001-702X(2021)05-0029-05Preparation and performance evaluation on a new type of alkali-free liquid accelerator admixtureZHOU Boru',WANG Rui,GAO Fei,XIONG Long,LI Xing'(1.China Construction Ready Mixed Concrete Co.Ltd.,Wuhan430205,China;2.Wuhan Luda Construction Engineering Testing Co.Ltd.,Wuhan430205,China)Abstract:Using aluminum sulfate,magnesium sulfate,magnesium fluosilicate,phosphoric acid,EDTA,diethanolamine,glycerol and deionized water,a new type of alkali-free liquid accelerator was prepared by organic and inorganic reaction at the synthesis temperature of65益,and its performance was tested.The results show that when the converted solid content of alkali-free liquid accelerator in the benchmark cement is4%,the net paste setting time and mortar strength meet the requirements of standard GB/T 35159-2017"Flash setting admixtures for shotcrete".At the same time,the alkali-free liquid accelerator has a good adaptability with the high-efficiency Naphthalene superplasticizer and high performance polycarboxylate water reducer.Key words:alkali-free liquid accelerator admixture,preparation,setting time,compressive strength,adaptability速凝剂一般用于喷射混凝土中，能明显缩短混凝土的凝结硬化时间,在采矿工程、地下工程、坝坡锚喷支固和其他应急救援工程中得到了大量应用，主要起到支撑加固保护的作用。

酸性压裂液研究【摘要】本研究结合国内外酸性压裂液体系的研究现状，指出对其进行进一步研究的迫切性和必要性。

继而对现存的一种多功能酸性压裂液的设计思路进行阐述，并简单对其优势性能进行评价，从而在此基础上对新型酸性压裂液的总体性能进行了综合评价，表明其具有较强的实用性。

【关键词】酸性压裂液新型增稠优势性能1 国内外酸性压裂液体系研究现状为达到酸性交联的目的，国外研制开发了羧甲基羟丙基胍胶压裂液。

此酸性交联压裂液曾成功地改造东得克萨斯的某块地层，但羧甲基羟丙基胍胶材料价格极其昂贵，成本投入较大。

目前国内酸性交联压裂液停留在将主要作为增稠剂使用的阶段，但羟丙基胍胶在酸性环境下易水解，粘度降低速率极快，这些特性严重影响压裂液性能。

廊坊分院研制开发了一种新型压裂液体系—缔合物压裂液体系。

而现场使用结果却并不良好，表现为交联性能差，曾在应用于长庆神木-双山两口气探井时都发生了不同程度的砂堵现象，加上苏东气藏埋深又远高于这两口试验井，所以该体系目前的应用条件并不完备。

因此低成本、低残渣、酸性交联、破胶性能优良的增稠剂的研制开发成为紧迫工作。

2 多功能清洁酸性压裂液设计研究结合上述研究，目前关于酸性交联压裂液的研制尚不完善，基于此，国内外低渗透油气田将水力压裂和酸压、酸化技术作为两种主要措施来实现增产改造。

实践证明，单纯运用这两种技术的研究和应用都较为广泛。

同样这两种技术也各有优势和劣势，选取其中一种技术作用于特地渗透难动用的地层，往往收不到显著效果，无法达到增产改造的目的。

因此设计一种能够有效交联，性能良好的酸性压裂液，有机结合酸化和压裂更显得必要。

下述便是对已存在的满足上述条件的一种新型阴离子表面活性剂设计的相关介绍。

该产品也已取得良好的成效。

2.1 设计思路新型阴离子表面活性剂摒弃了原来以盐水溶液作为酸溶液的做法，采用新型黏弹性表面活性剂作为稠化剂，能有效使新型黏弹性表面活性剂在酸液中稠化，从而形成具有低黏度、高弹性、低摩阻及强携砂能力优点的酸性黏弹性流体，集原来的黏弹性表面活性剂压裂液的所有优点于一体。

一种疏水缔合聚合物稠化剂的合成及压裂液性能评价何坤忆;罗米娜;钟尧;秦紫薇【摘要】以AM、AMPS和阳离子疏水单体MD‐18为单体，采用水溶液自由基聚合法合成了疏水缔合聚合物压裂液稠化剂HAPAM‐18。

研究了HAPAM‐18的增黏性能、与表面活性剂的相互作用以及压裂液体系的相关性能。

结果表明，HAPAM‐18的表观黏度随质量浓度增加而增大，临界缔合浓度为0．15 g／L ；HAPAM‐18与表面活性剂的相互作用符合三阶段模型，且SDBS与HAPAM‐18的相互作用强于CTAB ；ρ（HAPAM‐18）0．6 g／L ＋ c（SDBS）0．5 mmol ／L＋ρ（KCl）2 g／L配制的压裂液体系的耐温性能达到101℃。

耐剪切性实验和动态频率扫描表明，该压裂液体系具有良好的耐剪切性和黏弹性；过硫酸铵能使压裂液彻底破胶，破胶液残渣含量低至未检出，该压裂液是一种清洁压裂液。

%A hydrophobically associating polymer thickening agent HAPAM‐18 for fracturing fluid was synthesized by the aqueous solution free‐radical copolymerization of AM ,AMPS and a cationic hydrophobic monomer MD‐18 .The thickening ability and interactions with surfactant of HMPAM‐18 were studied as well as the fracturing fluid properties .Result shows that the apparent viscosity of HAMPAM‐18 solution increased with increasing concentration and its critical aggregation concentra‐tion is 0 .15 g/L .The interactions between HAPAM‐18 and surfactants fitted the three stage model and the interactions between HAPAM‐18 and SDBS is more intensive than that with CTAB .The frac‐turing fluid system composed of 0 .6 g/L HAPAM‐18 + 0 .5 mmol/L SDBS + 2 g/L KCl reached a temperature resistance of 101 ℃ and showed good shear resistance andviscoelasticity .The fracturing fluid system can be completely broken with unmeasurable insoluble residuals by ammonium persulfate as the gel‐breaker w hich means this system can be taken as clean fracturing fluid .【期刊名称】《石油与天然气化工》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P93-96)【关键词】疏水缔合聚合物;稠化剂;表面活性剂;清洁压裂液【作者】何坤忆;罗米娜;钟尧;秦紫薇【作者单位】西南石油大学化学化工学院;西南石油大学化学化工学院;西南石油大学化学化工学院;西南石油大学化学化工学院【正文语种】中文【中图分类】TE357.1+1常规胍胶压裂液普遍存在残渣含量高、地层伤害严重等问题；清洁压裂液因其较高的成本和低的耐温性难以广泛应用；合成聚合物压裂液虽然残渣含量低，但化学交联形成的冻胶泵送摩阻高，且受高速剪切时结构将发生不可逆破坏，因此，耐剪切性较差，这些都对其应用造成了限制[1-4]。

文章编号：1001-5620（2011）06-0064-03变黏酸稠化剂甜菜碱的合成及性能评价陈馥1，　侯帆1，　竭继忠2，　黄磊光3，　罗先波1（1.西南石油大学化学化工学院，成都；2. 吉林油田油气合作开发公司，吉林松原；3.辽河油田井下作业公司，辽宁盘锦）摘要　以油酸和3-二甲氨基丙胺为反应物，在一定条件下通过缩合和季铵化反应合成了十八烷基酰胺丙基甜菜碱（BET-18）。

分别考察了反应物配比、温度及时间对缩合反应的影响，并评价了甜菜碱在不同质量分数（或pH 值）盐酸体系中的增黏性能。

实验结果表明，缩合反应的最佳反应条件为：3-二甲基氨基丙胺与油酸的物质的量比为1.08∶1.0、反应温度为160 ℃、反应时间为8 h；当BET-18加量为5%（m/m）时，能使模拟酸岩反应的酸液体系表现出2次增黏的过程；在温度为80 ℃、剪切速率为170 s-1的条件下，pH值为3～4的BET-18残酸黏度能达到280 mPa·s。

根据BET-18清洁变黏酸液体系的变黏特性，可将其应用到碳酸岩盐基质酸化及酸压增产措施中。

关键词　酸化；变黏酸；酸液稠化剂；十八烷基酰胺丙基甜菜碱；合成中图分类号：TE357.12 文献标识码：A在碳酸盐岩酸压工艺中，广泛采用增加酸-岩反应后残酸黏度的方法，来减少酸液的滤失，增加酸液的有效作用距离，提高措施效果[1]。

甜菜碱作为一种两性离子表面活性剂，随着H+浓度的下降及酸-岩反应后大量金属阳离子（Mg2+、Ca2+）的生成，能有效增加残酸黏度，可应用于酸液稠化剂[2-5]。

基于甜菜碱表面活性剂的特点，探索该类表面活性剂的最佳合成条件，评价其增黏性能，具有很好的现实意义。

1　实验部分1.1　实验仪器和药品3-二甲基氨基丙胺，化学纯，上海阿拉丁化学试剂公司；氯乙酸、氢氧化钠、氢氧化钾、油酸，化学纯，四川成都科龙化学试剂厂；缓蚀剂JCI-1、铁离子稳定剂SD1-11、黏土稳定剂TDC-15，工业品。

第13卷第4期油田化学1996年第309-311,348页Oilfield Chemistry12月25日缓蚀剂和稠化剂在酸液中配伍性的研究管保山 朱建峰 周晓群(长庆石油勘探局钻采工艺研究院)摘要　配制稠化酸使用的缓蚀剂与稠化剂的配伍性十分重要。

如两种添加剂完全不配伍,则配成的酸液可发生絮凝、沉淀等分相现象,或粘度剧烈升高,甚至失去流动性。

本文报导了现场和实验室遇到的一些实例。

流变性能在正常范围的稠化酸,当所用缓蚀剂与稠化剂不完全配伍时,其腐蚀速度高于相应的非稠化酸,如本文报导的4对国产缓蚀剂2稠化剂配制的稠化盐酸便是如此。

本文讨论了产生这些不配伍现象的原因。

主题词:　稠化盐酸　酸液缓蚀剂　酸液稠化剂　添加剂配伍性　流变性　缓蚀性稠化酸即使在高盐酸浓度及高温条件下仍具有较高的粘度,高粘度酸液内部对流传质受到限制,H+传递速度减慢,酸岩反应速度降低,活性酸穿透距离增大。

稠化酸滤失速度和滤失量降低也使酸蚀作用距离增加。

稠化剂一般为线型大分子,能降低酸液摩阻,提高注酸液的排量。

反应后的乏酸具有一定的粘度,能悬浮较大的颗粒,可减轻酸不溶固体颗粒对裂缝导流能力的二次伤害。

在稠化酸中,稠化剂和各种添加剂的配伍性很重要。

本文讨论缓蚀剂和稠化剂的配伍性问题。

根据配制稠化酸液的经验,稠化剂、缓蚀剂分别与其它添加剂的配伍性是良好的。

缓蚀剂和稠化剂不配伍,表现之一是酸液分层,沉淀或粘度陡然上升,表现之二是腐蚀速度增大。

1　实验部分1.1　实验材料稠化剂CT126,反相(油包水)乳液聚合的高分子量阳离子聚合物,四川石油局天然气研究所研制;稠化剂C J21,丙烯酰胺和阳离子单体共聚物,长庆石油局井下化工厂;稠化剂SG A2 HT,丙烯酰胺、丙烯酸、季铵盐共聚物,美国哈里伯顿公司;缓蚀剂IS2130和缓蚀剂IS2129,季铵盐类,湖北荆门第一化肥厂;缓蚀剂AH2304,醛酮胺缩合物,陕西化工设计院、长庆钻采院联合研制;缓蚀剂XA2190,咪唑啉类和醛类复配物,西安电力树脂厂;缓蚀剂HA I285,季铵盐类,美国哈里伯顿公司。