一种油田压裂用铁离子稳定剂及其制备方法与应用与流程

本发明属于石油开采，具体涉及一种油田压裂用铁离子稳定剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、油田开采进入中后期，开采难度日益增加。目前向深井、超深井及非常规油气藏开采油气方向发展。这些油气藏通常具有埋藏深、渗透率低、温度高等特点，需要进行压裂改造，而压裂工艺之前通常需要对油藏进行酸化以减小压裂难度。

2、酸化是油气井稳产、增产，注水井稳注、增注的主要措施之一，它是利用酸液清除生产井、注水井井底附近的污染，恢复地层的渗透率或者溶蚀地层岩石胶结物以提高地层渗透率，疏通流体渗流通道，从而恢复和提高井的产能。

3、在油水井酸化作业中，酸液要与地面设备、井下金属管柱以及地层中的含铁矿物作用。尽管使用了缓蚀剂，但也会溶蚀部分铁。这些溶解铁一般以二价或三价状态存在。随着酸液与地层的不断作用，酸液浓度会逐渐降低。当酸液的ph值上升到2. 2时，三价铁离子便开姶产生絮状fe(oh)3沉淀；当酸液的ph值上升到3.2时，所有溶解的三价铁便会全部沉淀下来。

4、为了防止酸液变成残酸时产生铁沉淀，在酸化技术中常采用在酸液中加入铁离子稳定剂来防止酸液变成残酸时生成凝胶状的氢氧化铁沉淀，防止其对油气层的损害，从而提高酸化处理效果。

5、cn105295887a公开了一种性能优良的酸化作业用铁离子稳定剂及其制备方法。在酸化过程中，由于酸液中h+浓度不断降低，ph值不断增大，使得原本以离子状态存在的铁开始沉淀，堵塞地层中的油气渗流通道，造成二次污染，导致采收率降低，因而需加入铁离子稳定剂使铁始终以可溶状态存在于残酸中。该发明的技术方案为：按比例向容器加入异抗坏血酸钠、nta、柠檬酸、edta二钠盐和水，各组分所占质量分数为：异抗坏血酸钠5％～16％，nta1％～3％，柠檬酸2％～5％，edta二钠盐2％～5％，余量为水；控制一定的温度并搅拌使之完全溶解，冷却至室温，转移至容量瓶并定容，即得该铁离子稳定剂。该铁离子稳定剂生产成本低。但是该发明的铁离子稳定能力只有40mg/ml左右，铁离子稳定能力偏低。

6、cn1067912a公开了一种地层酸化用铁离子稳定剂，由还原剂、糖及其发酵产物在常温下直接混合而成，它通过还原及螯合双重作用将酸液中fe(iii)离子稳定而使地层免遭酸化作业的伤害。其特征在于，还原剂是异抗坏血酸钠，糖是葡萄糖，发酵产物是2-酮基葡萄糖酸钙，并且当按重量比，异抗坏血酸钠∶葡萄糖∶2-酮基葡萄糖酸钙＝100∶5～120∶5～120时，具有明显地稳定酸中铁离子的作用。但该发明中的有效成分为葡萄糖及其衍生物，超过120度会发生明显的化学变化，因此耐高温性能不足。

技术实现思路

1、本发明针对上述现有技术存在的不足而提供一种油田压裂用铁离子稳定剂及其制备方法与应用，本发明的铁离子稳定剂具有效果好、耐高温的优点。

2、本发明的目的之一公开了一种油田压裂用铁离子稳定剂的制备方法，所述制备方法的具体步骤如下：

3、（1）在反应器中加入三聚氯氰和水，搅拌打浆，用冰水将其冷却到5℃以下，加入亚氨基二（甲基磷酸），搅拌均匀，滴加氢氧化钠溶液，调节到ph6-7并且不再下降；

4、（2）继续加入2-氨基烟酸，搅拌均匀，滴加氢氧化钠溶液，同时加热到30-40℃，调节到ph7-8并且不再下降；

5、（3）继续加入胺桂皮酸，搅拌均匀，滴加氢氧化钠溶液，同时加热到60-70℃，调节到ph8-9并且不再下降，继续搅拌2-4h；

6、（4）反应完毕后，用盐酸调节ph2-3，降温到10℃以下，析出固体，过滤烘干，得到产品铁离子稳定剂。

7、在本发明中，优选地，基于1摩尔份的三聚氯氰，所述亚氨基二(甲基磷酸)、2-氨基烟酸、胺桂皮酸的用量分别为0.8-1.2摩尔份、0.4-0.6摩尔份、0.8-1.2摩尔份。

8、在本发明中，优选地，步骤（1）中，所述水的质量与三聚氯氰的质量比为20-30：1。

9、本发明铁离子稳定剂的合成反应方程式如下：

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11、

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13、本发明另一个目的公开了一种油田压裂用铁离子稳定剂，所述的铁离子稳定剂分子结构式如下：

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15、本发明第三个目的公开了上述铁离子稳定剂在油田压裂中的应用。

16、本发明的铁离子稳定剂稳定铁离子的原理有以下几个，首先，含有的羧酸官能团、磷酸官能团对铁离子有螯合作用，可以螯合铁离子，可以大幅度减少游离的铁离子，其次胺桂皮酸有一定的还原作用，可以减少二价铁离子被氧化成三价铁离子，再次本发明含有多个仲胺和叔胺，可以与铁离子形成配位键，进一步减少游离铁离子。

17、本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：

18、（1）本发明的铁离子稳定剂稳定铁离子能力强，常温达到175mg/g以上；

19、（2）本发明的铁离子稳定剂耐温能力强，220℃恒温4h后，铁离子稳定能力仍然保持在170mg/g以上。

1.一种油田压裂用铁离子稳定剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述水的质量与三聚氯氰的质量比为20-30：1。

3.根据权利要求1-2任一项所述制备方法制备得到的铁离子稳定剂，所述的铁离子稳定剂分子结构式如下：

4.据权利要求3所述的铁离子稳定剂在油田压裂中的应用。