本發(fā)明涉及油井開采領(lǐng)域，具體說，是涉及注水井酸化解堵領(lǐng)域，更具體說，是涉及一種螯合劑及其制備方法和應用。
背景技術(shù)：
在油田酸化施工中，高濃度的酸液在攪拌酸液和泵注反應過程中會溶解管線、設(shè)備和地層粘土礦物并產(chǎn)生沉淀，因此需要在酸液中加入能抑制沉淀產(chǎn)生的螯合劑。
目前廣泛使用的螯合劑主要以乳酸、醋酸、乙二胺四乙酸、二羥基馬來酸、葡萄糖酸、聚磷酸鹽、異抗壞血酸鈉等為主。這些螯合劑在生產(chǎn)工藝存在收率低，選擇性差、費用昂貴的問題，注酸現(xiàn)場施工方面存在耐溫性差、配伍性差、穩(wěn)定性差以及抑制性能差等缺點，導致常規(guī)酸化需前置液、處理液、后置液三種液體，施工結(jié)束需返排，施工工藝復雜。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的一個目的在于提供一種螯合劑；該螯合劑沉淀抑制能力強，穩(wěn)定性好，制備簡單，可以直接加入酸液體系中，不影響酸液效果，可吸附金屬離子；
本發(fā)明的另一目的在于提供所述螯合劑的制備方法；
本發(fā)明的再一目的在于提供所述螯合劑的應用。
為達上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種螯合劑，其中，以制備得到的螯合劑總重量為100％計，所述螯合劑由包括如下重量百分比的原料制備得到：
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述螯合劑由包括如下重量百分比的原料制備得到：
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述鐵離子穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸配制成的水溶液，乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸的質(zhì)量比為(1～1.5):(2～2.5)。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸的質(zhì)量比為1:2。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸配制成的水溶液中，乙二胺四乙酸、次氨基三乙酸和水的質(zhì)量比為(1～1.5):(2～2.5):(5-6)。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸配制成的水溶液中，乙二胺四乙酸、次氨基三乙酸和水的質(zhì)量比為1:2:5。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述溶劑為乙醇或者甲苯。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量百分比濃度為36％的檸檬酸水溶液和質(zhì)量百分比濃度為64％的乙酸水溶液的混合溶液，檸檬酸水溶液和乙酸水溶液的質(zhì)量比為(2～3)：(1～1.5)。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述檸檬酸水溶液和乙酸水溶液的質(zhì)量比為2:1。
其中可以理解的是，所述調(diào)節(jié)劑為將質(zhì)量百分比濃度為36％的檸檬酸水溶液和質(zhì)量百分比濃度為64％的乙酸水溶液混合得到的混合溶液。
另一方面，本發(fā)明還提供了所述螯合劑的制備方法，其中，所述方法包括如下步驟：稱取各原料，將二氯甲烷滴入鐵離子穩(wěn)定劑和溶劑的混合溶液中進行反應，反應結(jié)束后加入水和氫氧化鈉，并滴加二硫化碳進行反應，反應結(jié)束后用調(diào)節(jié)劑將反應液pH值調(diào)節(jié)至2-5，再攪拌反應，得到所述螯合劑。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述方法包括如下步驟：稱取各原料，在60-70℃下，將二氯甲烷滴入鐵離子穩(wěn)定劑和溶劑的混合溶液中進行反應，反應結(jié)束后冷卻，加入水和氫氧化鈉，并滴加二硫化碳，在室溫下反應1-4h，然后升溫至30-60℃下反應，反應結(jié)束后冷卻，用調(diào)節(jié)劑將反應液pH值調(diào)節(jié)至2-5，再攪拌反應，得到所述螯合劑。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述方法包括如下步驟：稱取各原料，在60-70℃下，將二氯甲烷滴入鐵離子穩(wěn)定劑和溶劑的混合溶液中，反應30-90min，反應結(jié)束后冷卻，加入水和氫氧化鈉，并滴加二硫化碳，在室溫下反應1-4h，然后升溫至30-60℃下反應30-90min，反應結(jié)束后冷卻，用調(diào)節(jié)劑將反應液pH值調(diào)節(jié)至2-5，再攪拌反應10-30min，得到所述螯合劑。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述鐵離子穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸配制的溶液，所述方法包括：稱取各原料，按順序分別將次氨基三乙酸和溶劑加入乙二胺四乙酸中，然后將二氯甲烷滴入鐵離子穩(wěn)定劑和溶劑的混合溶液中進行反應。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述鐵離子穩(wěn)定劑由乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸組成,制備時,先取乙二胺四乙酸，裝入有電動攪拌、回流冷凝器的容器中，再分別加入次氨基三乙酸和溶劑。
再一方面，本發(fā)明還提供了所述螯合劑在酸化酸液體系中的應用。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，螯合劑直接加入酸化酸液體系中。
根據(jù)本發(fā)明一些具體實施方案，其中，所述螯合劑是用于注水井酸化解堵。
綜上所述，本發(fā)明提供了一種螯合劑及其制備方法和應用。本發(fā)明的螯合劑具有如下優(yōu)點：
1、本發(fā)明的螯合劑，原料來源廣泛，價格低廉。
2、本發(fā)明的螯合劑性能穩(wěn)定，壽命長，可長期保存使用；與酸化酸液體系配伍性好。
3、本發(fā)明的螯合劑能高效螯合Ca2+、AL3+、Fe3+等金屬離子，避免形成氟鋁酸鹽、氟硅酸鹽等二次或者三次沉淀。
4、對比常規(guī)螯合劑，本發(fā)明的螯合劑的沉淀抑制能力由低于50％提高到超過70％。
5、本發(fā)明螯合劑制備方法簡單，反應時間短。
6、本發(fā)明螯合劑在酸化酸液體系現(xiàn)場可直接稀釋使用，并導致酸液體系具備前置液、處理液、后置液三項功能，簡化施工工藝，提高施工效果。
具體實施方式
以下通過具體實施例詳細說明本發(fā)明的實施過程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱讀者更好地理解本發(fā)明的實質(zhì)和特點，不作為對本案可實施范圍的限定。
實施例1
本實施例1提供了一種螯合劑，由質(zhì)量百分比的以下原料組分組成,15％～30％鐵離子穩(wěn)定劑、5％～12％二氯乙烷、10％～20％乙醇、10％～20％氫氧化鈉、5％～10％二硫化碳、1.5％～4.5％調(diào)節(jié)劑，余量為水。
所述鐵離子穩(wěn)定劑能螯合Ca2+、AL3+、Fe3+等金屬離子，避免形成二次或三次沉淀。所述溶劑能使鐵離子穩(wěn)定劑和二氯乙烷反應為均相反應，為市售化學純或工業(yè)純。所述二氯乙烷每次水相質(zhì)量分數(shù)的50％～100％，與鐵離子穩(wěn)定劑反應，提高其螯合能力。所述氫氧化鈉為市售化學純或工業(yè)純，提高反應速率。所述二硫化碳為分析溶劑和反應劑，為工業(yè)品。所述調(diào)節(jié)劑用以調(diào)節(jié)螯合劑PH值和耐溫性。
該螯合劑能高效螯合Ca2+、AL3+、Fe3+等金屬離子，避免形成二次或三次沉淀，致使在線酸液替代常規(guī)酸化的前置液、處理液和后置液三步工作，簡化酸化施工工藝、節(jié)約施工時間和成本，降低安全風險和勞動強度，提高施工效果。
實施例2
在實施例1的基礎(chǔ)上，所述鐵離子穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸配制成的溶液，質(zhì)量比為(1～1.5):(2～2.5)。優(yōu)選地，所述乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸的質(zhì)量比為1:2。
實施例3
在實施例1的基礎(chǔ)上，所述調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量百分比濃度為36％的檸檬酸和質(zhì)量百分比濃度為64％的乙酸配置成的溶液，質(zhì)量比為(2～3)：(1～1.5)。優(yōu)選地，所述檸檬酸和乙酸的質(zhì)量比為2:1。
實施例4
本實施例提供了一種螯合劑，由質(zhì)量百分比的以下原料組分組成,5％乙二胺四乙酸、10％次氮基三乙酸、6％二氯乙烷、10％甲苯、10％氫氧化鈉、5.3％二硫化碳、1％檸檬酸、0.5％乙酸，余量為水。
經(jīng)試驗測得,該螯合劑對金屬離子的螯合能力,如下表1所示。
表1螯合劑對金屬離子的螯合能力
實施例5
本實施例提供了一種螯合劑，由質(zhì)量百分比的以下組分組成,6％乙二胺四乙酸、12％次氮基三乙酸、7.2％二氯乙烷、12％乙醇、12％氫氧化鈉、6.3％二硫化碳、1.2％檸檬酸、0.6％乙酸，余量為水。
經(jīng)試驗測得,該螯合劑對金屬離子的螯合能力,如下表2所示。
表2螯合劑對金屬離子的螯合能力
實施例6
本實施例提供了一種螯合劑，由質(zhì)量百分比的以下組分組成,5.5％乙二胺四乙酸、11％次氮基三乙酸、6.6％二氯乙烷、11％甲苯、11％氫氧化鈉、5.8％二硫化碳、1.1％檸檬酸、0.55％乙酸，余量為水。
經(jīng)試驗測得,該螯合劑對金屬離子的螯合能力,如下表3所示。
表3螯合劑對金屬離子的螯合能力
實施例7
本實施例提供了一種螯合劑，由質(zhì)量百分比的以下組分組成,10％乙二胺四乙酸、20％次氮基三乙酸、12％二氯乙烷、20％甲苯、20％氫氧化鈉、10％二硫化碳、2％檸檬酸、1％乙酸，余量為水。
經(jīng)試驗測得,該螯合劑對金屬離子的螯合能力,如下表4所示。
表4螯合劑對金屬離子的螯合能力
實施例8
本實施例提供了一種螯合劑，由質(zhì)量百分比的以下組分組成,8％乙二胺四乙酸、16％次氮基三乙酸、9.6％二氯乙烷、16％乙醇、16％氫氧化鈉、8％二硫化碳、1.6％檸檬酸、0.8％乙酸，余量為水。
經(jīng)試驗測得,該螯合劑對金屬離子的螯合能力,如下表5所示。
表5螯合劑對金屬離子的螯合能力
實施例9
本實施例9提供了一種螯合劑的制備方法，具體步驟如下：按照配方量稱取各個組分，將鐵離子穩(wěn)定劑和溶劑加入容器中，將容器置于60～70℃恒溫水浴中，邊攪拌邊滴入二氯乙烷，反應30～90分鐘，冷卻，分別加入配方量的水和氫氧化鈉，并滴加同氫氧化鈉等摩爾量的二硫化碳，室溫下反應1～4小時,再升溫至30～60℃,反應30～90分鐘，冷卻后，用調(diào)節(jié)劑將PH值調(diào)節(jié)在2-5范圍內(nèi)，反應10-30分鐘，此過程在不斷攪拌中完成，反應完成即得到螯合劑。
實施例10
本實施例10提供一種螯合劑在酸化酸液體系中的應用，螯合劑直接加入酸化酸液體系中。
加入了螯合劑的酸化酸液體系采用連續(xù)注入酸化技術(shù)進行注水井酸化施工。其中連續(xù)注入酸化技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳細描述。
加入了螯合劑的酸化酸液體系螯合萃取金屬離子，金屬離子為Ca2+、AL3+、Fe3+，金屬離子主要設(shè)置在注水井。
實施例11
本實施例11提供了一種螯合劑的制備方法，具體步驟如下：按照實施例7的配方量稱取各個組分，先取配方量的乙二胺四乙酸，裝入有電動攪拌、回流冷凝器的容器中，再分別加入配方量的次氨基三乙酸和溶劑，接著將容器置于70℃恒溫水浴中，邊攪拌邊滴入二氯乙烷，反應60分鐘，冷卻，分別加入配方量的水和氫氧化鈉，并緩慢滴加同氫氧化鈉等摩爾量的二硫化碳，室溫下反應3小時,再升溫至40℃,反應60分鐘，冷卻后，用配方量的檸檬酸和乙酸將pH值調(diào)節(jié)在2-5范圍內(nèi)，反應20分鐘，此過程在不斷攪拌中完成，反應完成即得到螯合劑。
按照實施例11制備的螯合劑，在長慶油田酸化施工工程中進行試驗，以下給出未添加高沉淀抑制能力螯合劑的酸液(土酸和多氫酸)和添加質(zhì)量分數(shù)為3％的螯合劑的酸液(在線注入酸)抑制能力評價對比效果，如表6所示。
表6未添加螯合劑的土酸、多氫酸與添加了螯合劑的酸液的抑制能力對比
評價結(jié)果表明，用于在線注入酸液的螯合劑具有較強的沉淀抑制能力，避免二次沉淀產(chǎn)生，為不返排施工提供了依據(jù)，具有很好的實際應用價值，具體表現(xiàn)為：
1、螯合劑能高效螯合Ca2+、AL3+、Fe3+等金屬離子，有限避免氟鋁酸鹽、氟硅酸鹽等二次或三次沉淀的產(chǎn)生；
2、螯合劑與酸液配伍性好，直接稀釋使用，不需要現(xiàn)場配制；
3、添加螯合劑的酸液可取代常規(guī)酸化的前置液、處理液和后置液三步作業(yè)，不影響土酸對儲層巖石的溶蝕效果
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。