本發明屬于油氣田酸化施工技術領域，具體涉及一種多功能酸化用鐵離子穩定劑及其制備方法。
背景技術：
酸化是油氣井增產，注水井增注的主要手段之一，用酸液清除生產井和注水井井底附近的污染，清除孔隙或裂縫中的堵塞物質，或者改善地層原有孔隙和裂縫，提高地層滲透率，從而實現增產增注的目的。
在油氣田酸化施工中，高濃度的酸溶液在攪拌酸液和泵注過程中會溶解設備和油管中的鐵化合物，盡管加入一定的緩蝕劑，但對管壁的腐蝕和鐵垢的溶解仍不可能完全避免。酸液中還可能與地層中含鐵礦物和粘土礦物(如菱鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦和綠泥石等含鐵成分)作用而使溶液中有Fe3+和Fe2+存在。溶解的鐵以離子狀態保留在酸液中，直到活性酸耗盡。當殘酸的pH值上升并達到一定值時將產生氫氧化鐵沉淀，嚴重堵塞經酸化施工新打開的流動孔道。此外，鐵離子還會增強殘酸乳化液的穩定性，給排酸帶來困難；加劇酸渣的產生，給油層帶來新的傷害。
加入鐵離子穩定劑就是能抑制在酸化過程中Fe3+和Fe2+沉淀的化學劑。常用的鐵離子穩定劑：(1)pH值控制劑：控制pH值的方法是向酸液中加入弱酸(一般使用的是乙酸)，弱酸的反應十分緩慢以至于HCl反應完后，殘酸仍維持低pH值，這有助于防止鐵的二次沉淀；(2)絡合劑：絡合劑是指在酸液中能與Fe3+形成穩定絡合物的一類化學劑。應用最多的是能與Fe3+形成穩定五元環、六元環和七元環螯合物的螯合劑，以羥基羧酸和氨基羧酸為主。常用的絡合劑有檸檬酸、EDTA、氮川三乙酸、二羥基馬來酸、葡萄糖內酯以及他們的復配物；(3)還原劑：使用還原劑是防止氫氧化鐵生成的另一途徑。常用的有亞硫酸、異抗壞血酸等。
目前國外有關酸化中鐵沉淀控制研究的報道較多，產品主要性能是以穩定鐵離子為主，多功能型產品未見報道。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法。該方法簡單，不需要特殊設備和特殊工藝條件，制備的多功能型酸化用鐵離子穩定劑，其不但具有高效的穩鐵作用外，還兼有助排劑的作用，使鐵離子穩定劑的性能由目前″單一型″(穩鐵型)向″多功能和高效率″(穩鐵和助排)轉化。
為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
步驟一、將工業鹽酸置于帶有回流冷凝器的反應容器中，開啟回流冷凝器對所述工業鹽酸進行冷凝，在溫度為10℃～20℃的攪拌條件下，向所述反應容器中滴加工業水合肼，攪拌反應20min～60min后再向所述反應器中加入水，攪拌均勻得到溶液A；所述工業鹽酸中HCl的質量為工業水合肼中水合肼質量的2～5倍，水的質量為工業水合肼中水合肼質量的10～20倍；
步驟二、將檸檬酸、乳化劑OP-10和異丙醇溶解于水中，得到溶液B；所述溶液B中檸檬酸的質量濃度為5％～10％，乳化劑OP-10的質量濃度為10％～20％，異丙醇的質量濃度為15％～25％；
步驟三、在室溫下，將步驟一中所述溶液A和步驟二中所述溶液B按照1∶(1～1.5)的質量比混合均勻，得到多功能酸化用鐵離子穩定劑。
上述的一種多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法，其特征在于，步驟一中所述工業水合肼的滴加時間為30min～40min。
上述的一種多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法，其特征在于，步驟一中所述工業水合肼的質量濃度為40％～80％。
上述的一種多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法，其特征在于，步驟一中所述工業鹽酸中HCl的質量為工業水合肼中水合肼質量的2.5～3.5倍，水的質量為工業水合肼中水合肼質量的12～15倍。
上述的一種多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法，其特征在于，步驟二中所述檸檬酸為工業檸檬酸。
另外，本發明還提供了一種利用上述方法制備得到的多功能酸化用鐵離子穩定劑。
本發明與現有技術相比具有以下優點：
1、本發明依據酸化壓裂時工作液的特點，在國內首次開發了多功能型酸化用鐵離子穩定劑，其不但具有高效的穩鐵作用外，還兼有助排劑的作用，使鐵離子穩定劑的性能由目前″單一型″(穩鐵型)向″多功能和高效率″(穩鐵和助排)轉化。
2、采用本發明的鐵離子穩定劑配置酸化液，酸化液中鐵離子穩定劑的質量濃度為2.5％～3％，在室溫下，穩鐵能力為80mg/mL～120mg/mL，溶液的表面張力為26mN/m～28.5mN/m，界面張力為2.84mN/m～3.12mN/m。
3、本發明的制備方法簡單，不需要特殊設備和特殊工藝條件，簡化了配液工序，降低了勞動強度，提高了配液準確性，同時減少了助劑的浪費，降低了工作液制備成本。
下面通過實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
具體實施方式
實施例1
本實施例的多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法包括以下步驟：
步驟一、將37g質量濃度為30％的工業鹽酸置于帶有回流冷凝器的反應容器中，開啟回流冷凝器對所述工業鹽酸進行冷凝，在溫度為15℃的攪拌條件下，向所述反應容器中滴加8g質量濃度為40％的工業水合肼，滴加時間為30min，攪拌反應30min后再向所述反應器中加入48g水，攪拌均勻得到溶液A；
步驟二、將工業檸檬酸、乳化劑OP-10和異丙醇溶解于水中，得到溶液B；所述溶液B中檸檬酸的質量濃度為5％，乳化劑OP-10的質量濃度為20％，異丙醇的質量濃度為15％；
步驟三、在室溫下，將步驟一中所述溶液A和步驟二中所述溶液B按照1∶1的質量比混合均勻，得到多功能酸化用鐵離子穩定劑。
實施例2
本實施例的多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法包括以下步驟：
步驟一、將50g質量濃度為30％的工業鹽酸置于帶有回流冷凝器的反應容器中，開啟回流冷凝器對所述工業鹽酸進行冷凝，在溫度為10℃的攪拌條件下，向所述反應容器中滴加15g質量濃度為40％的工業水合肼，滴加時間為40min，攪拌反應60min后再向所述反應器中加入72g水，攪拌均勻得到溶液A；
步驟二、將工業檸檬酸、乳化劑OP-10和異丙醇溶解于水中，得到溶液B；所述溶液B中檸檬酸的質量濃度為10％，乳化劑OP-10的質量濃度為10％，異丙醇的質量濃度為25％；
步驟三、在室溫下，將步驟一中得到的溶液A和步驟二中得到的溶液B按照1∶1的質量比混合均勻，得到多功能酸化用鐵離子穩定劑。
實施例3
本實施例的多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法包括以下步驟：
步驟一、將48g質量濃度為31％的工業鹽酸置于帶有回流冷凝器的反應容器中，開啟回流冷凝器對所述工業鹽酸進行冷凝，在溫度為20℃的攪拌條件下，向所述反應容器中滴加12g質量濃度為40％的工業水合肼，滴加時間為35min，攪拌反應20min后再向所述反應器中加入60g水，攪拌均勻得到溶液A；
步驟二、將工業檸檬酸、乳化劑OP-10和異丙醇溶解于水中，得到溶液B；所述溶液B中檸檬酸的質量濃度為8％，乳化劑OP-10的質量濃度為15％，異丙醇的質量濃度為20％；
步驟三、在室溫下，將步驟一中得到的溶液A和步驟二中得到的溶液B按照1∶1.2的質量比混合均勻，得到多功能酸化用鐵離子穩定劑。
實施例4
本實施例的多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法包括以下步驟：
步驟一、將40g質量濃度為31％的工業鹽酸置于帶有回流冷凝器的反應容器中，開啟回流冷凝器對所述工業鹽酸進行冷凝，在溫度為18℃的攪拌條件下，向所述反應容器中滴加11g質量濃度為55％的工業水合肼，滴加時間為30min，攪拌反應40min后再向所述反應器中加入60.5g水，攪拌均勻得到溶液A；
步驟二、將工業檸檬酸、乳化劑OP-10和異丙醇溶解于水中，得到溶液B；所述溶液B中檸檬酸的質量濃度為7％，乳化劑OP-10的質量濃度為12％，異丙醇的質量濃度為18％；
步驟三、在室溫下，將步驟一中得到的溶液A和步驟二中得到的溶液B按照1∶1的質量比混合均勻，得到多功能酸化用鐵離子穩定劑。
實施例5
本實施例的多功能酸化用鐵離子穩定劑的制備方法包括以下步驟：
步驟一、將50g質量濃度為30％的工業鹽酸置于帶有回流冷凝器的反應容器中，開啟回流冷凝器對所述工業鹽酸進行冷凝，在溫度為12℃的攪拌條件下，向所述反應容器中滴加3.75g質量濃度為80％的工業水合肼，滴加時間為30min，攪拌反應60min后再向所述反應器中加入60g水，攪拌均勻得到溶液A；
步驟二、將工業檸檬酸、乳化劑OP-10和異丙醇溶解于水中，得到溶液B；所述溶液B中檸檬酸的質量濃度為10％，乳化劑OP-10的質量濃度為20％，異丙醇的質量濃度為25％；
步驟三、在室溫下，將步驟一中得到的溶液A和步驟二中得到的溶液B按照1∶1.5的質量比混合均勻，得到多功能酸化用鐵離子穩定劑。
采用本發明實施例1至實施例5制備的多功能酸化用鐵離子穩定劑分別配置鐵離子穩定劑的質量濃度為2.5％、2.8％和3％的酸化液，測定酸化液的表面張力和界面張力，并按照中國石油天然氣行業標準《SY/T 6571-2003酸化用鐵離子穩定劑性能評價方法》，在室溫下測定鐵離子穩定劑的穩定鐵離子(Fe3+)能力，結果見下表。
表1實施例1至實施例5的多功能酸化用鐵離子穩定劑的性能
從上表中可以看出，本發明的多功能酸化用鐵離子穩定劑配置的鐵離子穩定劑的質量濃度為2.5％、2.8％和3％的酸化液的穩定鐵離子(Fe3+)能力為80mg/mL～128mg/mL，酸化液的表面張力為26mN/m～28.5mN/m，界面張力為1.84mN/m～3.68mN/m，表面張力和界面張力低，說明鐵離子穩定劑不但具有穩定鐵離子作用，還兼有助排作用。
為了考察本發明制備的鐵離子穩定劑的現場使用效果，以及穩定劑使用其它性能如分散溶解性、配伍性、酸化效果等，在長慶采用八廠進行了3口井現場試驗，其中一口井按照常規酸化液配方(配方1)進行對比實驗，兩口井按照本發明的多功能酸化用鐵離子穩定劑組成的酸化液新配方(配方2)進行試驗，試驗取得了良好效果。
配方1：鹽酸(20wt％)+緩蝕劑(CT1-3，1.5wt％)+鐵離子穩定劑(CT1-7，3wt％)+助排劑(CF-5B，1.0wt％)。
配方2：鹽酸(19wt％)+緩蝕劑(CT1-3，1.5wt％)+本發明鐵離子穩定劑(3wt％)。
試驗時，按照酸化液設計配方，將濃鹽酸泵入酸化液儲罐，同時加入緩蝕劑、鐵離子穩定劑和助排劑，最后加入清水稀釋，經30min左右的循環后即可進行酸化作業。酸化作業后取返排酸液進行pH測定，并測定殘酸中Fe3+離子量等，以此考察試驗井效果。
表2試驗井實驗前后情況
從表2中可以看出：殘酸pH在4.5～5.5之間，未檢出Fe3+且殘液清亮，未有絮狀物產生，說明鐵離子穩定劑有效控制了酸化作業過程中鐵離子的沉淀，提高了酸化效果。同時，采用本發明制備的鐵離子穩定劑配制的酸液中未加助排劑，卻達到了助排的效果。另外配制的酸化液助劑分散速度快，未分層和沉淀產生，說明制備的鐵離子穩定劑和酸化液及其助劑配伍性好。總之，本發明制備的鐵離子穩定劑穩定鐵離子效果好，殘酸表面張力和界面張力低，有助于酸化施工后殘酸的返排。配液無需再加助排劑，不但降低了酸液成本，而且大大簡化現場配液工序和勞動強度，具有明顯的社會效益和經濟效益。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何限制，凡是根據發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。