一种螯合剂及其制备方法和应用技术领域
本发明涉及油井开采领域，具体说，是涉及注水井酸化解堵领域，更具体说，是涉
及一种螯合剂及其制备方法和应用。
背景技术
在油田酸化施工中，高浓度的酸液在搅拌酸液和泵注反应过程中会溶解管线、设
备和地层粘土矿物并产生沉淀，因此需要在酸液中加入能抑制沉淀产生的螯合剂。
目前广泛使用的螯合剂主要以乳酸、醋酸、乙二胺四乙酸、二羟基马来酸、葡萄糖
酸、聚磷酸盐、异抗坏血酸钠等为主。这些螯合剂在生产工艺存在收率低，选择性差、费用昂
贵的问题，注酸现场施工方面存在耐温性差、配伍性差、稳定性差以及抑制性能差等缺点，
导致常规酸化需前置液、处理液、后置液三种液体，施工结束需返排，施工工艺复杂。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种螯合剂；该螯合剂沉淀抑制能力强，稳定性好，制
备简单，可以直接加入酸液体系中，不影响酸液效果，可吸附金属离子；
本发明的另一目的在于提供所述螯合剂的制备方法；
本发明的再一目的在于提供所述螯合剂的应用。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种螯合剂，其中，以制备得到的螯合剂总
重量为100％计，所述螯合剂由包括如下重量百分比的原料制备得到：
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根据本发明一些具体实施方案，其中，所述螯合剂由包括如下重量百分比的原料
制备得到：
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根据本发明一些具体实施方案，其中，所述铁离子稳定剂为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质量比为(1～1.5):(2～2.5)。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸的质量
比为1:2。
根据本发明一些具体实施方案，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质量比为(1～1.5):(2～2.5):(5-6)。
根据本发明一些具体实施方案，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质量比为1:2:5。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述溶剂为乙醇或者甲苯。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述调节剂为质量百分比浓度为36％的柠
檬酸水溶液和质量百分比浓度为64％的乙酸水溶液的混合溶液，柠檬酸水溶液和乙酸水溶
液的质量比为(2～3)：(1～1.5)。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述柠檬酸水溶液和乙酸水溶液的质量比
为2:1。
其中可以理解的是，所述调节剂为将质量百分比浓度为36％的柠檬酸水溶液和质
量百分比浓度为64％的乙酸水溶液混合得到的混合溶液。
另一方面，本发明还提供了所述螯合剂的制备方法，其中，所述方法包括如下步
骤：称取各原料，将二氯甲烷滴入铁离子稳定剂和溶剂的混合溶液中进行反应，反应结束后
加入水和氢氧化钠，并滴加二硫化碳进行反应，反应结束后用调节剂将反应液pH值调节至
2-5，再搅拌反应，得到所述螯合剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括如下步骤：称取各原料，在60-
70℃下，将二氯甲烷滴入铁离子稳定剂和溶剂的混合溶液中进行反应，反应结束后冷却，加
入水和氢氧化钠，并滴加二硫化碳，在室温下反应1-4h，然后升温至30-60℃下反应，反应结
束后冷却，用调节剂将反应液pH值调节至2-5，再搅拌反应，得到所述螯合剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法包括如下步骤：称取各原料，在60-
70℃下，将二氯甲烷滴入铁离子稳定剂和溶剂的混合溶液中，反应30-90min，反应结束后冷
却，加入水和氢氧化钠，并滴加二硫化碳，在室温下反应1-4h，然后升温至30-60℃下反应
30-90min，反应结束后冷却，用调节剂将反应液pH值调节至2-5，再搅拌反应10-30min，得到
所述螯合剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述铁离子稳定剂为乙二胺四乙酸和次氨
基三乙酸配制的溶液，所述方法包括：称取各原料，按顺序分别将次氨基三乙酸和溶剂加入
乙二胺四乙酸中，然后将二氯甲烷滴入铁离子稳定剂和溶剂的混合溶液中进行反应。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述铁离子稳定剂由乙二胺四乙酸和次氨
基三乙酸组成,制备时,先取乙二胺四乙酸，装入有电动搅拌、回流冷凝器的容器中，再分别
加入次氨基三乙酸和溶剂。
再一方面，本发明还提供了所述螯合剂在酸化酸液体系中的应用。
根据本发明一些具体实施方案，其中，螯合剂直接加入酸化酸液体系中。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述螯合剂是用于注水井酸化解堵。
综上所述，本发明提供了一种螯合剂及其制备方法和应用。本发明的螯合剂具有
如下优点：
1、本发明的螯合剂，原料来源广泛，价格低廉。
2、本发明的螯合剂性能稳定，寿命长，可长期保存使用；与酸化酸液体系配伍性
好。
3、本发明的螯合剂能高效螯合Ca2+、AL3+、Fe3+等金属离子，避免形成氟铝酸盐、氟
硅酸盐等二次或者三次沉淀。
4、对比常规螯合剂，本发明的螯合剂的沉淀抑制能力由低于50％提高到超过
70％。
5、本发明螯合剂制备方法简单，反应时间短。
6、本发明螯合剂在酸化酸液体系现场可直接稀释使用，并导致酸液体系具备前置
液、处理液、后置液三项功能，简化施工工艺，提高施工效果。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅
读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
本实施例1提供了一种螯合剂，由质量百分比的以下原料组分组成,15％～30％铁
离子稳定剂、5％～12％二氯乙烷、10％～20％乙醇、10％～20％氢氧化钠、5％～10％二硫
化碳、1.5％～4.5％调节剂，余量为水。
所述铁离子稳定剂能螯合Ca2+、AL3+、Fe3+等金属离子，避免形成二次或三次沉淀。
所述溶剂能使铁离子稳定剂和二氯乙烷反应为均相反应，为市售化学纯或工业纯。所述二
氯乙烷每次水相质量分数的50％～100％，与铁离子稳定剂反应，提高其螯合能力。所述氢
氧化钠为市售化学纯或工业纯，提高反应速率。所述二硫化碳为分析溶剂和反应剂，为工业
品。所述调节剂用以调节螯合剂PH值和耐温性。
该螯合剂能高效螯合Ca2+、AL3+、Fe3+等金属离子，避免形成二次或三次沉淀，致使
在线酸液替代常规酸化的前置液、处理液和后置液三步工作，简化酸化施工工艺、节约施工
时间和成本，降低安全风险和劳动强度，提高施工效果。
实施例2
在实施例1的基础上，所述铁离子稳定剂为乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸配制成
的溶液，质量比为(1～1.5):(2～2.5)。优选地，所述乙二胺四乙酸和次氨基三乙酸的质量
比为1:2。
实施例3
在实施例1的基础上，所述调节剂为质量百分比浓度为36％的柠檬酸和质量百分
比浓度为64％的乙酸配置成的溶液，质量比为(2～3)：(1～1.5)。优选地，所述柠檬酸和乙
酸的质量比为2:1。
实施例4
本实施例提供了一种螯合剂，由质量百分比的以下原料组分组成,5％乙二胺四乙
酸、10％次氮基三乙酸、6％二氯乙烷、10％甲苯、10％氢氧化钠、5.3％二硫化碳、1％柠檬
酸、0.5％乙酸，余量为水。
经试验测得,该螯合剂对金属离子的螯合能力,如下表1所示。
表1螯合剂对金属离子的螯合能力
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实施例5
本实施例提供了一种螯合剂，由质量百分比的以下组分组成,6％乙二胺四乙酸、
12％次氮基三乙酸、7.2％二氯乙烷、12％乙醇、12％氢氧化钠、6.3％二硫化碳、1.2％柠檬
酸、0.6％乙酸，余量为水。
经试验测得,该螯合剂对金属离子的螯合能力,如下表2所示。
表2螯合剂对金属离子的螯合能力
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实施例6
本实施例提供了一种螯合剂，由质量百分比的以下组分组成,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％氢氧化钠、5.8％二硫化碳、1.1％柠
檬酸、0.55％乙酸，余量为水。
经试验测得,该螯合剂对金属离子的螯合能力,如下表3所示。
表3螯合剂对金属离子的螯合能力
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实施例7
本实施例提供了一种螯合剂，由质量百分比的以下组分组成,10％乙二胺四乙酸、
20％次氮基三乙酸、12％二氯乙烷、20％甲苯、20％氢氧化钠、10％二硫化碳、2％柠檬酸、
1％乙酸，余量为水。
经试验测得,该螯合剂对金属离子的螯合能力,如下表4所示。
表4螯合剂对金属离子的螯合能力
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实施例8
本实施例提供了一种螯合剂，由质量百分比的以下组分组成,8％乙二胺四乙酸、
16％次氮基三乙酸、9.6％二氯乙烷、16％乙醇、16％氢氧化钠、8％二硫化碳、1.6％柠檬酸、
0.8％乙酸，余量为水。
经试验测得,该螯合剂对金属离子的螯合能力,如下表5所示。
表5螯合剂对金属离子的螯合能力
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实施例9
本实施例9提供了一种螯合剂的制备方法，具体步骤如下：按照配方量称取各个组
分，将铁离子稳定剂和溶剂加入容器中，将容器置于60～70℃恒温水浴中，边搅拌边滴入二
氯乙烷，反应30～90分钟，冷却，分别加入配方量的水和氢氧化钠，并滴加同氢氧化钠等摩
尔量的二硫化碳，室温下反应1～4小时,再升温至30～60℃,反应30～90分钟，冷却后，用调
节剂将PH值调节在2-5范围内，反应10-30分钟，此过程在不断搅拌中完成，反应完成即得到
螯合剂。
实施例10
本实施例10提供一种螯合剂在酸化酸液体系中的应用，螯合剂直接加入酸化酸液
体系中。
加入了螯合剂的酸化酸液体系采用连续注入酸化技术进行注水井酸化施工。其中
连续注入酸化技术为现有技术，在此不再详细描述。
加入了螯合剂的酸化酸液体系螯合萃取金属离子，金属离子为Ca2+、AL3+、Fe3+，金
属离子主要设置在注水井。
实施例11
本实施例11提供了一种螯合剂的制备方法，具体步骤如下：按照实施例7的配方量
称取各个组分，先取配方量的乙二胺四乙酸，装入有电动搅拌、回流冷凝器的容器中，再分
别加入配方量的次氨基三乙酸和溶剂，接着将容器置于70℃恒温水浴中，边搅拌边滴入二
氯乙烷，反应60分钟，冷却，分别加入配方量的水和氢氧化钠，并缓慢滴加同氢氧化钠等摩
尔量的二硫化碳，室温下反应3小时,再升温至40℃,反应60分钟，冷却后，用配方量的柠檬
酸和乙酸将pH值调节在2-5范围内，反应20分钟，此过程在不断搅拌中完成，反应完成即得
到螯合剂。
按照实施例11制备的螯合剂，在长庆油田酸化施工工程中进行试验，以下给出未
添加高沉淀抑制能力螯合剂的酸液(土酸和多氢酸)和添加质量分数为3％的螯合剂的酸液
(在线注入酸)抑制能力评价对比效果，如表6所示。
表6未添加螯合剂的土酸、多氢酸与添加了螯合剂的酸液的抑制能力对比
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评价结果表明，用于在线注入酸液的螯合剂具有较强的沉淀抑制能力，避免二次
沉淀产生，为不返排施工提供了依据，具有很好的实际应用价值，具体表现为：
1、螯合剂能高效螯合Ca2+、AL3+、Fe3+等金属离子，有限避免氟铝酸盐、氟硅酸盐等
二次或三次沉淀的产生；
2、螯合剂与酸液配伍性好，直接稀释使用，不需要现场配制；
3、添加螯合剂的酸液可取代常规酸化的前置液、处理液和后置液三步作业，不影
响土酸对储层岩石的溶蚀效果
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精
神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。