【摘 要】
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缓速酸是在酸液中加入缓速剂,使得酸液和岩石反应速率降低,酸液能够更深入地渗透,从而改善酸化过程中酸液无法实现深部酸化的问题。低粘吸附型酸化缓速剂是通过在岩石表面吸附成膜的方法来实现缓速效果,由于疏水长链在不同浓度下具有不同缔合特性,从而将影响缓速剂的缓速效果。本研究中,制备了含疏水长链和不含疏水长链的两种低粘酸化缓速剂（NL-1,NL-2）,通过对比两种缓速剂的缓速性能、吸附行为,研究疏水长链对缓
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缓速酸是在酸液中加入缓速剂,使得酸液和岩石反应速率降低,酸液能够更深入地渗透,从而改善酸化过程中酸液无法实现深部酸化的问题。低粘吸附型酸化缓速剂是通过在岩石表面吸附成膜的方法来实现缓速效果,由于疏水长链在不同浓度下具有不同缔合特性,从而将影响缓速剂的缓速效果。本研究中,制备了含疏水长链和不含疏水长链的两种低粘酸化缓速剂（NL-1,NL-2）,通过对比两种缓速剂的缓速性能、吸附行为,研究疏水长链对缓速剂的影响,探讨缓速剂的缓速机理。通过分子结构设计原理,设计两种缓速剂,并通过单因素法讨论两种缓速剂的最优合成条件,缓速剂NL-1:单体AM和APEG摩尔配比为24:0.25,单体浓度为25%,引发剂加量为0.3%,温度为50℃,时间为5h;缓速剂NL-2:单体AM、APEG和C18摩尔配比为22:1:1,单体浓度为25%,引发剂加量为0.3%,温度为50℃,时间为5h。通过傅立叶红外光谱仪和核磁共振仪对缓速剂的分子结构进行表征,验证缓速剂NL-1和NL-2的分子结构与设计结构一致。通过凝胶渗透色谱仪对缓速剂的分子量进行了测定,结果表明两种缓速剂分子均具有较小的分子量以及分散指数。利用表观粘度法以及芘荧光探针法对不同质量浓度的NL-2酸溶液的粘度进行了测定,在宏观层面和微观层面上确定了其临界缔合浓度（CAC）为7200mg/L。同时通过扫描电镜（SEM）发现,缓速剂NL-2溶液产生了更多的疏水微区,具有更好的空间网状结构。两种缓速剂的缓速性能研究发现:缓速剂NL-2的缓速率明显高于缓速剂NL-1。通过排水采气测试了两种缓速剂与岩石反应速率随时间的变化情况,结果表明随着反应时间的增加,缓速剂NL-1酸溶液的酸岩反应速率不断降低,缓速剂NL-2酸溶液的酸岩反应速率先降低后增大再降低,同时缓速酸NL-2的酸岩反应速率均低于缓速酸NL-1,说明缓速剂NL-1、NL-2均在岩石表面产生了吸附,疏水长链的引入降低了酸岩反应速率。通过缓速剂在岩石表面的吸附行为研究发现,不同温度下,缓速剂NL-2在岩石表面的吸附受初始质量浓度影响较大,缓速剂NL-2吸附量高于缓速剂NL-1,说明疏水长链的引入以及疏水长链含量的增大,增加了缓速剂在岩石表面的吸附量。同时对不同初始质量浓度的缓速酸溶液以及不同反应时间的缓速酸溶液在岩石表面的吸附量进行了研究,表明缓速剂NL-1符合Langmuir（单层）吸附热力学模型、一级动力学模型,缓速剂NL-2符合Freundlich（多层）吸附热力学模型、二级动力学模型,这是由于疏水长链的引入增强了缓速剂在岩石表面的吸附。由酸岩反应后的岩石表面物质红外光谱、激光粒度仪、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、接触角分析,进一步验证了缓速剂在岩石表面产生了吸附。同时通过X射线光电子能谱（XPS）测试了吸附前后岩石表面物质特征元素的强度变化,计算出了缓速剂NL-1、NL-2在岩石表面的吸附膜厚度分别为1.5371nm、2.2864nm,说明疏水长链的引入,增加了缓速剂在岩石表面的吸附膜厚度。同时两种缓速剂与现用酸化添加剂配伍性良好。
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