CN101169030A - 制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，其具体的技术方案是：在预处理后的油管外壁进行常规防腐处理，在内壁涂装磁性防腐涂料，所述磁性防腐涂料是在常规防腐涂料中填加3％～20％的磁粉制成的，待涂料固化后对油管内壁的涂层进行充磁，使油管内壁涂层的磁感应强度达到0.05～10mT；采用本发明方法所获得的油管具有耐蚀、防垢、防蜡性能，提高增注率，延长油井作业周期，降低采油成本，增大开采量，延长油管使用寿命。

Description

制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法

技术领域：

本发明涉及一种制备油田用油管的方法，具体的是制备具有阻垢、防蜡、防腐性能油管的方法。

背景技术：

我国近几年聚合物驱油技术发展很快，20世纪90年代开始，在大庆、辽河、胜利、大港以及华北等油田，已从矿场试验发展到大规模应用阶段。从自喷开采到机械开采，从水驱、聚合驱开发到以三元聚合物驱为主导的三次采油技术，形成了一套较为成功的油田开发技术。

三元聚合物驱使用的三元复合驱油剂由一定比例的聚合物、碱、表面活性剂组成，与油田水按比例配制后注入井内，三者协同效应提高驱油效果。表面活性剂与碱复配，有高的界面活性，对于强碱剂的存在，驱油体系PH值升高，而地下岩层中的SiO₂在高PH值驱油体系中被大量溶解；岩层的溶解又会造成井液中Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Mn²⁺等二价金属阳离子及SiO₄ ^2-浓度的增加。另外油田水系统中存在大量的SO₄ ^2-、CO₃ ^2-、SiO₄ ^2-等酸根离子。而弱碱体系中存在大量CO₃ ^2-、HCO₃ ^2-等离子。根据溶度积原理，金属与酸根离子很容易析出垢晶体。因此三元聚驱采出液成分及性质不同于水驱，采出液的粘弹性、矿化度以及井筒环境等综合因素导致聚合物驱油管结垢严重，且具有结垢周期缩短、垢质层致密、结垢分布范围广(井下油管、泵和地面管线等)、清垢难度大等特点。

国内虽然对复合驱油管的防垢采取一些措施，如从井口投加化学药剂和更换管材等，但对油管有针对性进行防垢防护加工制造技术未见报道，因此，在三元复合驱技术广泛推广应用的前提下，与之配套的油管防垢防腐技术是迫切而必要的。

另外由于在大庆等石蜡基油田开采过程中原油含蜡量高，随着井筒降温，管壁结蜡缩径，导致停产，而且清蜡过程中工人劳动强度很大。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，解决油田井下管柱在复杂工矿条件下的腐蚀、结蜡和结垢问题，提高增注率。

为实现上述发明目的，本发明的技术解决方案是：在预处理后的油管外壁进行常规防腐处理、内壁涂装磁性防腐涂料，该磁性防腐涂料是在常规防腐涂料中填加3％～20％的磁粉制成的，待涂料固化后对油管内壁的涂层进行充磁，使油管内壁涂层的磁感应强度达到0.05～10mT。

所述磁性防腐涂料是双组分的，按重量百分比包括下列组分：

A组分：树脂20～70％，磁粉3～20％，稀释剂0～60％。

B组分：固化剂

A∶B(重量比)根据树脂及固化剂的品种、重量具体进行计算。

所述磁性防腐涂料是单组分的，按重量百分比包括下列组分：

树脂20～70％，磁粉3～20％，稀释剂0～60％。

所述树脂是环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂或醇酸树脂中的一种，优选为环氧树脂。

所述磁粉采用可加工的粘结稀土永磁或铁氧体永磁；优选采用粘结钕铁硼永磁磁粉。

所述稀释剂是环己酮、二甲苯、甲苯、正丁醇、二丙酮醇、乙醇中的一种或几种，优选为二甲苯、环己酮。

所述磁性防腐涂料中还含有改性树脂。

所述改性树脂是酚醛树脂、环氧酯、氨基树脂或醇酸树脂中的一种或几种，优选为酚醛树脂。

所述酚醛树脂是三聚氰胺甲醛树脂、二酚醛丙烷甲醛树脂、丁醇醚化酚醛树脂中的一种。

所述磁性防腐涂料中含有填料、颜料或助剂中的一种或几种。

所述磁性防腐涂料的制备方法是：

步骤1、取适量树脂溶解于稀释剂中，过滤杂质后，边搅拌边加入全部磁粉，搅拌均匀，充分混合50～70分钟；

步骤2、取适量已经溶解的树脂加入填料、颜料等其他粉状原料，经辊磨或砂磨达到涂料规定细度要求；

步骤3、按照配方中的剂量要求将步骤2所获得的成分加入到步骤1所获得的成分中，搅拌将两成分混合均匀；

步骤4、在搅拌条件下加入其它助剂、剩余的树脂、稀释剂等液状原料，调整粘度，直到合格。

所述磁性防腐涂料的施工方法是：双组分磁性防腐涂料使用时，将组分B加入到组分A中，视适合的涂装粘度，可加入适量的稀释剂搅拌均匀后即可施工；单组分磁性防腐涂料施工时，可加入少量稀释剂，调整到适合的涂装粘度后涂装；

所述对油管内壁的涂层进行充磁，采用的是多极步进磁化方法，优选采用6极步进磁化方法，步长10～200cm。

所述在油管内壁涂装磁性防腐涂料前，优选为先涂装防腐底漆，该防腐底漆采用现有技术中在油管上常用的防腐底漆即可。

本发明所述在油管外壁进行常规防腐处理，采用的是现有技术中使用的、在油管外壁上常用的防腐处理办法即可，优选为在外壁表面上涂装防腐涂料，更优选为先涂装防腐底漆后再涂装防腐面漆。

采用本发明方法所获得的油管具备阻垢、防蜡、防腐性能和提高增注率的原理是：在矿化度高、易结垢的井中，井筒内高矿化度溶液经磁场作用，无机盐离子由液相转变为固相的吉布斯自由能变大，介面张力变小，根据汤姆逊-开尔文公式，无机盐析出的临界半径较未磁化作用之前大为减小，因而在相同的饱和状态下，会出现更多的晶核，晶体生长速度加快，形成的晶粒越多，长成的晶粒半径越小，该溶液中晶粒的形成，使其中无机盐浓度降低，破坏了管壁结晶条件，降低管壁结垢速度，在溶液中形成大量细小晶粒将随溶液带走，而不结于管壁。所以使用带有磁性的油管能够延缓清垢周期，减少更换管柱次数。

采用带有磁性的油管使得管柱内原油经磁场作用改变原有状态，在结蜡井筒中可使蜡分子极化，从而抑制蜡的结晶过程，使蜡在油中呈悬浮状态，避免在油管及井下设备或输油管线上沉积，可达到防蜡目的。

因为本发明方法所用的磁性涂料均为防腐涂料，所以油管具备防腐性能是不言而喻的。

在油田注水过程中，注水设备及管线的腐蚀产生一些铁的氧化物，这些杂质将封堵渗滤面，引起注水层的堵塞。根据滤膜系数的定义，若水中腐蚀产物越多，滤膜堵塞越严重，通过滤膜水量越少，则滤膜系数越小；反之，若水中腐蚀产物越少，则滤膜系数越大。磁性油管提高滤膜系数原因之一是磁场可除去水中由管线腐蚀产生的悬浮的铁磁物质。当它经过磁性油管中，就会被磁场吸除，减少了它对地层渗滤面的堵塞。另外，一定强度的磁场作用使液态中抗磁场物质的分子平面按流动方向排列，即水的流动从无序变为有序，因而更容易通过滤膜的微孔，提高了滤膜系数，而且有序的水流也容易通过地下的岩石孔隙进入地层，提高增注率，进而提高油田开采的综合能力。

本发明的技术效果是：采用本发明方法处理后的油管，因为在油管的内部产生磁场，在该磁场的作用下使得油管具有耐蚀、防垢、防蜡性能，提高油井的增注率，延长油井作业周期，降低采油成本，增大开采量，延长油管使用寿命。

附图说明：

本发明方法所采用的工艺流程图

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明。

油管内、外表面预处理可以采用喷砂除锈、酸洗除锈、钢丝刷除锈或化学法除锈等，其中喷砂除锈质量最高，喷砂可以采用一般的石英砂，也可以用喷钢砂、钢丸或干湿法喷砂。处理后油管的金属表面清洁度达到瑞典SIS标准的Sa2.5级。

为了提高磁性防腐涂料与油管的附着力，在下面的实施例中涂装磁性防腐涂料前先涂装防腐底漆。

因为采用磁性防腐涂料的目的是要在油管内产生磁场，所以油管的外表面采用现有技术中使用的防腐涂料即可。

油管内、外壁的涂料涂装可采用压缩空气喷涂、高压无气喷涂、静电喷涂或刷涂，优选采用高压无气喷涂。油管内壁可采用内壁喷涂机操作；喷涂操作所用喷枪可以是气动或电动喷枪。

内外壁所用的各种防腐涂料固化可以采用热风炉，烧烤炉(电热)或其它的加热方式加热固化，或常温固化。

用充磁机对油管内壁的涂层进行充磁，高斯仪检测磁感应强度达到0.05～10mT，本发明所用充磁机生产厂家为深圳市宝安区音达自动化设备厂，型号：YD-2030。

防腐油管技术性能检测方法、标准及普通防腐油管的技术指标见表1：

表1

实施例1

选用73×5.51mm油管长9.7m，喷砂除锈后在油管外表面采用静电喷涂环氧酚醛底漆；油管内壁采用高压无气喷涂磁性环氧防腐涂料，涂料配比：A∶B＝100∶15(重量比)。内外表面同时固化，固化条件：固化温度180℃，固化时间50～60min。

该磁性环氧防腐涂料按重量百分比包括下列组分：

其中环氧树脂E-03型，环氧当量2400～3300g/eq，软化点130～145℃，挥发份≤1％。生产厂家：上海新华树脂厂。

氨基树脂生产厂家：上海新华树脂厂。

改性胺T-31，胺值/(mgKOH·g-1)：460～480，黏度(Pa·s)/(40℃)：11～13，生产厂家：江苏三木集团公司。

二甲苯，沸点135℃，相对挥发速度0.68。生产厂家：临安胜利涂料助剂厂，工业级。

正丁醇，沸点117.1℃，相对挥发速度0.45。生产厂家：临安胜利涂料助剂厂，工业级。

磁粉，西南应用磁学研究所生产的粘结钕铁硼永磁磁粉，型号N12～13。

油管外壁采用静电喷涂环氧面漆，固化温度180℃，固化时间50～60min。

内、外壁均固化后用充磁机对内壁涂层进行充磁。

在大庆北3-4-P43井上应用，原来油井的清蜡周期仅为3天，应用本实施例油管后，清蜡周期20天。

实施例2

磁性环氧防腐涂料按重量百分比包括下列组分：

原料名称	用量，％
		环氧树脂(E-03)	55
丁醇醚化酚醛树脂	13
		环氧酯	2
环己酮	10
		二甲苯	12
粘结钕铁硼永磁磁粉	8

丁醇醚化酚醛树脂和环氧酯的生产厂家：无锡市造漆厂。

环己酮的生产厂家：临安胜利涂料助剂厂，工业级。

固化条件：常温24小时；其它条件同实施例1。

大庆南8-4-更22井使用普通防腐油管，清蜡周期82天，应用本实施例油管后，清蜡周期200天。

实施例3

磁性环氧防腐涂料按重量百分比包括下列组分：

其中铁氧体永磁磁粉的生产厂家：浙江安特磁材有限公司，规格型号：ZMXF-4S。

固化条件：A∶B＝100∶2.2(重量比)，常温固化24小时；其它条件同实施例1。

在大庆北1-6-P34三元复合驱井现场试验，该井基本上每隔20天就得进行一次酸洗清垢处理，否则出现的油管结垢缩径及垢块脱落卡泵等现象，影响正常生产，可见结垢现象比较严重，在使用本实施例所得油管期间，清垢间隔达到60天，比以往延长40天，延长2倍，经现场观察起出管壁的结垢物，垢质疏松，用手就可擦掉，不影响油田生产。

实施例4

磁性环氧防腐涂料按重量百分比包括下列组分：

原料名称	用量，％
		环氧树脂(E-03)	31
二酚醛丙烷甲醛树脂	19
		二丙酮醇	13
环己酮	15
		二甲苯	15
铁氧体永磁磁粉	7

固化条件：温度180℃，时间60min；其他条件同实施例1。

在大庆X13-33-37井应用，选择在射孔顶界附近和油层部位下入实施例油管，在井下工作时间为11月，观察涂层完好，内外壁无脱落无结垢，仍可继续使用。原清垢周期45天，使用期间清垢周期91天。

实施例5

磁性聚氨酯防腐涂料按重量百分比包括下列组分：

固化条件：A∶B＝5∶1(重量比)，常温24h；其他条件同实施例1。

在大庆北3-J4-P38井上应用，原来油井的清蜡周期仅为3天，应用本实施例油管后，清蜡周期20天。

上述5个实施例所得油管的技术指标见表2：

表2

通过前面的5个实施例可以说明采用本发明方法所获得的油管，在防蜡和防垢性方面都比现有技术中使用普通防腐涂料处理的油管有明显改善；通过表1和表2对比可以说明采用本发明方法所获得的油管在其他性能方面也稍有改善。

实际工作中为提高油管防蜡、防垢性能所采用的方法不必完全按照附图所示的流程进行，只要流程中包含在油管内壁涂装磁性防腐涂料及对油管内壁涂层进行充磁，不论是否还有其他的不同，即视为与本申请是相同的技术方案。

因为现有技术中用于油管上的防腐涂料品种很多，在这里不方便一一列举，但不论是哪种防腐涂料，只要在其中加入3～20％的磁粉，并在其涂层固化后对涂层进行充磁处理的，均落入本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，具体的是在预处理后的油管外壁进行常规防腐蚀处理，其特征在于：在油管的内壁涂装磁性防腐涂料，所述磁性防腐涂料是在常规防腐涂料中填加3～20％的磁粉制成的，待涂料固化后对油管内壁的涂层进行充磁，使油管内壁涂层的磁感应强度达到0.05～10mT。

2.按照权利要求1所述的制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，其特征在于：所述磁性防腐涂料是环氧类、聚氨酯类、丙烯酸类或醇酸类磁性防腐涂料中的一种。

3.按照权利要求2所述的制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，其特征在于：所述磁性防腐涂料是环氧类磁性防腐涂料。

4.按照权利要求1所述的制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，其特征在于：所述磁粉是可加工的稀土永磁或铁氧体永磁。

5.按照权利要求4所述的制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，其特征在于：所述磁粉是粘结钕铁硼永磁磁粉。

6.按照权利要求1所述的制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，其特征在于：所述对油管内壁的涂层进行充磁采用的是多极步进磁化方法。

7.按照权利要求6所述的制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，其特征在于：所述对油管内壁的涂层进行充磁采用6极步进磁化方法，步长10～200cm。

8.按照权利要求1所述的制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，其特征在于：在油管内壁涂装磁性防腐涂料前先涂装防腐底漆。

9.按照权利要求1所述的制备油田用磁性阻垢防蜡防腐油管的方法，其特征在于：在预处理后的油管外壁进行常规防腐蚀处理，其处理办法是在油管外壁涂装防腐涂料。

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