CN102533236A

CN102533236A - 一种油田用井筒清洗剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102533236A
Application number: CN2011104072876A
Authority: CN
Inventors: 王富华; 张德文; 张德武; 张忻; 谭学超; 高鲁军
Original assignee: QINGDAO CHANGXING CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: QINGDAO CHANGXING CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明公开了一种油田用井筒清洗剂及其制备方法，首先在搅拌混合器中加入需要量1/3～1/2的水，加热至70～80℃，按照计量加入非离子表面活性剂，搅拌0.5～1h，使其混合均匀；然后加入阴-非离子表面活性剂和两性表面活性剂，保温搅拌均匀；最后加入有机极性物和有机溶剂，搅拌0.5～1h；补足需要加入的水量，搅拌10～15min；降温至30～40℃，出料，得到成品；其中，按照质量分数计，非离子表面活性剂用量为7％～25％、阴-非离子表面活性剂用量为3％～5％、两性表面活性剂用量为3％～5％、有机极性物用量为1％～3％、溶剂用量为1％～5％、水用量为65％～80％。本品有利于消除油气渗流的毛细管阻力提高油气井产量。

Description

一种油田用井筒清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，特别涉及一种用于油田完井、修井、洗井等井下作业过程的井筒清洗剂及其制备方法。

背景技术

在钻完井试油之前，需要对井底进行清洗，以清除钻完井过程在井壁上的污染物，建立井底与油气层的良好连通；另外，采油井经过一段时间的开采以后，井筒将产生一定的稠油、甚至有机垢(主要是胶质和沥青质，以及石蜡等)，堵塞油气向井筒汇聚的渗流通道，增加油流阻力，使油井产量降低；在注水井污水回注一段时间后，注水井渗滤面也会产生有机堵塞，使注水压力升高，注入能力下降。为了油田的稳产和增产，通常采用洗井液对井筒进行清洗的方法来恢复井筒与地层的良好连通。

由于井底温度较高，很多清洗剂抗温性不好，影响了清洗效果。另外，有些清洗剂虽然能够将稠油堵塞通过乳化分散作用解除，但对有机垢的溶解分散效果差，而且在洗井过程中由于正压差的作用，还会渗入油气层造成损害。尽管可以使用大量混苯醚等有机溶剂清除有机垢，但成本较高，而且不利于环境保护和劳动保护。

这就需要使用一种环保型的井筒清洗剂，能使井筒中的稠油乳化降粘分散，对沥青质、有机垢具有一定的溶解、分散能力，并能消除油气渗流的毛细管阻力，提高油气井产量。

发明内容

本发明主要目的是解决上述问题，提供一种油田用井筒清洗剂及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种用于油田用井筒清洗剂的制备方法，包括以下步骤：

首先在搅拌混合器中加入需要量1/3～1/2的水，加热至70～80℃，按照计量加入非离子表面活性剂，搅拌0.5～1h，使其混合均匀；然后加入阴-非离子表面活性剂和两性表面活性剂，保温搅拌均匀；最后加入有机极性物和溶剂，搅拌0.5～1h；补足需要加入的水量，搅拌10～15min；降温至30～40℃，出料，得到成品；其中，非离子表面活性剂用量为(质量分数，下同)7％～25％；阴-非离子表面活性剂用量为3％～5％；两性表面活性剂用量为3％～5％；有机极性物用量为1％～3％；溶剂用量为1％～5％；水用量为65％～80％。

所述制备方法，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚烷氧基醚，其通式为R(OA)_xR′，或烷基酚聚烷氧基醚，其通式为Ar(OA)_xR′，其中R或Ar为C₁₂～C₂₄的烃基或它们的混合物，OA是C₁～C₄的线性烷氧基或者非线性烷氧基，x为2～50，R′是羟基或者是C₁～C₄的线性烷氧基或者芳基烷氧基。线性烷氧基是指烷氧基中的C-O链，是以直链(-CH₂-O-)形式存在；非线性烷氧基是指烷氧基中的C-O链，以支链(-CHR₁-O-)形式存在，其中R₁可以是-CH₃，-C₂H₅等。

所述制备方法，所述阴-非离子表面活性剂是以脂肪醇聚烷氧基醚或烷基酚聚烷氧基醚为原料，经过阴离子化反应得到；其通式分别为R(OA)_xM′和Ar(OA)_xM′，其中R或Ar为C₁₂～C₂₄的烃基或它们的混合物，OA是C₁～C₄的线性或者非线性烷氧基，x为2～50，M′是C₁～C₃羧酸盐或者磺酸盐。

所述制备方法，所述两性表面活性剂为甜菜碱型表面活性剂，其通式为R₁R₂R₃N⁺A^-，其中R₁、R₂、R₃是C₆～C₁₀的烃基，它们的碳数可以相同，也可以不同，一般为-CH₃，-C₂H₅等低碳烃基；A^-是C₁～C₃的羧基，C₁～C₃的磺基或者C₁～C₃的羟基磺基。

所述制备方法，所述有机极性物包括脂肪醇(通式为R₄OH)、脂肪酸(通式为R₅COOH)，其中R₄、R₅为C₆～C₁₄的烃基或它们的混合物。

所述制备方法，所述有机溶剂为烷基苯系列物质，通式为R_mC₆H_n，其中R是C₁～C₄的烃基，m为1～3，n+m＝6。

所述制备方法，所述水可以使用自来水或蒸馏水或去离子水。

所述制备方法，产品中的表面活性剂都以100％活性物计算，产品中水包括原料中的水和配制产品时加入的水。

本品能使井筒中的稠油乳化降粘，对沥青质、有机垢具有溶解、分散能力，若在井筒清洗过程中渗入油气储层，可在油气渗流通道壁上产生一定吸附作用，使近井眼油气渗流通道保持中性润湿状态(接触角在90°左右)，有利于消除油气渗流的毛细管阻力(水锁效应和贾敏阻塞效应)，提高油气井产量。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1：

1)在1L高压釜中投入月桂醇186g，NaOH 0.5g，开启搅拌，通氮气置换空气；

2)升温至150℃，通入环氧乙烷，反应压力维持在0.3MPa，至环氧乙烷加入量为232g，关闭环氧乙烷进料阀，保温老化30min；

3)然后通入环氧丙烷，直至加入量264g，关闭进料阀门，老化30min；

4)降温至60℃，出料，得到月桂基聚氧丙烯(4)-聚氧乙烯(6)醚(C₁₂H₂₅(C₃H₆O)₄(C₂H₄O)₆OH)680g。

5)在1L高压釜中投入4)制得的月桂基聚氧丙烯(4)-聚氧乙烯(6)醚270g，颗粒NaOH 22.6g，在搅拌下升温，同时保持真空度0.95～0.98MPa，升温到140℃，反应4h，然后降温到80℃，加入氯丁烷37g，反应1.5h，降温至60℃，出料，得到月桂基聚氧丙烯(4)-聚氧乙烯(6)丁醚(C₁₂H₂₅(C₃H₆O)₄(C₂H₄O)₆OC₄H₉)290g。

实施例2：

1)在500mL的玻璃反应器中加入壬基酚聚氧乙烯(10)醚C₉H₁₉C₆H₄(CH₂CH₂O)₁₀H(M＝660)264g，颗粒NaOH 26.5g，在搅拌下升温，同时保持真空度0.95～0.98MPa，升温到120℃，反应2h。

2)降温到100℃，使反应器恢复常压，加入溴乙磺酸钠Br C₂H₄SO₃Na(M＝211)97g，进行反应1.5h，降温至60℃，出料，得到壬基酚聚氧乙烯(10)醚磺酸钠C₉H₁₉C₆H₄(CH₂CH₂O)₁₀CH₂CH₂SO₃Na。

实施例3：

1)在2L的搅拌混合器中加入300g蒸馏水，加热至70℃；

2)然后加入实施例1合成的非离子表面活性剂月桂基聚氧丙烯(4)-聚氧乙烯(6)丁醚180g，搅拌0.5h，混合均匀；

3)加入实施例2合成的阴-非离子表面活性剂壬基酚聚氧乙烯(10)醚磺酸钠40g和两性表面活性剂——N，N-二甲基-辛癸基羧基甜菜碱(重量含量50％)80g，保温搅拌均匀后，加入有机极性物异辛醇12g和溶剂二甲苯40g，搅拌1.0h；

4)补加水至总质量1000g，搅拌10min；

5)降温至30～40℃，出料，得到活性物含量为31.8％的成品1000g。

实施例4～5：工艺过程同实施例3，原材料加量配比如下：

对于实施例4：非离子表面活性剂月桂基聚氧丙烯(4)-聚氧乙烯(6)丁醚100g，阴-非离子表面活性剂——壬基酚聚氧乙烯(10)醚磺酸钠30g，两性表面活性剂——N，N-二甲基-异辛基羧基甜菜碱(含量50％)60g，有机溶剂异丙苯30g，有机极性物——月桂醇10g，水余量，配制成成品1000g，活性物含量20.0％。

对于实施例5：非离子表面活性剂十八烷基聚氧丙烯(3)-聚氧乙烯(15)丁醚90g，阴-非离子表面活性剂——辛基酚聚氧乙烯(10)醚磺酸钠50g，两性表面活性剂——N，N-二甲基-异辛基羧基甜菜碱(含量50％)100g，有机溶剂异丙苯30g，有机极性物——月桂醇30g，水余量，配制成成品1000g，活性物含量25.0％。

评价方法与测试结果：把实施例3～5制备的井筒清洗剂配制成样品浓度为1％水溶液(清洗剂看做纯样品)，在室温(25℃)条件下用接触角测量仪测定其在玻璃板(模拟石英砂岩)表面的接触角，用表面张力仪测其表面张力(圆环法)，用TX500界面张力仪测定其与中性煤油的界面张力。测试结果如表1所示。

从表1可以看出，3个样品均能有效降低表面张力和油水界面张力，并能将玻璃板表面维持在中性润湿状态。其中实施例3样品降低表面张力和界面张力的效果最好，实施例4和实施例5样品可将接触角维持在接近90°。

表1

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种油田用井筒清洗剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先在搅拌混合器中加入需要量1/3～1/2的水，加热至70～80℃，按照计量加入非离子表面活性剂，搅拌0.5～1h，使其混合均匀；然后加入阴-非离子表面活性剂和两性表面活性剂，保温搅拌均匀；最后加入有机极性物和有机溶剂，搅拌0.5～1h；补足需要加入的水量，搅拌10～15min；降温至30～40℃，出料，得到成品；其中，按照质量分数计，非离子表面活性剂用量为7％～25％、阴-非离子表面活性剂用量为3％～5％、两性表面活性剂用量为3％～5％、有机极性物用量为1％～3％、溶剂用量为1％～5％、水用量为65％～80％。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚烷氧基醚，其通式为R(OA)_xR′，或烷基酚聚烷氧基醚，其通式为Ar(OA)_xR′；其中R或Ar为C₁₂～C₂₄的烃基或它们的混合物，OA是C₁～C₄的线性或者非线性烷氧基，x为2～50，R′是羟基或者是C₁～C₄的线性烷氧基或芳基烷氧基。

3.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述阴-非离子表面活性剂是以脂肪醇聚烷氧基醚或烷基酚聚烷氧基醚为原料，经过阴离子化反应得到；其通式分别为R(OA)_xM′和Ar(OA)_xM′，其中R或Ar为C₁₂～C₂₄的烃基或它们的混合物，OA是C₁～C₄的线性或者非线性烷氧基，x为2～50，M′是C₁～C₃羧酸盐或者磺酸盐。

4.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述两性表面活性剂为甜菜碱型表面活性剂，其通式为R₁R₂R₃N⁺A^-，其中R₁、R₂、R₃是C₆～C₁₀的烃基，它们的碳数可以相同，也可以不同，一般为-CH₃，-C₂H₅等低碳烃基；A^-是C₁～C₃的羧基，C₁～C₃的磺基或者C₁～C₃的羟基磺基。

5.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述有机极性物包括脂肪醇，通式为R₄OH、脂肪酸，通式为R₅COOH，其中R₄、R₅为C₆～C₁₄的烃基或它们的混合物。

6.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为烷基苯系列物质，通式为R_mC₆H_n，其中R是C₁～C₄的烃基，m为1～3，n+m＝6。

7.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述水可以使用自来水或蒸馏水或去离子水。

8.如权利要求1所述制备方法，其特征在于，原料产品中的表面活性剂都以100％活性物计算，最终产品中的水包括原料中的水和配制产品时加入的水。

9.根据权利要求1～8所述的方法制得的油田用井筒清洗剂。