CN102775973B - 一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂及清垢解卡工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂及清垢解卡工艺。主要解决了弱碱三元复合驱油井采用常规化学清垢效果差的问题。其特征在于：其组分及配比按重量百分比如下：盐酸9～10%、氢氟酸1～2%、冰醋酸2%、缓蚀剂1.0%、三乙醇胺0.5～1.0%、氯化铵2.0%、渗透剂0.2%、水79～84.3%。该清垢解卡工艺包括：1）、在采出井井口采用泵车进行热水反洗井，水温要求50～80℃，液量20m3；2）、从套管闸门注入8～10m3清垢剂到井筒中，再采用替挤液将井筒内清垢剂替到废液罐车；3）、启动抽油机，油井恢复正常生产。该适用于弱碱三元复合驱的清垢剂腐蚀性低，使用安全。
Description
技术领域：
本发明涉及油田采油领域中一种清垢剂，尤其是一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂，本发明还涉及一种应用该清垢剂的清垢解卡工艺。
背景技术：
油田采油领域中，弱碱三元复合驱油技术对传统的三元复合驱做了改进，以弱碱碳酸钠替代强碱氢氧化钠，大大减少强碱对地下岩石的溶蚀现象和对油层的伤害，降水增油效果显著。但在采出端油井也出现了结垢特征，主要表现为抽油机不同步、卡泵，作业检泵次数增多，严重影响油井正常生产。
化学清垢是利用可溶解垢的化学物质使垢变得疏松脱落或溶解，有利于恢复油井的生产能力。弱碱三元复合驱油井结垢特征主要表现为：结垢速度快；垢质成分复杂；采出液呈弱碱性（pH=8～10）、高矿化度水质，同时含有聚合物、油、碱及表面活性剂等复杂成分，这造成采用常规化学清垢效果差。目前还没有一种针对弱碱三元复合驱油井化学清垢解卡工艺。
发明内容：
本发明在于克服背景技术中存在的弱碱三元复合驱油井采用常规化学清垢效果差的问题，而提供一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂。该适用于弱碱三元复合驱的清垢剂腐蚀性低，不与管柱、胶筒发生腐蚀，使用安全，能够有效除去弱碱油井中垢，清垢解卡成功率高（90%以上），从而延长结垢卡泵抽油机井或抽油机不同步油井生产时率。本发明还提供一种适用于弱碱三元复合驱的清垢解卡工艺。
本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂，其组分及配比按重量百分比如下：盐酸9～10%、氢氟酸1～2%、冰醋酸2%、缓蚀剂1.0%、三乙醇胺0.5～1.0%、氯化铵2.0%、渗透剂0.2%、水79～84.3%。
所述的渗透剂为非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚。
所述的缓蚀剂为咪唑啉季铵盐。
所述的咪唑啉季铵盐合成工艺为苯甲酸与三乙烯四胺摩尔比为1.5∶1,在150℃经缩合脱水反应2.0h,再升温至240℃环化脱水反应1.5h,得到咪唑啉中间体;然后使摩尔比为1∶2的中间体与氯化苄在90℃左右反应5h,得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂。
一种应用适用于弱碱三元复合驱的清垢剂的清垢解卡工艺，包括三部分：
（1）、首先在采出井井口采用泵车进行热水反洗井，即从套管进油管出，水温要求50°C～80°C，液量20m3；施工压力范围控制在0～15Mpa；
（2）、然后使用泵车从套管闸门注入8～10m3清垢剂到井筒中，间隔3～5小时后，再采用替挤液将井筒内清垢剂替到废液罐车；
（3）、最后启动抽油机，使油井恢复正常生产。
所述的替挤液由氢氧化钠0.5%、羟基乙叉二膦酸0.01%及水99.48%配制而成，羟基乙叉二膦酸固相物含量50%，上述各组分的比例为重量百分比。
本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂，通过分析弱碱三元复合驱油井抽油机卡泵或不同步生产原因，认清了油井中垢的组成和形成原因，针对弱碱三元复合驱油井特点，开发的清垢解卡工艺。其所应用的清垢剂由有机酸、无机酸及添加剂等组成。该清垢剂体系具有溶垢率高、对井下设备腐蚀性低、强渗透性和剥离性强以及溶垢速度快等特点，现场清垢效果明显，解卡成功率高。此外，该技术对油井炮眼及近井地带具有明显的解堵增产效果。现场试验表明，该解卡工艺不仅使油井运行时率得到提高，同时油井产量增加，增油效果明显。另外，通过采取该解卡工艺，油井生产时率提高，大幅度降低了油井作业成本，结垢油井卡泵后作业费用约6.1万元，而清垢措施成本仅为1.8万元，单井可节省作业费用4.3万元，经济效益明显。
附图说明：
图1 未浸泡垢片扫描电镜（放大倍数250）；
图2浸泡后垢片扫描电镜（放大倍数250）；
图3缓蚀剂浓度与腐蚀速率的关系曲线；
图4是现场清垢解卡施工流程框图；
图5是北2-352-E63井清垢解卡免修时间；
图6是北2-352-E63井生产数据曲线图。
具体实施方式：
下面将结合实施例对本发明作进一步说明：
下述实施例中所用的适用于弱碱三元复合驱的清垢剂配方为:清垢剂由盐酸9～10%、氢氟酸1%-2%、冰醋酸2%、缓蚀剂1.0%、三乙醇胺0.5～1.0%、氯化铵2.0%、渗透剂0.2%及水79%～84.3%组成，渗透剂为非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚，上述的缓蚀剂为咪唑啉季铵盐，其合成工艺为苯甲酸与三乙烯四胺摩尔比为1.5∶1,在150℃经缩合脱水反应2.0h,再升温至240℃环化脱水反应1.5h,得到咪唑啉中间体;然后使中间体与氯化苄（摩尔比为1∶2）在90℃左右反应5h,得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂。替挤液由氢氧化钠0.5%和羟基乙叉二膦酸0.01%和水配制而成。
配制缓蚀剂：1.5摩尔苯甲酸与1摩尔三乙烯四胺,在150℃经缩合脱水反应2.0h,再升温至240℃环化脱水反应1.5h,得到咪唑啉中间体;然后使得到的中间体咪唑啉1摩尔与2摩尔的氯化苄在90℃左右反应5h,得到下述实施例所用的咪唑啉季铵盐缓蚀剂。
实施例1
称取盐酸9g、氢氟酸1g、冰醋酸2g、缓蚀剂1.0g、三乙醇胺0.5g、氯化铵2.0g、烷基酚聚氧乙烯醚0.2g及水84.3g混合配制成清垢剂。
实施例2
称取盐酸10g、氢氟酸2g、冰醋酸2g、缓蚀剂1.0g、三乙醇胺1.0g、氯化铵2.0g、烷基酚聚氧乙烯醚0.2g及水81.8g混合配制成清垢剂。
实施例3
称取盐酸9.6g、氢氟酸1.4g、冰醋酸2g、缓蚀剂1.0g、三乙醇胺0.7g、氯化铵2.0g、烷基酚聚氧乙烯醚0.2g及水83.1g混合配制成清垢剂。
该适用于弱碱三元复合驱的清垢剂性能评价:
⑴溶垢性能
在油层温度下，该清垢剂对弱碱油井中垢样的溶解率可达到95%以上，清垢剂对三元油井垢样溶垢效果见表1。
表1清垢剂对三元油井垢样溶垢效果
⑵垢的剥离效果
利用扫描电镜观察垢片在渗透剂溶液中浸泡前及浸泡24h后的特征，直观地描述渗透剂的剥离效应。如图1、图2所示。
以扫描电镜250倍数所观察到的图象可以明显看出，相比浸泡前，垢片被渗透剂溶液中浸泡24h后，其所结垢几乎全部脱离壁面，体现出渗透剂良好的剥离效果。
⑶洗油效果
生产井井筒中有原油及石蜡沥青等物质，它们与井底生成垢一起组成复杂的沉积物，为保证清垢剂最佳清垢效果，本发明清垢剂体系中研究添加了有机垢溶剂，其作用机理如下：有机溶剂活性物质有较好的渗透分散作用，其极性分子同垢层表面的原油的极性物质相作用，降低了原油对垢层作用力，另一方面溶剂也在一定程度上溶解了垢中的有机物。静态洗油率数据测定见表2。
表2 静态洗油率数据测定
| 浓度，% | 0.5 | 1.0 |
| 洗油率，% | 79.5 | 86.1 |
| 分散性 | 好 | 好 |
⑷清垢剂腐蚀性能
在45°C下进行了该清垢剂对N80钢材挂片腐蚀速率的测定。
缓蚀剂浓度与腐蚀速率的关系曲线见图3，实验结果表明，在油层温度下，缓蚀剂浓度大于0.5%，该清垢剂腐蚀速率小于1.0g/m2.h（行业标准SY/T5405-1996的规定45°C≤1.0g/m2.h），可以满足现场施工应用的要求。
本发明适用于弱碱三元复合驱的清垢剂现场效果测试：
大庆油田北二西弱碱三元复合驱清垢解卡现场试验，清垢施工工艺如下：
①油井结垢部位一般在射孔段上部100m到井底的环形空间。该加药工艺首先在采出井井口采用高压泵车进行热水反洗井，水温要求50°C，液量20m3；压力≤15.0Mpa；
②通过泵车将8m3清垢剂由油套环空泵入抽油泵和油管内，静止浸泡3小时后再返出，再采用替挤液将井筒内清垢剂替到废液罐车；所用的替挤液氢氧化钠0.5%、羟基乙叉二膦酸0.01%（固相物含量50%）和水99.48%配制而成；
③最后启动抽油机，使油井恢复正常生产。施工不动管柱，施工周期短，不影响产量，现场清垢解卡施工流程示意框图见附图4。
清垢剂用量：根据油井参数,井下深度1000m，油套环形空间容积7.6m3，油管内容积3.0m3，通过油井井下泵挂深度（通常800～900m）即可计算清垢剂用量，一般保持在9m3～10m3。
清垢时机：抽油杆下行滞后或卡泵，下不去，经热洗处理无效的情况下采用清垢剂。
现场试验情况及效果分析：
2011年～2012年在北二西弱碱三元复合驱区块11口抽油机卡泵井上进行了35井次清垢，仅2井次未成功，解卡成功率达到94.3%，采油井延长了检泵周期，恢复了产液量。
⑴现场应用实例
北2-352-E63井抽油杆下行滞后，无法正常生产。2011年3月30日向该井注入9m3清垢剂，关井，3小时候后启抽，测试电流恢复到正常值，无滞后现象。
北2-352-E63井2011年3月31日卡泵进行第一次清垢，到2011年11月14日7次因卡泵清垢后恢复正常，到2012年1月31日已经正常生产到530天，延长了294天，目前（2012年5月31日）距最后一次清垢时间为112天，仍正常运行。如图5所示。
如附图6所示，该清垢工艺可提高油井产量，增油效果明显。
该清垢解卡工艺可创较高的经济效益，弱碱三元复合驱清垢措施效益评价见表3。
表3 弱碱三元复合驱清垢措施效益评价
Claims (2)
1.一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂，其组分及配比按重量如下：盐酸9g、氢氟酸1g、冰醋酸2g、缓蚀剂1.0g、三乙醇胺0.5g、氯化铵2.0g、烷基酚聚氧乙烯醚0.2g、水84.3g，所述缓蚀剂按如下方法配制：1.5摩尔苯甲酸与1摩尔三乙烯四胺，在150℃经缩合脱水反应2.0h，再升温至240℃环化脱水反应1.5h，得到咪唑啉中间体；然后使得到的中间体咪唑啉1摩尔与2摩尔的氯化苄在90℃左右反应5h，得到所述缓蚀剂。
2.一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂，其组分及配比按重量如下：盐酸10g、氢氟酸2g、冰醋酸2g、缓蚀剂1.0g、三乙醇胺1.0g、氯化铵2.0g、烷基酚聚氧乙烯醚0.2g、水81.8g，所述缓蚀剂按如下方法配制：1.5摩尔苯甲酸与1摩尔三乙烯四胺，在150℃经缩合脱水反应2.0h，再升温至240℃环化脱水反应1.5h，得到咪唑啉中间体；然后使得到的中间体咪唑啉1摩尔与2摩尔的氯化苄在90℃左右反应5h，得到所述缓蚀剂。
3. 一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂，其组分及配比按重量如下：盐酸9.6g、氢氟酸1.4g、冰醋酸2g、缓蚀剂1.0g、三乙醇胺0.7g、氯化铵2.0g、烷基酚聚氧乙烯醚0.2g、水83.1g，所述缓蚀剂按如下方法配制：1.5摩尔苯甲酸与1摩尔三乙烯四胺，在150℃经缩合脱水反应2.0h，再升温至240℃环化脱水反应1.5h，得到咪唑啉中间体；然后使得到的中间体咪唑啉1摩尔与2摩尔的氯化苄在90℃左右反应5h，得到所述缓蚀剂。
4.一种应用权利要求1-3任一项所述的一种适用于弱碱三元复合驱的清垢剂的清垢解卡工艺，包括三部分：
（1）、首先在采出井井口采用泵车进行热水反洗井，即从套管进油管出，水温要求50℃～80℃，液量20m3；施工压力范围控制在0～15Mpa；
（2）、然后使用泵车从套管闸门注入8～10m3清垢剂到井筒中，间隔3～5小时后，再采用替挤液将井筒内清垢剂替到废液罐车；
（3）、最后启动抽油机，使油井恢复正常生产。
5. 根据权利要求4所述的清垢解卡工艺，其特征在于：所述的替挤液由氢氧化钠0.5%、羟基乙叉二膦酸0.01%及水99.48%配制而成，羟基乙叉二膦酸固相物含量50%。
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