CN104962267A - 一种低温油井化学清蜡剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温油井化学清蜡剂，该清蜡剂具有如下成份及重量份的混合物：特殊表面活性剂5～20份、抗冰剂80～200份、蜡晶改进剂100～600份、乳化剂2～20份、水200～400份；本发明还公开了一种低温油井化学清蜡剂的制备方法，通过本发明能够用于低温油井进行清防蜡作业、使用安全，不易着火且相对密度较大的乳状液清蜡剂。

Description

一种低温油井化学清蜡剂及其制备方法

技术领域

本发明属于油井清蜡技术领域，具体涉及一种低温油井化学清蜡剂。

背景技术

对于溶有一定量石蜡的原油，在开采过程中，随着温度、压力的降低和气体的析出，溶解的石蜡便以结晶体析出、长大聚集并沉积在管壁等固相表面上，即出现所谓的结蜡现象。结蜡会堵塞产油层，降低油井产量，同时也会增大油井负荷，造成生产事故。

虽然在含蜡原油的开采过程中可采用各类防蜡方法，但油井仍不可避免地存在有蜡沉积的问题。蜡沉积严重地影响着油井正常生产，所以必须采取措施将其清除。

目前油井常用的清蜡方法有机械清蜡、热力清蜡、化学清蜡等。

用化学方法对油井进行清蜡和防蜡是目前油田应用比较广泛的方法。通常将药剂从油套环空中加入或通过空心抽油杆加入，不会影响油井的正常生产和其他作业。除可以起到清防蜡效果外，使用某些药剂还可以起到降凝、降粘、解堵的作用。化学清、清蜡剂有油溶性、水溶性和乳液型三种液体清、清蜡剂，此外还有一种固体清清蜡剂。

现场使用的油溶性清清蜡剂主要由有机溶剂、表面活性剂和少量的聚合物组成，例如大庆Ⅱ号清、清蜡剂的配方为铂重整塔底油30%、120号直馏溶剂汽油66.6%、聚丙烯酰胺0.3%，T—渗透剂0.3%。其中有机溶剂主要是将沉积在管壁的蜡溶解，加入表面活性剂的目的是帮助有机溶剂沿沉积蜡中缝隙和蜡与油井管壁的缝隙渗入以增加接触面，提高溶解速度，并促进沉积在管壁表面上的蜡从管壁表面脱落，使之随油流带出油井。部分油溶性清、清蜡剂加入高分子聚合物的目的是希望聚合物与原油中首先析出的蜡晶形成共晶体。由于所加入的聚合物具有特殊结构，分子中具有亲油基团，同时也具有亲水集团，亲油基团与蜡共晶，而亲水集团则伸展在外，阻碍其后析出的蜡与之结合成三维网目结构，从而达到降粘、降凝的目的，也阻碍蜡的沉积并起到一定的防蜡效果。其优点是对原油适应性较强；溶蜡速度快，加入油井后见效快；产品凝固点低，便于冬季使用。其缺点：相对密度小，对高含水油井不太合适；燃点低，易着火，使用时必须严格防火措施；一般这类清、清蜡剂具有毒性。

水溶性清蜡剂是由水和许多表面活性剂组成。现场使用的配方是根据各油田原油性质、结蜡条件不同而筛选出来的。但都是在水中加入表面活性剂、互溶剂和碱性物质。常用的有磺酸盐型、季胺盐型、平平加型、聚醚型四大类。这种清、清蜡剂可以起到综合效应。其中，表面活性剂起润湿反转作用，使结蜡表面反转为亲水性表面，表面活性剂被吸附在油管表面有利于石蜡从表面脱落，不利于蜡在表面沉积，从而起到防蜡效果。表面活性剂的渗透性能和分散性能帮助清、清蜡剂渗入松散结构的蜡晶缝隙里，使蜡分子之间的结合力减弱，从而导致蜡晶拆散而分散于油流中。互溶剂的作用是提高油（蜡）与水的互溶程度，可用的互溶剂有醇和醇醚，如甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚等。碱性物质可与蜡中沥青质等有机极性物质反应，产生易分散于水的产物，因而可用水基清、清蜡剂将它从结蜡表面清除，常用的碱性物质有氢氧化钠、氢氧化钾等碱类和硅酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠、六偏磷酸钠等一类溶于水，使水呈碱性的盐类。其优点是相对密度较大，对高含水油井应用效果较好；使用安全，无着火危险。其缺点是见效较慢，凝固点可达～20～-30℃，但在严寒的冬天使用，其流动性仍然有待改进。

乳液型清蜡剂是将油溶性清蜡剂加入水和乳化剂及稳定剂后形成水包油乳状液。这种乳状液加入油井后，在井底温度下进行破乳而释放出对蜡具有良好溶解性能的有机溶剂和油溶性表面活性剂，从而起到清蜡和防蜡的双重效果。乳液型清蜡剂具有油溶性清蜡剂溶蜡速度快的优点。由于这种清蜡剂其乳液的外相是水，因而又像水溶性清蜡剂那样使用安全，不易着火且相对密度较大。它的缺点是在制备和贮存时必须稳定，而到达井底后必须立即破乳，这就对乳化剂的选择和对井底破乳温度有着严格的要求，制备和使用时间条件要求较高，否则就起不到清防蜡作用。

制备乳液型清蜡剂常用的乳化剂为OP型表面活性剂，以及油酸、亚油酸和树脂酸的复合酯与三乙醇胺的混合物。

固体清蜡剂主要由高分子聚乙烯、稳定剂和EVA(乙烯-醋酸乙烯酯聚合物)组成,它可以制成粒状,或混溶后在模具中压成一定形状(如蜂窝煤块状)的防蜡块，将其置于油井一定的温度区域或投入井底,在油井温度下逐步溶解而释放出药剂并溶于油中。作为清蜡剂用的聚乙烯要求相对分子量为5000～30000，最好在20000左右，相对密度为0.86～0.94，熔点在102～107℃之间，且结晶比较少，或非结晶型为宜。清蜡剂中的EVA，由于具有与蜡结构相似的(CH2—CH2)n链节，又具有一定数量的极性基团，它溶于原油中。当冷却时它与原油中的蜡产生共晶作用，然后通过伸展在外的极性基团抑制蜡晶的生长。而溶解在原油中的聚乙烯，当油温降低时，它会首先析出，成为随后析出的石蜡晶核，蜡的晶粒被吸附在聚乙烯的碳链上，由于空间障碍和栏隔作用也阻碍晶体的长大及聚集，并减少EVA与蜡晶体之间的粘结力，从而使油井的结蜡减少，达到防蜡的目的。其优点是作业一次防蜡周期较长（一般长达半年左右），成本较低。其缺点是它对油品的针对性较强，其配方必须根据油井情况和原油析蜡点具体筛选。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种低温油井化学清蜡剂及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例体提供一种低温油井化学清蜡剂，该清蜡剂具有如下成份及重量份的混合物：

特殊表面活性剂5～20份、抗冰剂80～200份、蜡晶改进剂100～600份、乳化剂2～20份、水200～400份。

上述方案中，所述特殊表面活性剂为高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1。

上述方案中，所述抗冰剂为乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂按10:1比例混合的混合物。

上述方案中，所述蜡晶改进剂为入混苯。

上述方案中，所述乳化剂为聚氧乙烯醇醚型表面活性剂。

上述方案中，所述高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1的制备方法，根据自由基聚合原理，在过硫酸盐与过氧化物复合引发体系中，通过将甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯与甲基丙烯磺酸钠按摩尔比为2:1的比例，在链转移剂存在的情况下进行共聚合反应，合成获得所述高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1。

本发明实施例还提供一种低温油井化学清蜡剂的制备方法，该制备方法为：首先按比例将抗冰剂乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂加入带有搅拌器的容器中，然后依次加入特殊表面活性剂高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1、蜡晶改进剂和乳化剂，搅拌全部溶解，备用；然后在另一带有搅拌器容器中加入水，开启搅拌器，边搅边加入事先配制的含有抗冰剂、特殊表面活性剂、蜡晶改进剂和乳化剂的混合物，加料完毕，搅拌1h，即可形成乳白色的乳液型清蜡剂。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明的低温清蜡效果较好；按行标SY/T 6300-1997的评价方法，在室温下以及24℃下进行清蜡剂溶蜡速度试验，即在具塞内加入15ml样品+1g左右的石蜡，溶蜡速度0.01399 g/min，与其他清蜡剂在45℃的溶蜡速度相近。

2、本发明促进清蜡剂对石蜡的吸附、共晶和增溶作用，实现了清防蜡的双重效果。这是其他清蜡剂不能相比。

3、本发明稳定性较好，放置15天稳定率达95%以上。减少油相挥发，不易燃，降低了清蜡剂生产储存、运输和施工过程中对环境的污染，消除了储存、运输和施工安全隐患。

4、本本发明使游离的低分子在变化过程中化学键的断裂生成变性结构,因而结构松散，不能形成结冰，易水解，使其在～20℃以下的温度下不结冰，实现油井低温清蜡。

附图说明

图1为郭708-3井措施前的示功图；

图2为采用本发明的低温油井化学清蜡剂对郭708-3井措施后的示功图；

图3为郭708-5井措施前的示功图；

图4为采用本发明的低温油井化学清蜡剂对郭708-5井措施后的示功图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明实施例提供一种低温油井化学清蜡剂，该低温油井化学清蜡剂具有如下成份及重量份的混合物：

特殊表面活性剂5～20份、抗冰剂80～200份、蜡晶改进剂100～600份、乳化剂2～20份、水200～400份。

以此比例配制成型号为FDQL-5、FDQL-6和FDQL-7低温清蜡剂。

所述特殊表面活性剂为高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1。

所述抗冰剂为乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂按10:1比例混合的混合物。

所述乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂按一定比例复配于清蜡剂中防止在其～20℃以下的温度下不结冰，实现油井低温清蜡。

所述蜡晶改进剂为入混苯；所述混苯能将原油的倾点降低10～20℃;表观粘度降低50％以上;10℃以上的屈服值降到零或接近零,屈服后流动性提高,停输几天后屈服值也不会很快升高,启动容易。

所述乳化剂为聚氧乙烯醇醚型表面活性剂；按一定比例加入此乳化剂后，在高速搅拌下形成以油为内向水为外向的水包油型乳化液，减少油相挥发，不易燃，降低了清蜡剂生产储存、运输和施工过程中对环境的污染，消除了储存、运输和施工安全隐患。

所述高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1的制备方法，根据自由基聚合原理，在过硫酸盐与过氧化物复合引发体系中，通过将甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯与甲基丙烯磺酸钠按摩尔比为2:1的比例，在链转移剂存在的情况下进行共聚合反应，合成获得所述高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1；在合成过程中通过控制过硫酸盐与过氧化物的加量来控制聚合度在20～30。

所述高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1能够促进清蜡剂对石蜡的吸附、共晶和增溶作用，实现了清防蜡的双重效果。

本发明实施例还提供一种低温油井化学清蜡剂的制备方法，该制备方法为：首先按比例将抗冰剂乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂加入带有搅拌器的容器中，然后依次按比例加入特殊表面活性剂高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1、蜡晶改进剂和乳化剂，搅拌全部溶解，备用。然后在另一带有搅拌器容器中加入足够的水，开启搅拌器，边搅边加入事先配制的含有抗冰剂、特殊表面活性剂、蜡晶改进剂和乳化剂的混合物，加料完毕，搅拌1h，即可形成乳白色的乳液型清蜡剂。

实施例1：

选取特殊表面活性剂5份、抗冰剂80份、蜡晶改进剂100份、乳化剂2份、水200份。所述抗冰剂为乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂按照10:1混合。按上述制备方法制备清蜡剂FDQL-5。

实施例2：

选取特殊表面活性剂20份、抗冰剂200份、蜡晶改进剂600份、乳化剂40份、水400份。所述抗冰剂为乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂按照10:1混合。按上述制备方法制备清蜡剂FDQL-6。

实施例3：

选取特殊表面活性剂15份、抗冰剂140份、蜡晶改进剂350份、乳化剂11份、水300份。所述抗冰剂为乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂按照10:1混合。按上述制备方法制备清蜡剂FDQL-7。

实验数据：

按行标SY/T 6300-1997的评价方法，在室温下以及24℃下进行清蜡剂溶蜡速度试验；即在具塞内加入实施例2制得的低温油井化学清蜡剂15ml和1g左右的石蜡，静置，观察，记录完全溶蜡时间，实验结果如下：

注：行业标准溶蜡速度：45℃，0.016 g/min。

利用本发明的低温油井化学清蜡剂在郭708-3和郭708-5井开展化学清防蜡试验，每口井分别注入清蜡剂200Kg；由于油井正在上液，油管内充满原油，导致清蜡剂在油管内注入较少，因此清蜡剂大部分从油套环空注入。

考虑清蜡剂充分溶蜡，第一天停井，第二天开始抽油30min，确保清蜡剂进入油管，起到溶解抽油泵、油管内壁及油杆壁的结蜡。

通过对比措施前后载荷及电流大小，化学溶蜡措施效果较好，说明化学清蜡剂确实起到一定作用。

如图1、图2所示，郭708-3井措施前抽吸采油（见图1），泵冲程0.94m,冲次6.51，最大载荷25.32MPa,最小载荷9.7MPa。措施后(见图2)，抽吸采油，泵冲程1.11m,冲次6.6，最大载荷22.72MPa,最小载荷9.84MPa。措施后比措施前最大载荷由25.32MPa下降到22.72MPa，下降2.6MPa。干线泵冲程由0.94m上升到1.11m，上升0.17m。这说明清蜡剂有效的清除了油井的蜡堵。

如图3、图4所示，郭708-5井措施前抽吸采油（见图1），泵冲程1.22m,冲次7.19，最大载荷23.5MPa,最小载荷9.1MPa。措施后(见图2)，抽吸采油，泵冲程1.26m,冲次7.14，最大载荷21.92MPa,最小载荷9.8MPa。措施后比措施前最大载荷由23.5MPa下降到21.92MPa，下降1.58MPa。干线泵冲程由1.22m上升到1.26m，上升0.04m。这说明清蜡剂有效的清除了油井的蜡堵。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种低温油井化学清蜡剂，其特征在于，该清蜡剂具有如下成份及重量份的混合物：

特殊表面活性剂5～20份、抗冰剂80～200份、蜡晶改进剂100～600份、乳化剂2～20份、水200～400份。

2.根据权利要求1所述的低温油井化学清蜡剂，其特征在于：所述特殊表面活性剂为高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1。

3.根据权利要求1或2所述的低温油井化学清蜡剂，其特征在于：所述抗冰剂为乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂按10:1比例混合的混合物。

4.根据权利要求3所述的低温油井化学清蜡剂，其特征在于：所述蜡晶改进剂为入混苯。

5.根据权利要求4所述的低温油井化学清蜡剂，其特征在于：所述乳化剂为聚氧乙烯醇醚型表面活性剂。

6.根据权利要求5所述的低温油井化学清蜡剂，其特征在于：所述高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1的制备方法，根据自由基聚合原理，在过硫酸盐与过氧化物复合引发体系中，通过将甲氧基聚氧乙烯甲基丙烯酸酯与甲基丙烯磺酸钠按摩尔比为2:1的比例，在链转移剂存在的情况下进行共聚合反应，合成获得所述高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1。

7.一种低温油井化学清蜡剂的制备方法，其特征在于，该制备方法为：首先按比例将抗冰剂乙二醇单甲醚和疏水亲油型含氟表面活性剂加入带有搅拌器的容器中，然后依次加入特殊表面活性剂高分子低聚度聚合物型表面活性剂JHW-1、蜡晶改进剂和乳化剂，搅拌全部溶解，备用；然后在另一带有搅拌器容器中加入水，开启搅拌器，边搅边加入事先配制的含有抗冰剂、特殊表面活性剂、蜡晶改进剂和乳化剂的混合物，加料完毕，搅拌1h，即可形成乳白色的乳液型清蜡剂。