CN104987858A - 钡锶垢清洗剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钡锶垢清洗剂及其制备方法，该钡锶垢除垢剂采用20～40重量份螯合剂，20～30份表面活性剂，10～15份助剂，5～10份氢氧化钠，20～35份去离子水反应制备而成，且制备方法简单，先将去离子水、螯合剂和氢氧化钠加入到反应瓶中40～60℃加热搅拌后依次加入表面活性剂和助剂继续保温后自然冷却至室温得到；该钡锶垢清洗剂除垢性能良好，低毒稳定、无腐蚀，能够有效清除硫酸钡、硫酸锶垢、对油田生产具有重要的现实意义；并且制备方法简便可行，所用原料来源广泛，成本低，具有良好的市场价值。

Description

钡锶垢清洗剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田化学助剂领域，特别涉及一种钡锶垢清洗剂及制备方法。
背景技术
在油田开发的过程中，由于油水井受到钻井液的污染、井下作业、压裂等原因引起的各种杂质的污染，生成难溶的硫酸钡、硫酸锶等垢，使储层极易受到损害，造成地层堵塞，注水压力升高，油井产油量下降，甚至停产，给生成带来极大危害。由于硫酸钡、硫酸锶垢稳定性强，很难用传统的方法清除，因此，硫酸钡、硫酸锶垢清洗剂成为了油田生成中必不可少的一部分。
目前广泛使用的硫酸钡、硫酸锶除垢剂主要包括：酸碱除垢剂、有机磷酸及脂类除垢剂、离子液体除垢剂等，存在除垢效率低、对金属器材由腐蚀性等缺点，
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种除垢效率高、低毒稳定、无腐蚀、合成成本低的钡锶垢清洗剂。
本发明的另一个目的在于提供一种合成步骤简单的钡锶垢清洗剂的制备方法。
因此，为了实现上述目的，本发明所述钡锶垢清洗剂，由以下重量份数的组分制成：
其中：
所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠盐(EDTA-Na)、聚丙烯酸钠(PAA-Na)、二乙撑三胺五乙酸钠盐(DTPA-Na)中至少一种；
所述乙二胺四乙酸钠盐一般选用乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)，所述二乙撑三胺五乙酸钠盐一般选用二乙撑三胺五乙酸五钠(DTPA-5Na)。
优选地，所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠盐和聚丙烯酸钠的混合物，且二者重量比为(80～90)：(10～20)。
优选地，所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠盐和二乙撑三胺五乙酸钠盐的混合物，且二者重量比为(30～40)：(60～70)。
优选地，所述聚丙烯酸钠选用数均分子量在8000～15000。
所述助剂为草酸、柠檬酸中至少一种，优选地，所述助剂为草酸和柠檬酸的复配混合物，且草酸在所述助剂中的重量份数多于柠檬酸。
所述表面活性剂为Span-80、Tween-60、十二烷基磺酸钠中至少一种。
优选地，所述表面活性剂为Span-80与十二烷基磺酸钠的混合物，且Span-80在混合物中的重量份数多于十二烷基磺酸钠，即在混合物中所占的质量分数大于50％。
优选地，所述表面活性剂为Tween-60与十二烷基磺酸钠的混合物，且Tween-60在混合物中的重量份数多于十二烷基磺酸钠，即在混合物中所占的质量分数大于50％。。
一种钡锶垢清洗剂的制备方法，其步骤如下：
将去离子水、螯合剂和氢氧化钠加入到反应瓶中并搅拌均匀，在40～60℃的温度条件下反应1～2h后，向反应瓶内加入依次加入表面活性剂和助剂，搅拌均匀，继续保温反应1～2h，即在原有温度条件下继续搅拌1～2h后自然冷却至室温，得到淡黄色液体，即为钡锶垢清洗剂。
其中，所述去离子水、螯合剂和氢氧化钠同时加入反应瓶内，或先将去离子水和螯合剂加入到反应瓶中后，再加入氢氧化钠。
该钡锶垢清洗剂产品为淡黄色液体。
该钡锶垢清洗剂适用于砂岩、灰岩等油田，特别是使用硫酸钡，碳酸钙在钻完井过程中使用的油水井处理，其采取螯合剂作为主剂，兼具解堵与预防垢质形成双重性能特征相结合的特点，在油藏保护的前提下，规避让地层不稳定敏感的影响和操作危险的问题(如酸造成的不稳定和对人对环境影响)，达到有效提高近井渗透率，提高油井投产效率，提高产能，提高采收率的目的。具体采取的药剂要环保，无腐蚀，低腐蚀，好操作，让日常修井、完井措施变得普及，好用。
与现有技术相比，该钡锶垢清洗剂除垢性能良好，低毒稳定、无腐蚀，能够有效清除硫酸钡、硫酸锶垢、对油田生产具有重要的现实意义；并且制备方法简便可行，所用原料来源广泛，成本低，具有良好的市场价值。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例1
将30重量份去离子水、30重量份EDTA-2Na和5重量份的氢氧化钠一起加入到反应瓶中，搅拌均匀，在40℃的温度条件下反应1h后，向反应瓶内加入依次加入20重量份的Span-80和15重量份的草酸，搅拌均匀，继续保温反应1h，自然冷却至室温，得到的淡黄色液体即为钡锶垢清洗剂。
实施例2
将35重量份去离子水、20重量份EDTA-2Na和10重量份的氢氧化钠一起加入到反应瓶中，搅拌均匀，在50℃的温度条件下反应2h后，向反应瓶内加入依次加入20重量份的Tween-60和10重量份的草酸，搅拌均匀，继续保温反应1.5h，自然冷却至室温，得到的淡黄色液体即为钡锶垢清洗剂。
实施例3
将25重量份去离子水、40重量份EDTA-2Na和DTPA-5Na混合物(其中，EDTA-2Na和DTPA-5Na的重量比为2:3)，和5重量份的氢氧化钠一起加入到反应瓶中，搅拌均匀，在40℃的温度条件下反应2h后，向反应瓶内加入依次加入20重量份的Span-80和10重量份的草酸，搅拌均匀，继续保温反应2h，自然冷却至室温，得到的淡黄色液体即为钡锶垢清洗剂。
实施例4
将35重量份去离子水、30重量份DTPA-5Na和5重量份的氢氧化钠一起加入到反应瓶中，搅拌均匀，在50℃的温度条件下反应1h后，停止加热，向反应瓶内加入依次加入20重量份的十二烷基磺酸钠和10重量份的柠檬酸，搅拌均匀，继续反应1h，自然冷却至室温，得到的淡黄色液体即为钡锶垢清洗剂。
实施例5
将20重量份去离子水、40重量份EDTA-2Na和数均分子量范围为8000～15000的PAA-Na混合物(EDTA-2Na和PAA-Na的重量比为13:2)和5重量份的氢氧化钠一起加入到反应瓶中，搅拌均匀，在45℃的温度条件下反应1h后，向反应瓶内加入依次加入25重量份的十二烷基磺酸钠与Span-80的混合物(其中，十二烷基磺酸钠与Span-80重量比为2:3)，10重量份的柠檬酸，搅拌均匀，继续反应1h，自然冷却至室温，得到的淡黄色液体即为钡锶垢清洗剂。
实施例6
参照石油行业标准Q/SY 148-2007《油田集输系统化学清垢剂技术要求》对实施例1～5制备的钡锶垢清洗剂的溶垢性能进行测试，测试温度为40℃，测试结果如下表1所示。
表1：
实施例 清垢前质量/g 清垢后质量/g 清垢率/％
1 10.0009 4.8254 51.75
2 10.0017 5.1499 48.51
3 10.0024 4.2891 57.12
4 10.0015 4.9327 50.68
5 10.0013 4.5437 54.57
从表1中可以看出，实施例1～5制备的钡锶垢清洗剂的清垢率均达到48％以上，具有良好的除垢效果，并且实施例3的清垢效果最好。
采用重量沉淀法对清垢效果最佳的实施例3制备的钡锶垢清洗剂进行溶垢性能在不同温度条件下进行测试，以探究该钡锶垢清洗剂的最佳使用温度条件，具体实验条件和结果如下表2所示。
其中：清垢率％(k)的计算公式:k＝(m1﹣m2)/m1×100％；式中，m1为溶垢前垢的质量，m2为溶垢后剩余垢质量。
表2：除垢实验数据
编号 反应温度/℃ 清垢前质量/g 清垢后质量/g 清垢率/％
1 40 10.0024 4.2891 57.12
2 50 10.0015 3.6246 63.76
3 60 10.0038 1.0834 89.17
4 70 10.0019 2.3815 76.19
5 80 10.0038 2.5181 74.83
从表2中可以看出，该钡锶垢清洗剂的清垢率超过57.12％，而在温度为60℃条件下，该钡锶垢清洗剂的清垢率最大，达到89.17％，具有良好的清垢效果。
综上所述，本发明生成的钡锶垢清洗剂，原料来源广泛，合成工艺简单，在实现安全环保清除钡锶垢的同时，进一步提高了清垢效率，是应用于油田中清除硫酸钡、硫酸锶的理想钡锶垢清洗剂。

Claims (9)

1.一种钡锶垢清洗剂，其特征在于，由以下重量份数的组分制成：
其中，所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠盐、聚丙烯酸钠、二乙撑三胺五乙酸钠盐中至少一种；所述表面活性剂为Span-80、Tween-60、十二烷基磺酸钠中至少一种；所述助剂为草酸、柠檬酸中至少一种。
2.根据权利要求1所述的钡锶垢清洗剂，其特征在于，所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠和聚丙烯酸钠的混合物，且二者重量比为(80～90)：(10～20)。
3.根据权利要求1所述的钡锶垢清洗剂，其特征在于，所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠盐和二乙撑三胺五乙酸钠盐的混合物，且二者重量比为(30～40)：(60～70)。
4.根据权利要求1所述的钡锶垢清洗剂，其特征在于，所述聚丙烯酸钠的分子量为8000～15000。
5.根据权利要求1所述的钡锶垢清洗剂，其特征在于，所述助剂为草酸和柠檬酸的复配混合物，且草酸在所述复配混合物中的重量份数多于柠檬酸。
6.根据权利要求1所述的钡锶垢清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂为Span-80与十二烷基磺酸钠的混合物，且Span-80在所述混合物中重量份数多于十二烷基磺酸钠。
7.根据权利要求1所述的钡锶垢清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂为Tween-60与十二烷基磺酸钠的混合物，且Tween-60在所述混合物中重量份数多于十二烷基磺酸钠。
8.一种权利要求1所述的钡锶垢清洗剂的制备方法，其特征在于，其步骤如下：将去离子水、螯合剂和氢氧化钠加入到反应瓶中并搅拌均匀，在40～60℃的温度条件下反应1～2h后，向反应瓶内加入依次加入表面活性剂和助剂，搅拌均匀，继续保温反应1～2h后自然冷却至室温，得到淡黄色液体，即为钡锶垢清洗剂。
9.根据权利要求8所述的钡锶垢清洗剂的制备方法，其特征在于，所述去离子水、螯合剂和氢氧化钠同时加入反应瓶内，或先将去离子水和螯合剂加入到反应瓶中后，再加入氢氧化钠。
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