CN105462569A

CN105462569A - 一种油气井用盐重结晶抑制剂及其制备方法

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Publication number: CN105462569A
Application number: CN201510980168.8A
Authority: CN
Inventors: 宋芳
Original assignee: CHENGDU XIDIAN HUAWEI TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: CHENGDU XIDIAN HUAWEI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2035-12-25
Also published as: CN105462569B

Abstract

一种油气井用盐重结晶抑制剂，各组分按照体积总和100％配比：有机金属络合物60～80份，无机络合物10～35份，缓蚀剂2～8份，防膨剂2～8份。油气井用盐重结晶抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按照配比取量，依次将取量后的各组分原料置入反应釜中；(2)在50-90℃下进行反应；(3)将反应合成得到的产物进行干燥；(4)将干燥后的产物进行粉碎，获得抑制剂。可改变氯化钠晶体形状，使其由立方体变为树枝状或雪花状，降低晶体在固体表面上的粘附力，从而增加氯化钠在水中的溶解度，且不受钙、镁离子的影响，可有效防止盐卡或卡泵。

Description

一种油气井用盐重结晶抑制剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油气井开采领域，尤其与一种油气井用盐重结晶抑制剂及其制备方法有关。

背景技术

石油钻井在钻遇盐膏层时，盐岩和石膏的溶解可导致井眼溶蚀扩大，造成钻井液携岩不良等问题；而作为胶结物的盐和石膏遇水溶解，造成井壁周围岩石失去胶结支撑而严重垮塌；且盐膏溶解形成的Na⁺、Ca²⁺以及SO₄ ^2-等离子污染钻井液，使钻井液流变性难以控制；同时，盐膏的溶解以及钻井液返出时温度的降低导致盐水达到饱和，盐重结晶造成井径缩小，引起卡钻等问题，给钻井施工带来巨大的经济损失，严重阻碍油田勘探开发进度。

发明内容

本发明提供一种油气井用盐重结晶抑制剂及其制备方法，以解决上述现有技术的不足，能通过对特定金属离子的掩蔽作用，改变氯化钠晶体形状，使其由立方体变为树枝状或雪花状，降低晶体在固体表面上的粘附力，从而增加氯化钠在水中的溶解度，且不受钙、镁离子的影响，可有效防止盐卡或卡泵。

为了实现本发明的目的，拟采用以下技术：

一种油气井用盐重结晶抑制剂，其特征在于，由以下组分构成，各组分按照体积总和100％配比：

有机金属络合物60～80份，

无机络合物10～35份，

缓蚀剂2～8份，

防膨剂2～8份；

所述的有机金属络合物为氮川三乙酸三钠、甲基甘氨酸二乙酸钠、乙二胺四乙酸四钠、乙二胺四乙酸二钠中的一种或多种；

所述的无机络合物为硫化钠、氟化铵中的一种或两种；

所述的缓蚀剂为钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐、硼酸盐、木质素磺酸盐、咪唑啉中的一种或多种；

所述的防膨剂为聚季胺、甲酸钠、甲酸钾中的一种或多种。

进一步，各组分配比优选为：有机金属络合物65份，无机络合物27份，缓蚀剂5份，防膨剂3份。

进一步，各组分配比优选为：有机金属络合物70份，无机络合物23份，缓蚀剂3份，防膨剂4份。

一种油气井用盐重结晶抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、按照配比取量，依次将取量后的各组分原料置入反应釜中；

(2)、在50-90℃下进行反应；

(3)、将反应合成得到的产物进行干燥；

(4)、将干燥后的产物进行粉碎，获得抑制剂。

进一步，所述步骤(2)的反应温度条件为60～90℃。

本发明的有益效果是：本发明的油气井用盐重结晶抑制剂能通过对特定金属离子的掩蔽作用，改变氯化钠晶体形状，使其由立方体变为树枝状或雪花状，降低晶体在固体表面上的粘附力，从而增加氯化钠在水中的溶解度；并且具有易溶于水、无毒无味的特点，能抗150℃高温性能不受影响，能在碱性环境下正常起作用，与过饱和盐水钻井液、过饱和复合盐水钻井液有很好的配伍性，抑制盐重结晶量均≥10.0g/L，水不溶物均≤1.0％。用于石油钻井饱和盐钻井液体系，或用于钻穿巨厚盐层，使用中不会受到盐岩和石膏中的钙、镁离子影响，可有效防止盐卡，降低盐层井段井径扩大率可达30％-50％；也可用于含饱和盐水的抽油井和地下卤水井，可有效防止卡泵。

附图说明

图1示为实施例一的晶型畸变测试结果和不加入抑制剂的晶型畸变测试结果对比。

图2示为实施例二的晶型畸变测试结果。

具体实施方式

实施例一：

将按照各组分体积总和100％取量：氮川三乙酸三钠60份、硫化钠35份、钼酸盐2份，聚季胺3份；依次加入反应釜中；在60℃下进行反应；将反应合成得到的产物进行干燥；将干燥后的产物进行粉碎，获得淡黄色粉末，即为油气井用盐重结晶抑制剂。

实施例二：

将按照各组分体积总和100％取量：甲基甘氨酸二乙酸钠65份、氟化铵27份、钨酸盐5份，甲酸钠3份；依次加入反应釜中；在50℃下进行反应；将反应合成得到的产物进行干燥；将干燥后的产物进行粉碎，获得淡黄色粉末，即为油气井用盐重结晶抑制剂。

实施例三：

将按照各组分体积总和100％取量：乙二胺四乙酸四钠70份、氟化铵23份、聚磷酸盐3份，甲酸钾4份；依次加入反应釜中；在70℃下进行反应；将反应合成得到的产物进行干燥；将干燥后的产物进行粉碎，获得淡黄色粉末，即为油气井用盐重结晶抑制剂。

实施例四：

将按照各组分体积总和100％取量：乙二胺四乙酸二钠80份、硫化钠10份、锌盐8份，甲酸钾2份；依次加入反应釜中；在80℃下进行反应；将反应合成得到的产物进行干燥；将干燥后的产物进行粉碎，获得淡黄色粉末，即为油气井用盐重结晶抑制剂。

实施例五：

将按照各组分体积总和100％取量：氮川三乙酸三钠75份、硫化钠12份、硼酸盐5份，聚季胺8份；依次加入反应釜中；在80℃下进行反应；将反应合成得到的产物进行干燥；将干燥后的产物进行粉碎，获得淡黄色粉末，即为油气井用盐重结晶抑制剂。

实施例六：

将按照各组分体积总和100％取量：乙二胺四乙酸四钠68份、氟化铵20份、木质素磺酸盐6份，甲酸钠6份；依次加入反应釜中；在90℃下进行反应；将反应合成得到的产物进行干燥；将干燥后的产物进行粉碎，获得淡黄色粉末，即为油气井用盐重结晶抑制剂。

实施例七：

将按照各组分体积总和100％取量：甲基甘氨酸二乙酸钠72份、氟化铵22份、咪唑啉4份，甲酸钾2份；依次加入反应釜中；在55℃下进行反应；将反应合成得到的产物进行干燥；将干燥后的产物进行粉碎，获得淡黄色粉末，即为油气井用盐重结晶抑制剂。

一、将上述实施例获得的结晶抑制剂，分别按照0.5％和1％加量，分别加至过饱和盐溶液和过饱和复合盐溶液中，测试其抑制盐重结晶的性能，测量溶液中的Cl-含量结果如下(其中，过饱和盐溶液中只有钠离子，过饱和复合盐溶液中含有钙、镁离子)：

在正常情况下过饱和盐溶液中多余的氯离子已经结晶析出成盐。在加入本发明的结晶抑制剂的情况下，溶液中氯离子含量增大，说明有部分氯离子并没有析出成盐，且随着抑制剂加量从0.5％增加到1％，溶液中Cl-含量逐渐增加，可见抑制剂的加入，使NaCl溶解度增大，对盐重结晶有很好的抑制作用。在过饱和复合盐溶液中加入本发明的结晶抑制剂，也有同样的效果，说明抑制剂没有受到钙、镁离子的影响，可用于含有复合盐的环境中。

二、对上述实施例获得的结晶抑制剂分别进行了100℃*16h和150℃*16h老化试验，对表观粘度AV、塑性粘度PV、动切力YP、初切G10s、终切G10m、滤失量API进行测试，结果如下(列出加入实施例一、二、三的情况)：

可以看出老化前后，各参数基本保持不变，加入了本发明的结晶抑制剂后，样本的流变性能基本没有变化，说明本发明的结晶抑制剂其能抗150℃高温。

三、对上述实施例获得的结晶抑制剂进行抗碱性测试，测试结果如下：

在碱性条件下，加入本发明的结晶抑制剂后，溶液中氯离子含量也是呈增加趋势，晶体析出量减少。说明在碱性条件下本发明的结晶抑制剂仍能保持抑制盐重结晶的性能，抗碱性好。

四、将上述实施例获得的结晶抑制剂与过饱和盐水钻井液液配伍，结晶抑制剂加入量分别为0.5％和1％，测试溶液中氯离子含量、表观粘度AV、塑性粘度PV、动切力YP、初切G10s、终切G10m、滤失量API，结果如下(列出加入实施例一、二、三、四的情况)：

可以看出，本发明结晶抑制剂的加入，溶液中氯离子含量增大，说明有部分氯离子并没有析出成盐，且随着抑制剂加量从0.5％增加到1％，溶液中Cl-含量逐渐增加，可见抑制剂的加入，使NaCl溶解度增大，且不受钙、镁离子的影响，对盐重结晶有很好的抑制作用；同时，各流变参数基本保持不变，说明本结晶抑制剂与井浆配伍性能好。

五、取8个500mL烧杯，在所有烧杯中加入200ml蒸馏水，在其中7个烧杯中分别加入实施例一至七制得的抑制剂1g，并使其完全溶解，再向所有烧杯中加入90gNaCl，然后在电炉上慢慢加热至沸腾并保持5min，同时不断搅拌，使NaCl充分溶解至饱和；然后冷却至25℃，用移液管分别吸取上层清液1ml至8个锥形瓶中，各加入50ml蒸馏水、2滴5％络酸钾指示剂，分别用标准硝酸银溶液滴定至红色。按照公式计算抑制盐重结晶量：抑制盐重结晶量H＝氯化钠摩尔质量58.45×硝酸银标准溶液的浓度C×(加有抑制剂的硝酸银溶液消耗量V2-未加有抑制剂的硝酸银溶液消耗量V1)，算得实施例一至七的抑制盐重结晶量H，结果如下：

由此可见，本发明制得的油气井用盐重结晶抑制剂，抑制盐重结晶量均≥10.0g/L，抑制效果好。

六、分别对实施例一至七进行水不溶物测定：将150ml烧杯和履职放入恒温箱，在105℃±2℃下干燥2h，取出放入干燥器中，冷却30min，称量，待用。称取试样2g～3g于150ml烧杯中，加入100ml50℃～60℃的蒸馏水，充分搅拌后用已称量的滤纸过滤，再用50℃～60℃热蒸馏水洗涤未溶物两次，每次用水50ml，将未溶物全部转移到滤纸上。最后将滤纸放入已称量的150ml烧杯中，置于恒温箱，在105℃±2℃下干燥2h，取出放入干燥器中冷却30min，称量。按照公式计算水不容物：水不容物B＝[(烧杯加滤纸加不溶物质量m3-烧杯加滤纸质量m4)÷试样质量m5]×100，结果如下：

由此可见，本发明制得的油气井用盐重结晶抑制剂，水不溶物均≤1.0％，说明在使用中产生的不溶残积物少，适合应用于盐井钻井作业中。

七、取两个500mL烧杯，加入200ml蒸馏水，其中一个中加入实施例一制得的抑制剂1g，并使其完全溶解，再向所有烧杯中加入90gNaCl，然后在电炉上慢慢加热至沸腾并保持5min，同时不断搅拌，使NaCl充分溶解至饱和；放在室内自然蒸发2～3天，观察烧杯中的NaCl晶型畸变情况。结果如图1所示，加入由实施例一制得的抑制剂的烧杯中，NaCl晶型变为絮状或雪花状，轻轻一吹就掉；未加抑制剂的，NaCl晶型紧密，为片状或者块状，不易去掉。本发明同时对实施例二至七进行了相同的试验，实施例二测试的结果如图2所示，NaCl晶型变为雪花状，轻轻一吹就掉。

本发明的油气井用盐重结晶抑制剂能通过对特定金属离子的掩蔽作用，改变氯化钠晶体形状，使其由立方体变为树枝状或雪花状，降低晶体在固体表面上的粘附力，从而增加氯化钠在水中的溶解度；并且具有易溶于水、无毒无味的特点。用于石油钻井饱和盐钻井液体系，或用于钻穿巨厚盐层，可有效防止盐卡，降低盐层井段事故；也可用于含饱和盐水的抽油井和地下卤水井，可有效防止卡泵。

Claims

1.一种油气井用盐重结晶抑制剂，其特征在于，由以下组分构成，各组分按照体积总和100％配比：

有机金属络合物60～80份，

无机络合物10～35份，

缓蚀剂2～8份，

防膨剂2～8份；

所述的无机络合物为硫化钠、氟化铵中的一种或两种；

所述的防膨剂为聚季胺、甲酸钠、甲酸钾中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的油气井用盐重结晶抑制剂，其特征在于，由以下组分构成，各组分按照体积总和100％配比：

有机金属络合物65份，

无机络合物27份，

缓蚀剂5份，

防膨剂3份。

3.根据权利要求1所述的油气井用盐重结晶抑制剂，其特征在于，由以下组分构成，各组分按照体积总和100％配比：

有机金属络合物70份，

无机络合物23份，

缓蚀剂3份，

防膨剂4份。

4.根据权利要求1所述的油气井用盐重结晶抑制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)、在50-90℃下进行反应；

(3)、将反应合成得到的产物进行干燥；

(4)、将干燥后的产物进行粉碎，获得抑制剂。

5.根据权利要求4所述的油气井用盐重结晶抑制剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的反应温度条件为60～90℃。