CN105462572A - 一种解堵剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解堵剂及其制备方法，属于石油开采领域。该解堵剂包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂1-5％、亚铁盐1-2％、低碳复合有机酸0.5-1％、维生素C？0.1-0.3％、异抗坏血酸钠0.1-0.3％、分散剂0.1-0.3％，余量为水。通过上述各成分间的协同作用，利用亚铁盐作为促进有机聚合物降解的催化剂，使有机聚合物的分子链快速断裂，降低有机聚合物的分子量和粘度，使有机聚合物的降解率在2-4小时内达到99.9％，提高了有机聚合物降解的降解速率。而且，本发明实施例提供的解堵剂安全无毒，保证了有机物降解的安全性。

Description

一种解堵剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种解堵剂及其制备方法。

背景技术

油田开采过程中，普遍采取向地层中注水开发的方式进行生产，然而由于地层的非均质性，地层中各部分的吸水量是不均匀的，不利于注入水的波及系数。为了提高注入水的波及系数，需要在注水开发过程中，通过调驱施工使用封堵剂来封堵吸水能力强的地层中的高渗透层，以提高注入水的波及系数和驱油效率。然而通常使用的封堵剂多为有机聚合物类封堵剂，其在封堵高渗透层的同时不可避免地进入低渗孔隙，在注水井周边地层形成较严重地堵塞，导致注水井憋压，难以完成配注指标，严重干扰了注水井的日常生产。

为了解决上述问题，通常采取压裂改造、化学解堵等方式。相对化学解堵，压裂改造成本偏高；而对于化学解堵，安高诧(注聚井解堵技术研究及在双河油田的应用，《石油天然气学报》，2011年第6期)认为，由于堵塞地层的聚合物多为高分子有机物，为了解除其堵塞地层的问题，一方面，可以采用氧化剂将其降解成小分子，降低其粘度，使其水溶性更强，甚至变成气态分子。另一方面，可以采用表面活性剂改善渗流通道岩石表面的润湿性，使润湿角接近90°，使渗流通道同时利于无机水相和有机聚合物相通过。因此，化学解堵所用的解堵剂的主要成分一般包括强氧化剂和表面活性剂。

CN102925128A公开了一种油田注聚井复合化学解堵剂，包括：解堵延展剂、氧化主剂、缓释酸和解堵助剂，其中，氧化主剂包括：双氧水、过氧化钠、过硼酸钠、过氧化钙、高铁酸钾、次氯酸钠等强氧化剂中的至少一种。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的化学解堵剂不仅能对有机聚合物的降解速率较低，且强氧化剂的存在使该化学解堵剂存在腐蚀、毒性、易爆等安全隐患。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种高降解速率的、安全无毒的解堵剂。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种解堵剂，包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂1-5％、亚铁盐1-2％、低碳复合有机酸0.5-1％、维生素C0.1-0.3％、异抗坏血酸钠0.1-0.3％、分散剂0.1-0.3％，余量为水。

作为优选，所述解堵剂包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂4-5％、亚铁盐1-2％、低碳复合有机酸0.5-0.8％、维生素C0.1-0.2％、异抗坏血酸钠0.1-0.2％、分散剂0.1-0.2％，余量为水。

具体地，所述亚铁盐为硫酸亚铁。

作为优选，所述解堵剂包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂5％、硫酸亚铁1％、低碳复合有机酸0.5％、维生素C0.1％、异抗坏血酸钠0.1％、分散剂0.1％、余量为水。

作为优选，所述解堵剂包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂4％、硫酸亚铁1.5％、低碳复合有机酸0.8％、维生素C0.2％、异抗坏血酸钠0.2％、分散剂0.2％、余量为水。

具体地，所述低碳复合有机酸为甲酸、丙酸、乳酸、马来酸、柠檬酸、富马酸、短链脂肪酸及其酯化物中的至少一种。

具体地，所述分散剂为三乙基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍物、脂肪酸聚乙二醇酯中的至少一种。

作为优选，所述分散剂为十二烷基硫酸钠。

具体地，所述生物表面活性剂为北京市捷博特能源技术有限公司的型号为JBT-YY的生物表面活性剂。

第二方面，本发明实施例提供了一种上述解堵剂的制备方法，包括：

根据解堵剂中各成分的配比，向反应釜中加入部分水，预热至60-65℃，恒温10-20min后，向所述反应釜中加入亚铁盐、低碳复合有机酸、维生素C和异抗坏血酸钠，搅拌80-90min后，冷却至室温，再向所述反应釜中加入分散剂、生物表面活性剂以及剩余部分的水，搅拌8-12min后，得到所述解堵剂。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的解堵剂，包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂1-5％、亚铁盐1-2％、低碳复合有机酸0.5-1％、维生素C0.1-0.3％、异抗坏血酸钠0.1-0.3％、分散剂0.1-0.3％，余量为水。通过上述各成分的协同复配作用，能够使有机聚合物的分子链快速断裂，降低有机聚合物的分子量和粘度，使有机聚合物的降解率在2-4小时内达到99.9％，提高了有机聚合物降解的降解速率。而且，本发明实施例提供的解堵剂中不含有强氧化剂，安全无毒，保证了有机物降解的安全性。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。

第一方面，本发明实施例提供了一种解堵剂，包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂1-5％、亚铁盐1-2％、低碳复合有机酸0.5-1％、维生素C0.1-0.3％、异抗坏血酸钠0.1-0.3％、分散剂0.1-0.3％，余量为水。

通过上述各成分的协同复配作用，利用亚铁盐作为促进有机聚合物降解的催化剂，使有机聚合物的分子链快速断裂，降低有机聚合物的分子量和粘度，使有机聚合物的降解率在2-4小时内达到99.9％，提高了有机聚合物降解的降解速率。而且，本发明实施例提供的解堵剂由于不含有强氧化剂，其组成成分安全无毒，保证了有机物降解的安全性。此外，本发明实施例中解堵剂中含有生物表面活性剂，利用该解堵剂降解注水井周边地层中的有机聚合物，不仅使聚合物降解完全，且不产生不溶于水的，易堵塞地层的副产物。

进一步地，本发明实施例提供了一种优选的解堵剂，包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂4-5％、亚铁盐1-2％、低碳复合有机酸0.5-0.8％、维生素C0.1-0.2％、异抗坏血酸钠0.1-0.2％、分散剂0.1-0.2％，余量为水。

发明人研究发现，由于硫酸亚铁具有强还原性，不仅易溶于水，且容易在酸性环境中保持稳定，非常利于促进有机聚合物发生氧化还原反应或水解反应，所以本发明实施例中亚铁盐优选为硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)。

在地层条件下，为了保证有机聚合物的降解一直处于稳定的酸性环境中，并阻止亚铁离子向三价铁离子转化，本发明实施例使用低碳复合有机酸、维生素C和异抗坏血酸钠作为铁离子稳定剂，通过三者的复配作用，来有效保持亚铁离子的稳定性。

具体地，该低碳复合有机酸为甲酸、丙酸、乳酸、马来酸、柠檬酸、富马酸、短链脂肪酸及其酯化物中的至少一种。

基于上述，本发明实施例提供了以下两种优选配方的解堵剂：第一种优选的解堵剂包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂5％、硫酸亚铁1％、低碳复合有机酸0.5％、维生素C0.1％、异抗坏血酸钠0.1％、分散剂0.1％、余量为水。第二种优选的解堵剂包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂4％、硫酸亚铁1.5％、低碳复合有机酸0.8％、维生素C0.2％、异抗坏血酸钠0.2％、分散剂0.2％、余量为水。可以理解的是，本发明实施例中所述的“余量为水”指的是通过剩余的水使该解堵剂的重量百分比达到100％。

具体地，本发明实施例中所用的分散剂为三乙基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍物、脂肪酸聚乙二醇酯中的至少一种。优选使用十二烷基硫酸钠。本发明解堵剂中分散剂的作用是防止堵塞物降解后产生的固体或液体粒子聚集产生二次沉淀。

本发明实施例中，通过使用生物表面活性剂来改善渗流通道岩石表面的润湿性，以提高解堵剂在地层中的渗透性，使解堵剂尽可能地接触地层深部的有机聚合物类堵塞物，且不对地层造成负担。而且还能通过生物表面活性剂降解聚丙烯酰胺等长分子链，进一步提高本发明实施例解堵剂的降解率。

具体地，作为优选，本发明实施例中所用的生物表面活性剂为生物表面活性剂JBT-YY，该生物表面活性剂JBT-YY为北京市捷博特能源技术有限公司型号为JBT-YY的生物表面活性剂，它的主要成分为脂肽。可选地，本发明实施例中，还可以选用其他脂肽类生物表面活性剂，例如由分子式分别为C₅₁H₈₉O₁₃N₇、C₅₂H₉₁O₁₃N₇和C₅₃H₉₃O₁₃N₇以及对应的分子量分别为1007、1021和1035的三种脂肽组成的复合脂肽生物表面活性剂。其中，在该复合脂肽生物表面活性剂中，上述三种脂肽的质量比可以为任意的，对其没有特殊的限定。

第二方面，本发明实施例提供了一种解堵剂的制备方法，包括：根据解堵剂中各成分的配比，向反应釜中加入部分水，预热至60-65℃，恒温10-20min后，向所述反应釜中加入亚铁盐、低碳复合有机酸、维生素C和异抗坏血酸钠，搅拌80-90min后，冷却至室温，再向所述反应釜中加入分散剂、生物表面活性剂以及剩余部分的水，搅拌8-12min后，得到所述解堵剂。

上述方法中，分两次将水加入反应釜中，第一次向反应釜中加入部分水，使亚铁盐和上述各铁离子稳定剂完全溶解，然后再向反应釜中加入剩余的水，使分散剂和表面活性剂也溶解在上述混合体系中。

可以理解的是，本发明实施例提供的方法中，所用的分散剂可以为三乙基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍物、脂肪酸聚乙二醇酯中的至少一种。所用的表面活性剂可以为生物表面活性剂JBT-YY。

通过在现场采用移动式配、注机组连接地面管线，快速注入的方式将本发明实施例制备的解堵剂注入地层，使其达到良好的解堵功能。

以下将通过具体的实施例进一步地说明本发明。

实施例1

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至60℃，恒温15min后，向该反应釜中加入1.5％的硫酸亚铁、0.8％的柠檬酸和富马酸的复合物(该复合物中，柠檬酸和富马酸的质量比为2:1)、0.1％的维生素C、0.1％的异抗坏血酸钠，搅拌80min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入2％的生物表面活性剂JBT-YY、0.1％的三乙基磷酸以及剩余的水，搅拌12min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例2

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至60℃，恒温10min后，向该反应釜中加入2％的硫酸亚铁、1.0％的甲酸和丙酸的复合物(该复合物中，甲酸和丙酸的质量比为1:1)、0.1％的维生素C、0.1％的异抗坏血酸钠，搅拌90min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入3％的生物表面活性剂JBT-YY、0.1％的甲基戊醇以及剩余的水，搅拌8min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例3

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至62℃，恒温15min后，向该反应釜中加入1％的硫酸亚铁、0.5％的甲酸、乳酸和马来酸的复合物(该复合物中，甲酸、乳酸和马来酸的质量比为2:1:1)、0.1％的维生素C、0.1％的异抗坏血酸钠，搅拌90min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入5％的生物表面活性剂JBT-YY、0.1％的十二烷基硫酸钠以及剩余的水，搅拌10min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例4

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至65℃，恒温20min后，向该反应釜中加入1.8％的硫酸亚铁、0.8％的丙酸和柠檬酸的复合物(该复合物中，丙酸和柠檬酸的质量比为1:1)、0.1％的维生素C、0.1％的异抗坏血酸钠，搅拌85min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入5％的生物表面活性剂JBT-YY、0.2％的脂肪酸聚乙二醇酯以及剩余的水，搅拌9min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例5

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至63℃，恒温15min后，向该反应釜中加入1.8％的硫酸亚铁、0.8％的甲酸、乳酸和柠檬酸的复合物(该复合物中，甲酸、乳酸和柠檬酸的质量比为1:1:1)、0.2％的维生素C、0.2％的异抗坏血酸钠，搅拌90min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入1％的生物表面活性剂JBT-YY、0.3％的十二烷基硫酸钠以及剩余的水，搅拌10min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例6

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至62℃，恒温15min后，向该反应釜中加入2％的硫酸亚铁、1.0％的甲酸和丙酸的复合物(该复合物中，甲酸和丙酸的质量比为1:1)、0.2％的维生素C、0.2％的异抗坏血酸钠，搅拌90min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入4％的生物表面活性剂JBT-YY、0.25％的十二烷基硫酸钠以及剩余的水，搅拌8min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例7

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至64℃，恒温15min后，向该反应釜中加入1.2％的硫酸亚铁、0.6％的甲酸和柠檬酸的复合物(该复合物中，甲酸和柠檬酸的质量比为1:1)、0.2％的维生素C、0.2％的异抗坏血酸钠，搅拌90min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入5％的生物表面活性剂JBT-YY、0.18％的十二烷基硫酸钠以及剩余的水，搅拌12min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例8

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至62℃，恒温16min后，向该反应釜中加入1.5％的硫酸亚铁、0.8％的甲酸和柠檬酸的复合物(该复合物中，甲酸和柠檬酸的质量比为1:1)、0.2％的维生素C、0.2％的异抗坏血酸钠，搅拌90min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入4％的复合脂肽生物表面活性剂(其中，该复合脂肽生物表面活性剂由分子式分别为C₅₁H₈₉O₁₃N₇、C₅₂H₉₁O₁₃N₇和C₅₃H₉₃O₁₃N₇以及对应的分子量分别为1007、1021和1035的三种脂肽组成，且三者的质量比为1:1:1)、0.2％的十二烷基硫酸钠以及剩余的水，搅拌10min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例9

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至61℃，恒温15min后，向该反应釜中加入1.7％的硫酸亚铁、0.8％的甲酸、乳酸和马来酸的复合物(该复合物中，甲酸、乳酸和马来酸的质量比为2:1:1)、0.3％的维生素C、0.3％的异抗坏血酸钠，搅拌85min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入3.5％的生物表面活性剂JBT-YY、0.26％的纤维素衍物以及剩余的水，搅拌10min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例10

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至62℃，恒温18min后，向该反应釜中加入2％的硫酸亚铁、0.8％的柠檬酸和富马酸的复合物(该复合物中，柠檬酸和富马酸的质量比为2:1)、0.3％的维生素C、0.3％的异抗坏血酸钠，搅拌80min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入4％的生物表面活性剂JBT-YY、0.1％的十二烷基硫酸钠以及剩余的水，搅拌10min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例11

向带有搅拌器的不锈钢反应釜中加入50％(重量百分比)的水，预热至62℃，恒温17min后，向该反应釜中加入1％的硫酸亚铁、0.6％的低碳复合有机酸、0.3％的维生素C、0.3％的异抗坏血酸钠，搅拌90min后，冷却至室温，再向该反应釜中加入5％的复合脂肽生物表面活性剂(其中，该复合脂肽生物表面活性剂由分子式分别为C₅₁H₈₉O₁₃N₇、C₅₂H₉₁O₁₃N₇和C₅₃H₉₃O₁₃N₇以及对应的分子量分别为1007、1021和1035的三种脂肽组成，且三者的质量比为2:1:1)、0.3％的十二烷基硫酸钠以及剩余的水，搅拌9min后，得到本实施例期望的解堵剂。

实施例12

本实施例利用实施例1-11制备的解堵剂进行井下地层的解堵施工，具体步骤如下：

1)在井下温度为20℃-70℃的条件下，以正注方式连接注入机组及地面管线，装油压表及套压表，管线试压25MPa，不刺不漏为合格；

2)以2.0m³/h-4.0m³/h的速度向注水井井下地层中注入上述解堵剂，来降解粘度为1500-6500mpa·s的有机聚合物凝胶类封堵剂，观察该有机聚合物凝胶类封堵剂的破胶时间，并测定其破胶后的粘度及该有机聚合物凝胶的降解率。同时，分别测定注水井使用解堵剂前后的注水压力。其中，(测定粘度为1500-6500mpa·s的有机聚合物的粘度所使用的粘度计为哈克MARSII流变仪，测试条件为常温，剪切速率7.34S^-1，转子为锥板，型号C60/1；测定该有机聚合物破胶后的粘度所使用的粘度计为哈克MARSII流变仪，测试条件为常温，剪切速率27S^-1，转子为同轴圆筒，型号Z41)。测定结果如表1所示：

表1解堵剂的解堵性能测试表

由表1可知，本发明实施例提供的解堵剂解堵效率高，在2-4小时内即可使有机聚合物凝胶类封堵剂破胶，并降低它们的粘度至可自由流动的状态，使其降解率达到99％以上。可见，本发明实施例提供的上述解堵剂具有优良的解堵效果，将其应用于堵塞的注水井，显著降低了注水压力，对于注水井的正常生产具有重要的意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种解堵剂，包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂1-5％、亚铁盐1-2％、低碳复合有机酸0.5-1％、维生素C0.1-0.3％、异抗坏血酸钠0.1-0.3％、分散剂0.1-0.3％，余量为水。

2.根据权利要求1所述的解堵剂，其特征在于，所述解堵剂包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂4-5％、亚铁盐1-2％、低碳复合有机酸0.5-0.8％、维生素C0.1-0.2％、异抗坏血酸钠0.1-0.2％、分散剂0.1-0.2％，余量为水。

3.根据权利要求2所述的解堵剂，其特征在于，所述亚铁盐为硫酸亚铁。

4.根据权利要求3所述的解堵剂，其特征在于，所述解堵剂包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂5％、硫酸亚铁1％、低碳复合有机酸0.5％、维生素C0.1％、异抗坏血酸钠0.1％、分散剂0.1％、余量为水。

5.根据权利要求3所述的解堵剂，其特征在于，所述解堵剂包括以下重量百分比的成分：生物表面活性剂4％、硫酸亚铁1.5％、低碳复合有机酸0.8％、维生素C0.2％、异抗坏血酸钠0.2％、分散剂0.2％、余量为水。

6.根据权利要求1-5任一项所述的解堵剂，其特征在于，所述低碳复合有机酸为甲酸、丙酸、乳酸、马来酸、柠檬酸、富马酸、短链脂肪酸及其酯化物中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的解堵剂，其特征在于，所述分散剂为三乙基磷酸、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍物、脂肪酸聚乙二醇酯中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的解堵剂，其特征在于，所述分散剂为十二烷基硫酸钠。

9.根据权利要求8所述的解堵剂，其特征在于，所述生物表面活性剂为北京市捷博特能源技术有限公司的型号为JBT-YY的生物表面活性剂。

10.一种权利要求1所述的解堵剂的制备方法，包括：

根据解堵剂中各成分的配比，向反应釜中加入部分水，预热至60-65℃，恒温10-20min后，向所述反应釜中加入亚铁盐、低碳复合有机酸、维生素C和异抗坏血酸钠，搅拌80-90min后，冷却至室温，再向所述反应釜中加入分散剂、生物表面活性剂以及剩余部分的水，搅拌8-12min后，得到所述解堵剂。