CN105567201A - 油井用油基清蜡剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油井用油基清蜡剂，属于油气开采领域。所述油井用油基清蜡剂由清蜡主剂、渗透剂、表面活性剂按以下质量百分比组成：清蜡主剂97％～99％，渗透剂0.2％～2％，表面活性剂0.2％～3％，其中清蜡主剂的质量百分比组成为：二甲苯58％～60％，甲苯26％～28％，苯13％～15％；所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或C2～C4的1～3元醇中的至少一种，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为：R₁-O-(CH₂CH₂O)_n-H，R₁为C7～C9的直链脂肪族烷基，n＝5；所述表面活性剂为石油磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠或磷酸三丁酯中的至少一种，所述石油磺酸铵的分子式为：R₂SO₃NH₄，其中R₂为C14～C18的直链脂肪族烷基。

Description

油井用油基清蜡剂

技术领域

本发明涉及一种油井用油基清蜡剂，属于油气开采领域化学清蜡技术。

背景技术

结蜡现象常见于油藏生产过程中，严重影响油井的正常生产作业。目前主要采用机械清蜡，作业工作量大。而且，随着温度、压力进一步降低，析蜡位置也进一步降低，部分井达井下1000m，超过了机械清蜡的作业能力范围。加之作业成本、路况等因素的制约，仅靠机械清蜡已经无法满足生产发展的需要。另一种清蜡方法是使用化学清蜡剂清蜡，化学清蜡剂可分为水基清蜡剂和油基清蜡剂。如果使用水基清蜡剂则还需要对所采原油增加破乳工序，而且一般情况下水基清蜡剂的清蜡效果低于油基清蜡剂。

国内不少学者对清蜡方法进行了研究，并且取得了一定的研究成果。例如，国内报道过苯类和溶剂油类等油基清蜡剂，但由于这些油基清蜡剂主要依靠溶剂自身的溶解能力进行清蜡，效率比较低。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对油气田基本不含水的情况，提供一种油井用油基清蜡剂，增强其溶解能力，达到较好的清蜡效果。

发明概述

所述油井用油基清蜡剂由清蜡主剂、渗透剂、表面活性剂按以下质量百分比组成：清蜡主剂97％～99％，渗透剂0.2％～2％，表面活性剂0.2％～3％，

其中清蜡主剂的质量百分比组成为：二甲苯58％～60％，甲苯26％～28％，苯13％～15％；

所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或C2～C4的1～3元醇中的至少一种，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为：R₁-O-(CH₂CH₂O)_n-H，R₁为C7～C9的直链脂肪族烷基，n＝5；

所述表面活性剂为石油磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠或磷酸三丁酯中的至少一种，所述石油磺酸铵的分子式为：R₂SO₃NH₄，其中R₂为C14～C18的直链脂肪族烷基。

所述二甲苯采用市售的普通试剂即可，无需进行各种异构体的分离提纯。一般的，市售二甲苯的异构体质量百分比组成(即二甲苯的各种同分异构体占二甲苯总质量的百分比)为60％～70％的间二甲苯、15％～25％的对二甲苯和10％～15％的邻二甲苯。采用这种二甲苯，具有原料易得、价格便宜的优点。

所述油井用油基清蜡剂中渗透剂的质量百分比优选为0.2％～1.2％。所述渗透剂优选为脂肪醇聚氧乙烯醚、丙三醇或异丁醇中的至少一种，更优选为脂肪醇聚氧乙烯醚。

所述油井用油基清蜡剂中表面活性剂的质量百分比优选为0.2％～2.2％，更优选为0.5％～2.2％。所述表面活性剂优选为石油磺酸铵和/或十二烷基苯磺酸钠。

本发明所述的油井用油基清蜡剂中的表面活性剂和渗透剂能够快速渗透进入蜡垢中，促进蜡垢的剥离、分散，有利于提高混苯类溶剂(即清蜡主剂)对蜡垢的溶解速度，清蜡效果较好。

所述的油井用油基清蜡剂采用常规方法将各组成混合均匀即可制得，具体的制备方法可以是：使二甲苯、甲苯、苯混合均匀，制得清蜡主剂；然后在不断搅拌下向清蜡主剂中加入渗透剂和表面活性剂；最后不断振荡至混合均匀，制得油井用油基清蜡剂。

与现有技术相比，本发明的油基清蜡剂具有以下的有益效果：(1)本油基清蜡剂溶蜡速度快，能有效溶解油井中的析出蜡，达到很好的清蜡效果；(2)本油基清蜡剂中不含硫、氯等腐蚀性成分，简化了原油加工前的预处理过程，避免了对设备的严重腐蚀；(3)本油基清蜡剂中不含闪点低的溶剂，毒性小，在使用、储存和运输中安全可靠。因此，从预期效果和安全性方面，本发明都能为深井或含蜡率较高的油气井的清蜡作业提供有力技术支撑。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施例。

以下实施例中所用化学物质的生产厂家及型号如下：

脂肪醇聚氧乙烯醚：由成都市宁苏助剂化工有限公司生产，联系电话：028-84550282，其分子式为：R₁-O-(CH₂CH₂O)_n-H，R₁为C7～C9的直链脂肪族烷基，n＝5，工业级，纯度95％；

石油磺酸铵：由东营市赢华化工有限公司生产，联系电话：0546-2918318，其分子式为：R₂SO₃NH₄，其中R₂为C14～C18的直链脂肪族烷基，工业级，纯度95％；

十二烷基苯磺酸钠：由成都科龙化工试剂厂生产，分析纯；

二甲苯：由成都科龙化工试剂厂生产，分析纯；

标准石蜡：上海亿欣生物科技有限公司，切片石蜡，熔点56～58℃，CAS号：8002-74-2；

丙三醇：由天津市大茂化学试剂厂生产，分析纯；

异丁醇：由上海紫一试剂厂生产，分析纯。

溶蜡速率的测试方法如下：

将标准石蜡或所取沉积蜡样溶化后，倒入蜡球模具中，将蜡球模具合为一体压紧，待蜡完全冷却后，轻轻转动蜡球模具，取出蜡球称量质量m_b，精确到0.001g；

量取15mL油基清蜡剂于具塞量筒中，置于恒温水浴锅中预热15min，将恒温水浴温度控制在44～46℃，使清蜡剂温度与水浴温度一致。将质量为m_b的标准石蜡蜡球浸入清蜡剂中，完全溶解时间为t；

计算溶蜡速率的公式如下：

$r=\frac{m_b}{t}$

式中：

r——溶蜡速率，单位为克每分(g/min)；

m_b——蜡球质量，单位为克(g)；

t——蜡球溶完所用的时间，单位为分(min)。

实施例1:

油基清蜡剂的制备

在500mL的烧杯中，加入77.4g的二甲苯(异构体质量百分比组成为70％的间二甲苯、15％的对二甲苯和15％的邻二甲苯)，34.6g的甲苯和17.5g的苯，用玻璃棒搅匀，得到清蜡主剂，然后在烧杯中加入1.3g的渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚和2.6g的表面活性剂石油磺酸铵，边搅拌边振荡5min，直至混合均匀，制备得到油基清蜡剂。

性能测试：量取15mL上述油基清蜡剂于具塞量筒中，置于恒温水浴锅中预热15min，将恒温水浴温度控制在44～46℃，使清蜡剂温度与水浴温度一致。将质量为1.015g的标准石蜡蜡球浸入清蜡剂中，完全溶解时间为50min，溶蜡速率达到0.020g/min。

实施例2：选用丙三醇为渗透剂

在清蜡主剂中加入渗透剂，主要是考虑到现场井筒中的结蜡致密，与有机试剂接触反应的速率慢，加入渗透剂能够增强清蜡剂的渗透溶蜡能力，从而增强其清蜡效果。

在500mL的烧杯中，加入77.4g的二甲苯(异构体质量百分比组成为70％的间二甲苯、15％的对二甲苯和15％的邻二甲苯)、34.6g的甲苯和17.5g的苯，玻璃棒搅匀，得到清蜡主剂，然后在烧杯中加入0.65g的渗透剂丙三醇和2.6g的表面活性剂石油磺酸铵，边搅拌边振荡5min，直至混合均匀，制备得到油基清蜡剂。

性能测试：取标准石蜡蜡球称重1.023g，根据实施例1的方法浸入15mL该油基清蜡剂中，完全溶解时间为54min，溶蜡速率达到0.019g/min。

实施例3：选用异丁醇为渗透剂

在500mL的烧杯中，加入77.4g的二甲苯(异构体质量百分比组成为70％的间二甲苯、15％的对二甲苯和15％的邻二甲苯)、34.6g的甲苯和17.5g的苯，玻璃棒搅匀，得到清蜡主剂，然后在烧杯中加入1.5g的渗透剂异丁醇和2.6g的表面活性剂石油磺酸铵，边搅拌边振荡5min，直至混合均匀，制备得到油基清蜡剂。

性能测试：取标准石蜡蜡球称重1.120g，根据实施例1的方法浸入15mL该油基清蜡剂中，完全溶解时间为67min，溶蜡速率达到0.017g/min。

实施例4：选用十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂

在清蜡主剂中加入表面活性剂，主要是为了降低清蜡主剂表面张力，使清蜡剂能更好的渗透、溶解蜡球。

在500mL的烧杯中，加入77.4g的二甲苯(异构体质量百分比组成为70％的间二甲苯、15％的对二甲苯和15％的邻二甲苯)、34.6g的甲苯和17.5g的苯，得到清蜡主剂，用玻璃棒搅匀，然后在烧杯中加入1.3g的渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚，加入2.6g的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，边搅拌边振荡5min，直至混合均匀，制备得到油基清蜡剂。

性能测试：取标准石蜡蜡球称重1.003g，根据实施例1的方法浸入15mL该油基清蜡剂中，完全溶解时间为51min，溶蜡速率达到0.020g/min。

实施例5：选用磷酸三丁酯为表面活性剂

在500mL的烧杯中，加入77.4g的二甲苯(异构体质量百分比组成为70％的间二甲苯、15％的对二甲苯和15％的邻二甲苯)、34.6g的甲苯和17.5g的苯，得到清蜡主剂，用玻璃棒搅匀，然后在烧杯中加入1.3g的渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚，加入1.3g的表面活性剂磷酸三丁酯，边搅拌边振荡5min，直至混合均匀，制备得到油基清蜡剂。

性能测试：取标准石蜡蜡球称重1.013g，根据实施例1的方法浸入15mL该清蜡剂中，完全溶解时间为53min，溶蜡速率达到0.019g/min。

实施例6：渗透剂加量对溶蜡速率的影响

在500mL的烧杯中，加入77.4g的二甲苯(异构体质量百分比组成为66％的间二甲苯、22％的对二甲苯和12％的邻二甲苯)、34.6g的甲苯和17.5g的苯，玻璃棒搅匀，然后在烧杯中加入2.6g的表面活性剂石油磺酸铵，以所得油基清蜡剂的质量为基准，加入质量百分比为0.2％～2％的渗透剂(脂肪醇聚氧乙烯醚、或丙三醇、或异丁醇)，边搅拌边振荡5～10min，直至混合均匀。

取标准石蜡蜡球称重1.023g，根据实施例1的方法浸入15mL所得油基清蜡剂中，记录完全溶解蜡样所用时间，计算溶蜡速率，见表1，其中溶蜡速率的单位为g/min。

表1渗透剂在不同加量下的溶蜡速率

加量	脂肪醇聚氧乙烯醚	丙三醇	异丁醇
				0.2％	0.019	0.019	0.019
0.5％	0.019	0.019	0.019
				1％	0.020	0.019	0.017
1.2％	0.019	0.018	0.019
				2％	0.016	0.017	0.017

由表1可知，加入0.2％～1.2％的渗透剂，清蜡剂溶蜡速率较快。但是因为渗透剂本身粘度较大，当含量较高时，反而增大了溶剂的粘度，导致了清蜡剂的溶蜡速率降低。

实施例7：表面活性剂加量对溶蜡速率的影响

在500mL的烧杯中，加入77.4g的二甲苯(异构体质量百分比组成为66％的间二甲苯、22％的对二甲苯和12％的邻二甲苯)、34.6g的甲苯和17.5g的苯，玻璃棒搅匀，然后在烧杯中加入1.3g的渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚，以所得油基清蜡剂的质量为基准，加入质量百分比为0.2％～3％的表面活性剂(石油磺酸铵、或十二烷基苯磺酸钠、或磷酸三丁酯)，边搅拌边振荡5～10min，直至混合均匀。

取标准石蜡蜡球称重1.003g，根据实施例1的方法浸入15mL所得油基清蜡剂中，记录完全溶解蜡样所用时间，计算溶蜡速率，见表2，其中溶蜡速率的单位为g/min。

表2表面活性剂不同加量下的溶蜡速率

加量	石油磺酸铵	十二烷基苯磺酸钠	磷酸三丁酯
				0.2％	0.018	0.018	0.018
0.5％	0.019	0.019	0.018
				1.5％	0.019	0.019	0.018
2.2％	0.020	0.020	0.019
				2.5％	0.017	0.018	0.018
3％	0.015	0.017	0.017

由表2可知，加入0.2％～2.2％的表面活性剂，清蜡剂溶蜡速率较快；当表面活性剂加量大于2.2％时，清蜡剂清蜡效果并未得到提升，可是在现场作业时成本将大大增加。

应用例：油基清蜡剂的应用和饱和溶蜡量的测定

根据上述溶蜡速率的测试方法，将川中油气田南部作业区公山庙层位的公-111现场取的井筒沉积蜡样制成蜡球，称重1.011g，置于根据实施例1制备的15mL油基清蜡剂中，完全溶解时间为95min，溶蜡速率达到0.011g/min。

量取根据实施例1中制备的10mL油基清蜡剂于具塞量筒中，置于恒温水浴锅中预热15min，将恒温水浴温度控制在44～46℃；先称量一定质量m₁的标准石蜡(精确到0.01g)，取少量加入到清蜡剂中，并不断搅拌使其溶解，然后再次加入，直至石蜡在清蜡剂中30分钟不溶解，称量剩余的石蜡质量m₂，计算饱和溶蜡量为(m₁-m₂)/10。

根据上述步骤，测定该油基清蜡剂的饱和溶蜡量为0.51g/mL。

Claims (8)

1.一种油井用油基清蜡剂，其特征在于，由清蜡主剂、渗透剂、表面活性剂按以下质量百分比组成：清蜡主剂97％～99％，渗透剂0.2％～2％，表面活性剂0.2％～3％，

其中清蜡主剂的质量百分比组成为：二甲苯58％～60％，甲苯26％～28％，苯13％～15％；

所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或C2～C4的1～3元醇中的至少一种，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为：R₁-O-(CH₂CH₂O)_n-H，R₁为C7～C9的直链脂肪族烷基，n＝5；

所述表面活性剂为石油磺酸铵、十二烷基苯磺酸钠或磷酸三丁酯中的至少一种，所述石油磺酸铵的分子式为：R₂SO₃NH₄，其中R₂为C14～C18的直链脂肪族烷基。

2.如权利要求1所述的油井用油基清蜡剂，其特征在于，所述油井用油基清蜡剂中渗透剂的质量百分比为0.2％～1.2％。

3.如权利要求1所述的油井用油基清蜡剂，其特征在于，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、丙三醇或异丁醇中的至少一种。

4.如权利要求2或3所述的油井用油基清蜡剂，其特征在于，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。

5.如权利要求1所述的油井用油基清蜡剂，其特征在于，所述油井用油基清蜡剂中表面活性剂的质量百分比为0.2％～2.2％。

6.如权利要求5所述的油井用油基清蜡剂，其特征在于，所述油井用油基清蜡剂中表面活性剂的质量百分比为0.5％～2.2％。

7.如权利要求6所述的油井用油基清蜡剂，其特征在于，所述表面活性剂为石油磺酸铵和/或十二烷基苯磺酸钠。

8.如权利要求1－7中任一项所述的油井用油基清蜡剂，其特征在于，所述二甲苯的异构体质量百分比组成为60％～70％的间二甲苯、15％～25％的对二甲苯和10％～15％的邻二甲苯。