CN105969035B - 油水井管柱防结腊、防结胶质、沥青质防腐蚀、防结垢涂料 - Google Patents

油水井管柱防结腊、防结胶质、沥青质防腐蚀、防结垢涂料 Download PDF

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Abstract

本发明属于一种油水井管柱防结腊、防结胶质、防腐蚀、防结垢涂料，涂料由下列原料制得，各原料按重量份配比：C9不饱和石油树脂60份～70份、植物油30份～40份、催化剂四氯化钛0.09份～0.12份、助催化剂三乙基铝0.03份～0.04份、电气石粉1份～2份、消泡剂0份～0.1份、润湿剂0份～0.1份、分散剂环烷酸钴0.1份～1份、固化剂环烷酸锰0.1份～1份、流平剂0份～5份、防流挂剂0份～0.1份、增塑剂0份～0.1份、防静电剂0份～0.1份。采用本涂料喷涂管柱，可以延长清蜡洗井周期或免洗井，避免洗井液对油层的影响，减少排液恢复期，不影响油井的正常生产，增加油井产量。

Description

油水井管柱防结腊、防结胶质、沥青质防腐蚀、防结垢涂料
技术领域
本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种油水井管柱防结腊、防结胶质、沥青质防腐蚀、防结垢涂料。
背景技术
目前我国大部分油田勘探开发已进入中后期，随着油田的深入开发，采油井与注水井的防腊﹑防胶质沥青﹑及防腐蚀防结垢工作越来越至关重要了。油田一些区块油水井管柱结蜡、腐蚀、结垢非常严重。目前大多数采用传统的生产工艺对于高含蜡井，无论是化学洗井还是热洗井都会给油井造成不同成度的影响，如洗井液对地层的影响，恢复排液期等。辽河油田平均每百口油井因清腊洗井每年影响原油产量3万多吨、稠油井采用电加热，耗电量大投入成本高。注水井管柱每年因腐蚀结垢报废十几万米耗资上千万元。成为油田开发中的难题,所以迫切需要高新的工艺技术来解决以上问题。
油井结蜡、结胶质、沥青质是一个复杂的物理化学综合作用：1.温度的作用；原油从地层流入井筒过程中，原有的地层热量要损失一部分，由于体系压力和温度的下降，在蜡与胶质分子之间互相吸引的范德华力作用下使晶体增大，并随之移动吸附在管壁上。在举升过程中就会析出蜡质、胶质。产液距离与地面越近温度就下降越低，原油中轻质成分以气体的形式从原油中逸出,使蜡质、胶质就会变得越稠。2.管壁的结晶作用；由于管壁和油的温差的存在，使得体系接近管壁的流体含蜡呈饱和状态，使蜡质、胶质在管壁处析出结晶，由于液体的温度不断下降，使蜡晶胶质继续增长，蜡晶、胶质沉积在管壁上形成了一定厚度的固体。3.砂砾泥质的作用；采油过程中出现的砂粒、泥质也提供了结蜡核心，使蜡晶体增大聚集在管壁上，上述过程交替进行，即发生了管柱结蜡、结胶质现象。油井结蜡、结胶质、沥青质是一个复杂的物理化学综合作用
发明内容
本发明提供一种油水井管柱防结腊、防结胶质、沥青质防腐蚀、防结垢涂料，采用本涂料喷涂管柱，可以延长清蜡洗井周期或免洗井，避免洗井液对油层的影响，减少排液恢复期，不影响油井的正常生产，增加油井产量。可节约清蜡洗井药剂及人工设备等各项费用，实现了油井检泵周期内免洗井的目的，有效期一年以上，最长可达900多天免洗井。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供了一种油水井管柱防结腊、防结胶质、防腐蚀、防结垢涂料，由下列原料制得，各原料按重量份配比：C9不饱和石油树脂60份～70份、植物油30份～40份、催化剂四氯化钛0.09份～0.12份、助催化剂三乙基铝0.03份～0.04份、电气石粉1份～2份、消泡剂0份～0.1份、润湿剂0份～0.1份、分散剂环烷酸钴0.1份～1份、固化剂环烷酸锰0.1份～1份、流平剂0份～5份、防流挂剂0份～0.1份、增塑剂0份～0.1份、防静电剂0份～0.1份。
所述的油水井管柱防结腊、防结胶质、沥青质防腐蚀、防结垢涂料的制备方法：首先将C9石油树脂和植物油，加入反应釜，加热到132℃，加入催化剂四氯化钛、助催化剂三乙基铝，继续加热到180℃，反应完成，恒温30分钟后，加分散剂环烷酸钴、固化剂环烷酸锰，打入稀释罐搅拌均匀，稀释罐内装有200号溶剂油，溶剂油与涂料的质量比为35：100，涂料稀释后备用。
上述方案中的C9石油树脂、植物油为成膜基料。C9石油树脂为半饱和树脂,在催化剂和助催化剂三乙基铝的作用下，将其饱和链打开，使其充分与植物油如大豆油或亚麻油等融合，形成涂膜。C9石油树脂在催化剂和助催化剂三乙基铝的作用下，使树脂的分子结构链能够切割到理想程度，其结构成为不规则的网状结构,涂层表面上的每个阳离子不足以被所需数目的阳离子所包围,这就形成了表面力,对于具有极性的水分子可以被涂层所吸附,首先是对水分子氧离子结合成OH原子团,然后借助于水分子本身的极性进一步吸收水分子,形成水薄层具有亲水性,而阻止蜡晶胶质与涂层表面接触,达到防蜡防胶质作用,由于吸水膜形成水驱液柱,原油流动阻力降低,同时也降低了能耗。
在上述方案的涂料中添加了能够产生远红外线辐射波的电气石粉，水分子中的H原子和远红外线辐射波接触，就会产生每秒上兆次的强大的震动。强大震动产生时，对原油中的蜡质、胶质沥青具有排斥性，使水中的微溶性盐不能结晶、沉淀，不能成为蜡晶、胶质的晶核，同时也更有效的阻止了蜡晶、胶质的聚集、增大、析出，提高了涂层防腊、防胶质、防腐、防垢的效果。
本发明的有益效果为：本发明通过实验，稠油井在原有基础节电70％以上或取代电加热，高含蜡井延长洗井周期,最长达900多天免洗井，不担没有结壁现象，而且油井运转正常电流平稳，降低耗能，产量相应提高.注水井管柱防腐蚀防结垢,有效期长达6年，管柱经解剖检验完好无损.没有任何腐蚀结垢现象.节约了各项成本.延长了设备使用周期.收到了良好的综合经济效益，为各油田采油井、注水井的防腊﹑防胶质沥清.防腐蚀﹑防结垢工艺技术创造了良好的开端。
具体实施方式：
以下结合实例对本发明做进一步描述：油水井管柱防结腊、防结胶质、防腐蚀、防结垢涂料的制备:首先将C9石油树脂637kg和植物油335kg，加入反应釜，加热到132℃，加入催化剂四氯化钛1.035kg、助催化剂三乙基铝0.345kg，继续加热到180℃，反应完成，恒温30分钟后，打入加入溶剂油的稀释罐，200#溶剂油量为350kg,冷却至常温，加入环烷酸钴5kg(固化剂)，环烷酸锰7kg(流平剂)，电气石粉15kg,搅拌均匀，其它助剂根据需要而添加。
本申请的涂料喷涂工艺：
1.底面处理：下井使用过油管；首先采用加热净化，使油管表面油污碳化，将油污杂质清理干净。其次对油管进行校直和内应力消除，油管、杆外壁进行机械喷砂、油管内壁抛丸处理，将内壁和外表的锈蚀清理干净。(新油管只作喷砂处理)处理后的金属表面达到国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88中Sa2.5级(二级)
2.防蜡、防腐涂层施工：喷涂前首先把金属表面灰尘处理干净，表面保持干燥，然后对管柱进行防腐、防蜡喷涂。按工艺要求油管内壁往返6次，外壁和泵杆喷涂3次，每道工序喷涂时间间隔2小时、外壁喷涂要均匀并保证厚度，避免流淌，树脂厚度控制在50±μm，再将喷涂后的油管泵杆进烘干炉中进行烘干、固化，时间1小时，温度控制在180-200℃在固化炉中烘干60分钟。烘干后的管、杆在料架上停留，冷却至60℃以下方可传输到下道工序再进行喷涂施工。涂层检测结果如下表1。
表1
绝对粗糙度、光滑度对防蜡、防胶质的影响与节能机理：
粗糙的表面能增加液体的阻力,减少流速,增加近壁流程厚度,造成了更多的蜡核心,利于蜡晶胶质的沉积。由于涂层表面比较光滑,(内涂层油管表面绝对粗糙度0.005,污垢钢管0.8,一般钢管0,2)使近层流层薄,不利于蜡晶、胶质、的沉积,同时内涂层表面光滑，滞流层变簿，管内液流阻力下降,降低了能耗。
涂层的绝对热性对防蜡、防胶质的影响与节能机理：
防腊防稠油涂层是热的不良导体,导热率为0.15kcal/m2.h.℃，钢的导热率为70-100kcal/m2.h.℃，是涂层的近300倍,涂层对抑制体系温度的下降和近管壁的温度梯度改善起到了良好的作用，由于井下至井口温度的提高,使体系粘度的下降，蜡及胶质不易从产液中析出,起到防结蜡、结胶质的作用，增加了液体流量速度，从而降低了能耗,延长了采出周期。经处理过的管柱下井以连续使用超过900多天仍在继续有效。
耐高温的涂层：生产涂料的树脂为碳烃化物，耐高温性能低，为提高耐温性，对涂料性能进行了磷化处理，耐温性能达到350℃以上。
本申请的主要服役环境：原油、污水、CO2中度腐蚀、CO2分压≥10V pa，主要使用范围：各种油井、注水井、集输管线、注CO2井、井口装置、泵等。
本申请的优点：
1.该涂层稳定性强，表面光滑连续，绝对粗糙度0.005、一般钢管表面为0.2。使滞流层变薄，不利于蜡质、胶质沉积。
2.涂层是热的不良导体，导热率为0.15kcal/m2.h.℃，普通钢管的导热率为70-100kcal/m2.h.℃，保证了体系温度，使蜡质、胶质不易结晶析出。
3.涂层能产生电化学性质的物质使其形成的电荷分布与沉降的胶团电荷相反，产生排斥作用，使带电胶团不能增长，达不到沉降所需要的体积使胶团在管道表面不形成沉积层。
4.采用该涂料喷涂管柱,可以延长清蜡洗井周期或免洗井，避免洗井液对油层的影响，减少排液恢复期，不影响油井的正常生产，增加油井产量。可节约清蜡洗井药剂及人工设备等各项费用，实现了油井检泵周期内免洗井的目的，有效期一年以上，最长可达900多天免洗井。
5.稠油井喷涂该涂料,油井生产可间开，或取替电加热和其它加热开采工艺减轻油井设备负荷，延长设备使用周期，达到节能增效的目的。
6.注水井管柱采用喷涂该涂料,可以防腐蚀、防结垢,防止造成水患，节省修井作业费用，延长管柱使用周期，有效期可达6年。
7.可降低能耗，使油水井延长开采生产周期，提高产量。
8.可在原有工艺上节约成本60％以上，具有良好的综合经济效益。
现场实验：辽河油田沈阳采油厂三区共有生产井391口。日产液4250t，日产油1060t.油品性质；凝固点15-36.2℃，含蜡量：19％-38.5％。油井生产过程中结蜡现象较为严重。平均每口井30d可结蜡5-6mm，结蜡点一般在900m以上。长期以来油井一直采用热洗加药进行定期洗井清蜡，由于地层能量的衰竭，部分油井热洗过程不返液，对地层造成污染，部分油井排水周期长，降低了油井的有效生产时率，平均每口井热洗周期为44天，排液周期为4d，最长排水期达15d，因洗井影响产量年累计达2.4万多吨。为解决洗井清蜡存在的问题，本申请的涂料累计应用267口井，实现免洗井2140次。平均免洗井周期达到385天,沈C51-37井实现连续742天免洗井.有效避免了洗井液对地层的污染.达到了节能增油的目的，间接增油24751t，创效1.4亿多元。取得了良好的综合经济效益。
采用电加热开采的油井，单井月耗电最高达8万多度。先后在126口油井实施本申请后，有效地解决了以上开采难题，电加热井实行简开或取替电加热，在原有基础上节电90％以上。加热蒸汽管道取消，节约了成本材料费用,延长设备使用周期,增加了油井的产量。

Claims (2)

1.一种油水井管柱防结腊、防结胶质、防腐蚀、防结垢涂料，由下列原料制得，各原料按重量份配比：C9不饱和石油树脂60份～70份、植物油30份～40份、催化剂四氯化钛0.09份～0.12份、助催化剂三乙基铝0.03份～0.04份、电气石粉1份～2份、消泡剂0份～0.1份、润湿剂0份～0.1份、分散剂环烷酸钴0.1份～1份、固化剂环烷酸锰0.1份～1份、流平剂0份～5份、防流挂剂0份～0.1份、增塑剂0份～0.1份、防静电剂0份～0.1份，油水井管柱防结腊、防结胶质、防腐蚀、防结垢涂料的导热率为0.15kcal/m2.h.℃、绝对粗糙度为0.005；防垢效率70﹪以上。
2.权利要求1所述的油水井管柱防结腊、防结胶质、沥青质防腐蚀、防结垢涂料的制备方法：首先将C9石油树脂和植物油，加入反应釜，加热到132℃，加入催化剂四氯化钛、助催化剂三乙基铝，继续加热到180℃，反应完成，恒温30分钟后，加分散剂环烷酸钴、固化剂环烷酸锰，打入稀释罐搅拌均匀，稀释罐内装有200号溶剂油，溶剂油与涂料的质量比为35：100，涂料稀释后备用。
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