CN106147735A

CN106147735A - 一种钡锶钙除垢剂及其制备方法

Info

Publication number: CN106147735A
Application number: CN201610520581.0A
Authority: CN
Inventors: 刘音; 陈世春; 王红科; 解洪祥; 常青; 靳剑霞
Original assignee: CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2016-11-23

Abstract

本发明创造提供了一种钡锶钙除垢剂，按照重量百分比计包含以下组分：金属螯合剂20～35％，增溶剂10～20％，分散剂0.5～5％，氢氧化钾5～15％，去离子水40～60％。相对于现有技术，本发明创造所述的钡锶钙除垢剂除垢性能良好，能够有效清除硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙等无机复合垢，具有除垢效率高、对自然环境无伤害、使用安全、对设备无腐蚀等优点，对提高油气采收率具有重要的现实意义。

Description

一种钡锶钙除垢剂及其制备方法

技术领域

本发明创造本发明涉及油田化学助剂领域，特别是涉及一种油田用硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙等三种无机复合垢的除垢剂及其制备方法。

背景技术

根据最近在几个油田的摸底，大约在70-80％的油井钻完井过程中，面临压力大，需要用重晶石粉提高密度，而重晶石粉中,硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙是常规酸洗方法无法去除的；另外，本身一些油藏自身也含有硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙成分，这些形成的难溶的硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙等无机复合垢，使油气储层受到损害，造成地层堵塞，注水压力升高，油气井产量下降，甚至停产，给生成带来极大危害。由于硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙垢稳定性强，很难用传统的方法去除，因此，硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙除垢剂成为了油田提高油气采收率必不可少的助剂。目前广泛使用的硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙除垢剂主要包括：酸碱除垢剂、有机磷酸及脂类除垢剂、离子液体除垢剂等，它们存在除垢效率低、对金属管材有腐蚀性、对自然环境有二次污染等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种钡锶钙除垢剂及其制备方法，且该钡锶钙除垢剂具有除垢效率高、对自然环境无伤害、使用安全、对设备无腐蚀等优点，制备方法具备工艺简单、合成成本低等优点，产品结合方法具有良好的市场推广应用前景。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种钡锶钙除垢剂，按照重量百分比计包含以下组分：金属螯合剂20～35％，增溶剂10～20％，分散剂0.5～5％，氢氧化钾5～15％，去离子水40～60％。

进一步的，所述的金属螯合剂为乙二胺四乙酸钠盐(EDTA-Na)、乙二胺四乙酸钾盐(EDTA-K)、有机多元磷酸盐、聚丙烯酸钠(PPANa)、二乙撑三胺五乙酸钠盐(DTPA-Na)、氨基三乙酸、次氨基三乙酸中的一种或两种。

进一步的，所述增溶剂为非离子型表面活性剂。

更进一步的，所述增溶剂为辛基酚的聚氧乙烯醚(OP)系列。

更进一步的，所述增溶剂为OP-4、OP-9、OP-13、OP-15、OP-20、OP-30、OP-40中的至少两种。

进一步的，所述分散剂是脂肪族酰胺类、脂类、金属皂类、低分子蜡类中的一类。

进一步的，所述脂肪族酰胺类包含硬脂酰胺、己烯基双硬脂酰胺中的一种或两种；所述脂类包括硬脂酸单甘油酯与三硬脂酸甘油脂的混合物。

进一步的，所述金属皂类包含硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡的一种。

进一步的，所述低分子蜡类包含分子量为1500-4000聚乙烯蜡、分子量为2000或4000的聚乙二醇、分子长链上带有酯基和皂基的氧化聚乙烯蜡中的一种或两种。

本发明还提供一种钡锶钙除垢剂的制备方法，所述制备方法的具体步骤是先将配方量的去离子水、金属螯合剂、氢氧化钾加入到反应设备中搅拌均匀，在50～60℃温度下反应1～2h，然后加入配方量的增溶剂和分散剂，并搅拌均匀，冷却至室温，得淡黄色透明液体即为所述钡锶钙除垢剂。

相对于现有技术，本发明创造所述的钡锶钙除垢剂及其制备方法具有以下优势：

1、本发明的钡锶钙除垢剂的制备方法简便可行，所用原料来源广泛，合成成本低，具有良好的市场推广应用前景。

2、本发明的其钡锶钙除垢剂的除垢性能良好，能够有效清除硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙等无机复合垢，具有除垢效率高、对自然环境无伤害、使用安全、对设备无腐蚀等优点，对提高油气采收率具有重要的现实意义。

具体实施方式

除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。

在说明书和权利要求书中使用的，单数型“一个”和“这个”包括复数参考，除非上下文另有清楚的表述。例如，术语“(一个)细胞”包括复数的细胞，包括其混合物。

所有的数字标识，例如pH、温度、时间、浓度，包括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语“约”。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是本领域已知的。

本发明的反应设备是通过本领域技术人员已知的常规技术制备的，如反应釜等。

除了特别说明，本文中提及的各种试剂均为市售的常用化工试剂。

下面结合实施例来详细说明本发明创造。

实施例1：

除垢剂配方为：质量百分比为30％的金属螯合剂选用乙二胺四乙酸钠盐(EDTA-Na)，质量百分比为20％的增溶剂选用OP-4、OP-15和OP-40(本实施例中上述三种物质的质量比为1：1：2，即质量百分比分别为5％，5％和10％，上述比例范围可以根据实际使用情况做相应调整)的混合物，质量百分比为3％的分散剂选用聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡(质量比为7：3，且所述质量比的比例范围可以根据实际使用情况做相应调整)的混合物，质量百分比为7％的氢氧化钾，质量百分比为40％的去离子水。

除垢剂的制备方法为：先将去离子水、金属螯合剂、氢氧化钾加入到反应瓶中搅拌均匀，60℃反应1h，加入增溶剂、分散剂，搅拌均匀，冷却至室温得淡黄色液体。

除垢剂的使用方法为：取10克垢样，保持温度80-90℃，不断的搅拌或振荡，48h后取出，过滤垢样后称重为3.9g，溶解垢样6.1g，除垢率61％。

实施例2：

除垢剂配方为：质量百分比为20％的金属螯合剂氨基三乙酸，质量百分比为10％的增溶剂选用OP-9、OP-13、OP-30(本实施例中上述三种物质的质量比为1：1：2，上述比例范围可以根据实际使用情况做相应调整)的混合物，质量百分比为0.8％的分散剂选用硬脂酰胺，质量百分比为10％的强碱氢氧化钾，质量百分比为59.2％的去离子水。

除垢剂的制备方法为：先将去离子水、金属螯合剂、氢氧化钾加入到反应瓶中搅拌均匀，60℃反应2h，加入增溶剂、分散剂，搅拌均匀，冷却至室温得淡黄色液体。

除垢剂的使用方法为：取10克垢样，保持温度80-90℃，不断的搅拌或振荡，48h后取出，过滤垢样后称重为2.95g，溶解垢样7.05g，除垢率70.5％。

实施例3：

除垢剂配方为：质量百分比为25％的金属螯合剂选用二乙撑三胺五乙酸钠盐(DTPA-Na)，质量百分比选用15％的增溶剂选用OP-9、OP-15的(本实施例中上述两种物质的质量比为1：1：2，上述比例范围可以根据实际使用情况做相应调整)混合物，质量百分比为0.5％的分散剂选用脂类，所述脂类为硬脂酸单甘油酯与三硬脂酸甘油脂的混合物(本实施例中上述两种物质的质量比为2:1，上述比例范围可以根据实际使用情况做相应调整)，质量百分比为12.5％的强碱氢氧化钾，质量百分比为47％的去离子水。

除垢剂的制备方法为：先将去离子水、金属螯合剂、氢氧化钾加入到反应瓶中搅拌均匀，50℃反应1.5h，加入增溶剂、分散剂，搅拌均匀，冷却至室温得淡黄色液体。

除垢剂的使用方法为：取10克垢样，保持温度80-90℃，不断的搅拌或振荡，48h后取出，过滤垢样后称重为3.23g，溶解垢样6.77g，除垢率67.7％。

实施例4：

除垢剂配方为：质量百分比为35％的金属螯合剂(其中包含20％的EDTA-Na、15％的聚丙烯酸钠)，质量百分比为15％的增溶剂选用OP-4、OP-20的混合物(本实施例中上述两种物质的质量比为2:1，上述比例范围可以根据实际使用情况做相应调整)，质量百分比为3％的分散剂选用硬脂酸钡，质量百分比为5％的强碱氢氧化钾，质量百分比为42％的去离子水。

除垢剂的制备方法为：先将去离子水、金属螯合剂、氢氧化钾加入到反应瓶中搅拌均匀，60℃反应1.5h，加入增溶剂、分散剂，搅拌均匀，冷却至室温得淡黄色液体。

除垢剂的使用方法为：取10克垢样，保持温度80-90℃，不断的搅拌或振荡，48h后取出，过滤垢样后称重为4.76g，溶解垢样5.24g，除垢率52.4％。

实施例5：

除垢剂配方为：质量百分比为20％的金属螯合剂(其中包含10％的EDTA-Na、10％的二乙撑三胺五乙酸钠盐(DTPA-Na))，质量百分比为20％的增溶剂选用OP-9、OP-40(本实施例中上述两种物质的质量比为1:1，上述比例范围可以根据实际使用情况做相应调整)的混合物，质量百分比为2％的分散剂选用分子量为4000的聚乙二醇，质量百分比为8％的强碱氢氧化钾，质量百分比为50％的去离子水。

除垢剂的制备方法为：先将去离子水、金属螯合剂、氢氧化钾加入到反应瓶中搅拌均匀，50℃反应2h，加入增溶剂、分散剂，搅拌均匀，冷却至室温得淡黄色液体。

除垢剂的使用方法为：取10克垢样，保持温度80-90℃，不断的搅拌或振荡，48h后取出，过滤垢样后称重为2.72g，溶解垢样7.28g，除垢率72.8％。

实施例6：

除垢剂配方为：质量百分比为30％的金属螯合剂(其中10％的聚丙烯酸钠、20％的二乙撑三胺五乙酸钠盐(DTPA-Na))，质量百分比为12％的增溶剂选用OP-13、OP-30(本实施例中上述两种物质的质量比为1:1，上述比例范围可以根据实际使用情况做相应调整)的混合物，质量百分比为1％的分散剂选用己烯基双硬脂酰胺，质量百分比为12％的强碱氢氧化钾，质量百分比为45％的去离子水。

除垢剂的使用方法为：取10克垢样，保持温度80-90℃，不断的搅拌或振荡，48h后取出，过滤垢样后称重为3.73g，溶解垢样6.27g，除垢率62.7％。

实施例7：

除垢剂配方为：质量百分比为25％的金属螯合剂(其中10％的氨基三乙酸、15％的有机多元磷酸盐)，质量百分比为10％的增溶剂选用OP-15、OP-40(本实施例中上述两种物质的质量比为1:1，上述比例范围可以根据实际使用情况做相应调整)混合物，质量百分比为5％的分散剂选用聚乙烯蜡和分子量为2000的聚乙二醇(二者混合比例按质量计为1：1)的混合物，质量百分比为10％的强碱氢氧化钾，质量百分比为50％的去离子水。

除垢剂的制备方法为：先将去离子水、金属螯合剂、氢氧化钾加入到反应瓶中搅拌均匀，50℃反应1h，加入增溶剂、分散剂，搅拌均匀，冷却至室温得淡黄色液体。

除垢剂的使用方法为：取10克垢样，保持温度80-90℃，不断的搅拌或振荡，48h后取出，过滤垢样后称重为3.59g，溶解垢样6.41g，除垢率64.1％。

性能评价：

根据上述实施例中的除垢效果，优选本发明实例5中制备的除垢剂，在不同条件下采用重量沉淀法进行了溶垢实验，具体实验条件和结果见表1。

表1 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	3.45	65.5
2	50	10.0015	2.72	72.8
					3	60	10.0038	2.42	75.8
4	70	10.0019	3.01	69.9

从表中可以看出，在60℃条件下反应2h，除垢剂的除垢率最大，达到75.8％。

本发明制备的钡锶钙除垢剂主要用于石油行业中硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙等无机复合垢的去除，原料来源广泛，合成工艺简单，在实现安全环保清除钡锶钙无机复合垢的同时，进一步提高了除垢效率，是油田清除硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙的理想除垢剂。

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

Claims

1.一种钡锶钙除垢剂，其特征在于：按照重量百分比计包含以下组分：金属螯合剂20～35％，增溶剂10～20％，分散剂0.5～5％，氢氧化钾5～15％，去离子水40～60％。

2.根据权利要求1所述的钡锶钙除垢剂，其特征在于：所述的金属螯合剂为乙二胺四乙酸钠盐(EDTA-Na)、乙二胺四乙酸钾盐(EDTA-K)、有机多元磷酸盐、聚丙烯酸钠(PPANa)、二乙撑三胺五乙酸钠盐(DTPA-Na)、氨基三乙酸、次氨基三乙酸中的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的钡锶钙除垢剂，其特征在于：所述增溶剂为非离子型表面活性剂。

4.根据权利要求3所述的钡锶钙除垢剂，其特征在于：所述增溶剂为辛基酚的聚氧乙烯醚(OP)系列。

5.根据权利要求4所述的钡锶钙除垢剂，其特征在于：所述增溶剂为OP-4、OP-9、OP-13、OP-15、OP-20、OP-30、OP-40中的至少两种。

6.根据权利要求1所述的钡锶钙除垢剂，其特征在于：所述分散剂是脂肪族酰胺类、脂类、金属皂类、低分子蜡类中的一类。

7.根据权利要求4所述的钡锶钙除垢剂，其特征在于：所述脂肪族酰胺类包含硬脂酰胺、己烯基双硬脂酰胺中的一种或两种；所述脂类包括硬脂酸单甘油酯与三硬脂酸甘油脂的混合物。

8.根据权利要求4所述的钡锶钙除垢剂，其特征在于：所述金属皂类包含硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡的一种。

9.根据权利要求4所述的钡锶钙除垢剂，其特征在于：所述低分子蜡类包含分子量为1500-4000聚乙烯蜡、分子量为2000或4000的聚乙二醇、分子长链上带有酯基和皂基的氧化聚乙烯蜡中的一种或两种。

10.根据权利要求1-9任一项所述的钡锶钙除垢剂的制备方法，其特征在于：先将配方量的去离子水、金属螯合剂、氢氧化钾加入到反应设备中搅拌均匀，在50～60℃温度下反应1～2h，然后加入配方量的增溶剂和分散剂，并搅拌均匀，冷却至室温，得淡黄色透明液体即为所述钡锶钙除垢剂。