CN106833580A - 一种低渗透注水井用降压增注防垢剂及其制备方法 - Google Patents

一种低渗透注水井用降压增注防垢剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低渗透注水井用降压增注防垢剂及其制备方法。所述防垢剂由包括下列组分的原料制备而成：非离子表面活性剂10‑12份，三乙烯四胺六乙酸六钠盐18‑20份，阴离子表面活性剂5‑8份，有机膦酸羧酸阻垢剂6‑8份，分散剂2‑5份，稀释剂15‑18份，有机胺盐8‑10份，和水30‑36份。本发明低渗透注水井用高效降压增注剂具有一剂多效的特点，在用量为注水井注水量的0.5％时，防膨、缩膨、缓蚀性能、阻硫酸钙和硫酸钡(锶)垢效果好，在60℃硫酸钡溶解度提高3125倍。

Description

一种低渗透注水井用降压增注防垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油开采领域，具体说涉及石油开采防垢技术，更具体的说，是涉及一种低渗透注水井用降压增注防垢剂及其制备方法。
背景技术
低渗透油藏储层物性较差，主要是低孔低渗细喉型的储层结构，另外胶结物含量较高，其储层物性导致其注水井注水压力高、难注。
低渗透油藏普遍存在注水困难，注力压力高的问题。分析注水压力高的原因：其根本原因是由于低(特低)渗透油藏具有启动压力梯度，注水开发时必须克服这一启动压力梯度，才能建立有效的驱动压差，达到驱油的目的。低渗透储层具有与一般中-高渗透储层不同的渗流特征，由于储层孔喉细微、物性差，低渗透油层渗流时表面分子力、毛管力等对渗流的影响，也往往造成注水压力高，注水困难。且由于注入水质差，矿化度高，钙镁离子含量高，水质二次污染使油层进一步遭到伤害，注水压力随时间增加而递增。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种低渗透注水井用降压增注防垢剂；本发明的防垢剂能够解决常规化学法所无法解决的硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶等难溶垢的问题，能够清除注水井近井地带和管内的积垢，建立新的孔隙和流道，恢复油气流渗透率，实现注水井降压增注。
本发明的另一目的在于提供所述低渗透注水井用降压增注防垢剂的制备方法。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种低渗透注水井用降压增注防垢剂，其中，所述防垢剂由包括下列组分的原料制备而成：非离子表面活性剂10-12份，三乙烯四胺六乙酸六钠盐18-20份，阴离子表面活性剂5-8份，有机膦酸羧酸阻垢剂6-8份，分散剂2-5份，稀释剂15-18份，有机胺盐8-10份，和水30-36份。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述防垢剂由包括下列组分的原料制备而成：非离子表面活性剂11份，三乙烯四胺六乙酸六钠盐盐18份，阴离子表面活性剂6份，有机膦酸羧酸阻垢剂6份，分散剂3份，稀释剂16份，有机胺盐8份，和水35份。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型非离子表面活性剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述阴离子表面活性剂为水溶性磷酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述水溶性磷酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂结构式为(RfCH2CH2O)nPO(ONH4)m Rf＝F(CF2CF2)xn+m＝3x＝1～7分子量在500～600。
上述的水溶性磷酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂可以市售获得，市售任何满足上述指标要求(结构式为(RfCH2CH2O)nPO(ONH4)m Rf＝F(CF2CF2)xn+m＝3x＝1～7分子量在500～600)的磷酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂都可用于本发明，譬如美国杜邦生产的该磷酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述有机膦酸羧酸阻垢剂为2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷或乙二胺四甲叉膦酸钠。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述分散剂为乙二醇丁醚或乙二醇二丁醚。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述稀释剂为甲醇、乙醇或乙二醇。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述有机胺盐为单乙醇胺、三乙醇胺或二乙烯二胺。
另一方面，本发明还提供了所述低渗透注水井用降压增注防垢剂的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：称取各成分，依次将有机膦酸羧酸阻垢剂、阴离子表面活性剂、和非离子表面活性剂加入水中，然后在搅拌下加入有机胺盐和三乙烯四胺六乙酸六钠盐，然后进行反应，反应结束后加入稀释剂和分散剂，出料即得所述防垢剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，所述方法在搅拌速率为40～60R/min的条件下加入有机胺盐和三乙烯四胺六乙酸六钠盐，然后进行反应。
根据本发明一些具体实施方案，其中，在加入有机胺盐和三乙烯四胺六乙酸六钠盐后，是在80-90℃下进行反应。
根据本发明一些具体实施方案，其中，在加入有机胺盐和三乙烯四胺六乙酸六钠盐后，是反应2-5h，反应结束后加入稀释剂和分散剂。
根据本发明一些具体实施方案，其中，反应结束后降温至室温，然后加入稀释剂和分散剂。
综上所述，本发明提供了一种低渗透注水井用降压增注防垢剂及其制备方法。本发明的防垢剂具有如下优点：
本发明低渗透注水井用高效降压增注剂具有一剂多效的特点，在用量为注水井注水量的0.5％时，防膨、缩膨、缓蚀性能、阻硫酸钙和硫酸钡(锶)垢效果好，在60℃硫酸钡溶解度提高3125倍。更好的防止和减缓了油田注水系统的腐蚀和结垢，延长了设备和管道的使用寿命，保证了原有生产的有效进行，提高了油藏采收率。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种低渗透注水井用降压增注的防垢剂，由以下原材料按照重量份数组成：非离子表面活性剂11份，三乙烯四胺六乙酸六钠盐19份，阴离子表面活性剂6份，有机膦酸羧酸阻垢剂7份，分散剂4份，稀释剂16份，有机胺盐9份，水32份。
制备方法，在干燥的搪瓷反应釜中，依次加入320kg的水、70kg的有机膦酸羧酸阻垢剂，60kg的阴离子表面活性剂和110kg的非离子表面活性剂，开启搅拌装置，边搅拌边加入90kg有机胺盐和190kg三乙烯四胺六乙酸六钠盐，加热至80℃反应2小时后，冷却至室温，160kg的稀释剂和40kg的分散剂出料即得到商品低渗透注水井用高效降压增注剂。
本实施例中非离子表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚，型号是AEO-9，三乙烯四胺六乙酸六钠盐，阴离子表面活性剂为(RfCH2CH2O)nPO(ONH4)m Rf＝F(CF2CF2)xn+m＝3x＝1～7分子量在500～600，有机膦酸羧酸阻垢剂是2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，分散剂是乙二醇丁醚，稀释剂是甲醇，有机胺盐是单乙醇胺。
本发明将有机膦酸羧酸阻垢剂与三乙烯四胺六乙酸六钠盐复配，对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，极易与表面硫酸盐垢微晶发生物理和化学吸附，从而大大增加了硫酸盐垢的溶解能力；在实际生产中，由于垢样表面往往吸附着一层油污，使用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂及有机胺盐清洗以保证药剂与垢充分接触。本发明使用甲醇和乙二醇丁醚作为分散剂和稀释剂，可保证有效组分更快的作用于岩石表面。
实施例2：
本实施例提供了一种低渗透注水井用降压增注的防垢剂，由以下原材料按照重量份数组成：非离子表面活性剂10份，三乙烯四胺六乙酸六钠盐18份，阴离子表面活性剂5份，有机膦酸羧酸阻垢剂6份，分散剂2份，稀释剂15份，有机胺盐8份，水30份。
制备方法，在干燥的搪瓷反应釜中，依次加入300kg的水、60kg的有机膦酸羧酸阻垢剂，50kg的阴离子表面活性剂和100kg的非离子表面活性剂，开启搅拌装置，边搅拌边加入80kg有机胺盐和180kg三乙烯四胺六乙酸六钠盐，加热至80℃反应3小时后，冷却至室温，150kg的稀释剂和20kg的分散剂出料即得到商品低渗透注水井用高效降压增注剂。
本实施例中非离子表面活性剂是辛基酚聚氧乙烯醚OP-10，三乙烯四胺六乙酸六钠盐，阴离子表面活性剂为(RfCH2CH2O)nPO(ONH4)m Rf＝F(CF2CF2)xn+m＝3x＝1～7分子量在500～600，有机膦酸羧酸阻垢剂是乙二胺四甲叉膦酸钠，分散剂是乙二醇二丁醚，稀释剂是乙醇，有机胺盐是三乙醇胺。
实施例3：
本实施例提供了一种低渗透注水井用降压增注的防垢剂，由以下原材料按照重量份数组成：非离子表面活性剂12份，三乙烯四胺六乙酸六钠盐20份，阴离子表面活性剂8份，有机膦酸羧酸阻垢剂8份，分散剂5份，稀释剂15-18份，有机胺盐10份，水36份。
制备方法，在干燥的搪瓷反应釜中，依次加入360kg的水、80kg的有机膦酸羧酸阻垢剂，80kg的阴离子表面活性剂和120kg的非离子表面活性剂，开启搅拌装置，边搅拌边加入100kg有机胺盐和200kg三乙烯四胺六乙酸六钠盐，加热至80℃反应4小时后，冷却至室温，180kg的稀释剂和50kg的分散剂出料即得到商品低渗透注水井用高效降压增注剂。
本实施例中非离子表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚TX-10，三乙烯四胺六乙酸六钠，阴离子表面活性剂为(RfCH2CH2O)nPO(ONH4)m Rf＝F(CF2CF2)xn+m＝3x＝1～7分子量在500～600，有机膦酸羧酸阻垢剂是乙二胺四甲叉膦酸钠，分散剂是乙二醇二丁醚，稀释剂是乙二醇，有机胺盐是二乙烯二胺。
实施例4：
本实施例提供了一种低渗透注水井用降压增注的防垢剂，由以下原材料按照重量份数组成：非离子表面活性剂11份，三乙烯四胺六乙酸六钠盐盐18份，阴离子表面活性剂6份，有机膦酸羧酸阻垢剂6份，分散剂3份，稀释剂16份，有机胺盐8份，水35份。
制备方法，在干燥的搪瓷反应釜中，依次加入350kg的水、60kg的有机膦酸羧酸阻垢剂，60kg的阴离子表面活性剂和110kg的非离子表面活性剂，开启搅拌装置，边搅拌边加入80kg有机胺盐和180kg三乙烯四胺六乙酸六钠盐，加热至80℃反应5小时后，冷却至室温，160kg的稀释剂和30kg的分散剂出料即得到商品低渗透注水井用高效降压增注剂。
本实施例中非离子表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚TX-10，三乙烯四胺六乙酸六钠盐，阴离子表面活性剂为(RfCH2CH2O)nPO(ONH4)m Rf＝F(CF2CF2)xn+m＝3x＝1～7分子量在500～600，有机膦酸羧酸阻垢剂是2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷，分散剂是乙二醇丁醚，稀释剂是乙醇，有机胺盐是单乙醇胺。
本发明实施例1-4合成的渗透注水井用高效降压增注剂，其质量技术指标如下：
外观：常温下为无色透明液体；
pH值：9～12；
SY/T 5971《注水用粘土稳定剂性能评价方法》测试，防膨率≥60％；
缩膨率≥30％；
Q/SY 126-2014《油田水处理用缓蚀阻垢剂技术要求》测试，硫酸钙垢阻垢率≥95％，硫酸钡(锶)垢阻垢率≥90％；
SY/T 5273-2014油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法，腐蚀速率≤0.021mm/a；
60℃硫酸钡溶解度≥0.8g/100g。
在用量为注水井注水量0.5％时，防膨、缩膨、缓蚀性能、阻硫酸钙和硫酸钡(锶)垢效果好，在60℃硫酸钡溶解度提高3125倍。
将实施例4制备的低渗透注水井用高效降压增注剂进行现场试验：
该低渗透注水井用高效降压增注剂在长庆油田采油X厂X-XX井进行现场应用试验。渗透率平均3MD，弱酸敏，在投注初期的10个月内，吸水指数从3.1m3/d·MPa降到1.1m3/d·MPa，腐蚀速率从0.082mm/a，降低至0.036mm/a。油田地层水中含有约3000mg/L钡(锶)离子，而注入水为硫酸钠型，二者严重不配伍。两者在地层内易产生碳酸盐或硫酸盐沉淀，这是造成油层堵塞的重要原因之一。采取低渗透注水井用高效降压增注剂解堵工艺，解堵后，吸水指数开始上升并稳定在3.3m3/d·MPa水平，日注水量从18m3上升到39m3。有效期超过2.1年，未出现因结垢而检泵的情况。
综上所述，本发明低渗透注水井用高效降压增注剂具有一剂多效的特点，与现有的防垢剂相比，有机膦酸羧酸阻垢剂与有机胺反应得到的产物与三乙烯四胺六乙酸六钠盐复配，具有良好的阻垢和缓蚀性能，极易与表面硫酸盐垢微晶发生物理和化学吸附，从而大大增加了硫酸盐垢的溶解能力；在实际生产中，由于垢样表面往往吸附着一层油污，使用非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂及有机胺盐清洗以保证药剂与垢充分接触，而分散剂和稀释剂，可保证有效组分更快的作用于岩石表面。在用量为0.5％时，防膨、缩膨、缓蚀性能、阻硫酸钙和硫酸钡(锶)垢效果好，在60℃硫酸钡溶解度提高3125倍。更好的防止和减缓了油田注水系统的腐蚀和结垢，延长了设备和管道的使用寿命，保证了原有生产的有效进行，提高了油藏采收率。
以上各实施例没有详细叙述的测试方法属本行业的公知常识，这里不一一叙述。

Claims (10)

1.一种低渗透注水井用降压增注防垢剂，其中，所述防垢剂由包括下列组分的原料制备而成：非离子表面活性剂10-12份，三乙烯四胺六乙酸六钠盐18-20份，阴离子表面活性剂5-8份，有机膦酸羧酸阻垢剂6-8份，分散剂2-5份，稀释剂15-18份，有机胺盐8-10份，和水30-36份。
2.根据权利要求1所述的防垢剂，其中，所述防垢剂由包括下列组分的原料制备而成：非离子表面活性剂11份，三乙烯四胺六乙酸六钠盐18份，阴离子表面活性剂6份，有机膦酸羧酸阻垢剂6份，分散剂3份，稀释剂16份，有机胺盐8份，和水35份。
3.根据权利要求1或2所述的防垢剂，其中，所述非离子表面活性剂为聚氧乙烯型非离子表面活性剂；其中优选所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。
4.根据权利要求1或2所述的防垢剂，其中，所述阴离子表面活性剂为水溶性磷酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂，优选所述水溶性磷酸盐类阴离子型氟碳表面活性剂结构式为(RfCH2CH2O)nPO(ONH4)m Rf＝F(CF2CF2)xn+m＝3x＝1～7分子量在500～600。
5.根据权利要求1或2所述的防垢剂，其中，所述有机膦酸羧酸阻垢剂为2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷或乙二胺四甲叉膦酸钠。
6.根据权利要求1或2所述的防垢剂，其中，所述分散剂为乙二醇丁醚或乙二醇二丁醚。
7.根据权利要求1或2所述的防垢剂，其中，所述稀释剂为甲醇、乙醇或乙二醇。
8.根据权利要求1或2所述的防垢剂，其中，所述有机胺盐为单乙醇胺、三乙醇胺或二乙烯二胺。
9.权利要求1～8任意一项所述低渗透注水井用降压增注防垢剂的制备方法，其中，所述方法包括如下步骤：称取各成分，将有机膦酸羧酸阻垢剂、阴离子表面活性剂、和非离子表面活性剂加入水中，然后在搅拌下(优选搅拌速率为40～60R/min)加入有机胺盐和三乙烯四胺六乙酸六钠盐，然后进行反应，反应结束后加入稀释剂和分散剂，出料即得所述防垢剂；其中优选是在80-90℃下进行反应；更优选反应2-5h。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述方法还包括在反应结束后降温至室温，然后加入稀释剂和分散剂。
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