CN106833582A

CN106833582A - 油田钡锶垢清洗解堵剂组合物及制备方法

Info

Publication number: CN106833582A
Application number: CN201710178328.6A
Authority: CN
Inventors: 赵丽萍; 刘音希
Original assignee: GANSU HEIMA PETROCHEMICAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: GANSU HEIMA PETROCHEMICAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2017-06-13

Abstract

一种油田钡锶垢清洗解堵剂组合物，它由下述重量份数的组分制成：氨基乙酰胺20～25份、3‑氨基‑1,2,4‑三唑33～37份、冠醚（18‑冠‑6）10～14份、二羟基酒石酸钠13～16份、乙琥胺6～9份、N‑羟乙基亚胺二乙酸9～11份、十一烯酸乙酯1～3份、2‑羟丙基乙醚11～15份、氨水30～35份、水70～80份。该组合物用于对抽油机井、螺杆泵井和地层解堵，能快速溶解注水系统产生的硫酸钡、硫酸锶、碳酸钡、碳酸锶和硫酸钙垢等。通常在4～8小时之内完成机采井和地层清洗解堵，除垢率大于98%，一步法完成机采井和地层钡锶垢除垢解堵，清洗后废液易降解处理，清洗后的废液不用返排地面处理，达到无腐蚀安全解堵。

Description

油田钡锶垢清洗解堵剂组合物及制备方法

技术领域

本发明专利涉及一种油田采油使用的助剂，具体涉及一种油田钡锶垢清洗解堵剂组合物，本发明还涉及油田钡锶垢清洗解堵剂组合物的制备方法。

背景技术

油田钡锶垢伤害是油田注水开发所普遍面临的难题之一，针对油田注水开发和采油中清除钡锶垢的这一现实问题，我公司对国内油田钡锶垢结垢现状进行现场调研，查阅了大量的国内外相关文献资料，收集了大庆油田、长庆油田、胜利油田和青海油田注水开发中结垢防治的技术资料，并现场采集钡锶垢垢样。通过对文献所涉及清洗方法和技术进行对比分析、研究和验证，了解目前的理论研究现状，研究过程的经验和教训，总结了目前市场研究成果，找出了能够有效解决油田钡锶垢的清洗关键技术，找出了能够有效解决油田钡锶垢的清洗关键技术，最终研制出添加量小、除垢率高、无腐蚀的本发明油田钡锶垢清洗解堵剂产品，确定了在油田注水开发工段实际应用中的最佳剂量和投加工艺，制定了现场施工方案，为解决油田注水开发中出现的硫酸钡、硫酸锶的结垢伤害问题提出了相应的科学对策，为进一步提高油田开发经济效益找到了有效途径。

油田采油进入高含水开发阶段，注入水中的矿化物和等多价离子都低于原始地层水，因此在阳离子交换的作用下，这些多价金属离子的含量并不降低或降低幅度不大，导致油层水中出现硫酸钡、硫酸锶、碳酸钡、碳酸锶和硫酸钙的结垢。其后果是：结垢沉淀堵塞油层；结垢物沉淀后，在生产井油管和集输管道中，容易导致管道堵塞和采油泵不能正常工作。

在油田注水增油过程中发现，最为突出的问题是采出井和地层结钡锶垢严重，导致井筒运行环境恶化，经常出现杆滞后、杆断、卡泵等现象，造成机采井检泵率升高，检泵周期缩短，最短检泵周期不到三个月，严重影响机采井的正常生产。

目前国内油田钡锶垢清洗解堵剂基本都由草酸、柠檬酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四乙酸二钠、二乙烯三胺五乙酸和氢氧化钠等组成，清洗除垢时添加量大，腐蚀性大，有毒性，清洗后废液不易降解处理，反应时间为12～48小时，除垢率在30%～90%之间，清洗除垢时多数为两步法酸碱交替进行。如果不属于络合清洗除垢方法时，其地层除垢解堵的废液必须返排地面进行处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种解堵速度快、无腐蚀的油田钡锶垢清洗解堵剂组合物，用于对抽油机井、螺杆泵井和地层解堵；本发明还提供油田钡锶垢清洗解堵剂组合物的制备方法，该解堵剂能快速溶解注水系统产生的硫酸钡、硫酸锶、碳酸钡、碳酸锶和硫酸钙垢。

为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种油田钡锶垢清洗解堵剂组合物，其特征在于它由下述重量份数的组分制成：氨基乙酰胺20～25份、3-氨基-1,2,4-三唑33～37份、冠醚（18-冠-6）10～14份、二羟基酒石酸钠13～16份、乙琥胺6～9份、N-羟乙基亚胺二乙酸9～11份、十一烯酸乙酯1～3份、2-羟丙基乙醚11～15份、氨水30～35份、水70～80份。

本发明解堵剂组合物使用的原料氨基乙酰胺、 3-氨基-1,2,4-三唑、冠醚（18-冠-6）、二羟基酒石酸钠、乙琥胺、N-羟乙基亚胺二乙酸、十一烯酸乙酯、2-羟丙基乙醚均为医药中间体、有机合成中间体、食品添加剂、清洗剂、络合剂，它们与水复配成作为复合络合剂、渗透剂与增溶剂的本发明解堵剂组合物，其络合性极强，活性很大，使用条件简单，反应速度快，能溶解难溶性的油田钡锶垢，解堵效率高。

氨水是质量百分比浓度为40%的氨水，即40wt%浓度的氨水。40wt%浓度的氨水作为pH值调节剂，其主要作用是温和地把复配好的本解堵剂pH调至10～11，比采用传统的强碱调节pH更简单，更重要的是氨水能与络合剂和增溶剂中的羧基基团反应生成铵盐，其反应新生成铵盐的络合性、增溶性更好。本解堵剂在弱碱性时产品性能稳定，无腐蚀，比现有技术的酸性和中性条件下对钡锶垢的溶垢率和解堵效果均提高20%～30%。

一种油田钡锶垢清洗解堵剂组合物的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：将液体原料十一烯酸乙酯1～3份与2-羟丙基乙醚11～15份加入水70～80份中，搅拌均匀得A液体；再向A液体加入固体原料氨基乙酰胺20～25份、3-氨基-1,2,4-三唑33～37份、冠醚（18-冠-6）10～14份、二羟基酒石酸钠13～16份、乙琥胺6～9份与N-羟乙基亚胺二乙酸9～11份，搅拌至固体料组分充分溶解得B液体，再向B液体加入氨水30～35份，调节B液体pH至10～11即得到油田钡锶垢清洗解堵剂组合物。

本发明提供的油田钡锶垢清洗解堵剂组合物制备方法简单。本发明提供的油田钡锶垢清洗解堵剂组合物，其外观为无色或浅黄色液体，密度为1.06～1.22g/cm³，pH为10～11，腐蚀率低于0.1g/(m²·h)，无毒性。本发明提供的解堵剂属于络合清洗除垢，油田机采井和地层解堵时，添加量小，根据油田采油厂机采井和地层污垢堵塞程度用水配制成质量百分比浓度4%～8%的稀释溶液，用10Mpa高压泵注入到油田机采井底部的采油地层中，在油田机采井除垢适用温度范围广，在常温至100℃的温度条件均可使用，与机采井中沉积的硫酸钡、硫酸锶、碳酸钡、碳酸锶和硫酸钙等污垢发生化学反应，通常在4～8小时之内完成机采井和地层清洗解堵，除垢率大于98%，一步法完成机采井和地层钡锶垢除垢解堵，清洗后废液易降解处理，清洗后的废液不用返排地面处理，达到无腐蚀安全解堵。

本发明提供的油田钡锶垢清洗解堵剂组合物适用于采油井筒、抽油机井、螺杆泵井和地层表面所结的钡锶垢解堵，解堵速度快、使用量少、无腐蚀，能快速溶解油田注水系统中产生的硫酸钡、硫酸锶、碳酸钡、碳酸锶和硫酸钙的结垢，具有很好的络合性、分散性、渗透性和溶解性，反应物生成水溶性小分子化合物，解堵不脱落垢渣、不产生二次沉淀物，防止掉落大块垢渣二次堵塞机采井及其采油泵，能有效地解决传统酸洗易脱落大渣卡泵和堵死采油井的问题，保证安全解堵。

清洗油田采油井解堵剂的效果是在大庆油田、长庆油田的16个采油井实际应用试验得到的，解堵剂对操作工人和油田环境无毒无害，解堵过程中无腐蚀，无死角，不产生沉淀或导致二次堵井，解堵处理时间最长的不超过12小时，达到无腐蚀解堵，比传统的酸洗解堵更安全可靠。

本发明运用绿色化学原理及技术，选用无毒无害的原料开发绿色合成工艺，创造环境友好型的生产工艺；本发明提供的油田钡锶垢清洗解堵剂组合物的解堵机理如下：

1、油田钡锶垢清洗解堵剂机理

由于油田原油开采使用不同来源的地下水、地层水与地面注入水的混合，地层水采出过程中的降温，油水分离过程中的加热，会产生水垢。当油田为了提高采收率向地层注入三元复合驱体系中的碱水溶液，使地下水的pH增高到12～14，导致地层水结垢。油田中最常见的结垢由硫酸钡、硫酸锶、碳酸钡、碳酸锶和硫酸钙等组成。结垢主要发生在水流通过的地层岩石表面、抽油机和螺杆泵及设备的表面，造成地层、采油井、抽油泵、管线的堵塞，以及管线和设备的腐蚀，从而影响正常的石油生产，甚至造成油藏的永久性伤害。

本发明解堵剂是从孔隙结构角度考虑，依据络合原理，以扩大孔隙喉道，提高储层渗透性为目的。本发明清洗解堵剂体系是对油田钡锶垢以断链、络合和分散来溶解垢，反应平缓生成水溶性的小分子化合物，可避免因沉淀而产生颗粒，负面效应相对很小，对于低渗透储层来讲，解堵安全系数高，成功率也高。如果采用酸化解堵，一旦酸化失败，那些不溶于酸的沉淀物将以微粒形态流动堵塞地层孔隙喉道，使得储层再次进行增产改造的难度骤增。所以，对于油田低渗透油层深部解堵，应以解堵疏通孔隙喉道、恢复储层渗透性为目的，本发明清洗解堵剂不伤及储层骨架，络合溶解潜在的沉淀物垢也较易控制，因此对储层无伤害。

2、油田钡锶垢清洗解堵剂的技术要求

油田钡锶垢清洗解堵剂是由多种络合剂、渗透剂、分散剂、润湿剂和表面活性剂复配而成，该解堵剂的组方原料，所选用的每一种组分都是环保物质，而每一种组分都不会对金属材料产生腐蚀，并且所用的多种组分其配伍性、互溶性、防腐性、润湿性和稳定性都很好，清洗解堵剂中不含H⁺、F^-、Cl^-、S^2-、SO₄ ^2-、PO₄ ^3-等易产生腐蚀介质的离子。所用的原料都是无毒、无味、无腐蚀或偏碱性物质，并且很容易在地层中降解，不污染环境。该解堵剂对油田钡锶垢离子有很好的断链、配位、络合、渗透、分散和溶解作用，化学除垢速度快，对碳酸盐垢、硅酸盐垢和硫酸盐垢也有很好的溶解作用。在油田清洗解堵过程中，对采油井设备、采油杆及采油井不产生腐蚀、死角或地层中的沉淀，并且不会产生清洗物沉淀的二次堵井，可在常温至100℃条件下，处理解堵时间为4～8小时，更重要的是真正达到无腐蚀化学解堵，比传统的酸洗解堵更安全可靠。本解堵剂彻底消除了用酸解堵时缓蚀剂失效造成的腐蚀问题，对于保证安全生产，长周期采油有着重要意义。

3、油田钡锶垢清洗解堵剂的安全可靠性

本产品pH为10～11，是由多种制药中间体、络合剂、渗透剂、分散剂、表面活性剂复配而成，对油田地层清洗解堵速度快，对油田地层的钡锶垢有很强溶解和分散作用，在清洗解堵过程中，真正达到无腐蚀化学清洗解堵，比传统化学清洗用无机酸、有机酸更安全可靠，彻底消除了因用酸洗地层时缓蚀剂失效、缓蚀剂乳化不均或操作不当等突发因素对采油设备的腐蚀。

具体实施方式

实施例1；按下述组分及重量称取原料：氨基乙酰胺20Kg、 3-氨基-1,2,4-三唑37Kg、冠醚（18-冠-6）14Kg、二羟基酒石酸钠14Kg、乙琥胺8Kg、N-羟乙基亚胺二乙酸9Kg、十一烯酸乙酯1Kg、2-羟丙基乙醚15Kg、氨水（40wt%）35Kg和水75Kg。

制备方法：将液体料组分十一烯酸乙酯与2-羟丙基乙醚先加入水中，搅拌均匀后得A液体，再向A液体加入固体料组分氨基乙酰胺、3-氨基-1,2,4-三唑、冠醚（18-冠-6）、二羟基酒石酸钠、乙琥胺、N-羟乙基亚胺二乙酸，搅拌至固体料组分充分溶解得B液体，再向B液体加入作为pH值调节剂的氨水，用氨水调节B液体pH至10.8，制备成油田钡锶垢清洗解堵剂组合物。

实施例2；按下述组分及重量称取原料：氨基乙酰胺25Kg、 3-氨基-1,2,4-三唑33Kg、冠醚（18-冠-6）10Kg、二羟基酒石酸钠15Kg、乙琥胺7Kg、N-羟乙基亚胺二乙酸11Kg、十一烯酸乙酯3Kg、2-羟丙基乙醚11Kg、氨水（40wt%）30Kg和水70Kg。

制备方法：用氨水调节B液体pH至10.2，余同实施例1。

实施例3；按下述组分及重量称取原料：氨基乙酰胺22Kg、 3-氨基-1,2,4-三唑34Kg、冠醚（18-冠-6）11Kg、二羟基酒石酸钠13Kg、乙琥胺9Kg、N-羟乙基亚胺二乙酸10Kg、十一烯酸乙酯2Kg、2-羟丙基乙醚13Kg、氨水（40wt%）31Kg和水80Kg。

制备方法：用氨水调节B液体pH至10，余同实施例1。

实施例4；按下述组分及重量称取原料：氨基乙酰胺21Kg、 3-氨基-1,2,4-三唑36Kg、冠醚（18-冠-6）13Kg、二羟基酒石酸钠16Kg、乙琥胺6Kg、N-羟乙基亚胺二乙酸11Kg、十一烯酸乙酯1.5Kg、2-羟丙基乙醚12Kg、氨水（40wt%）34Kg和水78Kg。

制备方法：用氨水调节B液体pH至11，余同实施例1。

实施例5；按下述组分及重量称取原料：氨基乙酰胺24Kg、 3-氨基-1,2,4-三唑35Kg、冠醚（18-冠-6）12Kg、二羟基酒石酸钠15Kg、乙琥胺6Kg、N-羟乙基亚胺二乙酸10Kg、十一烯酸乙酯2.5Kg、2-羟丙基乙醚14Kg、氨水（40wt%）32Kg和水73Kg。

制备方法：用氨水调节B液体pH至10.6，余同实施例1。

Claims

1.一种油田钡锶垢清洗解堵剂组合物，其特征在于它由下述重量份数的组分制成：氨基乙酰胺20～25份、3-氨基-1,2,4-三唑33～37份、冠醚（18-冠-6）10～14份、二羟基酒石酸钠13～16份、乙琥胺6～9份、N-羟乙基亚胺二乙酸9～11份、十一烯酸乙酯1～3份、2-羟丙基乙醚11～15份、氨水30～35份、水70～80份。

2.一种油田钡锶垢清洗解堵剂组合物的制备方法，其特征在于按下述步骤进行：将液体原料十一烯酸乙酯1～3份与2-羟丙基乙醚11～15份加入水70～80份中，搅拌均匀得A液体；再向A液体加入固体原料氨基乙酰胺20～25份、3-氨基-1,2,4-三唑33～37份、冠醚（18-冠-6）10～14份、二羟基酒石酸钠13～16份、乙琥胺6～9份与N-羟乙基亚胺二乙酸9～11份，搅拌至固体料组分充分溶解得B液体，再向B液体加入氨水30～35份，调节B液体pH至10～11即得到油田钡锶垢清洗解堵剂组合物。