CN107502328A - 油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其由下述原料按以下质量百分比组成:多元有机酸液10‑20%;乙酸类化合物20~25%;有机膦类化合物5~10%;还原剂5‑10%;活化剂:3‑5%;润湿剂1‑2%;分散剂1‑2%;其余量为自来水。本发明的主要针对常规酸化解堵中无法解除硫酸盐垢堵塞物解除,提高油水井酸化解堵效果;可以避免碱性硫酸盐垢解堵液对储层碱敏伤害,保护储层,减少多段塞注入施工,简化施工流程。同时利用其低腐蚀性能实现不动管柱解堵,降低作业成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂及制备方法。
背景技术
在油田注水生产开发中,由于注入水含有一定量的硫酸根离子,地层水含有大量的金属离子,如钙、镁、钡、锶、铁等二、三价阳离子,当注水见效后,油水井近井筒地带的流体由于温度、压力变化,流体中离子平衡失调,导致成垢离子在近井筒地带进行沉淀并结垢,堵塞储层裂隙,油井表现为日产液量降低,含水成假性上升,注水井表现为压力逐年上升甚至高压欠注,影响了油水井正常生产。
对此常见的做法是进行酸化解堵,如中国专利ZL201010172350,2011年1月26日公开,说明书中描述了用于油井的多氢酸体系。该体系由盐酸、多氢酸、氟盐、酸化缓蚀剂、铁离子稳定剂、粘土稳定剂、破乳剂、助排剂、互溶剂和水组成,能够解决油井渗透率低、出油率降低等堵塞问题。此类做法是可以起到一定的解堵作用,但酸化液一般仅针对碳酸盐垢解堵有效,无法解除硫酸盐垢,措施后由于硫酸盐垢中成垢离子存在,将加快二次结垢进度,导致该井需要再次酸化,当经过多次酸化后,硫酸盐垢依然存在,反复作业增加油田措施成本,影响油田生产开发。
目前针对硫酸盐垢堵塞物解堵剂一般为碱性解堵液,如中国专利CN103666425A,2014年3月26日公开,说明书描述了用于硫酸盐垢复合解堵剂,以二乙烯三胺五乙酸钠、乙二胺四亚甲基膦酸钠、乙二胺四乙酸二钠、二乙烯三胺五亚甲基膦酸、乙酸钠、氯化钠和水作为主体,采用多段塞注入解除硫酸盐垢复合堵塞物。此类做法主要有两点问题,一是:流体在裂缝或孔隙内“指进”无法控制,酸-碱中和导致碱性解堵液解堵效率降低,二是:由于储层岩石主体矿物成分由长石组成,长石是引起碱敏的主要原因,碱性解堵液对储层会带来二次伤害,影响改造效果。
针对以上现状,因此提出了开发一种除硫酸盐垢的酸性解堵剂,解决以上问题,达到提高油水井酸化解堵效果,同时利用其低腐蚀性能实现不动管柱解堵,降低作业成本。
发明内容
为了克服现有解堵液解堵效率降低同时影响改造效果的问题,本发明的提供油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂及制备方法,本发明可以解除硫酸盐垢堵塞物,利于提高油水井酸化解堵效果,同时利用其低腐蚀性能实现不动管柱解堵,降低作业成本。
本发明夏勇的技术方案为:
油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其由下述原料按以下质量百分比组成:
多元有机酸液10-20%;
乙酸类化合物20~25%,
有机膦类化合物5~10%;
还原剂5-10%;
活化剂:3-5%;
润湿剂1-2%;
分散剂1-2%;
其余量为自来水。
所述的多元有机酸液是由丁二酸、2,3-二羟基丁二酸和反丁烯二酸中一种或多种组成。
所述的乙酸类化合物为乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、N-羟乙基亚胺二乙酸、二乙烯三胺五乙酸和2-羟基膦酰基乙酸中的一种或多种。
所述的有机膦类化合物为多元醇磷酸酯(PAPE)和膦酰基羧酸共聚物中一种或多种。
所述的还原剂为肌醇六磷酸。
所述的活化剂由三乙醇胺、二乙醇胺和三亚乙基四胺中一种或多种组成。
所述的润湿剂是由醇醚邻苯二甲酸单酯钠盐、蓖麻油硫酸乙醇胺盐和N-十二烷基丙氨酸的一种或多种组成。
所述的分散剂是由异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、4,8-二丁基萘磺酸钠一种或多种组成。
油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂配方的制备方法,其特征在于:具体步骤为:
首先在反应釜中按比例加入自来水,升温至80℃;
然后按比例加入还原剂,搅拌10-15min;
再按比例加入乙酸类化合物,搅拌20-30min;
再按比例缓慢加入活化剂,控制加入时间在20-30min,控制温度在85-90℃,搅拌50-60min;
然后按比例加入多元有机酸液,搅拌10-20min,
再按比例加入有机膦类化合物,搅拌10-20min,
再按比例依次加入润湿剂和分散剂,搅拌20-20min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂产品。
本发明的有益效果为:
油田经注水生产开发后,油水井近井筒地带的流体由于外界环境变化,结垢堵塞形势逐年加剧。酸化措施解除了碳酸盐垢堵塞物,无法解除解除硫酸盐垢措施后由于硫酸盐垢中成垢离子存在,将加快二次结垢进度,导致该井需要再次酸化,当经过多次酸化后,硫酸盐垢依然存在,导致酸化措施效果逐年降低,同时频繁作业增加油田措施成本,影响油田生产开发。不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂可以在酸性条件下解除残留硫酸盐垢堵塞物,同时能缓慢溶解硫酸盐垢堵塞物表面附着的部分碳酸盐垢,利于提高油水井酸化解堵效果,当其单独作为解堵剂,利用其极低腐蚀性能可满足油水井措施时不动管柱作业,降低措施成本。
本发明的乙酸类化合物(乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、N-羟乙基亚胺二乙酸,二乙烯三胺五乙酸、2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)中一种或多种)在活性剂(三乙醇胺、二乙醇胺,三亚乙基四胺中一种)催化下,形成大环状载体,在多元有机酸液(丁二酸、2,3-二羟基丁二酸,反丁烯二酸中一种或多种)中能稳定存在,与硫酸盐中金属离子形成更稳定化合物,打破离子平衡条件,使硫酸盐垢堵塞物解除;有机膦类化合物有(多元醇磷酸酯(PAPE)和膦酰基羧酸共聚物(POCA) 中一种或多种)可抑制酸液酸渣和酸液二次沉淀,在高矿化度条件下与大环状载体对金属离子平衡态破坏和晶体结构致畸起到较好协同作用;还原剂(肌醇六磷酸)消耗溶液中溶解氧,降低金属离子氧化反应程度,抑制铁离子沉淀生成;润湿剂(醇醚邻苯二甲酸单酯钠盐(PAES)、蓖麻油硫酸乙醇胺盐和N-十二烷基丙氨酸一种或多种)通过界面效应,降低堵塞物表面的张力,改善堵塞物表面润湿性,降低其毛细管阻力,扩大酸性解堵液与堵塞物接触面积;分散剂(异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、4,8-二丁基萘磺酸钠一种或多种)将利于其胶束效应和乳化作用,将酸性解堵剂与硫酸盐垢堵塞物溶解后产物分离,减少其再次结合,降低酸液残渣生产。
本发明的目的是提供油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂配方及制备方法,主要针对常规酸化解堵中无法解除硫酸盐垢堵塞物解除,提高油水井酸化解堵效果;可以避免碱性硫酸盐垢解堵液对储层碱敏伤害,保护储层,减少多段塞注入施工,简化施工流程。同时利用其低腐蚀性能实现不动管柱解堵,降低作业成本。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1 酸性解堵剂硫酸盐垢解除结果。
具体实施方式
实施例1:
为了克服现有解堵液解堵效率降低同时影响改造效果的问题,本发明的提供油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂配方及制备方法,本发明可以解除硫酸盐垢堵塞物,利于提高油水井酸化解堵效果,同时利用其低腐蚀性能实现不动管柱解堵,降低作业成本。
油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂配方,其按质量百分比构成的组分为:
多元有机酸液10-20%;乙酸类化合物20~25%;有机膦类化合物5~10%;还原剂5-10%;活化剂:3-5%;润湿剂1-2%;分散剂1-2%;其余量为自来水。
经实验显示,本发明的油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂对硫酸盐垢堵塞物具有良好的溶解性能,对碳酸盐垢堵塞物具有一定溶解能力,对生产管柱腐蚀速率极低。
实施例中的油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂在90℃、4h腐蚀速率小于0.15g/m2·h,90℃、24h腐蚀速率小于0.3g/m2·h。实验数据将在实施例中详细列出。75℃、24h条件下,酸性解堵剂对硫酸钙解除率达到98.4%,对硫酸钡解除率达到45.7%,对硫酸锶解除率达到68.3%,对硫酸钙解除率达到78.1%。
本发明提供的这种解堵剂和其制备方法涉及油水井中多次酸化措施后残留硫酸盐垢堵塞物解除,同时解堵剂能缓慢溶解硫酸盐垢堵塞物表面附着的部分碳酸盐垢,利于提高油水井酸化解堵效果,当其单独作为解堵剂可对油水井措施时可不动管柱进行解堵,降低作业成本。
实施例2:
基于上述实施例的基础上,本实施例中,所述的多元有机酸液是由丁二酸、2,3-二羟基丁二酸和反丁烯二酸中一种或多种组成。
所述的乙酸类化合物为乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、N-羟乙基亚胺二乙酸、二乙烯三胺五乙酸和2-羟基膦酰基乙酸中的一种或多种。其中N-羟乙基亚胺二乙酸的分子量为177.15524。
所述的有机膦类化合物为多元醇磷酸酯(PAPE)和膦酰基羧酸共聚物中一种或多种。
所述的乙酸类化合物和有机膦类化合物组合成为多元稳定剂。
所述的还原剂为肌醇六磷酸。
所述的活化剂由三乙醇胺、二乙醇胺和三亚乙基四胺中一种或多种组成。
所述的润湿剂是由醇醚邻苯二甲酸单酯钠盐、蓖麻油硫酸乙醇胺盐和N-十二烷基丙氨酸的一种或多种组成。
其中N-十二烷基丙氨酸的分子式为C15H31NO2。
所述的分散剂是由异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、4,8-二丁基萘磺酸钠一种或多种组成。
本发明的乙酸类化合物在活性剂催化下,形成大环状载体,在多元有机酸液中能稳定存在,与硫酸盐中金属离子形成更稳定化合物,打破离子平衡条件,使硫酸盐垢堵塞物解除;有机膦类化合物有可抑制酸液酸渣和酸液二次沉淀,在高矿化度条件下与大环状载体对金属离子平衡态破坏和晶体结构致畸起到较好协同作用;还原剂消耗溶液中溶解氧,降低金属离子氧化反应程度,抑制铁离子沉淀生成;润湿剂通过界面效应,降低堵塞物表面的张力,改善堵塞物表面润湿性,降低其毛细管阻力,扩大酸性解堵液与堵塞物接触面积;分散剂将利于其胶束效应和乳化作用,将酸性解堵剂与硫酸盐垢堵塞物溶解后产物分离,减少其再次结合,降低酸液残渣生产。
本发明中所有涉及到的原料及药剂均为现有的成品,可以在市场上买到,本发明中将不再详细描述其中一些原料的分子式和分子量了。
实施例3:
基于上述实施例的基础上,本实施例中提供油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂配方的制备方法,具体步骤为:
首先在反应釜中按比例加入自来水,升温至80℃;
然后按比例加入还原剂,搅拌10-15min;
再按比例加入乙酸类化合物,搅拌20-30min;
再按比例缓慢加入活化剂,控制加入时间在20-30min,控制温度在85-90℃,搅拌50-60min;
然后按比例加入多元有机酸液,搅拌10-20min,
再按比例加入有机膦类化合物,搅拌10-20min,
再按比例依次加入润湿剂和分散剂,搅拌20-20min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂产品。
本发明提供的这种制备方法在制备前先进行备料:按质量百分比构成的组分为,多元有机酸液10-20%,有机酸液由丁二酸、2,3-二羟基丁二酸,反丁烯二酸中一种或多种组成;乙酸类化合物20~25%,乙酸类化合物为乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、N-羟乙基亚胺二乙酸,二乙烯三胺五乙酸、2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)中一种或多种;有机膦类化合物5~10%;有机膦类化合物为多元醇磷酸酯(PAPE)和膦酰基羧酸共聚物(POCA) 中一种或多种;还原剂5-10%,还原剂为肌醇六磷酸;活化剂3-5%,活化剂由三乙醇胺、二乙醇胺,三亚乙基四胺中一种或多种组成;润湿剂1-2%,分散剂由异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、4,8-二丁基萘磺酸钠一种或多种组成;分散剂1-2%,分散剂是由异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、4,8-二丁基萘磺酸钠一种或多种组成;其余量为自来水。
生产:首先在反应釜中加入全部的自来水,升温至80℃;然后加入全部还原剂,搅拌10-15min;再加入全部的乙酸类化合物,搅拌20-30min;再缓慢加入全部的活化剂,控制加入时间在20-30min,控制温度在85-90℃,搅拌50-60min;然后加入全部多元有机酸液,搅拌10-20min,再加入全部的有机膦类化合物,搅拌10-20min,再依次加入全部的润湿剂和分散剂,搅拌20-20min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂成品。
实施例4:
基于上述实施例的基础上,本实施例中,首先在反应釜中加入31%的自来水,升温至80℃;
然后加入5%的还原剂,搅拌10-15min;
再加入20%的乙酸类化合物,搅拌20-30min;
再缓慢加入5%的活化剂,控制加入时间在20-30min,控制温度在85-90℃,搅拌50-60min;
然后加入20%的多元有机酸液,搅拌10-20min,
再加入10%的有机膦类化合物,搅拌10-20min,
再依次加入2%的润湿剂和2%的分散剂,搅拌20-20min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂产品。
实施例5:
基于实施例4的基础上,本实施例中,更具体的方案为:首先在反应釜中加入占酸性解堵液中重量百分比计31%重量份的自来水,升温至80℃,然后加入5%肌醇六磷酸,搅拌10min;再加入10%乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、5%N-羟乙基亚胺二乙酸,5%二乙烯三胺五乙酸、5%2-羟基膦酰基乙酸(HPAA), 搅拌30min;再缓慢加入2%三乙醇胺、2%二乙醇胺和1%三亚乙基四胺,控制加入时间在30min,控制温度在90℃,搅拌60min;然后加入5%丁二酸、10%2,3-二羟基丁二酸和5%反丁烯二酸,搅拌20min;再加入5%多元醇磷酸酯(PAPE)和5%膦酰基羧酸共聚物(POCA),搅拌20min;再依次加入1%醇醚邻苯二甲酸单酯钠盐(PAES)、0.5%蓖麻油硫酸乙醇胺盐、0.5%N-十二烷基丙氨酸、1%异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯和1% 4,8-二丁基萘磺酸钠,搅拌20min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂成品。
实施例6:
基于实施例1、2和3的基础上,本实施例中,首先在反应釜中加入52.5%的自来水,升温至80℃;
然后加入7.5%的还原剂,搅拌10-15min;
再加入20%的乙酸类化合物,搅拌20-30min;
再缓慢加入3%的活化剂,控制加入时间在20-30min,控制温度在85-90℃,搅拌50-60min;
然后加入10%的多元有机酸液,搅拌10-20min,
再加入5%的有机膦类化合物,搅拌10-20min,
再依次加入1%的润湿剂和1%的分散剂,搅拌20-20min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂产品。
实施例7:
基于实施例6的基础上,本实施例中,更为具体的方案为:
按照占酸性解堵液中重量百分比计,首先在反应釜中加入占酸性解堵液中重量百分比计52.5%重量份的自来水,升温至80℃,然后加入7.5%肌醇六磷酸,搅拌15min;再加入5%乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、10%N-羟乙基亚胺二乙酸,5%二乙烯三胺五乙酸, 搅拌20min;再缓慢加入3%三乙醇胺,控制加入时间在20min,控制温度在85℃,搅拌50min;然后加入5% 2,3-二羟基丁二酸和5%反丁烯二酸,搅拌10min;再加入3%多元醇磷酸酯(PAPE)和2%膦酰基羧酸共聚物(POCA),搅拌10min;再依次加入1%N-十二烷基丙氨酸和1%异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯,搅拌10min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂成品。
实施例8:
基于实施例1、2和3的基础上,本实施例中首先在反应釜中加入50%的自来水,升温至80℃;
然后加入10%的还原剂,搅拌10-15min;
再加入20%的乙酸类化合物,搅拌20-30min;
再缓慢加入3%的活化剂,控制加入时间在20-30min,控制温度在85-90℃,搅拌50-60min;
然后加入10%的多元有机酸液,搅拌10-20min,
再加入5%的有机膦类化合物,搅拌10-20min,
再依次加入1%的润湿剂和1%的分散剂,搅拌20-20min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂产品。
实施例9:
基于实施例8的基础上,本实施例中,更为具体的制备方法为:
按照占酸性解堵液中重量百分比计,首先在反应釜中加入占酸性解堵液中重量百分比计50%重量份的自来水,升温至80℃,然后加入10%肌醇六磷酸,搅拌15min;再加入5%乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、10%N-羟乙基亚胺二乙酸,5%二乙烯三胺五乙酸, 搅拌20min;再缓慢加入3%三乙醇胺,控制加入时间在20min,控制温度在85℃,搅拌50min;然后加入5% 2,3-二羟基丁二酸和5%反丁烯二酸,搅拌10min;再加入3%多元醇磷酸酯(PAPE)和2%膦酰基羧酸共聚物(POCA),搅拌10min;再依次加入1%N-十二烷基丙氨酸和1%异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯,搅拌10min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂成品。
附表
(1)油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂对不同管柱腐蚀结果
表1 酸性解堵剂管柱腐蚀结果
(2)油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂对不同堵塞物解除结果(实验条件为75℃、24h)。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本发明中未详细描述的药剂均为现有技术,本发明中将不在进行一一描述。
Claims (9)
1.油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其特征在于:其由下述原料按以下质量百分比组成:
多元有机酸液10-20%;
乙酸类化合物20~25%;
有机膦类化合物5~10%;
还原剂5-10%;
活化剂:3-5%;
润湿剂1-2%;
分散剂1-2%;
其余量为自来水。
2.根据权利要求1所述的油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其特征在于:所述的多元有机酸液是由丁二酸、2,3-二羟基丁二酸和反丁烯二酸中一种或多种组成。
3.根据权利要求1所述的油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其特征在于:所述乙酸类化合物为乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸、N-羟乙基亚胺二乙酸、二乙烯三胺五乙酸和2-羟基膦酰基乙酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其特征在于:所述有机膦类化合物为多元醇磷酸酯(PAPE)和膦酰基羧酸共聚物中一种或多种。
5.根据权利要求1所述的油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其特征在于:所述的还原剂为肌醇六磷酸。
6.根据权利要求1所述的油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其特征在于:所述的活化剂由三乙醇胺、二乙醇胺和三亚乙基四胺中一种或多种组成。
7.根据权利要求1所述的油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其特征在于:所述的润湿剂是由醇醚邻苯二甲酸单酯钠盐、蓖麻油硫酸乙醇胺盐和N-十二烷基丙氨酸的一种或多种组成。
8.根据权利要求1所述的油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂,其特征在于:所述的分散剂是由异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、4,8-二丁基萘磺酸钠一种或多种组成。
9.根据权利要求1-8所述的任意一种油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂提供一种油水井不动管柱硫酸盐垢的酸性解堵剂的制备方法,其特征在于:具体步骤为:
首先在反应釜中按比例加入自来水,升温至80℃;
然后按比例加入还原剂,搅拌10-15min;
再按比例加入乙酸类化合物,搅拌20-30min;
再按比例缓慢加入活化剂,控制加入时间在20-30min,控制温度在85-90℃,搅拌50-60min;
然后按比例加入多元有机酸液,搅拌10-20min,
再按比例加入有机膦类化合物,搅拌10-20min,
再按比例依次加入润湿剂和分散剂,搅拌20-20min,生产出油水井不动管柱解除硫酸盐垢的酸性解堵剂产品。
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