CN108117866A - 一种洗井液及其制备方法、使用方法及其测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种洗井液及其制备方法、使用方法及其测定方法，属于洗井技术领域。所述洗井液包括以下质量百分比的组分：脂肽类生物表面活性剂10‑15％、烷基醇酰胺类非离子表面活性剂10‑15％、醇5‑10％、甜菜碱类两性表面活性剂3‑10％、木质素磺酸盐1‑4％、以及水46‑71％。所述制备方法包括：将所述洗井液加入反应釜中，搅拌并升温至55‑60℃，恒温55‑60℃搅拌60分钟，停止加热，搅拌并冷却至室温。本发明通过将多种表面活性剂复配以及将生物表面活性剂加入洗井液的配方中，有效地将附着在井筒中的管壁上的老化油清洗干净。

Description

一种洗井液及其制备方法、使用方法及其测定方法
技术领域
本发明涉及洗井技术领域，特别涉及一种洗井液及其制备方法、使用方法及其测定方法。
背景技术
随着油井采油时间的增长，特别是胶质沥青质含量高的稠油油井，大量原油长期附着在油管内壁、油管外壁以及抽油杆外壁在空气的氧化等作用下形成老化油，在洗井过程中，采用简单的热洗无法将其从管壁剥离，因此，研发人员在寻求有效的清洗井筒中的管壁上的老化油的洗井液及其方法。
现有技术清洗老化油的洗井液采用表面活性剂及其它添加剂制备，例如专利文献CN103602326A公开了一种具备油层保护功效的新型高效洗井液及制备方法与应用，将氯化甲基二羟乙基羧乙基铵、甲醇、酚胺树脂聚氧乙烯聚丙烯醚、羟氨基聚醚胺复配。再如专利文献CN101544884A公开了一种泡沫洗井液，其组分为：氯化十六～十八烷基三甲基铵、硫醇聚氧乙烯醚SSA-80、聚氧乙烯(10)辛基苯酚醚、氯化钾、氟碳表面活性剂、维生素A和水。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
不能有效地将附着在井筒内管壁上的老化油清洗干净。
发明内容
为了解决现有技术不能有效地将附着在井筒中的管壁上的老化油清洗干净的问题，本发明实施例提供了一种洗井液及其制备方法、使用方法及其测定方法。所述技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供一种洗井液，其包括以下质量百分比的组分：脂肽类生物表面活性剂10-15％、烷基醇酰胺类非离子表面活性剂10-15％、醇5-10％、甜菜碱类两性表面活性剂3-10％、木质素磺酸盐1-4％、以及水46-71％。
优选地，所述甜菜碱类两性表面活性剂还包括以下质量百分比的组分：长 链酰基甜菜碱类两性表面活性剂1-5％、磺基甜菜碱类两性表面活性剂2-5％，其中，所述质量百分比以所述洗井液质量为100％计。
优选地，所述长链酰基甜菜碱类两性表面活性剂为芥酸酰胺丙基甜菜碱。
优选地，所述磺基甜菜碱类两性表面活性剂为十八烷基羟丙基磺基甜菜碱。
优选地，所述脂肽类生物表面活性剂为包含7个氨基酸残基的肽链和一个碳链长度为13-15的β-羟基脂肪酸残基。
优选地，所述脂肽类生物表面活性剂的结构为
式中，R为碳链长度为13-15的饱和碳链。
优选地，所述烷基醇酰胺类非离子表面活性剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
优选地，所述醇为甲醇。
优选地，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠。
优选地，所述脂肽类生物表面活性剂与烷基醇酰胺类非离子表面活性剂质量比为1:1。
第二方面，本发明实施例提供一种洗井液的制备方法，所述方法包括：将10-15质量份的脂肽类生物表面活性剂、10-15质量份的烷基醇酰胺类非离子表面活性剂、5-10质量份的醇、3-10质量份的甜菜碱类两性表面活性剂、1-4质量份的木质素磺酸盐、以及46-71质量份的水加入反应釜中，搅拌并升温至55-60℃，恒温55-60℃搅拌60分钟，停止加热，搅拌并冷却至室温。
优选地，所述升温指按照2-5℃/min的升温速率进行升温。
优选地，所述反应釜为搪瓷反应釜。
第三方面，本发明实施例提供一种洗井液的使用方法，所述方法为将所述洗井液加入洗井用水中得到洗井用液体。
优选地，所述洗井液的添加量为洗井用水质量的0.5-1％。
优选地，所述洗井用水为采油污水或清水。
优选地，所述方法还包括所述洗井用液体的体积为井筒容积的1.5倍。
第四方面，本发明实施例提供一种洗井液在去除老化油中的应用。
第五方面，本发明实施例提供洗井液的老化油去除率测定方法，所述方法 包括：
步骤1：称取一节油管的质量，记为m1；
步骤2：在所述油管内壁上涂抹从井中取出的原油，涂抹均匀，放置于室温环境中1个月，然后称量所述油管质量m2；
步骤3：按照本发明中的洗井液制备方法制备洗井液，模拟现场施工洗井状态，将所述洗井液加入采油污水中得到洗井用液体，将油管两端与泵进行连接，通过泵将所述洗井用液体循环清洗油管后，取出油管，称量所述油管质量m3；
步骤4：计算老化油去除率。
老化油去除率按公式(1)进行计算：
优选地，所述步骤1还包括测定所述油管的容积。
优选地，所述步骤3还包括使用1.5倍油管容积的所述洗井用液体进行清洗油管。
优选地，所述步骤3还包括使用泵按照0.3m3/min的流量将所述洗井用液体输送进入油管内进行清洗。
优选地，所述步骤3中所述将所述洗井用液体循环清洗油管，具体为将所述洗井用液体循环清洗油管3小时。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过将多种表面活性剂复配以及将生物表面活性剂加入洗井液的配方中，有效地将附着在井筒中的管壁上的老化油清洗干净，并且防止黏土水化膨胀和分散运移，保护储层免遭水敏伤害，对井筒也有一定的缓蚀作用。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
第一方面，本发明实施例提供一种洗井液，其包括以下质量百分比的组分：脂肽类生物表面活性剂10-15％、烷基醇酰胺类非离子表面活性剂10-15％、醇5-10％、甜菜碱类两性表面活性剂3-10％、木质素磺酸盐1-4％、以及水46-71％。
优选地，所述甜菜碱类两性表面活性剂还包括以下质量百分比的组分：长链酰基甜菜碱类两性表面活性剂1-5％、磺基甜菜碱类两性表面活性剂2-5％， 其中，所述质量百分比以所述洗井液质量为100％计。
优选地，所述长链酰基甜菜碱类两性表面活性剂为芥酸酰胺丙基甜菜碱。
优选地，所述磺基甜菜碱类两性表面活性剂为十八烷基羟丙基磺基甜菜碱。
优选地，所述脂肽类生物表面活性剂为包含7个氨基酸残基的肽链和一个碳链长度为13-15的β-羟基脂肪酸残基。
优选地，所述脂肽类生物表面活性剂的结构为
式中，R为碳链长度为13-15的饱和碳链。
其中，结构式中的Glu全称Glutamicacid谷氨酸；Leu全称Leucine亮氨酸；Val全称Valine缬氨酸；Asp全称Asparagine天冬氨酸；
而L-Glu中的L指左旋体，L-Glu指左旋谷氨酸；D-Leu中的D指右旋体，D-Leu指右旋亮氨酸，结构式中剩余的表达式可以类推。
优选地，所述烷基醇酰胺类非离子表面活性剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
优选地，所述醇为甲醇。
优选地，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠。
优选地，所述脂肽类生物表面活性剂与烷基醇酰胺类非离子表面活性剂质量比为1:1。
第二方面，本发明实施例提供一种洗井液的制备方法，所述方法包括：将10-15质量份的脂肽类生物表面活性剂、10-15质量份的烷基醇酰胺类非离子表面活性剂、5-10质量份的醇、3-10质量份的甜菜碱类两性表面活性剂、1-4质量份的木质素磺酸盐、以及46-71质量份的水加入反应釜中，搅拌并升温至55-60℃，恒温55-60℃搅拌60分钟，停止加热，搅拌并冷却至室温。
其中，在所述制备过程中，升温并搅拌是为了使各组分之间混合均匀，在停止加热之后搅拌并冷却至室温是为了便于存贮。
优选地，所述升温指按照2-5℃/min的升温速率进行升温。
优选地，所述反应釜为搪瓷反应釜。
第三方面，本发明实施例提供一种洗井液的使用方法，所述方法为将所述洗井液加入洗井用水中得到洗井用液体。
优选地，所述洗井液的添加量为洗井用水质量的0.5-1％。
优选地，所述洗井用水为采油污水或清水。
优选地，所述方法还包括所述洗井用液体的体积为井筒容积的1.5倍。
第四方面，本发明实施例提供一种洗井液在去除老化油中的应用。
第五方面，本发明实施例提供洗井液的老化油去除率测定方法，所述方法包括：
步骤1：称取一节油管的质量，记为m1；
步骤2：在所述油管内壁上涂抹从井中取出的原油，涂抹均匀，放置于室温环境中1个月，然后称量所述油管质量m2；其中，将原油涂抹于油管内壁后放置于室温环境1个月是为了模拟老化油的形成；
步骤3：按照本发明中的洗井液制备方法制备洗井液，模拟现场施工洗井状态，将所述洗井液加入采油污水中得到洗井用液体，将油管两端与泵进行连接，通过泵将所述洗井用液体循环清洗油管后，取出油管，称量所述油管质量m3；
步骤4：计算老化油去除率。
老化油去除率按公式(1)进行计算：
优选地，所述步骤1还包括测量所述油管的容积。
优选地，所述步骤3还包括使用1.5倍油管容积的所述洗井用液体进行清洗油管。
优选地，所述步骤3还包括使用泵按照0.3m3/min的流量将所述洗井用液体输送进入油管内进行清洗。
优选地，所述步骤3中所述将所述洗井用液体循环清洗油管，具体为将所述洗井用液体循环清洗油管3小时。
本发明实施例中使用的化学试剂：
脂肽类生物表面活性剂，型号JBT-YI，厂家为北京市捷波特能源技术有限公司；
椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，厂家为上海银聪新材料科技有限公司；
芥酸酰胺丙基甜菜碱，厂家为成都化夏化学试剂有限公司；
十八烷基羟丙基磺基甜菜碱，厂家为上海银聪新材料科技有限公司；
木质素磺酸钠，厂家为河南省强兴化工有限公司；
甲醇，厂家为茂源化工贸易有限公司。
本发明实施例中使用的测试方法：
1、防膨率的测定
测定方法按照行业标准SY/T 5971执行。
2、油水界面张力的测定
仪器选用TX500KB旋转滴界面张力仪，厂家为美国科诺工业有限公司，测定方法按照行业标准SY/T 5370-1999中的表面及界面张力测定方法。
3、防腐率的测定
测定方法按照行业标准SY/T 0026-1999水腐蚀性测试方法-石油及油田化学剂检验标准中的静态暴露法。
4、老化油去除率的测定
步骤1：称取一节油管的质量，记为m1，并测量其容积；
步骤2：在该油管内壁上涂抹从井中取出的原油，涂抹均匀，放置于室温环境中1个月，然后称量该油管质量m2；
步骤3：按照本发明中的洗井液制备方法制备洗井液，模拟现场施工洗井状态，将洗井液加入采油污水中，得到1.5倍油管容积的洗井用液体，将油管两端与泵进行连接，通过泵按照0.3m3/min的流量，将所述洗井用液体循环洗井3h后，取出油管，称量油管质量m3；
步骤4：计算老化油去除率。
老化油去除率按公式(1)进行计算：
式中，
X—老化油去除率，以百分数表示(％)；
m1—抽油管的质量，单位为千克(kg)；
m2—附着老化油的抽油管的质量，单位为千克(kg)；
m3—去除老化油之后的抽油管的质量，单位为千克(kg)。
实施例1
本实施例提供一种洗井液的配制方法。
首先在搪瓷反应釜中加入10质量份的脂肽类生物表面活性剂、10质量份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、5质量份的甲醇、1质量份的芥酸酰胺丙基甜菜碱、2质量份的十八烷基羟丙基磺基甜菜碱、1质量份的木质素磺酸盐、以及71质量份的水；
搅拌并升温至58℃，升温按照5℃/min的升温速率进行升温；
恒温搅拌60分钟；
然后停止加热，搅拌并冷却至室温；
最后得到洗井液。
实施例2
本实施例提供一种洗井液的配制方法。
本实施例提供的洗井液的制备方法与实施例1不同之处在于：
在搪瓷反应釜中加入15质量份的脂肽类生物表面活性剂、15质量份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、10质量份的甲醇、5质量份的芥酸酰胺丙基甜菜碱、5质量份的十八烷基羟丙基磺基甜菜碱、4质量份的木质素磺酸盐、以及46质量份的水。
实施例3
本实施例提供一种洗井液的配制方法。
本实施例提供的洗井液的制备方法与实施例1不同之处在于：
在搪瓷反应釜中加入11质量份的脂肽类生物表面活性剂、11质量份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、6质量份的甲醇、3质量份的芥酸酰胺丙基甜菜碱、3.5质量份的十八烷基羟丙基磺基甜菜碱、2质量份的木质素磺酸盐、以及63.5质量份的水；
搅拌并升温至57℃，升温按照3℃/min的升温速率进行升温。
实施例4
本实施例提供一种洗井液的配制方法。
本实施例提供的洗井液的制备方法与实施例1不同之处在于：
在搪瓷反应釜中加入12.5质量份的脂肽类生物表面活性剂、12.5质量份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、7质量份的甲醇、3.5质量份的芥酸酰胺丙基甜菜碱、3质量份的十八烷基羟丙基磺基甜菜碱、3质量份的木质素磺酸盐、以及58.5质量份的水；
搅拌并升温至55℃，升温按照5℃/min的升温速率进行升温。
实施例5
本实施例提供一种洗井液的配制方法。
本实施例提供的洗井液的制备方法与实施例1不同之处在于：
在搪瓷反应釜中加入13.5质量份的脂肽类生物表面活性剂、13.5质量份的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、5质量份的甲醇、4质量份的芥酸酰胺丙基甜菜碱、4.5质量份的十八烷基羟丙基磺基甜菜碱、3质量份的木质素磺酸盐、以及56.5质量份的水；
搅拌并升温至60℃，升温按照4℃/min的升温速率进行升温。
实施例6
本实施例提供一种洗井液的使用方法。
本实施例以按照实施例1配制的洗井液为例，将其加入采油污水中，洗井液的添加量为采油污水质量的0.5％。
实施例7
本实施例提供一种洗井液的使用方法。
本实施例以按照实施例1配制的洗井液为例，将其加入采油污水中，洗井液的添加量为采油污水质量的1％。
实施例8
本发明实施例测定通过实施例2-5制备的洗井液的界面张力。
本发明实施例按照实施例2-5的配比以及步骤制备洗井液，按照行业标准SY/T5370-1999中的表面及界面张力测定方法。具体使用仪器请参见发明内容中的本实施例使用的测试方法部分。
表1不同实施例洗井液界面张力评价
配方 界面张力mN/m
实施例2 1.1×10-4
实施例3 3.3×10-4
实施例4 3.2×10-4
实施例5 1.6×10-4
通过表1可以看出，通过实施例2和实施例5制备的洗井液的界面张力比通过实施例3、4制备的洗井液的界面张力小，由于表面活性剂的存在会改变水的界面张力，本实施例2-5中使用的表面活性剂降低了水的界面张力，从而使得原油乳化程度增加，更易清洗，同时可以减少在使用洗井液时储层由于毛细管阻力造成的水锁损害。通过表1的结果也可以看出，随着本发明的洗井液的浓度的增高，其界面张力呈递减的趋势。
实施例9
本发明实施例测定通过实施例2-5制备的洗井液的防膨率。
洗井液的防膨率是指防止井壁或者井间水敏性粘土的水化、膨胀的程度，由于水敏性粘土的水化、膨胀会使得岩石孔喉直径缩小，并且使一些地层微粒从孔壁上散落下来，在孔喉中迁移，并产生桥堵，从而降低储层的渗透率。而洗井液的使用需要在实现对井内进行清洗的同时需要考虑其防膨率，防止粘土水化膨胀和分散运移。
本发明实施例按照实施例2-5的配比以及步骤制备洗井液，按照行业标准SY/T5971执行。
表2不同实施例洗井液防膨率评价
配方 防膨率(％)
实施例2 89
实施例3 85
实施例4 84
实施例5 89
从表2的数据可以看出，通过本发明实施例2-5制备的洗井液的防膨率在84％以上，说明了同时也可以看出，本发明的洗井液可以有效的防止井壁或者井间水敏性粘土的水化膨胀和分散运移，实施例2和实施例5的防膨率较高，为89％，说明了随着本发明的洗井液的浓度的增高，其防膨率呈递增的趋势。
实施例10
本发明实施例测定通过实施例2-5制备的洗井液的防腐率。
洗井液的防腐是指防止洗井液对钢材的腐蚀，由于井下有部分设备的材质为金属，洗井液直接与其接触，需要洗井液具有一定的防腐效力而不会使金属设备很快被腐蚀。
本发明实施例按照实施例2-5的配比以及步骤制备洗井液，按照行业标准SY/T0026-1999水腐蚀性测试方法-石油及油田化学剂检验标准中的静态暴露法来测定防腐率。
表3不同实施例洗井液防腐率评价
配方 防腐率(％)
实施例2 91
实施例3 86
实施例4 87
实施例5 90
通过表3的数据可以看出，通过本发明实施例2-5制备的洗井液的防腐率在86％以上，说明该洗井液可以有效防止井下金属设备的腐蚀，并且浓度较高的洗井液防腐率相应较高。
实施例11
本发明实施例测定通过实施例2-5制备的洗井液的老化油去除率。
本发明实施例按照实施例2-5的配比以及步骤制备洗井液，具体测定老化油去除率的方法以及计算方法参见发明内容中的本实施例使用的测试方法部分，其中，对于实施例2-5的老化油去除率测定的步骤2中从井内取出的原油组分不一样，具体为原油的蜡含量以及胶质-沥青质含量不一样，每个用于测定的原油组分在下列表4中对应列出。根据实施例6和实施例7中洗井液的使用方法中可以得到洗井液在使用时需按照一定的添加量加入采油污水中，本实施例在进 行老化油去除率的测定时，用于测定的每个实施例的洗井液加入采油污水中的添加量不一样，具体的添加量在下表4中对应列出。
表4不同实施例洗井液老化油去除率评价
由于在进行洗井液老化油去除率的测定时，本实施例采用了不同的原油以及洗井液添加量对通过实施例2-5制备的洗井液进行测定，其考虑到不同物性的原油可以使用不同配比以及不同添加量的洗井液，例如：对于含蜡、含胶质-沥青质较高的原油，采用实施例2或实施例5制备的浓度较高的洗井液，并且在测定过程中洗井液的添加量也较高，通过数据可以看出，本发明的实施例对于不同含蜡量、不同含胶质-沥青质的老化油去除率在59％以上，尤其对于普通含蜡量、含胶质-沥青量的老化油去除率清洗效率较高，例如：采用实施例3制备的洗井液在添加量为0.6％时的老化油去除率为93.6％，说明本发明的洗井液可以实现对老化油的有效清洗。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种洗井液，其特征在于，其包括以下质量百分比的组分：脂肽类生物表面活性剂10-15％、烷基醇酰胺类非离子表面活性剂10-15％、醇5-10％、甜菜碱类两性表面活性剂3-10％、木质素磺酸盐1-4％、以及水46-71％。
2.根据权利要求1所述的洗井液，其特征在于，所述甜菜碱类两性表面活性剂还包括以下质量百分比的组分：长链酰基甜菜碱类两性表面活性剂1-5％、磺基甜菜碱类两性表面活性剂2-5％，其中，所述质量百分比以所述洗井液质量为100％计。
3.根据权利要求2所述的洗井液，其特征在于，所述长链酰基甜菜碱类两性表面活性剂为芥酸酰胺丙基甜菜碱。
4.根据权利要求2所述的洗井液，其特征在于，所述磺基甜菜碱类两性表面活性剂为十八烷基羟丙基磺基甜菜碱。
5.根据权利要求1所述的洗井液，其特征在于，所述脂肽类生物表面活性剂为包含7个氨基酸残基的肽链和一个碳链长度为13-15的β-羟基脂肪酸残基。
6.根据权利要求5所述的洗井液，其特征在于，所述脂肽类生物表面活性剂的结构为
式中，R为碳链长度为13-15的饱和碳链。
7.根据权利要求1所述的洗井液，其特征在于，所述烷基醇酰胺类非离子表面活性剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺。
8.根据权利要求1所述的洗井液，其特征在于，所述醇为甲醇。
9.根据权利要求1所述的洗井液，其特征在于，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠。
10.根据权利要求1所述的洗井液，其特征在于，所述脂肽类生物表面活性剂与烷基醇酰胺类非离子表面活性剂质量比为1:1。
11.一种洗井液的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将10-15质量份的脂肽类生物表面活性剂、10-15质量份的烷基醇酰胺类非离子表面活性剂、5-10质量份的醇、3-10质量份的甜菜碱类两性表面活性剂、1-4质量份的木质素磺酸盐、以及46-71质量份的水加入反应釜中，搅拌并升温至55-60℃，恒温55-60℃搅拌60分钟，停止加热，搅拌并冷却至室温。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述升温指按照2-5℃/min的升温速率进行升温。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述反应釜为搪瓷反应釜。
14.一种洗井液的使用方法，利用上述其利用权利要求1-10任一项所述的洗井液，其特征在于，所述方法为将所述洗井液加入洗井用水中得到洗井用液体。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述洗井液的添加量为洗井用水质量的0.5-1％。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述洗井用水为采油污水或清水。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括所述洗井用液体的体积为井筒容积的1.5倍。
18.一种权利要求1-10中任一项所述的洗井液在去除老化油中的应用。
19.一种对上述权利要求1-10中任一项所述的洗井液的老化油去除率测定方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：称取一节油管的质量，记为m1；
步骤2：在所述油管内壁上涂抹从井中取出的原油，涂抹均匀，放置于室温环境中1个月，然后称量所述油管质量m2；
步骤3：按照权利要求11的方法制备洗井液，模拟现场施工洗井状态，将所述洗井液加入采油污水中得到洗井用液体，将油管两端与泵进行连接，通过泵将所述洗井用液体循环清洗油管后，取出油管，称量所述油管质量m3；
步骤4：计算老化油去除率。
老化油去除率按公式(1)进行计算：
。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述步骤1还包括测量所述油管的容积。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述步骤3还包括使用1.5倍油管容积的所述洗井用液体进行清洗油管。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述步骤3还包括使用泵按照0.3m3/min的流量将所述洗井用液体输送进入油管内进行清洗。
23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述步骤3中所述将所述洗井用液体循环清洗油管，具体为将所述洗井用液体循环清洗油管3小时。
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