CN108467717B - 水基清防蜡剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种水基清防蜡剂及其制备方法，由熔蜡分散剂、润湿反转剂、增溶分散剂、醇类助溶剂以及水或模拟盐水组成，所述熔蜡分散剂、润湿反转剂、增溶分散剂和醇类助溶剂占水基清防蜡剂的质量百分比为15％～35％；其制备方法包括以下步骤：取熔蜡分散剂、润湿反转剂和增溶分散剂混合均匀后向其中加入醇类助溶剂，经混合后加入水或模拟盐水制备得到水基清防蜡剂。本发明涉及一种水基清防蜡剂及其制备方法，水基清防蜡剂既可以防蜡又可以清蜡，相比较常规使用的乳液型清防蜡剂更加安全、高效，且无异味、无污染、高闪点。
Description
技术领域
本发明属于石油开采集输技术领域，尤其涉及一种水基清防蜡剂及其制备方法。
背景技术
我国开采的原油中大多都含有一定量的蜡，在地层中的原油中的蜡通常以溶解状态存在，但是在原油的开采过程中，油井产出的原油液从地层下开采并输送到地面上，原油液的温度和所受的压强不断下降，原油溶蜡能力逐渐降低，当原油液温度低于其中的蜡的熔点时，蜡开始逐渐结晶析出，析出的蜡会沉积在井壁周围和生产套管内，对储层造成伤害，造成抽油杆过载、油管堵塞等问题，导致油井产油量下降。
为保证油井的产量和生产效率，目前原油生产中防止石蜡沉积的方法主要有机械清蜡、热力清防蜡和化学药剂清防蜡等。最早的传统的清防蜡的方法是机械刮蜡法，后来发展到热油或蒸汽热洗的方法，机械清蜡和热力清蜡可有效清除油井内沉积的石蜡，但是这两种方法作业时油井必需停产，而且劳动强度大，能源消耗也较大，其中热力清蜡方式在油层压力较低时，大量洗井水会进入地层造成粘土膨胀，堵塞油层，还会污染地层，另外，热力清蜡还会导致洗井液发生倒灌现象，影响正常生产。热洗清蜡过程中，热量在井筒上的散热，损失较大，还会导致井筒底部的蜡难以清除。
随着技术的发展，又出现了声波清防蜡和细菌清防蜡等方法，但是这两种方法对设备或者环境的要求较高，操作技术性非常强，不利于现场应用。
化学药剂清防蜡技术能够克服上述方法的缺点而且清蜡效果好，而具有非常好的市场应用前景。化学清蜡使用的清防蜡剂主要有油基清蜡剂和油水混合乳液型清防蜡剂、水基清防蜡剂。其中油基清蜡剂溶蜡速度快，清蜡效率高，但是密度小，对含水量较高的油井并不适合，而且油基清防蜡剂易挥发、易燃易爆，安全性较差，使用时必须有严格的防火措施。其中乳液型清防蜡剂在制备和贮存时必须稳定，而到达井底后必须立即破乳，这就对乳化剂的选择和对井底破乳温度有着严格的要求，制备和使用时间条件要求较高，否则就起不到清防蜡作用。
然而现有技术中针对化学药剂清防蜡多为乳液请放蜡剂，例如申请公告号为CN104109517A的发明专利公开了一种乳液清蜡防蜡剂及其制备方法，属于石油开采技术领域，它包括按照重量分数计的如下组分：壬基酚聚氧乙烯醚20-25份、亚油酸单甘油酯8-13份、地衣芽孢杆菌3-5份、甲基丙烯酸树脂6-9份、三异丙醇胺10-15份、异丙醇30-40份、叔丁醇20-40份、六偏磷酸钠3-8份、木质素季铵盐型表面活性剂6-12份、2,4-二(溴化-3-烷基咪唑)-1,3-丙二醇8-15份、苏打泡腾片0.5-1份、琼脂糖5-10份、水150-200份。又例如申请公告号为CN105255468A的发明专利公开了一种乳液型清防蜡剂及其制备方法，属于石油开采技术领域。该乳液型清防蜡剂由以下重量百分比的组分组成：150号溶剂油45％～60％、辛基酚聚氧乙烯醚4.5％～6％、脂肪醇聚氧乙烯醚4.5％～6％、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯2.25～3％、醚类助溶剂3～4％，余量为水或模拟盐水。再例如申请公告号为CN103923630B的发明专利公开了一种乳液清防蜡剂属于防蜡剂，包括多乙烯多胺环氧乙烷环氧丙烷聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠及水，由下列各化合物按以下质量百分比组成：C5～C9裂解馏分40-50％、多乙烯多胺环氧乙烷环氧丙烷聚氧乙烯醚5～8％、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸钠7.5～11％、失水山梨醇单油酸酯1.5～3.5％、磷酸三丁酯0.5～1％及水25.5％～44.5％。
相比较上述的乳液型清防蜡剂，水基清防蜡剂能够克服油基清蜡剂及乳液型清防蜡剂的上述缺点，且无异味、无污染、高闪点，使用过程环保安全。但现有技术中尚未见真正意义的高效的水基清防蜡剂，其配方的确定和相应制备方法的确定均有待完善。
发明内容
本发明针对上述的技术问题，提出一种水基清防蜡剂及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种水基清防蜡剂，由熔蜡分散剂、润湿反转剂、增溶分散剂、醇类助溶剂以及水或模拟盐水组成，所述熔蜡分散剂、润湿反转剂、增溶分散剂和醇类助溶剂占水基清防蜡剂的质量百分比为15％～35％。
作为优选，包括以下重量百分数的原料组分：10％～15％的熔蜡分散剂、1％～5％的润湿反转剂、1％～5％份的增溶分散剂、3％～10％的醇类助溶剂，余量为水或模拟盐水。
作为优选，包括以下重量百分数的原料组分：的熔蜡分散剂、的润湿反转剂、的增溶分散剂、的醇类助溶剂，余量为水或模拟盐水。
作为优选，所述熔蜡分散剂为硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐和聚乙二醇双油酸脂中的一种或几种。
作为优选，所述润湿反转剂为聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醇醚磺酸盐和聚氧乙烯烷基酚醚中的一种或几种。
作为优选，所述增溶分散剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、聚乙二醇双油酸脂、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。
作为优选，所述醇类助溶剂为甲醇、乙醇和正丁醇中的一种或几种。
一种上述水基清防蜡剂的制备方法，包括以下步骤：取熔蜡分散剂、润湿反转剂和增溶分散剂混合均匀后向其中加入醇类助溶剂，经混合后加入水或模拟盐水制备得到水基清防蜡剂。
作为优选，所述水基清防蜡剂的pH为6.0～8.0。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明涉及一种水基清防蜡剂及其制备方法，水基清防蜡剂既可以防蜡又可以清蜡，相比较常规使用的乳液型清防蜡剂更加安全、高效，且无异味、无污染、高闪点，其所涉及水基清蜡剂的作用原理是使蜡表面发生润湿反转，从亲油面转化为亲水面，从而有利于蜡从表度脱落，不利于蜡在表面再沉积，相对于传统溶剂型清防蜡剂及乳液型清防蜡剂以有机溶剂相似相容的机理进行熔蜡相比较，水为溶剂熔蜡具有生产安全方便，低成本，高效率，作业过程中操作安全简便等优点。
2、本发明涉及一种水基清防蜡剂及其制备方法，相比于乳液型清防蜡剂温度需在60℃以上方可发挥清防蜡作用，而本发明所述水基清防蜡剂在45℃以上即可发挥很好的清防蜡作用，因此本发明所述水基清防蜡剂适用温度范围更广，工况适用能力更强，另外在清理管道积蜡的过程中不需加热至较高温度，节约能耗。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供一种水基清防蜡剂，由熔蜡分散剂、润湿反转剂、增溶分散剂、醇类助溶剂以及水或模拟盐水组成，所述熔蜡分散剂、润湿反转剂、增溶分散剂和醇类助溶剂占水基清防蜡剂的质量百分比为15％～35％。
其中水基清防蜡剂的作用原理：本发明的水基清防蜡剂以水作分散介质，熔蜡分散剂、润湿反转剂、增溶分散剂和醇类助溶剂等作为分散相溶解在水中，构成水基清蜡剂。润湿反转剂的作用是使蜡表面发生润湿反转，从亲油面转化为亲水面，从而有利于蜡从表度脱落，不利于蜡在表面再沉积:熔蜡分散剂的作用，使脱落或未能沉积结晶的蜡溶解分散于水中，增溶分散剂，醇类助溶剂的作用是增加熔蜡分散剂及润湿反转剂也包括蜡与水的相互溶解度。
在一可选实施例中，所述水基清防蜡剂，包括以下重量百分数的原料组分：10％～15％的熔蜡分散剂、1％～5％的润湿反转剂、1％～3％份的增溶分散剂、3％～10％的醇类助溶剂，余量为水或模拟盐水。本发明的水基清防蜡剂各原料组分可任意筛选上述各组分的含量值，相配伍后得到的水基清防蜡剂均能够实现防蜡和清蜡的效果。
在一优选实施例中，所述水基清防蜡剂，包括以下重量百分数的原料组分：10份的熔蜡分散剂、3份的润湿反转剂、2份的增溶分散剂、5份的醇类助溶剂，余量为水或模拟盐水。本发明的水基清防蜡剂各原料组分可任意筛选上述各组分的含量值，在上述进一步限定的含量值基础上，得到的水基清防蜡剂防蜡率更高，可达到98.0％以上。
在一可选实施例中，所述熔蜡分散剂为硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐和聚乙二醇双油酸脂中的一种或几种。其中熔蜡分散剂的添加进一步使在润湿反转剂作用下脱落或未能沉积结晶的蜡溶解分散于水中。
在一可选实施例中，所述润湿反转剂为聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醇醚磺酸盐和聚氧乙烯烷基酚醚中的一种或几种。
在一可选实施例中，所述增溶分散剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、聚乙二醇双油酸脂、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种。所添加的增溶分散剂增加熔蜡分散剂及润湿反转剂也包括蜡与水的相互溶解度。
在一可选实施例中，所述醇类助溶剂为甲醇、乙醇和正丁醇中的一种或几种。所添加的醇类助溶剂能够增加熔蜡分散剂及润湿反转剂也包括蜡与水的相互溶解度。
在一优选实施例中，所述醇类助溶剂包括质量比为3:2:1的甲醇、乙醇和正丁醇。在该含量配比的醇类助溶剂的配伍条件下，所获取的水基清防蜡剂防蜡效果更佳。
本实施例还提供一种水基清防蜡剂的制备方法，包括以下步骤：取熔蜡分散剂、润湿反转剂和增溶分散剂混合均匀后向其中加入醇类助溶剂，经混合后加入水或模拟盐水制备得到水基清防蜡剂。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的水基清防蜡剂及其制备方法，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1：
一种水基清防蜡剂，包括以下重量百分数的原料组分：
其中，熔蜡分散剂为硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚与聚乙二醇双油酸脂3:1混合物，润湿反转剂为聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯盐，增溶分散剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，醇类助溶剂为甲醇，乙醇，正丁醇按照3:2:1的混合物。
上述水基清防蜡剂的制备方法：在反应釜中加入熔蜡分散剂、润湿反转剂和增溶分散剂混合均匀后向其中加入醇类助溶剂搅拌半小时，加入水充分搅拌至均匀。
实施例2：
一种水基清防蜡剂，包括以下重量百分数的原料组分：
其中，熔蜡分散剂为硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚与脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐3:1混合物，润湿反转剂为聚氧乙烯烷基酚醚，增溶分散剂为聚乙二醇双油酸脂，脂肪醇聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚1:1:1的混合物，醇类助溶剂为甲醇，乙醇，正丁醇按照3:2:1的混合物。
上述水基清防蜡剂的制备方法：在反应釜中依次加入醇类助溶剂，熔蜡分散剂，润湿反转剂后搅拌半小时后，依次加入水及增溶分散剂充分搅拌至均匀。
实施例3：
一种水基清防蜡剂，包括以下重量百分数的原料组分：
其中，熔蜡分散剂为聚乙二醇双油酸脂与脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐1:1混合物，润湿反转剂为聚氧乙烯烷基酚醚，增溶分散剂为聚乙二醇双油酸脂，脂肪醇聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚1:1:1的混合物，醇类助溶剂为甲醇，乙醇，正丁醇按照3:2:1的混合物。
上述水基清防蜡剂的制备方法：在反应釜中加入熔蜡分散剂、润湿反转剂和增溶分散剂混合均匀后向其中加入醇类助溶剂搅拌半小时，加入水充分搅拌至均匀。
原料组分含量值筛选实验：
按表1数据筛选水基清防蜡剂的优选含量值，验证各组分配伍的作用效果。其中密度检测方法按照标准为GB/T 4472，闪点(闭口)检测方法按照标准GB/T261-2008，熔蜡速率和防蜡率检测方法按照标准Q/SH 1020。
表1原料组分含量值筛选实验
实施例1～3的防蜡率检测实验：
取实施例1～3所制备的水基清防蜡剂，检测其防蜡率，同时设置对比例1和2，检测结果如表2所示。
对比例1为按照公开号为CN 106190078 A的发明专利提供的环保型微乳液清防蜡剂及制备方法所制备的微乳液清防蜡剂；
对比例2为按照实施例1提供的水基清防蜡剂中去除醇类助溶剂后制备得到的水基清防蜡。
对比例3为按照实施例1提供的水基清防蜡剂中去除熔蜡分散剂制备得到的水基清防蜡。
对比例4为按照实施例1提供的水基清防蜡剂中去除增溶分散剂制备得到的水基清防蜡。
表2实施例1～3的防蜡率检测结果
如表2数据可知，本实施例1～3提供的水基清防蜡剂相比较对比例1～4来说，防蜡率更高，且闪点更高，且密度达到0.94g/cm3，对高含水油井，可从套管加入，迅速分散于整个油管体系，起到清防蜡的作用。不具备腐蚀性，不会对井下设备造成损害；真正意义上的水基清防蜡剂，无异味，无污染，高闪点，使用过程环保安全。
Claims (3)
1.一种水基清防蜡剂，其特征在于：包括以下重量百分数的原料组分：10％～15％的熔蜡分散剂、1％～5％的润湿反转剂、1％～5％的增溶分散剂、3％～10％的醇类助溶剂，余量为水，所述熔蜡分散剂、润湿反转剂、增溶分散剂和醇类助溶剂占水基清防蜡剂的重量百分比为15％～35％，其中：
所述熔蜡分散剂为硬脂酸甲酯聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸盐和聚乙二醇双油酸脂中的一种或几种；
所述润湿反转剂为聚氧乙烯烷基醇醚硫酸酯盐、聚氧乙烯烷基醇醚磺酸盐和聚氧乙烯烷基酚醚中的一种或几种；
所述增溶分散剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、聚乙二醇双油酸脂、脂肪醇聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种；
所述醇类助溶剂为甲醇、乙醇和正丁醇中的一种或几种。
2.一种如权利要求1所述的水基清防蜡剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：取熔蜡分散剂、润湿反转剂和增溶分散剂混合均匀后向其中加入醇类助溶剂，经混合后加入水制备得到水基清防蜡剂。
3.根据权利要求2所述的水基清防蜡剂的制备方法，其特征在于：所述水基清防蜡剂的pH为6.0～8.0。
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