CN109705825A - 一种油田用油气层注水保护剂及制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油田用油气层注水保护剂及制备方法和使用方法，包括水、葡萄糖酸三乙醇胺、1，1‑亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺和杀菌剂，以每升水中各物质的质量计，葡萄糖酸三乙醇胺40‑60g，1，1‑亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺80‑120g，杀菌剂120‑180g。本发明是一种多功能注水保护剂，该剂将杀菌、除氧、除硫化氢（污水）、缓蚀、阻垢/分散、稳定（防膨、防分散和防运移）粘土、稳定Fe3+、破乳和降低油水界面张力的功能集于一身。适用于砂岩地层在注水开发过程中的油气层注水保护以及对注水系统管路在注水过程中的防腐保护；也适用于采油井筒、采油集输管线以及油水分离沉降罐和清水/污水储集罐的杀菌、防腐、防垢保护。
Description
技术领域
本发明属于油气层保护技术领域，具体涉及一种油田用油气层注水保护剂及制备方法和使用方法。
背景技术
在钻井、完井、井下作业和油气田开采全过程中都存在着油气层损害的现象，油气层损害的实质是油气层渗透率的下降。油气层损害直接影响油气生产，增加开发成本，降低油田开发效益，因而，做好油气层保护是油气田勘探开发过程中的必然要求。
从油田勘探开发过程中的钻井、完井、井下作业和油气田开采环节入手，油气层保护技术主要包括：钻井工程中的油气层保护技术、完井过程中的油气层保护技术和油气田开发生产中的油气层保护技术。
油田注水开发中的油气层保护技术是油气田开发生产中油气层保护技术中的重要一项。注水过程中，由于外来入井流体（注入水）进入油气层，必然要与油气层中的岩石和流体接触，将发生各种损害，损害的结果是导致注水压力升高或注水达不到配注要求，影响油气生产，降低注水效益，增加开发成本。
注水过程中的损害主要表现在不合格的注入水水质引起的地层损害，所谓不合格的注入水水质包括两个方面：一是指注入水与地层岩石不配伍，二是指注入水与地层流体不配伍。
注入水与地层岩石不配伍主要表现为：（1）注入水造成地层粘土矿物水化膨胀、分散和运移；（2）由于注水速度过快，引起地层松散微粒分散、运移；（3）注入水机杂粒径、浓度超标，堵塞孔道。注入水与地层流体不配伍主要表现在注入水与地层水不配伍，产生沉淀和结垢。
因此，要降低注入水对油气层的损害，必须对注入水水质进行控制。注入水入井前要进行严格的水质处理。注入水水质是指溶解在水中的矿物盐及其浓度，有机质、气体和细菌的总含量，以及水中悬浮物含量及其粒径分布。
注入水分清水注入水和污水注入水。清水注入水一般是以浅层地下水为水源、不含硫化氢、不含有机质（一般指原油）的淡水，其矿化度较原始地层水的矿化度低得多，清水中有害的溶解气体主要有O2和CO2，机械杂质和水化分散了的粘土微粒是清水中的主要悬浮物，细菌在清水中含量较低。
污水注入水是指含有机质原油的油田地层采出水，其矿化度要比清水注入水的矿化度高很多。除溶有 O2和CO2气体外，还溶有较高的H2S气体，其细菌含量要比清水中的高很多，机械杂质、分散了的粘土微粒、被乳化分散了的原油和细菌尸体是采出水中的主要悬浮物。油田采出水的成分构成比清水复杂得多，必须采取更为严格有效的净化处理（特别是对O2、H2S、细菌的处理）才能被回注到原采出地层。
被乳化的有机质、悬浮物对注水地层的损害主要是堵塞渗流喉道，可通过破乳悬浮、吸附、絮凝、沉淀、过滤等物理方式进行处理；注水过程中因注入水中含盐量、O2、CO2、H2S（污水注入水）、细菌对注水系统管路产生的腐蚀〔腐蚀产物FeS、FeCO3、Fe2O3、Fe(OH)3等随注入水进入地层堵塞地层，降低地层渗透能力，造成注入压力升高〕以及因注水造成注水地层粘土膨胀、分散、运移和沉淀结垢对地层的损害，可通过在注入水中加入化学处理剂的方式进行处理，以减轻或避免注水过程中注入水对注水油气层的损害和对注水系统管路的腐蚀。
加入的化学处理剂之间应相互配伍，各处理剂对地层岩石和地层流体应具有相融性。实践证明，在注入水中加入化学处理剂对注水油气层和注水系统管路进行保护，是行之有效的办法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油田用油气层注水保护剂，减轻或避免注水过程中注入水对注水油气层的损害和对注水系统管路的腐蚀。
本发明的另一个目的在于提供油田用油气层注水保护剂的制备方法。
本发明的另一个目的在于提供油田用油气层注水保护剂的使用方法。
本发明提供的技术方案如下：
一种油田用油气层注水保护剂，包括水、葡萄糖酸三乙醇胺、1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺和杀菌剂，以每升水中各物质的质量计，葡萄糖酸三乙醇胺40-60g，1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺80-120g，杀菌剂120-180g。
所述葡萄糖酸三乙醇胺由葡萄糖酸和三乙醇胺反应制备而成。
所述1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺由二乙基羟胺和1，1-亚乙基二膦酸硫酸水溶液反应制备而成。
所述水为油田地层清水注入水或油田地层污水注入水。
所述杀菌剂为十四烷基三丁基氯化鏻。
所述杀菌剂为十四烷基三丁基氯化鏻和有机醛的混合物，其中，以每升水中各物质的质量计，十四烷基三丁基氯化鏻80-120g，有机醛40-60g。
一种油田用油气层注水保护剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）按葡萄糖酸∶三乙醇胺=1.31∶1.00的重量比，在搅拌条件下，将粉末状葡萄糖酸缓慢加入到浆状三乙醇胺中，反应得到葡萄糖酸三乙醇胺；
步骤2）在搅拌条件下，将二乙基羟胺加入1,1-亚乙基二膦酸硫酸水溶液中，测定中和后的水溶液的pH为7.0即得，1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺；
步骤3）先向防腐配制容器中加入部分水，然后在水中加入配方量的葡萄糖酸三乙醇胺搅拌均匀，在搅拌条件下，再依次加入杀菌剂和1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺，最后加入剩余水，搅拌均匀，测定pH值在7.0±0.2范围内，即得保护剂。
一种油田用油气层注水保护剂的使用方法，浓度以每升注入水中所含保护剂的总质量计，包括以下几种：
1）通过连续注入法以72mg/L-120mg/L的浓度连续注入地层，对注水地层进行保护；
2）通过段塞注入法以60g/L-90g/L的浓度注入地层，对注水地层进行预处理，使注水地层在以后的注水过程中得到保护；
3）在采油过程中，以72mg/L-120mg/L的浓度对采油井筒、采油集输管线以及油水分离沉降罐和污水储集罐进行杀菌、防腐、防垢保护。
段塞注入法是在新井投注或油井转注之前，以段塞的方式注入地层后关井放置24h-48h，对注水地层进行预处理。
本发明的有益效果是：本发明是一种多功能注水保护剂，该剂将杀菌、除氧、除硫化氢（污水）、缓蚀、阻垢/分散、稳定（防膨、防分散和防运移）粘土、稳定Fe3+、破乳和降低油水界面张力的功能集于一身。适用于砂岩地层在注水开发过程中的油气层注水保护以及对注水系统管路在注水过程中的防腐保护；也适用于采油井筒、采油集输管线以及油水分离沉降罐和清水/污水储集罐的杀菌、防腐、防垢保护。
对注水油气层的保护主要体现在防止地层粘土膨胀、分散、运移以及避免注入水与地层水不配伍引起的沉淀结垢、稳定Fe3+和破乳功能上；对注水系统管路、采油井筒、采油集输管线以及油水分离沉降罐和清水/污水储集罐的保护，主要体现在除氧、除硫化氢（污水）、杀菌、缓蚀、防垢功能上。
具体实施方式
本发明提供了一种油田用油气层注水保护剂，包括水、葡萄糖酸三乙醇胺、1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺和杀菌剂，以每升水中各物质的质量计，葡萄糖酸三乙醇胺40-60g，1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺80-120g，杀菌剂120-180g。
实施例1：
本实施例提供了一种油田用油气层注水保护剂，包括水、葡萄糖酸三乙醇胺、1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺和杀菌剂，以每升水中各物质的质量计，葡萄糖酸三乙醇胺40g，1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺80g，杀菌剂120g。杀菌剂为十四烷基三丁基氯化鏻。
制备过程：步骤1）制备有机羧酸盐：按葡萄糖酸∶三乙醇胺=1.31∶1.00的重量比，在搅拌条件下，将粉末状葡萄糖酸缓慢加入到浆状三乙醇胺中，搅拌均匀，即得葡萄糖酸三乙醇胺有机羧酸盐；
步骤2）制备有机硫酸盐：在搅拌条件下，将二乙基羟胺缓慢加入1,1-亚乙基二膦酸硫酸水溶液（40%，w/w）中，搅拌均匀，测定中和后的水溶液的pH=7.0，即得 1,1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺有机硫酸盐（水溶液）。记录pH=7.0的1,1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺水溶液的体积以及pH=7.0的水溶液中40%的1,1-亚乙基二膦酸硫酸水溶液和二乙基羟胺的重量，计算出pH=7.0的水溶液中1,1-亚乙基二膦酸硫酸与二乙基羟胺二者的重量之和，并换算成每方pH=7.0的水溶液中含二者共计多少千克（即每方中性溶液中溶质的量是多少千克，Kg/m3）。
步骤3）先向容积1000升的搪瓷反应釜中加入油田地层清水注入水400升 ，然后将40Kg葡萄糖酸三乙醇胺加入水中，搅拌均匀。在搅拌条件下，再依次加入季鏻盐阳离子表面活性剂氯化物十四烷基三丁基氯化鏻120Kg、1,1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺80Kg（溶质），最后向搪瓷反应釜中加入油田地层清水注入水至1000升，搅拌均匀，测定pH值在7.0±0.2范围内，即得1000升的保护剂成品。
实施例2：
本实施例提供了一种油田用油气层注水保护剂，包括水、葡萄糖酸三乙醇胺、1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺和杀菌剂，以每升水中各物质的质量计，葡萄糖酸三乙醇胺60g，1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺120g，杀菌剂180g。杀菌剂为十四烷基三丁基氯化鏻。
制备过程同实施例1。
实施例1、实施例2中所用清水注入水都为长8地层清水注入水，其水化学组成、综合水质分别见下表1和表2。
表1 长8地层清水注入水水化学组成
表2 长8地层清水注入水综合水质
本发明油层气注水（注清水）保护剂为水溶剂，由于该保护剂为中性（pH为7.0左右）水溶剂，在配液过程中不存在低pH值腐蚀钢具问题，也不存在操作人员酸伤害问题，适用于砂岩地层在注水开发过程中的油气层注水（注清水）保护以及对注水系统管路在注水（注清水）过程中的防腐保护；也适用于清水储集罐的防腐、防垢保护。设计者巧妙利用一剂多能的特点，创造性地使该剂将杀菌、除氧、缓蚀、阻垢/分散、稳定（防膨、防分散和防运移）粘土、稳定Fe3+、破乳和降低油水界面张力的功能集于一身，克服了以往注水剂功能单一化的缺陷。该剂配方简单、合理，各组分之间相融性好，与砂岩地层岩石和地层流体配伍性优异。下表3为注水（注清水）保护剂各组分主要功能。
表3 注水（注清水）保护剂各组分的主要功能
保护剂室内应用性评价：
1、保护剂防腐试验（静态失重法）评价
选取油田常用材质（20﹟）钢片，依据SY/T0026-1999标准（水腐蚀性测试方法）对钢片进行处理，按标准规范进行测定。测定保护剂在不同浓度下，清水注入水对钢片的腐蚀程度（以腐蚀速率计量）以及保护剂对钢片的缓蚀效果（以缓蚀率计量）。在两组对照实验中，6支钢片参与了试验。下表4为保护剂在长8地层清水注入水中的防腐试验结果。
表4 保护剂在长8地层清水注入水中的防腐试验结果（试验温度27℃）
从表4试验结果来看：在27℃恒温、静态密闭条件下，钢片在长8地层清水注入水中放置30天，空白试验平均腐蚀速率为0.0473mm/a；保护剂浓度为72mg/L时，平均腐蚀速率为0.0212mm/a；保护剂浓度为102mg/L时，平均腐蚀速率为0.0133mm/a，对应的缓蚀率为分别为55.2%和71.9%，由此看出，保护剂在其剂量范围内缓蚀效果显著。
2、岩心（砂岩）驱替试验评价
选取西28-31井长8地层自然岩心，依据SY/T5336-1996标准对岩心进行处理，测定注清水注入水（或注加有保护剂的清水注入水）前后岩心渗透率的变化，来计算岩心伤害率或改善率（伤害率为负值）。
1）岩心（地层）伤害（清水注入水中无保护剂）试验：在70℃（模拟长8地层温度）恒温下，用长8原始地层水（见表5）饱和岩心，并驱替其测定岩心渗透率（基础渗透率）后，将长8原始地层水换为长8地层清水注入水（见表），并驱替其测定岩心渗透率。计算岩心伤害率，伤害率= ，伤害试验结果见下表6。
表5长8原始地层水水化学组成
表6长8岩心注清水注入水（无保护剂）伤害试验结果（试验温度70℃）
从表6试验结果来看：清水注入水的岩心渗透率都在下降，下降幅度为26.9%～52.5%，说明注清水注入水使岩心受到了不同程度的伤害，平均伤害率为35.2%。
2）岩心（地层）保护（清水注入水中加有保护剂）试验：在70℃（模拟长8地层温度）恒温下，用长8原始地层水（见表5）饱和岩心，并驱替其测定岩心渗透率（基础渗透率）后，将长8原始地层水换为含有72mg/L和102mg/L保护剂的长8地层清水注入水（见表1），并驱替其测定岩心渗透率。计算岩心伤害率，伤害率= 。岩心驱替试验结果见下表7。
表7 长8岩心注清水注入水（加有保护剂）试验结果（试验温度70℃）
从表7试验结果来看：原始地层水驱替后，不同渗透率（地层水渗透率）的岩心再用不同倍数的含有72mg/L和102mg/L保护剂的清水注入水驱替，其渗透率都有所上升，上升幅度为11.6%～23.1%，保护剂浓度相对较大的清水注入水，其岩心渗透率升幅度也相对较大，两种浓度下的岩心的渗透率平均升幅为15.5%和20.5%。在实际应用中，依据原始地层水与清水注入水的差异性、清水注入水对注水系统管路的腐蚀情况以及地层岩石中含膨胀性粘土矿物的高低等因素，清水注入水中保护剂（连续注入法）的浓度可选择72mg/L、78mg/L、84mg/L、90mg/L、96mg/L和102mg/L六个层级当中的较为适宜的一个。72mg/L～102mg/L的使用浓度，同样适用于对清水储集罐的防腐、防垢保护，依据清水中钙镁离子浓度、氧的含量、细菌的多少以及其对钢材的腐蚀程度，选择较为适宜的一个。
综合上述试验，该保护剂在清水注入水中对20号钢材具有优异的缓蚀保护作用；相对于无保护剂下的清水注入水对岩心35.2%的平均伤害程度来讲，加有保护剂下的清水注入水的岩心平均渗透率虽提高了15.5%和20.5%，但相对于岩心（地层）已经起到了很好的保护作用（平均相对渗透率提高了50.7%和55.7%），效果很突出。
3、保护剂矿场应用
姬塬油田是长庆油田近年来开发的主力区块之一。姬塬油田投入开发的区块存在着注水压力高，甚至存在完全注不进的现象，严重影响了油田正常生产，加大了油田开发难度。通过对姬塬油田油藏的储层物性、敏感性、地层水与注入水的配伍性情况的试验分析，以及对注入水从水源井到注水井井口的水质情况的现场监测，揭示了姬塬油田注水开发过程中的注水伤害机理，提出了在姬塬油田推广应用该保护剂以降低注水地层的伤害，恢复地层注水能力。在姬塬油田注水井施工中推广应用10井次，取得了一定的实效。首先进行了挤注保护剂段塞试验，效果见表8。
表8. 姬塬油田注水井挤注保护剂段塞试验效果统计
沙19-19井段塞半径5米，挤注浓度为60g/L的保护剂60m3,关井放置48小时后，恢复注水；盐69-34井段塞半径5米,挤注浓度为80g/L的保护剂50m3，关井放置48小时后，恢复注水。从措施效果分析发现，对于低渗储层（长2）通过挤注保护剂，可恢复和保持低渗储层渗流能力。对于高渗储层（延9）通过挤注保护剂，由于储层本身渗流能力强，解除地层堵塞后，储层渗流能力恢复后即可产生显著效果。
对地层堵塞严重的注水井，采用有机多元酸解除近井地带的堵塞，再用保护剂稳定地层离子和黏土矿物。姬塬油田侏罗系3口堵塞严重的注水井措施效果表明，该工艺可有效解除近井地带堵塞，提高地层渗流能力，延长酸化措施效果（表9）。
表9 姬塬油田注水井复合降阻措施试验效果统计
压裂是油田增产/增注的有效措施之一，也是油田老井解堵和新井改造的主要手段。压裂改造的注水井，单井日均增注量虽然较大，但有效期较短。这是由于压裂后的地层在注水过程中容易结垢、也易造成黏土膨胀、铁离子沉淀等不利因素。通过挤注保护剂来防止地层压裂后，因注水对地层的损害，以延长压裂有效期。矿场措施效果统计表明，注水井压裂后再挤注保护剂，可明显提高注水能力。压裂后未挤注保护剂的注水井有效期较短（表9）。
实施例3：
本实施例提供了一种油田用油气层注水保护剂，包括水、葡萄糖酸三乙醇胺、1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺和杀菌剂，以每升水中各物质的质量计，葡萄糖酸三乙醇胺40g，1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺80g，杀菌剂120g。其中，杀菌剂为十四烷基三丁基氯化鏻和有机醛的混合物，以每升水中各物质的质量计，十四烷基三丁基氯化鏻80g，有机醛40g。
制备过程：步骤1）、步骤2）同实施例1；
步骤3）先向容积1000升的搪瓷反应釜中加入油田地层污水注入水400升 ，然后将40Kg的丙烯醛加入水中，搅拌均匀，在搅拌条件下，再依次加入60Kg葡萄糖酸三乙醇胺、季鏻盐阳离子表面活性剂氯化物十四烷基三丁基氯化鏻80Kg、1,1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺80Kg（溶质），最后向搪瓷反应釜中加入油田地层污水注入水至1000升处，搅拌均匀，测定pH值在7.0±0.2范围内，即得1000升的保护剂成品。
实施例4：
本实施例提供了一种油田用油气层注水保护剂，包括水、葡萄糖酸三乙醇胺、1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺和杀菌剂，以每升水中各物质的质量计，葡萄糖酸三乙醇胺60g，1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺120g，杀菌剂180g。其中，杀菌剂为十四烷基三丁基氯化鏻和有机醛的混合物，以每升水中各物质的质量计，十四烷基三丁基氯化鏻120g，有机醛60g。
制备过程同实施例3。
实施例3、实施例4中所用污水注入水都为长8地层污水（长8地层采出水）注入水，其水化学组成、综合水质分别见下表10和表11。
表10. 长8地层污水注入水水化学组成
表11. 长8地层污水注入水综合水质
功能：油层气注水（注污水）保护剂为水溶剂，由于该保护剂为中性（pH=7.0左右）水溶剂，在配液过程中不存在低pH值腐蚀钢具问题，也不存在操作人员酸伤害问题，适用于砂岩地层在注水开发过程中的油气层注水（注污水）保护以及对注水系统管路在注水（注污水）过程中的防腐保护；也适用于采油过程中对采油井筒、采油集输管线以及油水分离沉降罐和污水储集罐的防腐、防垢保护。设计者巧妙利用一剂多能的特点，创造性地使该剂将杀菌、除氧、除硫化氢、缓蚀、阻垢/分散、稳定（防膨、防分散和防运移）粘土、稳定Fe3+、破乳和降低油水界面张力的功能集于一身，克服了以往注水剂功能单一化的缺陷。该剂配方简单、合理，各组分之间相融性好，与砂岩地层岩石和地层流体配伍性优异。下表12为注水（注污水）保护剂各组分主要功能。
表12 注水（注污水）保护剂各组分的主要功能
保护剂室内应用性评价：
1、保护剂防腐试验（静态失重法）评价
选取油田常用材质（20﹟）钢片，依据SY/T0026-1999标准（水腐蚀性测试方法）对钢片进行处理，按标准规范进行测定。测定保护剂在不同浓度下，污水注入水对钢片的腐蚀程度（以腐蚀速率计量）以及保护剂对钢片的缓蚀效果（以缓蚀率计量）。在两组对照实验中，6支钢片参与了试验。下表13为保护剂在长8地层污水注入水中的防腐试验结果。
表13 保护剂在长8地层污水注入水中的防腐试验结果（试验温度27℃）
从表13试验结果来看：在27℃恒温、静态密闭条件下，钢片在长8地层污水注入水中放置30天，空白试验平均腐蚀速率为0.0236mm/a；保护剂浓度为90mg/L时，平均腐蚀速率为0.0123mm/a；保护剂浓度为120mg/L时，平均腐蚀速率为0.0096mm/a，对应的缓蚀率为分别为47.9%和59.3%，由此看出，保护剂在其剂量范围内缓蚀效果显著。
2、岩心（砂岩）驱替试验评价
选取西28-31井长8地层自然岩心，依据SY/T5336-1996标准对岩心进行处理，测定注污水注入水（或注加有保护剂的污水注入水）前后岩心渗透率的变化，来计算岩心伤害率或改善率（伤害率为负值）。
1)岩心（地层）伤害（污水注入水中无保护剂）试验：在70℃（模拟长8地层温度）恒温下，用长8原始地层水（见表⒌）饱和岩心，并驱替其测定岩心渗透率（基础渗透率）后，将长8原始地层水换为长8地层污水注入水（见表10），并驱替其测定岩心渗透率。计算岩心伤害率，伤害率= ，伤害试验结果见下表14。
表14. 长8岩心注污水注入水（无保护剂）伤害试验结果（试验温度70℃）
从表14试验结果来看：污水注入水的岩心渗透率有升有降，其中3块岩心渗透率下降，下降幅度仅为5.96%～13.4%（平均为8.9%），1块岩心渗透率有所上升，说明注污水注入水岩心（地层）受到的伤害程度较低。
2)岩心（地层）保护（污水注入水中有保护剂）试验：在70℃（模拟长8地层温度）恒温下，用长8原始地层水（见表）饱和岩心，并驱替其测定岩心渗透率（基础渗透率）后，将长8原始地层水换为含有90mg/L和120mg/L保护剂的长8地层污水注入水（见表10.），并驱替其测定岩心渗透率。计算岩心伤害率，伤害率=。岩心驱替试验结果见表15。
表15 长8岩心注污水注入水（加有保护剂）试验结果（试验温度70℃）
从表15试验结果来看：原始地层水驱替后，不同渗透率（原始地层水渗透率）的岩心再用不同倍数的含有90mg/L和120mg/L保护剂的污水注入水驱替，其渗透率都有所上升，上升幅度为8.9%～13.2%，保护剂浓度相对较大的污水注入水，其岩心渗透率升幅与含低浓度保护剂的污水注入水的岩心渗透率升幅相差无几，两种浓度下的岩心的渗透率平均升幅为10.3%和10.4%，说明保护剂在污水注入水中只要达到最低有效浓度，就能对岩心（地层）起到很好的保护作用，再增加作用有限，这跟污水注入水（地层采出水）与原始地层水性质近似有关。在实际应用中，依据原始地层水与污水注入水的差异性、污水注入水中硫化氢的含量、污水注入水对注水系统管路的腐蚀情况以及地层岩石中含膨胀性粘土矿物的高低等因素，污水注入水中保护剂（连续注入法）的浓度可选择90mg/L、96mg/L、102mg/L、108mg/L、114mg/L和120mg/L六个层级当中的较为适宜的一个。90mg/L～120mg/L的使用浓度，同样适用于采油过程中对采油井筒、采油集输管线以及油水分离沉降罐和污水储集罐的防腐、防垢保护，依据采出水中钙镁离子浓度、硫化氢含量、细菌的多少、曝氧程度以及其对钢材的腐蚀情况，选择较为适宜的一个。
综合试验来看，该保护剂在污水注入水中对20号钢材具有很好的缓蚀保护作用（缓蚀率：47.9%～59.3%）；注污水注入水岩心（地层）受到的伤害程度较低（平均伤害率为8.9%），保护剂在污水注入水中只要达到最低有效浓度，就能对岩心（地层）起到很好的保护作用（平均相对渗透率提高了19.2%和19.3%），再增加作用有限。
综上所述，本发明是一种优异的油田地层注水保护剂，不仅对注水地层有显著的保护作用，而且对注水系统管路还有突出的缓蚀防腐功能，将地层保护和管路防腐集成于一体。
由于保护剂在注入水中加量低（最高浓度也就120mg/L），可大面积的进行注入（连续注入法），是保护剂在应用方面的最大优势所在，注入时只需将保护剂按所需浓度加入净水罐中即可；还可以段塞的方式对注水地层进行预处理，防止后来因注水对地层的损害。由于保护剂还可用于采油井筒、采油集输管线以及油水分离沉降罐和清水/污水储集罐的防腐、防垢保护，这不仅拓宽了其应用范围，而且还展现了其广阔的应用前景。
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。实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (9)
1.一种油田用油气层注水保护剂，其特征在于：包括水、葡萄糖酸三乙醇胺、1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺和杀菌剂，以每升水中各物质的质量计，葡萄糖酸三乙醇胺40-60g，1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺80-120g，杀菌剂120-180g。
2.根据权利要求1所述的一种油田用油气层注水保护剂，其特征在于：所述葡萄糖酸三乙醇胺由葡萄糖酸和三乙醇胺反应制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种油田用油气层注水保护剂，其特征在于：所述1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺由二乙基羟胺和1，1-亚乙基二膦酸硫酸水溶液反应制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种油田用油气层注水保护剂，其特征在于：所述水为油田地层清水注入水或油田地层污水注入水。
5.根据权利要求1所述的一种油田用油气层注水保护剂，其特征在于：所述杀菌剂为十四烷基三丁基氯化鏻。
6.根据权利要求1所述的一种油田用油气层注水保护剂，其特征在于：所述杀菌剂为十四烷基三丁基氯化鏻和有机醛的混合物，其中，以每升水中各物质的质量计，十四烷基三丁基氯化鏻80-120g，有机醛40-60g。
7.根据权利要求1所述的一种油田用油气层注水保护剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）按葡萄糖酸∶三乙醇胺=1.31∶1.00的重量比，在搅拌条件下，将粉末状葡萄糖酸缓慢加入到浆状三乙醇胺中，反应得到葡萄糖酸三乙醇胺；
步骤2）在搅拌条件下，将二乙基羟胺加入1,1-亚乙基二膦酸硫酸水溶液中，测定中和后的水溶液的pH为7.0，即得1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺；
步骤3）先向防腐配制容器中加入部分水，然后在水中加入配方量的葡萄糖酸三乙醇胺搅拌均匀，在搅拌条件下，再依次加入杀菌剂和1，1-亚乙基二膦酸硫酸二乙基羟胺，最后加入剩余水，搅拌均匀，测定pH值在7.0±0.2范围内，即得保护剂。
8.根据权利要求1所述的一种油田用油气层注水保护剂的使用方法，其特征在于，浓度以每升注入水中所含保护剂的总质量计，包括以下几种：
1）通过连续注入法以72mg/L-120mg/L的浓度连续注入地层，对注水地层进行保护；
2）通过段塞注入法以60g/L-90g/L的浓度注入地层，对注水地层进行预处理，使注水地层在以后的注水过程中得到保护；
3）在采油过程中，以90mg/L～120mg/L的浓度对采油井筒、采油集输管线以及油水分离沉降罐和污水储集罐进行杀菌、防腐、防垢保护。
9.根据权利要求8所述的一种油田用油气层注水保护剂的使用方法，其特征在于：段塞注入法是在新井投注或油井转注之前，以段塞的方式注入地层后关井放置24h-48h，对注水地层进行预处理。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102259988A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-11-30 | 天津市科达斯实业有限公司 | 用于油田回注水的多功能水处理剂 |
| CN107522301A (zh) * | 2016-06-20 | 2017-12-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 缓蚀剂和缓蚀剂组合物及其制备方法以及其在抑制水腐蚀中的应用和循环水的处理方法 |
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2018
- 2018-11-28 CN CN201811432107.8A patent/CN109705825A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102259988A (zh) * | 2011-05-24 | 2011-11-30 | 天津市科达斯实业有限公司 | 用于油田回注水的多功能水处理剂 |
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