CN110513081A - 一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤气层井下除垢技术领域，具体是一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法。本发明的复合溶垢剂是由溶垢主剂、铁离子稳定剂、缓蚀剂复合而成，其中主剂为盐酸溶液，铁离子稳定剂为柠檬酸和醋酸复配，缓蚀剂由聚天冬氨酸、环烷基咪唑啉和乌洛托品复配而成；防垢剂是由聚环氧琥珀酸、氨基三亚甲基磷酸和水解聚马来酸酐混合，并溶于水制得，本发明的溶垢剂能够有效去除因使用射流泵进行煤层气排采所产生的井下碳酸钙类垢物，不腐蚀管柱，不产生二次沉淀。
Description
技术领域
本发明涉及煤气层井下除垢技术领域，具体是一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法。
背景技术
在运用射流泵进行人工举升开采煤层气的过程中，井下管柱中心管、泵工作筒及回注水管中逐渐出现了结垢、腐蚀等问题，垢物成分主要为碳酸钙、碳酸镁类垢物。由于射流泵在排采现场的广泛使用，结垢问题普遍存在并日渐严重。井下设备的结垢以及腐蚀问题会使射流泵的泵效变低，无法达到常规排采降压的要求，对于煤层气的正常连续性排采产生了极大地影响，无法连续排采大大降低了煤层气的产量。结垢现象若发生在煤层，则会堵塞近井地带，由于煤层自身低孔低渗的特点，极少的垢物对于渗透率都会产生极大地影响，直接影响煤层气的生产。
为解决井下的结垢腐蚀问题，现有技术为：
1.替换射流泵为螺杆泵。将射流泵替换为螺杆泵后，螺杆泵等常规的排采设备受到井眼轨迹的制约，无法适应水平井的排采方式。同时无法满足煤层气长期稳定连续的排采要求，煤层气的产量相比之前使用射流泵进行排采发生了大幅度下降。
2.直接更换中心管。这种方法是最为直接和简单的方法，其优点为耗时较短，时间控制在五天左右。缺点为费用过高，其中包括作业费用以及中心管的成本费用，且在更换中心管的过程中不利于煤层气的连续排采。
3.更换中心管的管材。这种方法治标不治本，花费成本过高，每一千米的中心管花费将近18万左右。
4.使用阴极保护器防腐。采用阴极保护器对井下管柱进行防腐，由于不同的金属活性不同，选取牺牲阳极保护阴极的方法。具体操作是在每一个短节上镀上一层很厚的锌板。一段时间后短节上的锌板被腐蚀，使得管柱腐蚀的问题得到了缓解。但是电化学腐蚀在管柱上、中、下部表现的不一，使用阴极保护器无法完全达到理想防护效果，且对结垢状况没有缓解。
发明内容
本发明提供了一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法，包括以下步骤：
S1、制备复合溶垢剂和防垢剂
所述复合溶垢剂是将下述质量份数的组分加入到容器中，室温下搅拌混合制得：主剂78-90份；铁离子稳定剂6-18份；缓蚀剂1-4份；
其中，所述主剂为质量分数16-20％的盐酸，所述铁离子稳定剂由柠檬酸、醋酸按质量比为1：2的配比复配，缓蚀剂为聚天冬氨酸、环烷基咪唑啉、乌洛托品按质量比为1：3：6的配比复配；
所述防垢剂由聚环氧琥珀酸、氨基三亚甲基磷酸ATMP、水解聚马来酸酐HPMA按质量比为4：1：2的配比进行复配；
S2、采用酸洗浸泡的方法，将S1制得的复合溶垢剂泵入到井下环空中，关井4-6h后将残液返排至井外；
S3、在对煤层气井下管柱进行酸洗浸泡之后，向注入煤层气井下管柱的循环液中加入防垢剂，通过循环液在油套环空中的循环。
进一步的，S1中，所述复合溶垢剂各组分的加入顺序为主剂、铁离子稳定剂和缓蚀剂。
进一步的，所述防垢剂中水的质量百分比为90％-96％。
本发明的有益效果为：
本发明适应煤层气排采现场中使用射流泵进行排采的区块，对碳酸钙类垢物有很好的溶垢效果。通过化学方法溶除煤层气井下管壁的垢物，不生成二次沉淀、不在井下设备表面发生电化学反应，同时不腐蚀管柱、不影响煤层气的正常排采。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但不应理解为本发明的限制。如未特殊说明，下述实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
本实施例提供了一种煤层气井下复合溶垢剂，包括以下组分：主剂80份、铁离子稳定剂18份、缓蚀剂2份；
其中溶垢主剂为质量分数16％的盐酸；铁离子稳定剂为柠檬酸、醋酸按质量比为1：2的配比复配；缓蚀剂为聚天冬氨酸、环烷基咪唑啉和乌洛托品按质量比为1：3：6的配比复配；
煤层气井下复合溶垢剂配制步骤：在常温下，依照配方量依次向烧杯中加入溶垢主剂、铁离子稳定剂、缓蚀剂搅拌均匀，即得所述煤层气井下复合溶垢剂。
实施例2
本实施例提供了一种煤层气井下复合溶垢剂，包括以下组分：主剂87份、铁离子稳定剂12份、缓蚀剂1份；
其中溶垢主剂为质量分数18％的盐酸；铁离子稳定剂为柠檬酸、醋酸按质量比为1：2的配比复配；聚天冬氨酸、环烷基咪唑啉和乌洛托品按质量比为1：3：6的配比复配；
煤层气井下复合溶垢剂配制步骤：在常温下，依照配方量依次向烧杯中加入溶垢主剂、铁离子稳定剂、缓蚀剂搅拌均匀，即得所述煤层气井下复合溶垢剂；
实施例3
本实施例提供了一种煤层气井下复合溶垢剂，包括以下组分：主剂90份、铁离子稳定剂7份、缓蚀剂3份；
其中溶垢主剂为质量分数20％的盐酸；铁离子稳定剂为柠檬酸、醋酸按质量比为1：2的配比复配；缓蚀剂由聚天冬氨酸、环烷基咪唑啉和乌洛托品按质量比为1：3：6的配比复配；
煤层气井下复合溶垢剂配制步骤：在常温下，依照配方量依次向烧杯中加入溶垢主剂、铁离子稳定剂、缓蚀剂搅拌均匀，即得所述煤层气井下复合溶垢剂；
实施例4
本实施例提供了一种防垢剂，聚环氧琥珀酸、氨基三亚甲基磷酸和水解聚马来酸酐按质量比为4：1：2混合，并溶于水制得，其中水占总质量的96％；
实施例5
本实施例提供了一种防垢剂，聚环氧琥珀酸、氨基三亚甲基磷酸和水解聚马来酸酐按质量比为4：1：2混合，并溶于水制得，其中水占总质量的92％；
实施例6
本实施例提供了一种防垢剂，聚环氧琥珀酸、氨基三亚甲基磷酸和水解聚马来酸酐按质量比为4：1：2混合，并溶于水制得，其中水占总质量的90％。
实施例7
一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法，包括以下步骤：
S1、制备复合溶垢剂和防垢剂，如实施例1制得的复合溶垢剂和实施例4制得的防垢剂。
S2、采用常规酸洗浸泡的方法，将S1制得的复合溶垢剂泵入到井下环空中，关井5h后将残液返排至井外；
S3、在对煤层气井下管柱进行酸洗浸泡之后，向注入煤层气井下管柱的循环液中加入防垢剂溶液，通过循环液在油套环空中的循环，进行防垢。
性能测试
(1)复合溶垢剂的溶垢性能
根据企业标准Q/SY 148-2007《油田集输系统化学清垢剂技术要求》采用失重法来判定溶垢效果。
取实施例1、2、3制备的复合溶垢剂各10ML置于三只试管中，测试其在温度为30℃下溶解0.3g碳酸钙类现场垢样的溶垢率。再对三个实施例在35℃、40℃下的溶解0.3g碳酸钙类现场垢样的溶垢率进行实验。结果如表1所示。
表1复合溶垢剂溶垢性能
(2)复合溶垢剂的缓蚀性能
根据企业标准SY/T5405-1996《酸化用缓蚀剂性能测试方法及评价指。标》，采用室内静态挂片法测定缓蚀性能。
量取实施例1、2、3的复合溶垢剂各100ML置于三个具塞试管中，在常压常温下，将称重并处理好的三个N80钢标准试片分别用棉线悬挂于三个具塞试管中，4h后将试片取出称重，计算缓蚀率，结果如表2所示。
表2复合溶垢剂缓释性能
(3)防垢剂防垢性能
根据企业标准SY/T5673-93《油田用防垢剂性能评测方法》，通过测定Ca2+离子的变化来判断防垢率。
取三只250mL磨口锥形瓶，每只瓶中加入200mL煤层气现场采出水。分别按配方中比例加入实施例4、5、6，称重后在40℃±1℃水浴中静置16h后取出，称重对比，及时补充水分损失。于每个锥形瓶中移取25mL水样，用0.005mol/L的EDTA标准溶液，标定Ca2+离子浓度的变化，计算防垢率，结果如表3所示。
表3防垢剂防垢性能
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备复合溶垢剂和防垢剂
所述复合溶垢剂是将下述质量份数的组分加入到容器中，室温下搅拌混合制得：主剂78-90份；铁离子稳定剂6-18份；缓蚀剂1-4份；
其中，所述主剂为质量分数16-20％的盐酸，所述铁离子稳定剂由柠檬酸和醋酸混合而成，缓蚀剂由聚天冬氨酸、环烷基咪唑啉和乌洛托品混合而成；
防垢剂由聚环氧琥珀酸、氨基三亚甲基磷酸和水解聚马来酸酐混合，并溶于水制得；
S2、采用酸洗浸泡的方法，将S1制得的复合溶垢剂泵入到井下环空中，关井4-6h后将残液返排至井外；
S3、在对煤层气井下管柱进行酸洗浸泡之后，向注入煤层气井下管柱的循环液中加入防垢剂溶液，通过循环液在油套环空中的循环，进行防垢。
2.根据权利要求1所述的一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法，其特征在于，S1中，所述复合溶垢剂各组分的加入顺序为主剂、铁离子稳定剂和缓蚀剂。
3.根据权利要求1所述的一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法，其特征在于，所述铁离子稳定剂中柠檬酸和醋酸的质量比为1：2。
4.根据权利要求1所述的一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法，其特征在于，缓蚀剂中聚天冬氨酸、环烷基咪唑啉和乌洛托品的质量比为1：3：6。
5.根据权利要求1所述的一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法，其特征在于，防垢剂中聚环氧琥珀酸、氨基三亚甲基磷酸和水解聚马来酸酐的质量比为4：1：2。
6.根据权利要求1所述的一种煤层气井下复合溶垢、防垢方法，其特征在于，所述防垢剂中水的质量百分比为90％-96％。
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