CN111647396A - 一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂及制备方法 - Google Patents

一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂及制备方法 Download PDF

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刘思良
申世芳
周飞
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Abstract

本发明公开了一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂及制备方法，按照相应的质量百分比分别取有机酸酐、次磷酸盐、催化剂、pH调节剂、螯合剂，余量为水；将有机酸酐和次磷酸盐置于反应釜中加水溶解后加入过氧化物催化剂反应，加入pH调节剂调节产物的PH值；加入螯合剂搅拌并溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂；该盐垢除垢剂不仅能够增加氯化钠溶解度，同时对碳酸钙及硫酸钙等水难溶性盐垢具有较强的溶解性能，适用于清除油气生产以及储气库运行过程中地层与井筒复合型盐垢，解除上述盐垢在地层与井筒类的沉积，提高油气井生产效率。

Description

一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂及制备 方法
技术领域
本发明属于油气田开发技术领域，涉及一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂及制备方法。
背景技术
在油气田生产过程中，由于压力、温度等条件的变化以及水热力学不稳定性和化学不相容性，往往造成地层、砾石填充层、油套管、油气嘴、集输管线等部位结盐。油气田结盐严重影响油气田正常生产，给油气田开发、储气库运行等生产带来巨大的经济损失，严重阻碍油气田开发以及储气库运行。油气田结盐结盐形成的盐垢主要为氯化钠，其次还有一定量的碳酸钙以及硫酸钙，目前油气田通过采用采用的除垢剂主要针对氯化钠，而对碳酸钙以及硫酸钙则难以清除，导致由于每一次化盐都不彻底，造成打水周期越来越短；结晶核每次在管壁上长时间沉积，不得不定期检管。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明解决的技术问题在于提供一种能够清碳酸钙和硫酸钙盐垢的适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂及制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，按质量分数包括15％～25％的有机酸酐、15％～25％的次磷酸盐、5％～15％的催化剂、5％～15％的pH调节剂、2％～5％的螯合剂，余量为水。
进一步的，有机酸酐包括马来酸酐。
进一步的，次磷酸盐包括次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸铵中的一种或两种。
进一步的，催化剂包括过氧化氢、过氧化碳酸钠、过氧化尿素中的一种或两种
进一步的，pH调节剂包括氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或多种。
进一步的，螯合剂包括乙二胺四乙酸、二乙三胺五乙酸等多乙烯多胺乙酸类螯合剂中的一种或两种
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别取15％～25％的有机酸酐、15％～25％的次磷酸盐、5％～15％的催化剂、5％～15％的pH调节剂、2％～5％的螯合剂，余量为水；
步骤2：将有机酸酐和次磷酸盐置于反应釜中加水溶解后加入过氧化物催化剂并升温至90℃～95℃反应，得溶液A；
步骤3：将pH调节剂加入至溶液A中，调节溶液A的PH值为3.4～5，得溶液B；
步骤4：将螯合剂加入至溶液B中搅拌并溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂。
进一步的，步骤2中有机酸酐和次磷酸盐置于反应釜中加水并升温至50～80℃搅拌溶解。
进一步的，步骤2中加入过氧化物催化剂后搅拌并反应1～2小时。
进一步的，步骤4中将螯合剂加入至溶液B中搅拌0.5～1小时至完全溶解。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂及制备方法，有机酸酐和次磷酸盐等合成的酸性有机螯合剂组分通过酸性作用与螯合原理作用对碳酸钙垢具有较强的溶解性能，同时在酸性条件下合成的有机螯合剂对钙离子有较强的螯合作用，因此对酸难溶性硫酸钙具有较强的溶解性能，另外在酸性环境下该盐垢除垢剂还能够增加氯化钠溶解度，可有效解除油气生产过程中盐垢在地层与井筒类的沉积，提高油气井生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例1温度与时间对除垢剂清垢率的影响图；
图2为本发明实施例2温度对除垢剂清垢率及清垢效率的影响图；
图3为本发明实施例3温度对除垢剂清垢率及清垢效率的影响图；
图4为本发明实施例3岩心结垢清垢驱替压力与时间关系图。
具体实施方式
下面给出具体的实施例。
实施例1
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，按质量分数包括15％的马来酸酐、15％的次磷酸钠、5％的过氧化氢、5％的氢氧化钾、5％的乙二胺四乙酸，余量55％为水。
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别取15％的马来酸酐、15％的次磷酸钠、5％的过氧化氢、5％的氢氧化钾、5％的乙二胺四乙酸，余量55％为水；
步骤2：将马来酸酐和次磷酸钠置于反应釜中加水并升温至50℃搅拌溶解，然后加入过氧化氢催化剂并升温至90℃反应2小时，得溶液A；
步骤3：将氢氧化钾加入至溶液A中，调节溶液A的PH值为3.4，得溶液B；
步骤4：将乙二胺四乙酸加入至溶液B中搅拌0.5小时至完全溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂。
如图1所示，随清垢时间以及清垢温度增加，盐垢剩余率急剧下降，说明对盐垢的清除率急剧增加，对盐垢的清除效果好。
实施例2
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，按质量分数包括20％的马来酸酐、20％的次磷酸钠、10％的过氧化碳酸钠、10％的氢氧化钠、3％的二乙三胺五乙酸，余量37％为水。
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别取20％的马来酸酐、20％的次磷酸钠、10％的过氧化碳酸钠、10％的氢氧化钠、3％的二乙三胺五乙酸，余量37％为水；
步骤2：将马来酸酐和次磷酸钠置于反应釜中加水并升温至80℃搅拌溶解，然后加入过氧化碳酸钠催化剂并升温至93℃反应1.5小时，得溶液A；
步骤3：将氢氧化钠加入至溶液A中，调节溶液A的PH值为5，得溶液B；
步骤4：将二乙三胺五乙酸加入至溶液B中搅拌0.8小时至完全溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂。
如图2所示，随清垢时间以及清垢温度增加，盐垢剩余率急剧下降，说明对盐垢的清除率急剧增加，对盐垢的清除效果好。
实施例3
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，按质量分数包括25％的马来酸酐、20％的次磷酸钠、12％的过氧化尿素、7％的氢氧化钠、8％的氢氧化钾、2％的二乙三胺五乙酸，余量26％为水。
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别取25％的马来酸酐、20％的次磷酸钠、12％的过氧化尿素、7％的氢氧化钠、8％的氢氧化钾、2％的二乙三胺五乙酸，余量26％为水；
步骤2：将马来酸酐和次磷酸钠置于反应釜中加水并升温至60℃搅拌溶解，然后加入过氧化尿素催化剂并升温至95℃反应1小时，得溶液A；
步骤3：将氢氧化钠和氢氧化钾加入至溶液A中，调节溶液A的PH值为4.5，得溶液B；
步骤4：将二乙三胺五乙酸加入至溶液B中搅拌1小时至完全溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂。
如图3所示，随清垢时间以及清垢温度增加，盐垢剩余率急剧下降，说明对盐垢的清除率急剧增加，对盐垢的清除效果好；如图4所示，对岩心第一次地层水驱、第一次注入注入水、第二次地层水驱、第二次注入注入水、第三次地层水驱和第四次水驱处理模拟地层的实际生产过程，模拟岩心内结盐，然后注入清垢剂，能够看到驱替压力增加的斜率明显增大，说明岩心的渗透率在经过除垢剂处理后明显增大，除垢剂的除垢效果明显。
实施例4
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，按质量分数包括18％的马来酸酐、10％的次磷酸钾、15％的次磷酸钠、8％的过氧化尿素、7％的过氧化碳酸钠、8％的氢氧化钠、2％的二乙三胺五乙酸，余量32％为水。
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别取18％的马来酸酐、10％的次磷酸钾、15％的次磷酸钠、8％的过氧化尿素、7％的过氧化碳酸钠、8％的氢氧化钠、2％的二乙三胺五乙酸，余量32％为水；
步骤2：将马来酸酐、次磷酸钾和次磷酸钠置于反应釜中加水并升温至60℃搅拌溶解，然后加入过氧化尿素和过氧化碳酸钠混合催化剂并升温至95℃反应1小时，得溶液A；
步骤3：将氢氧化钠加入至溶液A中，调节溶液A的PH值为4，得溶液B；
步骤4：将二乙三胺五乙酸加入至溶液B中搅拌1小时至完全溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂。
实施例5
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，按质量分数包括22％的马来酸酐、10％的次磷酸钾、8％的次磷酸铵、6％的过氧化尿素、6％的过氧化氢、10％的氢氧化钾、3％的乙二胺四乙酸、2％的二乙三胺五乙酸，余量33％为水。
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别取22％的马来酸酐、10％的次磷酸钾、8％的次磷酸铵、6％的过氧化尿素、6％的过氧化氢、10％的氢氧化钾、3％的乙二胺四乙酸、2％的二乙三胺五乙酸，余量33％为水；
步骤2：将马来酸酐、次磷酸铵和次磷酸钾置于反应釜中加水并升温至60℃搅拌溶解，然后加入过氧化氢和过氧化尿素混合催化剂并升温至95℃反应1小时，得溶液A；
步骤3：将氢氧化钾加入至溶液A中，调节溶液A的PH值为3.8，得溶液B；
步骤4：将乙二胺四乙酸和二乙三胺五乙酸加入至溶液B中搅拌1小时至完全溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂。
实施例6
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，按质量分数包括16％的马来酸酐、12％的次磷酸铵、10％的次磷酸钠、2％的过氧化氢、3％的过氧化碳酸钠、4％的过氧化尿素、6％的氢氧化钠、7％的氢氧化钾、4％的二乙三胺五乙酸，余量36％为水。
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别取16％的马来酸酐、12％的次磷酸铵、10％的次磷酸钠、2％的过氧化氢、3％的过氧化碳酸钠、4％的过氧化尿素、6％的氢氧化钠、7％的氢氧化钾、4％的二乙三胺五乙酸，余量36％为水；
步骤2：将马来酸酐、次磷酸钠和次磷酸铵置于反应釜中加水并升温至60℃搅拌溶解，然后加入过氧化氢、过氧化碳酸钠和过氧化尿素混合催化剂并升温至95℃反应1小时，得溶液A；
步骤3：将氢氧化钠和氢氧化钾加入至溶液A中，调节溶液A的PH值为4.2，得溶液B；
步骤4：将二乙三胺五乙酸加入至溶液B中搅拌1小时至完全溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂。
实施例7
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，按质量分数包括24％的马来酸酐、8％的次磷酸铵、8％的次磷酸钠、8％的次磷酸钾、9％的过氧化氢、6％的过氧化碳酸钠、9％的氢氧化钠、3％的乙二胺四乙酸，余量25％为水。
一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别取24％的马来酸酐、8％的次磷酸铵、8％的次磷酸钠、8％的次磷酸钾、9％的过氧化氢、6％的过氧化碳酸钠、9％的氢氧化钠、3％的乙二胺四乙酸，余量25％为水；
步骤2：将马来酸酐、次磷酸铵、次磷酸钾和次磷酸钾置于反应釜中加水并升温至60℃搅拌溶解，然后加入过氧化氢和过氧化碳酸钠混合催化剂并升温至95℃反应1小时，得溶液A；
步骤3：将氢氧化钠加入至溶液A中，调节溶液A的PH值为4.7，得溶液B；
步骤4：将乙二胺四乙酸加入至溶液B中搅拌1小时至完全溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂。

Claims (10)

1.一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，其特征在于，按质量分数包括15％～25％的有机酸酐、15％～25％的次磷酸盐、5％～15％的催化剂、5％～15％的pH调节剂、2％～5％的螯合剂，余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，其特征在于，所述有机酸酐包括马来酸酐。
3.根据权利要求1所述的一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，其特征在于，所述次磷酸盐为包括次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸铵中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，其特征在于，所述催化剂包括过氧化氢、过氧化碳酸钠、过氧化尿素中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，其特征在于，所述pH调节剂包括氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂，其特征在于，所述螯合剂包括乙二胺四乙酸、二乙三胺五乙酸中的一种或两种。
7.一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按照质量百分比分别取15％～25％的有机酸酐、15％～25％的次磷酸盐、5％～15％的催化剂、5％～15％的pH调节剂、2％～5％的螯合剂，余量为水；
步骤2：将有机酸酐和次磷酸盐置于反应釜中加水溶解后加入过氧化物催化剂并升温至90℃～95℃反应，得溶液A；
步骤3：将pH调节剂加入至溶液A中，调节溶液A的PH值为3.4～5，得溶液B；
步骤4：将螯合剂加入至溶液B中搅拌并溶解，得适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂。
8.根据权利要求7所述的一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中有机酸酐和次磷酸盐置于反应釜中加水并升温至50～80℃搅拌溶解。
9.根据权利要求7所述的一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中加入过氧化物催化剂后搅拌并反应1～2小时。
10.根据权利要求7所述的一种适用于油气井及储层用弱酸性螯合盐垢除垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4中将螯合剂加入至溶液B中搅拌0.5～1小时至完全溶解。
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