CN113185961A - 一种防垢型中性解堵剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防垢型中性解堵剂及其制备方法，按照重量份计包括如下组分：缓蚀剂5‑8份、表面活性剂2‑5份、金属螯合剂2‑3份、多元羟酸铵盐2‑5份、含氮化合物1‑3份、分散剂1‑2份、去离子水70‑95份、复合季铵盐3‑6份，本发明通过对解堵剂组分重新设计配比避免了通过传统配方生产出现缓蚀剂失效造成腐蚀的问题，其次稳定性更高，腐蚀率、除垢率和洗净率更加优异，消除了在现场使用存在的安全隐患，对于长期采油更能保证安全生产，绿色环保，并且在制备过程中通过差速贴壁低速搅拌和差速贴壁高速搅拌避免了各组分的配比发生变化，同时避免了在稳定搅拌过程中各组分混合不均匀而导致制备的中性解堵剂的效果较差的问题。

Description

一种防垢型中性解堵剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及解堵剂技术领域，具体涉及一种防垢型中性解堵剂及其制备方法。

背景技术

随着全国大部分油田进入高含水开发后期，三次采油技术正在大规模推广应用，继大庆油田、胜利油田、大港油田之后，河南、辽河、新疆等油田都先后进行了先导性试验，并取得了成功，其中，三元复合驱油技术被大量应用在采油现场。

三元复合驱油是通过在注入水中加入一定量的表面活性剂、碱和相对大分子量的聚合物，用以提高驱油效率和原油采收率的技术，其中聚合物在地层中主要以溶解、吸附和捕集的方式存在，但存在着注聚井堵塞的问题且日益突出，现有一般通过解堵剂减少注聚井的堵塞问题，解堵剂的制备一般是将不同类型的强氧化剂按照一定比例复配后配置成酸性溶液并直接应用于解堵现场，但存在稳定性较低且不宜存放过久，安全隐患较大，且现有的解堵剂在制备时一般通过搅拌罐对固体组分和液体组分进行混合搅拌，但在混合过程中固体部分易粘附至搅拌罐的内壁上影响配置的解堵剂组分配比，其次，在高速搅拌时液体在经过一段时间的搅拌后会保持稳定流动导致各部分间距浓度不同，使得解堵剂的效果受到较大影响，不能达到预期效果，因此，需要设计一种防垢型中性解堵剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防垢型中性解堵剂及其制备方法，解决了现有的解堵剂稳定性较差导致存在较大的安全隐患以及在制备过程中搅拌时有部分固体粘附在搅拌罐内壁上使得解堵剂组分配比与设计不符合，且在搅拌过程中液体稳定流动导致各区域浓度不同导致解堵剂效果受到影响不能达到预期效果的问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种防垢型中性解堵剂，按照重量份计包括如下组分：缓蚀剂5-8份、表面活性剂2-5份、金属螯合剂2-3份、多元羟酸铵盐2-5份、含氮化合物1-3份、分散剂1-2份、去离子水70-95份、复合季铵盐3-6份。

作为本发明的一种优选方案，所述复合季铵盐包括烷基氯化铵、环氧基氯化铵中的一种或多种，且所述复合季铵盐与所述缓蚀剂的质量比为1:3.5。

为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：

一种防垢型中性解堵剂的制备方法，包括步骤，

S100，按照重量比配置好各组分，将去离子水加热至50～60℃并保持恒温；

S200，将所述多元羟酸铵盐、所述含氮化合物、所述复合季铵盐、所述表面活性剂和所述金属螯合剂分别破碎研磨成不同的粒度，并将研磨后的各成分按照粒度由大至小的顺序逐步加入进行混合，且在混合的过程中以少量多次的方式加入经过预处理的去离子水，在差速贴壁低速搅拌的条件下混合得到球粒状的混合物A；

S300，在混合物A中依次添加缓蚀剂和分散剂，与此同时添加去离子水形成混合液，调节混合液的温度至30～50℃，再在差速贴壁高速搅拌的条件下混合形成中性解堵剂。

作为本发明的一种优选方案，在步骤S200中，所述差速贴壁低速搅拌具体包括如下步骤：

按顺序加入组分的同时进行低速搅拌，使得不同粒度的组分混合均匀形成混合粉末；

在少量多次加入去离子水的同时低速搅拌混合粉末，在搅拌的过程中通过贴壁搅拌使得所有组分被均匀搅拌；

通过控制搅拌的速度变化使得混合粉末在去离子水的作用下形成不同半径的球粒状的混合物A；

在步骤S300中，所述差速贴壁高速搅拌具体包括如下步骤：

在混合物A中依次添加缓蚀剂和分散剂，并在添加的过程中保持差速贴壁低速；

向其中加入去离子水，在搅拌的过程中通过贴壁搅拌使得所有组分被均匀搅拌，与此同时通过控制搅拌的速度变化使得混合物A在变化的高速搅拌中被撕裂均匀分布在混合液中。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中根据组分的密度计算每种组分的粒度大小，并根据计算的粒度大小进行主动破碎研磨形成不同的粒度，并且在对每种组分进行研磨粉碎后进行振动破碎使得每个颗粒上均形成微裂缝。

作为本发明的一种优选方案，在S200和S300中均通过搅拌罐进行混合搅拌，所述搅拌罐包括罐体和设置在所述罐体内部的混流搅拌轴，所述混流搅拌轴上对称设置有多个引流扇叶，且所述混流搅拌轴和所述引流扇叶共同对所述罐体内部进行多角度搅拌并引导液体流向清理内壁；

所述混流搅拌轴包括设置在所述罐体内部的主动轴和环形阵列设置在所述主动轴上的多个混流轴组，每个所述混流轴组均包括多个混流轴，每个所述混流轴上均设置有引流斜面；

所述引流扇叶包括设置在所述混流轴端部的连接板，所述连接板上靠近所述罐体的侧壁沿竖直方向等间距倾斜设置有多个引流板，每个所述引流板的顶部均设置有多个用于搅乱液体流向的混流凸起。

作为本发明的一种优选方案，所述连接板位于两个所述引流板之间的位置均开设有混流槽，每个所述混流槽内均通过转轴安装有多个转辊，每个所述转辊上均环形阵列设置有多个与所述辊体内壁相抵的滚板，且通过所述滚板与所述罐体之间的摩擦力带动所述辊体转动改变所述液体搅拌流动方向。

作为本发明的一种优选方案，所述连接板包括与所述罐体内壁同心设置的弧形板体和相切过渡设置在所述弧形板体一侧的过渡引流板体，且所述过渡引流板体与所述罐体之间的间距呈线性增大。

作为本发明的一种优选方案，所述引流斜面上沿所述混流轴的轴线方向等间距设置有多个混流孔，且每个所述引流孔的设置方向均不同，多个所述引流孔共同改变所述液体的搅拌流动方向。

作为本发明的一种优选方案，所述引流斜面和所述引流板的倾斜方向不同，且所述引流斜面和所述引流板的表面均与所述液体相向运动。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明通过对解堵剂组分重新设计配比避免了通过传统配方生产出现缓蚀剂失效造成腐蚀的问题，其次稳定性更高，腐蚀率、除垢率和洗净率更加优异，消除了在现场使用存在的安全隐患，对于长期采油更能保证安全生产，绿色环保，并且在制备过程中通过差速贴壁低速搅拌和差速贴壁高速搅拌避免了各组分的配比发生变化，同时避免了在稳定搅拌过程中各组分混合不均匀而导致制备的中性解堵剂的效果较差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供一种防垢型中性解堵剂的制备方法的结构框图；

图2为本发明实施例提供搅拌罐的结构示意图；

图3为本发明实施例提供引流扇叶的结构示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-罐体；2-混流搅拌轴；3-引流扇叶；

201-主动轴；202-混流轴；203-引流斜面；204-引流孔；

301-连接板；302-引流板；303-混流凸起；304—混流槽；305-转辊；306-滚板；307-弧形板体；308-引流板体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

实施例1：

本发明提供了一种防垢型中性解堵剂，按照重量份计包括如下组分：缓蚀剂5-8份、表面活性剂2-5份、金属螯合剂2-3份、多元羟酸铵盐2-5份、含氮化合物1-3份、分散剂1-2份、去离子水70-95份、复合季铵盐3-6份。

复合季铵盐包括烷基氯化铵、环氧基氯化铵中的一种或多种，且复合季铵盐与缓蚀剂的质量比为1:3.5。

在本发明中，表面活性剂为阴离子型表面活性剂，用于在溶液内部使得界面状态发生明显变化，且亲水亲油，在溶液表面定向排列，用于分散油井中的有机垢和无机垢分子至原油中，降低两者的吸附作用，可选自全氟羧酸盐、全氟磺酸盐、烷基硫酸盐、硫酸盐醚、烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐中的一种或多种。

在本实施例中，金属螯合剂为氨基三甲叉膦酸，多元羧酸铵盐为柠檬酸二氢铵，含氮化合物为苯丙三氮唑，分散剂为氨基硅油。

苯丙三氮唑可以有效降低自身含有的杂原子以及芳环吸附在金属表面，病痛其他组分相互协同有效降低了腐蚀率。

复合季铵盐用于减少副反应并加快反应速率，其次用于无机絮凝剂。

实施例2：

如图1、图2和图3所示，本发明还提供了一种防垢型中性解堵剂的制备方法，包括步骤，

S100，按照重量比配置好各组分，将去离子水加热至50～60℃并保持恒温；

S200，将所述多元羟酸铵盐、所述含氮化合物、所述复合季铵盐、所述表面活性剂和所述金属螯合剂分别破碎研磨成不同的粒度，并将研磨后的各成分按照粒度由大至小的顺序逐步加入进行混合，且在混合的过程中以少量多次的方式加入经过预处理的去离子水，在差速贴壁低速搅拌的条件下混合得到球粒状的混合物A；

S300，在混合物A中依次添加缓蚀剂和分散剂，与此同时添加去离子水形成混合液，调节混合液的温度至30～50℃，再在差速贴壁高速搅拌的条件下混合形成中性解堵剂。

在本实施例中，去离子水少量多次的添加方式(少量多次具体添加方式为：每次添加量不超过组分总质量的5％，添加次数不少于4次)具体是按照所述多元羟酸铵盐、所述含氮化合物、所述复合季铵盐、所述表面活性剂和所述金属螯合剂的颗粒大小不同进行添加，当添加的组分颗粒体积较大时添加的去离子水较多，当添加的组分颗粒体积较小时添加的去离子水较少。

其次，通过少量多次添加去离子水使得各组分在差速贴壁低速搅拌状态下能够发生有效粘附，使得各组分对于去离子水的吸收充分且各组分之间能够有效混合粘附发生集聚形成球粒的混合物A，并通过差速贴壁高速搅拌均匀分散并混合形成中性解堵剂，使得各组分之间的混合均匀性更高，得到的中性解堵剂具有更好的使用效果。

在步骤S200中，所述差速贴壁低速搅拌具体包括如下步骤：

按顺序加入组分的同时进行低速搅拌，使得不同粒度的组分混合均匀形成混合粉末；

在少量多次加入去离子水的同时低速搅拌混合粉末，在搅拌的过程中通过贴壁搅拌使得所有组分被均匀搅拌；

通过控制搅拌的速度变化使得混合粉末在去离子水的作用下形成不同半径的球粒状的混合物A。

在低速搅拌以及去离子水少量多次的添加状态下，各组分能够有效与去离子水接触并混合，且去离子水在低速搅拌条件下形成多方向的分散水流，使得去离子水与各组分之间能够有效充分接触。

其次，形成的混合物A包含多种组分，并通过低速搅拌状态均匀分散，在S300中进一步混合搅拌时能够有效提升各组分的混合均匀度，提升中性解堵剂的使用效果。

需要说明的是，在混合物A形成的球粒状结构中并没有完全固结，当遇到较强的剪切力时能够被重新撕开形成粉末并充分混合在混合液中。

同时通过贴壁搅拌有效避免了各组分在与去离子水接触混合时发生粘附现象导致各组分配比重量减少而导致中性解堵剂的使用效果降低的问题。

在步骤S300中，所述差速贴壁高速搅拌具体包括如下步骤：

在混合物A中依次添加缓蚀剂和分散剂，并在添加的过程中保持差速贴壁低速；

向其中加入去离子水，在搅拌的过程中通过贴壁搅拌使得所有组分被均匀搅拌，与此同时通过控制搅拌的速度变化使得混合物A在变化的高速搅拌中被撕裂均匀分布在混合液中。

通过高速搅拌对形成的混合物A破碎分散与去离子水充分混合溶解，并使得混合物A与缓蚀剂以及分散剂充分有效接触混合，高速搅拌状态有利于各组分的均匀混合，使得混合液各部分的区域浓度相同，提升制备的中性解堵剂的使用效果。

其次，通过贴壁搅拌混合进一步对粘附的组分进行刮除与去离子水混合溶解，避免组分配比发生变化影响制备的中性解堵剂的使用效果。

且在高速搅拌状态下去离子水形成多方向的高速分散水流，使得整个搅拌体系呈现紊乱无序状态，并且通过高速水流进行对各组分进行搅拌混合，紊乱无序的搅拌过程使得各组分之间能够有效接触混合进一步提升混合均匀性，保证制备的中性解堵剂具有优秀的使用效果。

同时高速状态的分散水流能够有效对混合物A和附壁的组分产生冲击和破碎效果，保证各组分的重量配比不发生改变并进一步提升搅拌的充分和均匀性。

在步骤200中根据组分的密度计算每种组分的粒度大小，并根据计算的粒度大小进行主动破碎研磨形成不同的粒度，并且在对每种组分进行研磨粉碎后进行振动破碎使得每个颗粒上均形成微裂缝。

通过密度计算颗粒大小，使得每个颗粒的质量相当，从而便于混合，而在研磨破碎之后通过振动使得每个颗粒上均形成微裂缝，从而在后期高速搅拌产生的碰撞以及剪切力的作用下形成更加细小的颗粒，以便更好的混合以达到更佳的效果。

在S200和S300中均通过搅拌罐进行混合搅拌，搅拌罐包括罐体1和设置在罐体1内部的混流搅拌轴2，混流搅拌轴2上对称设置有多个引流扇叶3，且混流搅拌轴2和引流扇叶3共同对罐体1内部进行多角度搅拌并引导液体流向清理内壁；

混流搅拌轴2包括设置在罐体1内部的主动轴201和环形阵列设置在主动轴201上的多个混流轴组，每个混流轴组均包括多个混流轴202，每个混流轴202上均设置有引流斜面203；

引流扇叶3包括设置在混流轴202端部的连接板301，连接板301上靠近罐体1的侧壁沿竖直方向等间距倾斜设置有多个引流板302，每个引流板302的顶部均设置有多个用于搅乱液体流向的混流凸起303。

在S200和S300中对添加的组分进行搅拌时，固体部分的多元羟酸铵盐、含氮化合物、复合季铵盐、表面活性剂和金属螯合剂在添加过程会与罐体1内壁相接触产生粘附，在去离子水与罐体1内壁没有接触保持粘附状态而导致解堵剂组分配比产生变化导致效果受到影响。

在本实施例中，通过驱动装置对主动轴201进行驱动转动，由主动轴201带动多个混流轴202同步转动对内部溶液进行搅拌混合，实现对各组分的均匀混合。

其次，通过设置在混流轴202上的引流斜面203与溶液相冲并改变溶液流向，使得通过引流斜面203的液体沿表面运动，与通过混流轴202运动的液体发生相冲使得整个溶液液体流向多方向，对于各组分的混合更加均匀，液体在混流轴202的带动下保持稳定时通过引流斜面203改变流向提高搅拌效果。

同时，液体通过连接板301进入连接板301和罐体1内部之间的空间，并沿着引流板302的表面运动，使得液体沿着引流板302表面向上运动，扩大罐体1内部液体运动方向的多样性，进一步提升混合的效果。

其次，顶部的引流板302在驱动下使得液体沿着表面运动至液体表面与罐体1内壁相接触进行冲洗，使得罐体1内壁粘附的固体组分脱离罐体1内壁重新进行混合，避免了中性解堵剂组分配比发生变化导致效果产生影响的问题。

设置的混流凸起303用于进一步扰乱通过引流板302表面的液体流向，提高对各组分的混合效果以及混合效率。

连接板301位于两个引流板302之间的位置均开设有混流槽304，每个混流槽304内均通过转轴安装有多个转辊305，每个转辊305上均环形阵列设置有多个与辊体1内壁相抵的滚板306，且通过滚板306与罐体1之间的摩擦力带动辊体305转动改变液体搅拌流动方向。

为了进一步提升对于各组分的混合效果和混合效率，通过滚板306与罐体1内壁相抵，滚板306端部与罐体1内壁直接的静摩擦力带动转辊305转动，使得多个转辊305带动多个滚板306转动对液体内部水流产生扰动，产生沿水平方向的转动混合效果。

连接板301包括与罐体1内壁同心设置的弧形板体307和相切过渡设置在弧形板体307一侧的过渡引流板体308，且过渡引流板体308与罐体1之间的间距呈线性增大。

通过设置的过渡引流板体308扩大液体进入连接板301和罐体1之间的空间，且通过空间大小的变化使得液体流速大小发生变化，通过引流板302表面的液体速度在空间逐渐变小时速度增大，不仅提升对于各组分的混合效果，其次能够增大液体脱离溶液表面的初速度能够达到更高的高度对罐体1内壁进行冲洗，提高对于罐体1内壁的冲洗范围。

引流斜面203上沿混流轴202的轴线方向等间距设置有多个混流孔204，且每个引流孔204的设置方向均不同，多个引流孔204共同改变液体的搅拌流动方向。

液体通过不同方向的引流孔204，进一步扩大对于液体流向的扰动，提升对于各组分的混合效果。

引流斜面203和引流板302的倾斜方向不同，且引流斜面203和引流板302的表面均与所述液体相向运动。

当引流斜面203和引流板302的表面倾斜角度不同，使得对于液体的混合效果更好。

其次引流斜面203和引流板302的表面均与所述液体相向运动，即液体冲击至引流斜面203和引流板302的表面具有更好的扰流效果，提升混合效果。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种防垢型中性解堵剂，其特征在于，按照重量份计包括如下组分：缓蚀剂5-8份、表面活性剂2-5份、金属螯合剂2-3份、多元羟酸铵盐2-5份、含氮化合物1-3份、分散剂1-2份、去离子水70-95份、复合季铵盐3-6份。

2.根据权利要求1所述的一种防垢型中性解堵剂，其特征在于，所述复合季铵盐包括烷基氯化铵、环氧基氯化铵中的一种或多种，且所述复合季铵盐与所述缓蚀剂的质量比为1:3.5。

3.一种应用于权利要求1-2任一项所述防垢型中性解堵剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：

S100，按照重量比配置好各组分，将去离子水加热至50～60℃并保持恒温；

S200，将所述多元羟酸铵盐、所述含氮化合物、所述复合季铵盐、所述表面活性剂和所述金属螯合剂分别破碎研磨成不同的粒度，并将研磨后的各成分按照粒度由大至小的顺序逐步加入进行混合，且在混合的过程中以少量多次的方式加入经过预处理的去离子水，在差速贴壁低速搅拌的条件下混合得到球粒状的混合物A；

S300，在混合物A中依次添加缓蚀剂和分散剂，与此同时添加去离子水形成混合液，调节混合液的温度至30～50℃，再在差速贴壁高速搅拌的条件下混合形成中性解堵剂。

4.根据权利要求3所述的一种防垢型中性解堵剂的制备方法，其特征在于，在步骤S200中，所述差速贴壁低速搅拌具体包括如下步骤：

按顺序加入组分的同时进行低速搅拌，使得不同粒度的组分混合均匀形成混合粉末；

在少量多次加入去离子水的同时低速搅拌混合粉末，在搅拌的过程中通过贴壁搅拌使得所有组分被均匀搅拌；

通过控制搅拌的速度变化使得混合粉末在去离子水的作用下形成不同半径的球粒状的混合物A；

在步骤S300中，所述差速贴壁高速搅拌具体包括如下步骤：

在混合物A中依次添加缓蚀剂和分散剂，并在添加的过程中保持差速贴壁低速；

向其中加入去离子水，在搅拌的过程中通过贴壁搅拌使得所有组分被均匀搅拌，与此同时通过控制搅拌的速度变化使得混合物A在变化的高速搅拌中被撕裂均匀分布在混合液中。

5.根据权利要求3所述的一种防垢型中性解堵剂的制备方法，其特征在于，在步骤200中根据组分的密度计算每种组分的粒度大小，并根据计算的粒度大小进行主动破碎研磨形成不同的粒度，并且在对每种组分进行研磨粉碎后进行振动破碎使得每个颗粒上均形成微裂缝。

6.根据权利要求4所述的一种防垢型中性解堵剂的制备方法，其特征在于：在S200和S300中均通过搅拌罐进行混合搅拌，所述搅拌罐包括罐体(1)和设置在所述罐体(1)内部的混流搅拌轴(2)，所述混流搅拌轴(2)上对称设置有多个引流扇叶(3)，且所述混流搅拌轴(2)和所述引流扇叶(3)共同对所述罐体(1)内部进行多角度搅拌并引导液体流向清理内壁；

所述混流搅拌轴(2)包括设置在所述罐体(1)内部的主动轴(201)和环形阵列设置在所述主动轴(201)上的多个混流轴组，每个所述混流轴组均包括多个混流轴(202)，每个所述混流轴(202)上均设置有引流斜面(203)；

所述引流扇叶(3)包括设置在所述混流轴(202)端部的连接板(301)，所述连接板(301)上靠近所述罐体(1)的侧壁沿竖直方向等间距倾斜设置有多个引流板(302)，每个所述引流板(302)的顶部均设置有多个用于搅乱液体流向的混流凸起(303)。

7.根据权利要求6所述的一种防垢型中性解堵剂的制备方法，其特征在于：所述连接板(301)位于两个所述引流板(302)之间的位置均开设有混流槽(304)，每个所述混流槽(304)内均通过转轴安装有多个转辊(305)，每个所述转辊(305)上均环形阵列设置有多个与所述辊体(1)内壁相抵的滚板(306)，且通过所述滚板(306)与所述罐体(1)之间的摩擦力带动所述辊体(305)转动改变所述液体搅拌流动方向。

8.根据权利要求7所述的一种防垢型中性解堵剂的制备方法，其特征在于：所述连接板(301)包括与所述罐体(1)内壁同心设置的弧形板体(307)和相切过渡设置在所述弧形板体(307)一侧的过渡引流板体(308)，且所述过渡引流板体(308)与所述罐体(1)之间的间距呈线性增大。

9.根据权利要求6所述的一种防垢型中性解堵剂的制备方法，其特征在于：所述引流斜面(203)上沿所述混流轴(202)的轴线方向等间距设置有多个混流孔(204)，且每个所述引流孔(204)的设置方向均不同，多个所述引流孔(204)共同改变所述液体的搅拌流动方向。

10.根据权利要求9所述的一种防垢型中性解堵剂的制备方法，其特征在于：所述引流斜面(203)和所述引流板(302)的倾斜方向不同，且所述引流斜面(203)和所述引流板(302)的表面均与所述液体相向运动。

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