CN113214813A - 用于油水井不动管柱化学解堵剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于化学材料技术领域，涉及一种用于油水井不动管柱化学解堵剂及其制备方法和应用，包括以下质量分数的各原料：15‑30％螯合溶垢剂、0.5‑1.5％渗透增溶剂、2.0‑4.0％防垢稳定剂、4.0‑8.0％粘稳助排剂以及水，螯合溶垢剂是1,4,7,10‑四氮杂环十二烷‑N‑四乙酸、乙二胺四乙酸、3‑甲基‑1,5,8,11‑四氮杂环十三烷‑N‑四乙酸中的一种或两种以上的混合。本发明解堵剂为中性体系，具有环保性能；可现场配制使用，有效简化施工工艺，提高作业效率、降低成本，且无需进行抽汲排液，实现采油井稳定增产的目的。

Description

用于油水井不动管柱化学解堵剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于化学材料技术领域，涉及一种化学解堵剂，尤其涉及一种用于油水井不动管柱化学解堵剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，国内油田大都进入高含水期开发，结垢是一个难以避免的问题。在油气开采过程中，地层中流动的流体环境(温度场和压力场)发生变化以及化学不相容性，打破无机离子原始化学平衡状态，导致无机盐产生甚至沉积而生无机成垢，占油田中结垢的80％以上，最常见的是碳酸钙和硫酸钙的钙垢；同时有少量原油重质组分析出产生有机垢，给生产带来极大的危害。结垢能够使储层、井筒、生产油管、井下设备等堵塞，造成油井产液量下降，同时结垢也增加了油井的起下作业，严重者造成油井停产或报废，影响了油田开发的经济效益。

针对油田中结垢问题，广泛采用酸化处理，能有效解无机垢堵塞，提高油气产量。常规酸液体系主要是盐酸、土酸等与添加剂的复配，按照一定顺序向储层注入一定类型、浓度的酸液体系，利用酸组分溶蚀地层岩石部分矿物或者孔隙、裂缝内的堵塞物，提高地层或裂缝渗透性，改善渗流条件，达到恢复或提高油气井产能的目的。但是由于酸化方法是起出井中原管柱后，再下入专用的酸化管柱注入前置液、处理液、后置液；注液完毕后，需关井和返排，起出酸化管柱，下入原来的生产管柱恢复生产，耗时7-14天；不仅施工工艺复杂，还会影响生产周期，同时增加了施工作业成本费用和劳动强度。

CN201510703450.1、CN201611181611.6专利采用的酸液体系中前置酸(12％HCl)和主体酸(8％HCl和3％HF)，仍以强酸为主，虽然采用不动管柱连续注入方式，但仍具有常规酸液体系的强腐蚀作用，影响设备的寿命和正常运转。CN201310531337.0、CN201310532751.3专利虽然采用了弱酸酸化体系，虽然实现了注水井不动管柱措施，尽管扩大解堵半径，但也扩大了酸化液对储层的损害，同时其溶蚀率均小于5％。CN201710035213.1专利采用多种螯合溶垢剂复配，但配制螯合解堵液体系复杂，需要在升温至50℃以上，且最大溶蚀率也仅有50％左右，解堵效果差；CN201611248327.6专利提供了一种清防垢剂制备方法，但所采用的螯合溶垢剂主体为次氮基三乙酸，是一种常温下分解，且不溶于水和多数有机溶剂的化学物质，同时具有可燃性和致癌毒性等特性，不符合当今发展绿色环保潮流和方向；专利CN201610273166.X中使用的2,4-二甲基吡啶、苯甲胺、二苯甲胺是有毒物质，排放后对空气造成污染，不具有环保的优势，同时其解堵剂的用量大，至少是堵塞物重量的十倍，药剂成本高，施工慢；专利CN201711336994.4中所使用的部分化学药剂冠醚类、吡啶类以及含有苯环的有机物具有毒性，排放后对环境造成污染，不符合当今发展绿色环保潮流和方向；同时最大溶蚀率83.7％，表明解堵效果差。

发明内容

针对现有油水井不动管柱解堵剂存在的技术问题，本发明提供一种用于油水井不动管柱化学解堵剂及其制备方法和应用，解堵剂为中性体系，具有环保性能；可现场配制使用，有效简化施工工艺，提高作业效率、降低成本，且无需进行抽汲排液，实现采油井稳定增产的目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于油水井不动管柱化学解堵剂包括以下质量分数的各原料：15-30％螯合溶垢剂、0.5-1.5％渗透增溶剂、2.0-4.0％防垢稳定剂、4.0-8.0％粘稳助排剂以及水；

所述螯合溶垢剂是1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸、乙二胺四乙酸、3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸中的一种或两种以上的混合。

进一步的，所述螯合剂为两种以上混合时，所述1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸、乙二胺四乙酸、3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸之间的质量比为3～5：1～2：2～5。

进一步的，所述渗透增溶剂是由异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种组成。

进一步的，所述渗透增溶剂为两种组成时，异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1～3：1～3。

进一步的，所述防垢稳定剂为聚羧酸类化合物。

进一步的，所述聚羧酸类化合物为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠盐、聚甲基丙烯酸或马来酸-丙烯酸共聚物。

进一步的，所述粘稳助排剂是由粘土稳定剂和助排剂复配而成；所述粘土稳定剂与助排剂的质量比为1：1～3。

进一步的，所述粘土稳定剂是BSA-101和/或BSA-102；所述助排剂是BSA-401和/或BSA-402；所述BSA-101和BSA-102之间的质量比为1～3：1～3；所述BSA-401和BSA-402之间的质量比为1～3：1～3。

一种用于油水井不动管柱化学解堵剂的制备方法，包括以下步骤：

1)按照权利要求1所述的质量分数称取加螯合溶垢剂、渗透增溶剂、防垢稳定剂、粘稳-助排剂和水，备用；

2)取步骤1)所称取水的65％～85％，加入5g的NaOH或KOH，再加入步骤1)称取的螯合溶垢剂，在速度400-600r/min下，搅拌20-30min，混合均匀；

3)继续加入步骤1)称取的渗透增溶剂和防垢稳定剂，速度400-600r/min下搅拌10-15min，混合均匀；

4)加入剩余的水和步骤1)称取的粘稳-助排剂，速度400-600r/min下搅拌20-30min，即可得到化学解堵剂。

一种用于油水井不动管柱化学解堵剂在油水井不动管柱解堵中的应用。

本发明的有益效果是：

1、本发明提供的化学解堵剂，以中性条件下螯合反应为核心，通过螯合反应代替常规酸化解堵中的酸盐反应，打破浓度平衡，形成稳定的水溶性配合物，实现对无机垢的分解，达到储层解堵增产目的，且防垢稳定剂采用聚羧酸盐类，其溶解率、溶解率、防垢率均高(＞90％)，同时形成稳定分子膜层，阻止各类垢污的再次附着，具有解堵和后续防垢的双重效果，从而延长解堵措施的有效期。

2、本发明制备解堵剂，其原料易得，具有绿色环保特性，安全性好；且制备过程条件温和、简单易行、容易控制，可现场配制。

3、本发明提供的解堵剂在使用时，对管柱无腐蚀，采用原生产管柱即可进行施工作业，且反应产物对储层无伤害、不发生二次沉淀，无需返排，缩短解堵作业周期50％以上，降低综合措施成本30％。

4、本发明制备的解堵剂，所采用的原料均具有绿色环保特性，溶垢产物具有无腐蚀性、不发生二次沉淀，同时不产生有毒有害气体，提高解堵液体系的环保性能，符合当今发展的潮流和方向，具有应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例1～实施例5提供的化学解堵剂的溶解率曲线图；

图2为本发明化学解堵剂与现有的盐酸解堵剂对N80型钢材的腐蚀程度对比图。

具体实施方式

现结合附图以及实施例对本发明做详细的说明。

本发明提供的用于油水井不动管柱的化学解堵剂，主要包括螯合溶垢剂、渗透增溶剂、防垢稳定剂和粘稳助排剂，且物料之间的质量分数为15-30％螯合溶垢剂、0.5-1.5％渗透增溶剂、2.0-4.0％防垢稳定剂、4.0-8.0％粘稳助排剂以及水；几种物料在质量配比下能够产生协同作用，形成稳定的中性体系溶液，不易腐蚀管柱，在挤注以及关井过程中不会对储层造成伤害，解堵剂能快速渗透，扩大螯合剂与垢的接触反应面积，实现对无机垢的有效分解，提高溶垢率，尤其是对钙垢的溶解率，从而达到储层解堵增产目的；同时管柱上形成防护分子膜，阻止各类垢污二次附着，具有解堵和后续防垢的双重效果。

本发明提供的螯合溶垢剂，主要是多氮杂环烷多羧酸化合物，该类物质具有环保性好。在中性条件下，与碳酸盐、硫酸盐等垢发生螯合反应，可溶解垢样，形成稳定的水溶性配合物。具体是由1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸、乙二胺四乙酸(简称EDTA)、3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸中的一种或两种以上复配而成。1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸和3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸是由多氮杂环烷和乙羧基结合产生的化合物，通过多氮杂环大小的改变和烷基支链的引入，会使空间位阻发生变化，从而具有较大的络合选择性。此外，由于它们的分子具有大环和氨基乙羧基的结构特征，因此配位能力更广泛。

本发明提供的螯合剂为两种以上混合时，1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸、乙二胺四乙酸、3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸之间的质量比为3～5：1～2：2～5。

选择1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸和乙二胺四乙酸两种复配时，两者之间的质量比为3～5：1～2；选择乙二胺四乙酸和3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸两种复配时，两者之间的质量比1～2：2～5；选择1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸和3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸两种复配时，两者之间的质量比为3～5：2～5。选择1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸、乙二胺四乙酸、3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸三者复配时，三者之间的质量比为3～5：1～2：2～5。

本发明提供的渗透增溶剂，是无生物毒性，且易生物降解的非离子表面活性剂类，可快速渗透到块状污垢深部，润湿污垢，使其膨松，破坏块状污垢的结构形状，扩大螯合溶垢剂与垢的反应面积；渗透增溶剂具体由异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种组成。异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯渗透增溶剂相容性好。脂肪醇聚氧乙烯醚分子中的醚键不易被酸、碱破坏，所以稳定性较高，水溶性较好，耐电解质，易于生物降解，泡沫小，非常环保。当渗透增溶剂为两种组成时，异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1～3：1～3。

本发明提供的防垢稳定剂主要通过晶格畸变以及阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，避免除垢剂体系产生二次沉淀，确保除垢效果，同时在井下管柱及储层基质表面形成分子膜层，能阻止各类垢污的再次附着，从而延长措施有效期。可选自具有环保性能的聚丙烯酸及其钠盐(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)的聚羧酸类化合物中一种或两种以上混合复配。进一步优选为马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)。MA/AA对碳酸盐等具有很强的分散作用，热稳定性高，可在300℃高温等恶劣条件下使用。

本发明提供的粘稳助排剂能有效抑制地层粘土膨胀和粘土微粒运移，防止在挤注以及关井过程中对储层造成伤害。粘稳-助排剂是由粘土稳定剂和助排剂复配而成；粘土稳定剂与助排剂的质量比为1：1～3。

实施时，粘土稳定剂和助排剂均采用北京石大奥德科技有限公司的产品，粘土稳定剂型号为BSA-101、BSA-102中的一种或者两种；助排剂为BSA-401、BSA-402中的一种或者两种。BSA-101和BSA-102之间的质量比为1～3：1～3；BSA-401和BSA-402之间的质量比为1～3：1～3。

本发明以中性条件下螯合反应为核心，通过螯合反应代替常规酸化解堵中的酸盐反应，打破浓度平衡，形成稳定的水溶性配合物，实现对无机垢的分解，达到储层解堵增产目的。具体原理如下：

根据上述列出的四种螯合溶垢剂、渗透增溶剂、防垢稳定剂和粘稳助排剂的质量分数，以及各个具体原料物质之间的配比进行大量的试验(由于试验数据较多，未一一列出，但是各物料的范围都在上述所列范围内)，物料在本发明所列出的质量分数以及复配比例下，协同作用，均形成化学解堵剂。下面以所做大量试验中的随机几组为例，说明本发明提供的化学解堵剂及其制备方法，以及解堵剂性能的优越性。

实施例1

本实施例提供的油水井不动管柱的化学解堵剂，其质量分数为：螯合溶垢剂20％，渗透增溶剂1％，防垢稳定剂3％，粘稳-助排剂6％，其余量为70％的水。

本实施例中，螯合溶垢剂选用1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸，螯合溶垢剂为20.0g。

本实施例中，渗透增溶剂选用异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯，渗透增溶剂为1.0g。

本实施例中，防垢稳定剂选择马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)，防垢稳定剂为3.0g。

本实施例中，粘稳-助排剂由BSA-101与BSA-401按1：1的质量比复配而成；BSA-101为3.0g，BSA-401为3.0g，粘稳-助排剂为6.0g。

本实施例中，水为清水。

本实施例提供的化学解堵剂，具体制备步骤以下步骤：

1)分别称取螯合溶垢剂20.0g、渗透增溶剂1.0g、防垢稳定剂3.0g、粘稳-助排剂6.0g，水70g。

2)室温下，先向容器中加入50g清水(所称取水的71％)，再加入5g的NaOH(分析纯)，加入20.0g螯合溶垢剂，速度400r/min下搅拌30min，使之充分混合均匀；

3)依次继续加入1.0g透增溶剂和3.0g防垢稳定剂，在500r/min搅拌15min使之均匀；

4)加入剩余的20g水和6.0g粘稳-助排剂，速度600r/min下搅拌20min，即可得到化学解堵剂。

实施例2

本实施例提供的油水井不动管柱的化学解堵剂，其质量分数为：螯合溶垢剂29％，渗透增溶剂0.8％，防垢稳定剂3％，粘稳-助排剂6.5％，其余量为60.7％的水。

本实施例中，螯合溶垢剂选用乙二胺四乙酸，螯合溶垢剂为29g。

本实施例中，渗透增溶剂选用脂肪醇聚氧乙烯醚。渗透增溶剂为0.8g。

本实施例中，防垢稳定剂由马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)和聚甲基丙烯酸(PMAA)按照2：1的质量比复配而成。马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)取2.0g，聚甲基丙烯酸(PMAA)取1.0g，防垢稳定剂为3g。

本实施例中，粘稳-助排剂由BSA-101与BSA-402按1：1的质量比复配而成；BSA-101为3.25g，BSA-402为3.25g，粘稳-助排剂为6.5g。

本实施例中，水为清水。

本实施例提供的化学解堵剂，具体制备步骤以下步骤：

1)分别称取螯合溶垢剂29.0g、渗透增溶剂0.8g、防垢稳定剂3.0g、粘稳-助排剂6.5g，水60.7g。

2)室温下，先向容器中加入50g清水(所称取水的82％)，再加入5g的KOH(分析纯)，加入29.0g螯合溶垢剂，速度600r/min下搅拌20min，使之充分混合均匀；

3)依次继续加入0.8g透增溶剂和6.0g防垢稳定剂，在400r/min搅拌12min使之均匀；

4)加入剩余10.7g水和6.5g粘稳-助排剂，速度400r/min下搅拌30min，即可得到化学解堵剂。

实施例3

本实施例提供的油水井不动管柱的化学解堵剂，其质量分数为：螯合溶垢剂25％，渗透增溶剂1.5％，防垢稳定剂2％，粘稳-助排剂8％，其余量为63.5％的水。

本实施例中，螯合溶垢剂选用3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸，螯合溶垢剂为25.0g。

本实施例中，渗透增溶剂由异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照1：1的质量比复配；异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯0.75g，脂肪醇聚氧乙烯醚0.75g；渗透增溶剂为1.5g。

本实施例中，防垢稳定剂由马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)和聚甲基丙烯酸(PMAA)按照2：1的质量比复配而成，马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)取4/3＝1.33g，聚甲基丙烯酸(PMAA)取2/3g＝0.67g；防垢稳定剂为2.0g。

本实施例中，粘稳-助排剂是由粘土稳定剂和助排剂按1：2的质量比复配而成。粘土稳定剂是BSA-101和BSA-102按照1：3比例混合而成，BSA-101和BSA-102混合质量为8/3＝2.67g(BSA-101为0.67g，BSA-102为2.0g)，BSA-402为16/3＝5.33g；粘稳-助排剂为8.0g。

本实施例中，水为清水。

本实施例提供的化学解堵剂，具体制备步骤以下步骤：

1)分别称取螯合溶垢剂25.0g、渗透增溶剂1.5g、防垢稳定剂2g、粘稳-助排剂8g，水63.5g。

2)室温下，先向容器中加入50g清水(所称取水的79％)，再加入5g的KOH(分析纯)，加入25.0g螯合溶垢剂，速度500r/min下搅拌25min，使之充分混合均匀；

3)依次继续加入1.5g透增溶剂和2.0g防垢稳定剂，在600r/min搅拌10min使之均匀；

4)加入剩余13.5g水和8.0g粘稳-助排剂，速度500r/min下搅拌25min，即可得到化学解堵剂。

实施例4

本实施例提供的油水井不动管柱的化学解堵剂，其质量分数为：螯合溶垢剂15％，渗透增溶剂0.5％，防垢稳定剂4％，粘稳-助排剂4％，其余量为76.5％的水。

本实施例中，螯合溶垢剂由1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸、乙二胺四乙酸以5：2的质量比配制。1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸为10.7g，乙二胺四乙酸4.3g，螯合溶垢剂为15.0g。

本实施例中，渗透增溶剂由异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照2：1的质量比复配。异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯为1/3＝0.33g；脂肪醇聚氧乙烯醚为0.5/3＝0.17g；渗透增溶剂共0.5g。

本实施例中，防垢稳定剂由马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)和聚丙烯酸及其钠盐(PAA)按照2：1的质量比复配而成。马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)为8/3＝2.67g，聚丙烯酸及其钠盐(PAA)为4/3g＝1.33g；防垢稳定剂共4g。

本实施例中，粘稳-助排剂是由粘土稳定剂和助排剂按1：1的质量比复配而成。粘土稳定剂是BSA-101和BSA-102按照2：1质量比例混合而成，助排剂是由BSA-401和BSA-402按照3：1质量比复配而成。BSA-101和BSA-102共为2g(BSA-101为1g，BSA-102为1g)，BSA-401和BSA-402共为2.0g(BSA-401为1.33g，BSA-402为0.67g)；粘稳-助排剂共4.0g。

本实施例中，水为清水。

本实施例提供的化学解堵剂，具体制备步骤以下步骤：

1)分别称取螯合溶垢剂15.0g、渗透增溶剂0.5g、防垢稳定剂4g、粘稳-助排剂4g，水76.5g。

2)室温下，先向容器中加入50g清水(所称取水的65％)，再加入5g的NaOH(分析纯)，加入15.0g螯合溶垢剂，速度400r/min下搅拌30min，使之充分混合均匀；

3)依次继续加入0.5g透增溶剂和4g防垢稳定剂，在500r/min搅拌12min使之均匀；

4)加入剩余26.5g水和4g粘稳-助排剂，速度600r/min下搅拌20min，即可得到化学解堵剂。

实验例5

本实施例提供的油水井不动管柱的化学解堵剂，其质量分数为：螯合溶垢剂30％，渗透增溶剂1.2％，防垢稳定剂3％，粘稳-助排剂7％，其余量为58.8％的水。

本实施例中，螯合溶垢剂由1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸、乙二胺四乙酸和3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸以3：2：2的质量比配制。1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸为12.86g，乙二胺四乙酸为8.57g，3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸为8.57g，螯合溶垢剂为30g。

本实施例中，渗透增溶剂由异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯和脂肪醇聚氧乙烯醚按照1：2的质量比复配。异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯为0.4g，脂肪醇聚氧乙烯醚为0.8g，渗透增溶剂为1.2g。

本实施例中，防垢稳定剂由马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)和聚甲基丙烯酸(PMAA)按照1.5：1的质量比复配而成。马来酸-丙烯酸共聚物(MA-AA)为1.8g，聚甲基丙烯酸(PMAA)为1.2g，防垢稳定剂为3.0g。

本实施例中，粘稳-助排剂由BSA-102与BSA-402按1：3的质量比复配而成，BSA-102为1.75g，BSA-402为5.25g，粘稳-助排剂为7.0g。

本实施例中，水为清水。

本实施例提供的化学解堵剂，具体制备步骤如下：

1)分别称取螯合溶垢剂30.0g、渗透增溶剂1.2g、防垢稳定剂3.0g、粘稳-助排剂7.0g，水58.8g。

2)室温下，先向容器中加入50g清水(所称取水的85％)，再加入5g的NaOH(分析纯)，加入30.0g螯合溶垢剂，速度500r/min下搅拌25min，使之充分混合均匀；

3)依次继续加入1.2g透增溶剂和3.0g防垢稳定剂，在600r/min搅拌10min使之均匀；

4)加入剩余8.8g水和7.0g粘稳-助排剂，速度400r/min下搅拌30min，即可得到化学解堵剂。

为了进一步说明制备的化学解堵剂性能的优越性，进行以下试验验证。

试验1

对实施例1～实施例5制备的5份化学解堵剂进行指标测试，分别使用实施例1～实施例5制备的中性解堵剂进行腐蚀试验和溶蚀试验。

(1)腐蚀试验

采用挂片试验，挂片材料为N80型钢材，其化学成分见表1，其规格为长度为50±0.02mm，宽为10±0.02mm，厚度为3±0.02mm，挂片上开有直径为6±0.02mm的通孔。严格按中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5405-2019《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》要求进行适当处理，其处理方法：首先用丙酮清洗除油，砂纸将钢样逐级打磨后，最后用蒸馏水冲洗，风干。

试验过程：准备5片挂片，在90℃条件下，将5个挂片分别对应置于实施例1～实施例5制备的化学解堵剂中，化学解堵剂用量为500ml，挂片表面与解堵剂完全接触；4小时后取出挂片，立即用水冲洗，再用软毛刷刷洗，冷风吹干，放入干燥器内干燥20min；分别计算5个挂片在实施例1～实施例5制备的化学解堵剂中常压静态下的腐蚀速率，常压静态下的腐蚀速率计算公式如试验2中的计算公式，结果参见表1所示。并结合中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5405-2019进行对比。

从图2可以看出，实验例1～实施例5制备的化学解堵剂，pH值在6.9-7.1间略有浮动，均为中性，由于化学解堵剂体系pH值是影响管道内腐蚀程度的重要因素，当pH值小于7时，PH值越低，腐蚀程度越强，因此本发明制备的解堵剂几乎不造成腐蚀，且化学解堵剂均无分层和沉淀现象，且常压静态腐蚀速率在0～0.03mm/a之间，远远小于标准规定的5mm/a，表明解堵剂无腐蚀或者腐蚀很小。

(2)溶蚀试验

分别使用实施例1～实施例5制备的中性化学解堵剂进行溶蚀实验。

试验过程：取5个实施例制备的中性化学解堵剂，每个实施例准备2个解堵剂样品，在室温条件下，2个解堵剂样品分别相应的对碳酸钙和硫酸钙进行24h溶蚀，中性解堵剂用量均为40ml，记录溶解前后碳酸钙、硫酸钙的重量，计算得出碳酸钙、硫酸钙溶解率。试验结果参见表2和图1，并结合中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5405-2019进行对比。

表1 N80钢材的主要化学成分(wt％)

钢材类型	碳C	硅Si	锰Mn	铬Cr	钒V	钼Mo	镍Ni	磷P	硫S
										N80	0.357	0.239	1.227	0.035	0.144	0.019	0.007	0.012	0.001

表2实施例制备的化学解堵剂各项指标数据

从图1(图1中，横坐标为5个实施例制备的解堵剂，纵坐标为溶解率/％)和表2可以看出：实施例1～实施例5的溶解率均在90％以上，碳酸钙平均溶解率高达92.2％，硫酸钙平均溶解率高达91.6％，总平均溶解率高达91.9％，由此可见，本发明提供的化学解堵剂具有非常好的钙垢的解除效果。

综上所述，通过对随机制备的5中解堵剂性能进行验证，本发明制备的解堵剂对与钙垢的解除效果十分良好，同时对管道的无腐蚀或是腐蚀很小。

试验2

将本发明实施例3制备的化学解堵剂与现有油田常用的盐酸解堵剂，对N80型钢材的腐蚀程度进行对比。

腐蚀试验为挂片试验，挂片所用的材料为N80型钢材，其化学成分见表1，其规格为长度为50±0.02mm，宽为10±0.02mm，厚度为3±0.02mm，挂片上开有直径为6±0.02mm的通孔。

试验前，挂片严格按中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5405-2019《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》要求进行适当处理。其处理方法：首先用丙酮清洗除油，砂纸将钢样逐级打磨后，最后用蒸馏水冲洗，风干。挂片选用两片备用。

试验过程：在90℃条件下分别使用28wt％盐酸和实施例3配制好的样品对挂片进行腐蚀试验，盐酸和解堵剂用量均为500ml。具体步骤如下：

1)挂片标记：穿戴称量手套，用游标卡尺测量挂片尺寸，然后记录其挂片自身编号与相对应的几何尺寸和质量；

2)将配制的盐酸和实施例3提供的解堵剂样品，分别用量筒量取500mL并倒入反应容器，然后将反应容器放入恒温水浴，打开水浴加热电源，使反应容器中的酸液升温至所需测定温度；

3)将两片挂片吊挂，分别同时放入盐酸和实施例3样品中，保证挂片全部表面与盐酸溶液和实施例3的解堵剂接触，且挂片不与容器壁接触，记录反应开始时间；

4)反应4h，切断电源，将两片挂片取出，立即用水冲洗，再用软毛刷刷洗，冷风吹干，放入干燥器内干燥20min后称量，来计算常压静态下的腐蚀速率。其计算公式如下：

式中：

v_c为腐蚀速率，mm/a；

M为实验前挂片重量，g；

M_t为实验后挂片重量，g；

S为钢样总面积，cm²；

t为测试时间，h；

ρ为钢样总密度，g/cm³。

腐蚀试验结果参见表3和图2。

表3盐酸与实施例3化学解堵剂腐蚀速率对比结果

从表3可以看出，盐酸对挂片的腐蚀速率为14.38598mm/，本申请实施例3对挂片的腐蚀速率为0.03077a mm/a，由此可见，本申请的化学解堵剂，对不动管柱的腐蚀性很小，其远远小盐酸的腐蚀程度。

同时观察图2中挂片上的腐蚀程度，其中，图2左图为油田常用盐酸解堵剂对N80型钢材的腐蚀图；图2右图为本发明实施例3制备的化学解堵剂对N80型钢材的腐蚀图。

由图2可知，从外观上看，当采用本发明制备的化学解堵剂时，N80型钢材的挂片形状整齐，表面较为光滑，表明本发明制备的化学解堵剂对N80型钢材腐蚀程度很小，而采用盐酸解堵剂时，N80型钢材的挂片形状不完整，挂片的金属坑蚀成许多麻点斑痕，且挂片上部区域出现表层被腐蚀呈微黄色和铁锈的颜色，表明其腐蚀程度很大。由此可见，本发明制备的化学解堵剂对管柱的腐蚀性很小。

试验3

以具体的油井为例说明，本发明制备的解堵剂使用过程的优越性。

本发明提供的解堵剂在管道施工过程中，无需起出原井的生产管柱，使用工程灌装车，利用油套环空注入工艺，关井反应结束后，无需抽汲排液，即可安装采油井口直接转入正常生产。

具体施工步骤如下：1)歪驴头、更换采油井口；2)连接地面管线，并试压；3)采用活性水低替井筒；4)泵注本发明制备的化学解堵剂；5)顶替到位后，关井反应(关井时间依据井温调整)；6)安装采油井口，投入正常生产。

实施时，经过计算对比发现，采用本发明解堵剂施工时，施工作业周期上比起常规的施工缩短了50％以上，降低综合措施成本30％。同时，由于油田常用的酸性解堵剂如盐酸、土酸等是强酸，会使管道金属坑蚀成许多麻点斑痕，腐蚀严重；同时酸化后二次产物的沉淀，造成二次堵塞；而本发明的化学解堵剂为中性，在管道内几乎没有腐蚀且溶于水不造成二次沉淀，对管道几乎不造成有害影响，因此无需进行抽汲排液，可现场配制使用，能有效简化施工工艺，提高作业效率、降低成本；实现采油井稳定增产的目的。

Claims (10)

1.一种用于油水井不动管柱化学解堵剂，其特征在于：所述用于油水井不动管柱化学解堵剂包括以下质量分数的各原料：15-30％螯合溶垢剂、0.5-1.5％渗透增溶剂、2.0-4.0％防垢稳定剂、4.0-8.0％粘稳助排剂以及水；

所述螯合溶垢剂是1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸、乙二胺四乙酸、3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸中的一种或两种以上的混合。

2.根据权利要求1所述的用于油水井不动管柱化学解堵剂，其特征在于：所述螯合剂为两种以上混合时，所述1,4,7,10-四氮杂环十二烷-N-四乙酸、乙二胺四乙酸、3-甲基-1,5,8,11-四氮杂环十三烷-N-四乙酸之间的质量比为3～5：1～2：2～5。

3.根据权利要求1所述的用于油水井不动管柱化学解堵剂，其特征在于：所述渗透增溶剂是由异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或者两种组成。

4.根据权利要求3所述的用于油水井不动管柱化学解堵剂，其特征在于：所述渗透增溶剂为两种组成时，异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯与脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为1～3：1～3。

5.根据权利要求1所述的用于油水井不动管柱化学解堵剂，其特征在于：所述防垢稳定剂为聚羧酸类化合物。

6.根据权利要求4所述的用于油水井不动管柱化学解堵剂，其特征在于：所述聚羧酸类化合物为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠盐、聚甲基丙烯酸或马来酸-丙烯酸共聚物。

7.根据权利要求1所述的用于油水井不动管柱化学解堵剂，其特征在于：所述粘稳助排剂是由粘土稳定剂和助排剂复配而成；所述粘土稳定剂与助排剂的质量比为1：1～3。

8.根据权利要求7所述的用于油水井不动管柱化学解堵剂，其特征在于：所述粘土稳定剂是BSA-101和/或BSA-102；所述助排剂是BSA-401和/或BSA-402；

所述BSA-101和BSA-102之间的质量比为1～3：1～3；所述BSA-401和BSA-402之间的质量比为1～3：1～3。

9.一种如权利要求1所述的用于油水井不动管柱化学解堵剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

1)按照权利要求1所述的质量分数称取加螯合溶垢剂、渗透增溶剂、防垢稳定剂、粘稳-助排剂和水，备用；

2)取步骤1)所称取水的65％～85％，加入5g的NaOH或KOH，再加入步骤1)称取的螯合溶垢剂，在速度400-600r/min下，搅拌20-30min，混合均匀；

3)继续加入步骤1)称取的渗透增溶剂和防垢稳定剂，速度400-600r/min下搅拌10-15min，混合均匀；

4)加入剩余的水和步骤1)称取的粘稳-助排剂，速度400-600r/min下搅拌20-30min，即可得到化学解堵剂。

10.一种如权利要求1所述的用于油水井不动管柱化学解堵剂在油水井不动管柱解堵中的应用。

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