CN115386356B - 一种油气井用解堵剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气井用解堵剂及制备方法,所述有机解堵剂的制备包括下述重量百分比的组分:醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐15%‑25%,溶剂20%‑25%,消泡剂3%‑5%,水46%‑61%;各组分的重量百分比之和为100%;所述醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯,最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7‑8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。本发明中提供的有机解堵剂,具有适用范围广、安全性高、对环境友好。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气领域,具体涉及一种油气井用解堵剂及制备方法。
背景技术
天然气井勘探开发过程中,钻完采期间入井药剂、地层返吐物、井下管柱的腐蚀产物在采气过程中会逐步在近井地带和井下生产管柱中聚集,形成地层或井筒堵塞,严重制约天然气井产量。通过对常规气井和非常规气井开发过程中各类堵塞物的取样分析,堵塞物主要由有机组分和无机组分构成。有机组分主要包括:酰胺化合物、酯类化合物、有机酸聚合物及长链饱和烷烃,其主要来源为气井加注的酰胺类缓蚀剂残留、试压密封脂、钻完井液过程中漏失的工作液、地层重油、沥青质等;无机堵塞物主要组分包括:含铁化合物、钙镁化合物、元素硫及岩石颗粒等,其主要来源为气井生产管柱腐蚀产物、气田水结垢、元素硫沉积及地层坍塌等。而导致天然气井堵塞的原因则是由于以上堵塞物中无机组分通过有机组分的粘结形成了组分复杂、胶结强度高、粘附力强的复合堵塞物。因此,良好的解堵技术措施对天然气井解堵增产、复产具有重要意义。现有技术中常采用的解堵方法有机械法和化学法。
机械法,主要采用连续油管通井对井下堵塞物进行解堵。该方法主要适用于井筒堵塞物为无机堵塞物的情况,如地层岩石垮塌、压裂砂返吐,该类堵塞情况在天然气井生产过程中占比较小,适用范围窄,如遇井筒堵塞物存在有机组分粘附或胶结的情况,常常会面临通井失败的情况,连续油管通井施工组织规模大、施工成本高、施工周期长且适用性低,因此,机械法解堵仅对井筒无机堵塞有效,而对有机堵塞及地层堵塞适用性低。
化学法,采用向井筒或地层注入解堵剂的方式解除堵塞。现目前主要采取的方法为注酸、注有机溶剂或其他化学药剂的方式,以上方法虽能在一定情况下缓解天然气井堵塞情况,但适用情况较单一。常规注酸的酸为盐酸和氢氟酸的混合酸,氢氟酸溶解石英、长石等砂砾,盐酸反应溶蚀盐离子垢、铁离子化合物垢,但是对有机物堵塞效果很差;注有机溶剂解堵采用二甲苯、四氯化碳等有机溶剂对油管进行浸泡,使油管内堵塞物有机成分得以有效溶解,从而达到清洗油管并实现解堵的作用,但此方法会加速油管堵塞物中无机成分的快速沉淀,造成二次堵塞,此外,有机溶剂的闪点较低,易燃,天然气开采现场施工风险大;并且注酸和有机溶剂安全风险较大。现有技术中其他化学药剂解堵剂主要是指表面活性剂类清洗剂,该类清洗剂通常起泡率极高。其解堵的方案未考虑到天然气井不同井身结构及井筒积液对解堵效果的影响,如油管解堵和清洗时,返排清洗液如存在大量泡沫,通常会引起地面采输设备的停工,从而影响采输作业;因此,解堵剂应在和地层水接触后或在大排量冲刷条件下产生泡沫程度较低或在可控范围内;如非常规水平气井常常因为水平段发生堵塞,考虑产品的下沉扩散能力不足,解堵剂无法到达堵塞位置而造成解堵失败。
在申请号为CN201710118438、专利名称为一种用于修复气井储层渗透率的井筒解堵剂的中国发明专利中公开了如下内容,包括以下主要成分:醇醚化合物、甲醛、氟碳表面活性剂、葡萄糖苷、螯合剂、氨基磺酸和水。该发明针对高矿化度地层水的配伍性有所不足,采用的卤素类表面活性对环境影响较大。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题:
1、现有技术中的机械法解堵仅对井筒无机堵塞有效,而对有机堵塞及地层堵塞适用性低,适用范围较窄;
2、现有技术中的化学法解堵,注酸和有机溶剂存在较大的安全风险,采用其他的化学药剂解堵,则由于未考虑天然气井不同井身结构及井筒积液对解堵效果的影响,可能造成解堵失败。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气井用解堵剂及制备方法,以解决现有技术中的解堵方法存在适用范围窄、存在较大的安全风险、对环境不友好的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供的一种油气井用解堵剂及制备方法,其制备包括下述重量百分比的组分:醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐15%-25%,溶剂20%-25%,消泡剂3%-5%,水46%-61%;各组分的重量百分比之和为100%;
所述醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
进一步的,各组分的重量百分比分别为:醇醚糖苷柠檬酸单酯20%-25%,溶剂20%-25%,消泡剂4%-5%,水51%-55%;各组分的重量百分比之和为100%。
进一步的,各组分的重量百分比分别为:醇醚糖苷柠檬酸单酯20%,溶剂20%,消泡剂5%,水55%。
进一步的,所述溶剂为丙二醇系列溶剂。
进一步的,所述溶剂为三丙二醇丁醚、丙二醇二乙酸酯或二丙二醇单丁醚。
进一步的,所述消泡剂为聚多元醇消泡剂。
进一步的,制备柠檬酸酐时,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:1.5-1:2;制备醇醚糖苷柠檬酸单酯时,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1:1-1.5:1。
进一步的,制备柠檬酸酐时,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:1.7;制备醇醚糖苷柠檬酸单酯时,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1.2:1。
本发明提供的油气井用解堵剂的制备方法,包括下述步骤:
S1、将柠檬酸和乙酸酐加入反应容器内,开启搅拌并保持搅拌状态,并加热至35-45℃进行反应,反应后得到柠檬酸酐;具体的反应过程如下式(1)所示:
S2、保持搅拌状态,将醇醚糖苷加入到反应容器内并加热至85-95℃并保温在85-95℃2.5-3.5小时,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系;具体的反应过程如下式(2)所示:
S3、保持搅拌状态,向步骤S2中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系中加入有机胺调整合成液体系的pH至7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐;具体的反应过程如下式(3)所示:
S4、步骤S3中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐冷却至室温后,向反应容器中加入溶剂、消泡剂和水并搅拌均匀,得到解堵剂成品。
进一步的,所述步骤S1-S4中,搅拌速率均为200-600rad/min。
本发明中采用的醇醚糖苷是烷基糖苷和脂肪醇醚的性能改良产品。醇醚糖苷类产品无毒、无刺激、易于生物降解,其具备优异的表面张力降低能力,良好的润湿、乳化、性能。
本发明中采用的柠檬酸是一种植物提取的天然有机酸,人工合成的柠檬酸一般为食品级产品,可确保后期制备的衍生物具有降解性。柠檬酸对金属腐蚀小,是一种安全清洗剂,且不含有Cl-,因此不会引起设备的应力腐蚀,能够络合Fe3+,削弱Fe3+对腐蚀的促进作用。柠檬酸可溶解氧化铁和氧化铜等油管内壁产生的铁锈等腐蚀物,生成柠檬铁、铜的可溶性络合物,达到分散金属垢从而达到解堵的目的。采用柠檬酸或柠檬酸盐类作助洗剂,可改善洗涤产品的性能,迅速沉淀金属离子,防止污染物重新附着。柠檬酸本身为有机酸可溶解碳酸钙垢,同时生成的酰胺和酯具有良好的表面活性清洗功能。
本发明中采用的丙二醇系列溶剂具备良好的表面润湿力和降低表面张力的性质,因而起到良好的硬表面去污作用,丙二醇丁醚、二丙二醇丁醚、三丙二醇丁醚的表面张力已经接近甚至低于30m N/m,而这个值通常被视为判断某种表面活性剂润湿性好坏的临界值,主要用于重垢清洁剂。它能极好地溶解、偶联油和脂,对树脂类和沥青质类也有极好溶解作用,与乙二醇醚类产品相比,丙二醇醚类产品具有较低的毒性。
本发明中采用的聚多元醇消泡剂便是一种非离子表活剂,它是以聚醚多元醇为起止剂,聚氧乙烯-聚氧为行为主体的一种消泡剂,具备出色的消泡和抑泡特性,添加较少的用量就可以完成抑泡实际效果,相比于目前流行的有机硅消泡剂,在油田高温下使用时减少了有机硅因高温破乳凝聚沉降带来的二次污染的问题。
基于上述技术方案,本发明实施例至少可以产生如下技术效果:
(1)本发明中的油气井用解堵剂,解堵剂的合成原料,均选取的是环保、无毒、无刺激、易于生物降解的原料;
(2)本发明中的油气井用解堵剂,通过柠檬酸、乙酸酐和醇醚糖苷原料合成醇醚糖苷柠檬酸单酯,是一种柠檬酸酯类表面活性剂,其具有润湿、乳化、增溶、分散能力以及亲油性,能达到更好的去油污效果,提高了本发明中解堵剂的使用范围,具体来说醇醚糖苷柠檬酸单酯的使用具有以下优势:
①具有无毒、无刺激、可降解、性能温和等特点,而且乳化性能和分散性能优良、具有螯合金属离子的能力。
②在石油开采中,对于地层水矿化度高,尤其是二价金属阳离子含量高的储层,由于常规表面活性剂耐盐差导致性能下降,而采用本发明中的醇醚糖苷柠檬酸单酯更有利于高盐环境下石油采收率的提高。
③本发明中的醇醚糖苷柠檬酸单酯含有两个羧基,使其具有更优良的耐硬水性能,能够和金属离子形成络合物,从而在硬水中也不影响表面活性,并且水溶性也较高,因此本发明中的解堵剂具有抗硬水能力强的优势。
(3)本发明中的油气井用解堵剂,在气井解堵应用过程中,醇醚糖苷柠檬酸单酯和丙二醇系列溶剂的相互作用下,针对井底的堵塞物具有更好增溶和分散效果,并且对金属离子有很强的络合能力,可以减少二次沉积。
(4)本发明中的油气井用解堵剂,由于醇醚糖苷柠檬酸单酯的作用,对高矿化度下地层水有很强的匹配性,高温稳定性好,对各种温度,不同区块的气井都有很好的适配性,对油脂和无机垢的双重解堵,同时具有络合和分散的作用,减少污渍再次粘附;
(5)本发明中的油气井用解堵剂,合成产物为有机酯类,对井下堵塞物的有机组分是通过相似相溶的原理来进行溶解解堵,而沥青质、树脂类堵塞物就属于有机堵塞物,所以本发明中的解堵剂对沥青质、树脂类污渍有很强的溶解分散能力;
(6)本发明中的油气井用解堵剂,低温水溶性良好,高温下也能保持其性能,耐硬水,能与各类活性物复配,化学性质稳定,对人体和环境安全;并且由于其抗温性能优越,在天然气井中使用非常安全。
具体实施方式
一、制备实施例
实施例1:
制备油气井用解堵剂:
1.1、组分(重量百分比):醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐20%,溶剂20%,消泡剂5%,水55%;
溶剂采用三丙二醇丁醚;
消泡剂采用聚多元醇消泡剂;
醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:1.7;再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1.2:1;最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
1.2、制备方法
包括下述步骤:
S1、将柠檬酸和乙酸酐加入反应容器内,开启搅拌并保持搅拌状态,搅拌速率为400rad/min,并加热至40℃进行反应,反应后得到柠檬酸酐;
S2、保持搅拌状态,搅拌速率为400rad/min,将醇醚糖苷加入到反应容器内并加热至90℃并在90℃保温3小时,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系;
S3、保持搅拌状态,搅拌速率为400rad/min,向步骤S2中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系中加入有机胺调整合成液体系的pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐;
S4、步骤S3中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐冷却至室温后,向反应容器中加入溶剂、消泡剂和水并搅拌均匀,搅拌速率为400rad/min,得到解堵剂成品。
实施例2:
制备油气井用解堵剂:
2.1、组分(重量百分比):醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐15%,溶剂20%,消泡剂4%,水61%;
溶剂采用三丙二醇丁醚;
消泡剂采用聚多元醇消泡剂;
醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:1.5;再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1:1;最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
2.2、制备方法
包括下述步骤:
S1、将柠檬酸和乙酸酐加入反应容器内,开启搅拌并保持搅拌状态,搅拌速率为500rad/min,并加热至45℃进行反应,反应后得到柠檬酸酐;
S2、保持搅拌状态,搅拌速率为500rad/min,将醇醚糖苷加入到反应容器内并加热至95℃并在95℃保温2.5小时,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系;
S3、保持搅拌状态,搅拌速率为500rad/min,向步骤S2中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系中加入有机胺调整合成液体系的pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐;
S4、步骤S3中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐冷却至室温后,向反应容器中加入溶剂、消泡剂和水并搅拌均匀,搅拌速率为500rad/min,得到解堵剂成品。
实施例3:
制备油气井用解堵剂:
3.1、组分(重量百分比):醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐25%,溶剂20%,消泡剂3%,水52%;
溶剂采用三丙二醇丁醚;
消泡剂采用聚多元醇消泡剂;
醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:2;再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1.5:1;最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
3.2、制备方法
包括下述步骤:
S1、将柠檬酸和乙酸酐加入反应容器内,开启搅拌并保持搅拌状态,搅拌速率为300rad/min,并加热至35℃进行反应,反应后得到柠檬酸酐;
S2、保持搅拌状态,搅拌速率为300rad/min,将醇醚糖苷加入到反应容器内并加热至85℃并在85℃保温3.5小时,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系;
S3、保持搅拌状态,搅拌速率为300rad/min,向步骤S2中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系中加入有机胺调整合成液体系的pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐;
S4、步骤S3中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐冷却至室温后,向反应容器中加入溶剂、消泡剂和水并搅拌均匀,搅拌速率为300rad/min,得到解堵剂成品。
实施例4:
制备油气井用解堵剂:
4.1、组分(重量百分比):醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐20%,溶剂25%,消泡剂4%,水51%;
溶剂采用三丙二醇丁醚;
消泡剂采用聚多元醇消泡剂;
醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:2;再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1:1;最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
4.2、制备方法
包括下述步骤:
S1、将柠檬酸和乙酸酐加入反应容器内,开启搅拌并保持搅拌状态,搅拌速率为200rad/min,并加热至42℃进行反应,反应后得到柠檬酸酐;
S2、保持搅拌状态,搅拌速率为200rad/min,将醇醚糖苷加入到反应容器内并加热至92℃并在92℃保温2.8小时,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系;
S3、保持搅拌状态,搅拌速率为200rad/min,向步骤S2中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系中加入有机胺调整合成液体系的pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐;
S4、步骤S3中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐冷却至室温后,向反应容器中加入溶剂、消泡剂和水并搅拌均匀,搅拌速率为200rad/min,得到解堵剂成品。
实施例5:
制备油气井用解堵剂:
5.1、组分(重量百分比):醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐25%,溶剂25%,消泡剂4%,水46%;
溶剂采用三丙二醇丁醚;
消泡剂采用聚多元醇消泡剂;
醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:1.8;再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1.3:1;最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
5.2、制备方法
包括下述步骤:
S1、将柠檬酸和乙酸酐加入反应容器内,开启搅拌并保持搅拌状态,搅拌速率为600rad/min,并加热至38℃进行反应,反应后得到柠檬酸酐;
S2、保持搅拌状态,搅拌速率为600rad/min,将醇醚糖苷加入到反应容器内并加热至88℃并在88℃保温3.2小时,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系;
S3、保持搅拌状态,搅拌速率为600rad/min,向步骤S2中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系中加入有机胺调整合成液体系的pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐;
S4、步骤S3中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐冷却至室温后,向反应容器中加入溶剂、消泡剂和水并搅拌均匀,搅拌速率为600rad/min,得到解堵剂成品。
实施例6:
制备油气井用解堵剂:
6.1、组分(重量百分比):醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐18%,溶剂22%,消泡剂5%,水55%;
溶剂采用丙二醇二乙酸酯;
消泡剂采用聚多元醇消泡剂;
醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:1.5-1:2;再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1:1-1.5:1;最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
6.2、制备方法
同实施例1。
实施例7:
制备油气井用解堵剂:
7.1、组分(重量百分比):醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐18%,溶剂22%,消泡剂5%,水55%;
溶剂采用二丙二醇单丁醚;
消泡剂采用聚多元醇消泡剂;
醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:1.6;再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1.4:1;最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
7.2、制备方法
同实施例1。
实施例8:
制备油气井用解堵剂:
8.1、组分(重量百分比):醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐22%,溶剂25%,消泡剂3%,水50%;
溶剂采用丙二醇二乙酸酯;
消泡剂采用聚多元醇消泡剂;
醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:2;再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1.5:1;最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
8.2、制备方法
同实施例1。
二、实验例:
1、检测实施例1-8中得到解堵剂的起泡率
(1)检测方法:
量取500mL解堵剂于高速搅拌杯中,通过高频搅拌器在11000±300转/分的搅拌条件下,高速搅拌5分钟后;在10秒内将高搅杯样品倒入1000mL量筒中,并在10秒内读出体积,记为V;用式(a)计算起泡率D。
(2)计算:
(3)检测结果如下表1所示。
2、检测实施例1-8中得到解堵剂的水不溶物含量
(1)测试液配制:分别量取50ml蒸馏水与50ml解堵剂,倒入250ml烧杯中,磁力搅拌1分钟混合均匀,得到测试液。
(2)测试方法:取一张90mm定性滤纸,用千分之一电子天平称量,记质量为:m1;将称量过的90mm定性滤纸安装至ZNS型中压失水仪测试装置中,将搅拌均匀的测试液通过ZNS型中压失水仪过滤至200ml量筒中,测试液过滤完成后继续供气30S;将过滤测试后的滤纸放入恒温干燥箱中,在105±3℃条件下,恒温干燥4h,再放入干燥皿中冷却30min并称量,记质量为:m2,用式(b)计算不溶物含量S。
(3)计算:
式(b)中:
S-水不溶物含量,%;
m1-过滤前滤纸质量,g;
m2-过滤后滤纸质量,g。
(4)检测结果如下表1所示。
3.评价实施例1-8中得到解堵剂的耐高温性能以及检测实施例1-8中得到解堵剂的高温油污清除率
(1)模拟油污配制,以配制100g模拟油污为例,具体步骤为:
①取10g的稠油加入高搅杯中;
②向高搅杯中加入47g的0#柴油,将固体状稠油进行溶解、分散,并调整搅拌器转速至11000RPM,搅拌30min以上;
③加入30g高温高压密封脂,继续搅拌10min以上;
④加入3g SP-80,继续搅拌30min以上;
⑤加入10g CaCl2盐水(25%浓度),继续搅拌30min以上;确保得到的胶体体系均匀稳定,即得到模拟油污。
(2)评价耐高温性能和检测高温油污清除率:
①将制备的解堵剂100g经过高温滚子炉160℃,热滚16小时后,冷却至室温,检查经过高温滚子炉处理后的解堵剂是否分层,是否沉淀,以评价解堵剂的耐高温性能。
②向经过高温滚子炉处理后的解堵剂中加入5g的模拟油污(按解堵剂总重量的5%加入模拟油污),高速搅拌15min、然后低速搅拌30min让其充分反应,然后采用API中压失水仪过滤清洗油污后的解堵液,测试滤纸残余模拟油污的质量,计算清洗效率,要求油垢清洗效率≥90%。
(3)计算油污清除率R,用下式(c)进行计算。
计算:
式(c)中:
R-油污清除率,%;
m3-未溶解油污残余物质量,g。
(4)检测结果如下表1所示。
4.检测实施例1-8中得到解堵剂的闪点(开口)
(1)检测标准
按照GB/T 3536-2008规定的方法测试闪点。
(2)检测结果如下表1所示。
5.检测实施例1-8中得到解堵剂的生物毒性EC50
(1)检测标准
按照SY T6787-2010水溶性油田化学剂环保技术要求规定的方法测试。
(2)检测结果如下表1所示。
表1检测结果
由表1可知:
①在检测高温油污清除率中,制备模拟油污采用25%浓度氯化钙溶液模拟硬水,高温油污清除率均≥90%,说明本发明实施例1-实施例8中制备的解堵剂高温油污清除率高,且抗硬水能力强。
②在检测水不溶物是在常温进行,得到的水不溶物含量≤2.5,说明本发明实施例1-实施例8中制备的解堵剂具有良好的低温溶解性。
③在检测高温油污清除率中,采用160℃高温热滚后的清洗效果模拟发明的抗温性能,经过高温滚子炉处理后的解堵剂没有分层,也没有沉淀,说明解堵剂的耐高温性能良好;并且经过高温热滚老化后油污清除率均≥90%,说明本发明实施例1-实施例8中制备的解堵剂抗温性能良好。
④在检测高温油污清除率中,模拟油污的配制是采用稠油、0#柴油、高温高压密封脂、SP-80和Cacl2盐水,实验结果高温油污清除率R≥90%,说明本发明实施例1-实施例8中制备的解堵剂对沥青质、树脂类污渍有很强的溶解分散能力,并且由于醇醚糖苷柠檬酸单酯的作用,对金属离子有很强的络合能力,能对油脂和无机垢进行双重解堵,并且能减少污渍再次粘附,减少二次沉积。
⑤本发明实施例1-实施例8中制备的解堵剂生物毒性EC50均为>106(无毒),说明本发明实施例1-实施例8中制备的解堵剂安全环保,对环境友好。
Claims (7)
1.一种油气井用解堵剂,其特征在于,所述油气井用解堵剂由下述重量百分比的组分组成:醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐15%-25%,溶剂20%-25%,消泡剂3%-5%,水46%-61%;各组分的重量百分比之和为100%;
所述溶剂为三丙二醇丁醚、丙二醇二乙酸酯或二丙二醇单丁醚;
所述消泡剂为聚多元醇消泡剂;
所述醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐是通过柠檬酸、乙酸酐、醇醚糖苷和有机胺进行制备,先由柠檬酸和乙酸酐制备柠檬酸酐,再通过柠檬酸酐和醇醚糖苷制备得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系,最后向合成液体系加入有机胺,调整体系pH为7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐。
2.根据权利要求1所述的油气井用解堵剂,其特征在于,各组分的重量百分比分别为:醇醚糖苷柠檬酸单酯20%-25%,溶剂20%-25%,消泡剂4%-5%,水51%-55%。
3.根据权利要求1所述的油气井用解堵剂,其特征在于,各组分的重量百分比分别为:醇醚糖苷柠檬酸单酯20%,溶剂20%,消泡剂5%,水55%。
4.根据权利要求1所述的油气井用解堵剂,其特征在于,制备柠檬酸酐时,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:1.5-1:2;制备醇醚糖苷柠檬酸单酯时,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1:1-1.5:1。
5.根据权利要求4所述的油气井用解堵剂,其特征在于,制备柠檬酸酐时,柠檬酸和乙酸酐的摩尔比为1:1.7;制备醇醚糖苷柠檬酸单酯时,醇醚糖苷和柠檬酸酐的摩尔比为1.2:1。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的油气井用解堵剂的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
S1、将柠檬酸和乙酸酐加入反应容器内,开启搅拌并保持搅拌状态,并加热至35-45℃进行反应,反应后得到柠檬酸酐;
S2、保持搅拌状态,将醇醚糖苷加入到反应容器内并加热至85-95℃并保温在85-95℃2.5-3.5小时,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系;
S3、保持搅拌状态,向步骤S2中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯的合成液体系中加入有机胺调整合成液体系的pH至7-8,得到醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐;
S4、步骤S3中得到的醇醚糖苷柠檬酸单酯胺盐冷却至室温后,向反应容器中加入溶剂、消泡剂和水并搅拌均匀,得到解堵剂成品。
7.根据权利要求6所述的油气井用解堵剂的制备方法,其特征在于,所述步骤S1-S4中,搅拌速率均为200-600rad/min。
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