CN117603668A - 一种中性解堵剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中性解堵剂及其制备方法，所述中性解堵剂，以质量百分比计，包括25％～40％螯合剂、5％～8％生物酶、10％～20％含钼双子表面活性剂、3％～5％促溶剂、1％～5％助剂、pH调节剂，其余为水。本发明能够克服强酸的强腐蚀性和强刺激性，具有除垢效率高、安全环保，不会对人体健康和油藏环境造成伤害的优势。本发明中的所述螯合剂能够与目的层中的Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等二价金属无机离子作用，形成稳定的水溶性共熔体，从而溶蚀难溶的重晶石等堵塞物；所述含钼双子表面活性剂能够加快螯合剂在重晶石表面的浸润、渗透，从而加速重晶石的溶解；所述生物酶可以对有机物质进行分解和降解。
Description
技术领域
本发明涉及解堵剂技术领域，特别涉及一种中性解堵剂及其制备方法。
背景技术
油田在注水开发时一般都采用产出水进行回注，回注水矿化度高，硫酸根离子含量较高，地层水中二价金属离子含量较高，并含有一定量钡锶离子；随注水周期延长，硫酸盐结垢量将进一步加剧，造成地层堵塞，垢样主要成分是：碳酸钙镁43％、硫酸钙15％、硫铁矿20％，硫酸钡(锶)8％。
目前油田解堵主要采取酸化措施，主要采用盐酸、土酸、有机酸、多氢酸、强氧化酸等酸液，酸化施工带来了严重安全风险和巨大环保压力。酸液属于危险化学品，运输、储存、使用过程中存在安全隐患；施工过程中对设备、地面管线、井口、油套管的腐蚀严重，维护成本高；酸液返排产生大量残酸需回收处理，工艺繁琐，费用高昂；易引起土壤酸化，与硫化物的结垢反应产生有毒气体，引起环境污染。国内老油田每年措施总井数超过10000井次，其中酸化解堵措施达到60％。各类酸液用量超过10万方酸液，返排产生残酸8万方以上。每年油田公司和工程作业方为此花费了大量的资金和承担巨大的安全责任。
另外，硫酸钡和硫酸锶这类垢样即使使用酸也难以溶解。而目前比较有效去除硫酸钡的产品基本为强碱性，比如使用DTPA有效去除水垢需要高pH(pH>11)和加热的极端条件，大量的碱会对环境造成污染。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种中性解堵剂及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一方面，提供一种中性解堵剂，以质量百分比计，包括25％～40％螯合剂、5％～8％生物酶、10％～20％含钼双子表面活性剂、3％～5％促溶剂、1％～5％助剂、pH调节剂，其余为水。
作为优选，所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠、藻酸盐、氮杂18-冠醚-6中的两两组合。
作为优选，所述氮杂18-冠醚-6为macropa、macropaquin和macroquin-SO3中的一种；
其中，macropa的分子结构式为：
macropaquin的分子结构式为：
macroquin-SO3的分子结构式为：
作为优选，所述生物酶为α淀粉酶或甘露聚糖。
作为优选，所述含钼双子表面活性剂通过以下步骤制备而成：
S1：将100～130份乳糖酸和25～40份N,N-二甲氨基丙胺在0.1-0.2份氢氧化钾作催化剂条件下进行酰胺化缩合反应，反应温度为90℃～110℃，反应时间为8h～12h，得到中间产物叔胺；
S2：将所述中间产物叔胺和35～40份二氯乙醚进行挛链化反应，，反应温度为70～100℃，反应时间为10～12h，得到挛链叔胺；
S3：将所述挛链叔胺与110～140份异丙醇和40～50份二氯二氧化钼混合，在80℃～90℃条件下反应4h～5h，得到所述含钼双子表面活性剂。
作为优选，所述促溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇中的一种或多种。
作为优选，所述助剂为纳米柠檬烯、甘油三酯、肉豆蔻酸异丙酯、甘油酸酯中的一种或多种。
另一方面，还提供一种上述任意一项所述的中性解堵剂的制备方法，包括以下步骤：
S1'：将所述螯合剂、生物酶以及含钼双子表面活性剂混合均匀，获得混合物；
S2'：在40℃～65℃条件下向所述混合物中加入水，并在1000～2000r/min转速条件下连续搅拌20min～30min，获得混合溶液；
S3'：对所述混合溶液进行超声处理30min～40min，加入pH调节剂调节至中性，获得所述中性解堵剂。
本发明的有益效果是：
本发明能够克服强酸的强腐蚀性和强刺激性，具有除垢效率高、安全环保，不会对人体健康和油藏环境造成伤害的优势。本发明中的所述螯合剂能够与目的层中的Ca2+、Mg2 +、Ba2+、Sr2+等二价金属无机离子作用，形成稳定的水溶性共熔体，从而溶蚀难溶的重晶石等堵塞物；所述含钼双子表面活性剂、促溶剂以及助剂能够加快螯合剂在重晶石表面的浸润、渗透，从而加速重晶石的溶解；所述生物酶可以对有机物质进行分解和降解。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互结合。需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。本发明公开使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
一方面，本发明提供一种中性解堵剂，以质量百分比计，包括25％～40％螯合剂、5％～8％生物酶、10％～20％含钼双子表面活性剂、3％～5％促溶剂、1％～5％助剂、pH调节剂，其余为水。
在上述实施例中，本发明所述螯合剂能够与目的层中的Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等二价金属无机离子作用，形成稳定的水溶性共熔体，从而溶蚀难溶的重晶石等堵塞物；所述含钼双子表面活性剂、促溶剂以及助剂能够加快螯合剂在重晶石表面的浸润、渗透，从而加速重晶石的溶解；所述生物酶更容易渗透进坚硬的重晶石，使其松散而剥离，还能加快有机物质的分解和降解。
在一个具体的实施例中，所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠、藻酸盐、氮杂18-冠醚-6中的两两组合；所述生物酶为α淀粉酶或甘露聚糖；所述含钼双子表面活性剂通过以下步骤制备而成：
S1：将100～130份乳糖酸和25～40份N,N-二甲氨基丙胺在0.1-0.2份氢氧化钾作催化剂条件下进行酰胺化缩合反应，反应温度为90℃～110℃，反应时间为8h～12h，得到中间产物叔胺；
S2：将所述中间产物叔胺和35～40份二氯乙醚进行挛链化反应，，反应温度为70～100℃，反应时间为10～12h，得到挛链叔胺；
S3：将所述挛链叔胺与110～140份异丙醇和40～50份二氯二氧化钼混合，在80℃～90℃条件下反应4h～5h，得到所述含钼双子表面活性剂。
需要说明的是，上述实施例仅为本发明所述含钼双子表面活性剂的一种制备方法，其中的催化剂、溶剂等可以根据需要进行调整，当某一药剂调整时，相应的反应参数需要跟着调整。另外，本领域技术人员能够根据本发明上述制备方法获得所述含钼双子表面活性剂，从而分析获得所述含钼双子表面活性剂的结构，然后根据所述含钼双子表面活性剂的结构能够采用其他制备方法制备获得所述含钼双子表面活性剂。
在一个具体的实施例中，所述氮杂18-冠醚-6为macropa、macropaquin和macroquin-SO3中的一种；其中，macropa的分子结构式为：
macropaquin的分子结构式为：
macroquin-SO3的分子结构式为：
在一个具体的实施例中，所述促溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇中的一种或多种。
在一个具体的实施例中，所述助剂为纳米柠檬烯、甘油三酯、肉豆蔻酸异丙酯、甘油酸酯中的一种或多种。
另一方面，本发明还提供一种上述任意一项所述的中性解堵剂的制备方法，包括以下步骤：
S1'：将所述螯合剂、生物酶以及含钼双子表面活性剂混合均匀，获得混合物；
S2'：在40℃～65℃条件下向所述混合物中加入水，并在1000～2000r/min转速条件下连续搅拌20min～30min，获得混合溶液；
S3'：对所述混合溶液进行超声处理30min～40min，加入pH调节剂调节至中性，获得所述中性解堵剂。
实施例1
一种中性解堵剂，通过以下步骤制备而成：向搅拌器中加入30％螯合剂、8％生物酶、14％含钼双子表面活性剂、3.5％异丙醇、1％甘油三酯，混合均匀，加热保持搅拌器内温度在60℃，然后加入水，在1000r/min转速下连续搅拌25min，再对混合溶液进行超声波处理30min，最后加入KOH调节pH至7.4，得到所述中性解堵剂。
在本实施例中，所述螯合剂由10％乙二胺四乙酸钠和20％macropa组成，所述生物酶为甘露聚糖，所述含钼双子表面活性剂采用以下步骤制备而成：
(1)在带有冷凝回流管的容器中加入115克乳糖酸与40克N,N-二甲氨基丙胺，进行酰胺化缩合反应，加入0.2克氢氧化钾作催化剂，反应温度为100℃，搅拌回流反应10h，得到中间产物叔胺；
(2)向所述中间产物叔胺中添加40克二氯乙醚进行挛链化反应，反应温度为100℃，搅拌回流反应11h，得到挛链叔胺；
(3)将所述挛链叔胺和115克异丙醇加入容器中，加入二氯二氧化钼45克，在80℃条件下搅拌回流反应5h，得到黄色稠状液体，即为所述含钼双子表面活性剂，其中，有效成分多支化孪链两性表面活性剂的质量百分含量为60％。
实施例2
一种中性解堵剂，通过以下步骤制备而成：向搅拌器中加入30％螯合剂、6％生物酶、16％含钼双子表面活性剂、4％异丁醇、3％肉豆蔻酸异丙酯，混合均匀，加热保持搅拌器内温度在50℃，然后加入水，在1500r/min转速下连续搅拌30min，再对混合溶液进行超声波处理35min，最后加入KOH调节pH至8，得到所述中性解堵剂。
在本实施例中，所述螯合剂由12％乙二胺四乙酸钠和18％藻酸盐组成，所述生物酶为甘露聚糖，所述含钼双子表面活性剂同实施例1。
实施例3
一种中性解堵剂，通过以下步骤制备而成：向搅拌器中加入35％螯合剂、8％生物酶、18％含钼双子表面活性剂、5％异丙醇、4.3％纳米改性柠檬烯，混合均匀，加热保持搅拌器内温度在40℃，然后加入水，在2000r/min转速下连续搅拌30min，再对混合溶液进行超声波处理40min，最后加入KOH调节pH至7，得到所述中性解堵剂。
在本实施例中，所述螯合剂由10％乙二胺四乙酸钠和25％macropaquin组成，所述生物酶为α淀粉酶，所述含钼双子表面活性剂同实施例1。
对比例1
与实施例1不同的是，本对比例加入的螯合剂为单独的乙二胺四乙酸钠。
对比例2
与实施例1不同的是，本对比例加入的表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
对比例3
与实施例1不同的是，本对比例加入的表面活性剂为双子表面活性剂GS-A6(青岛滕云化工科技有限公司)。
对比例4
与实施例1不同的是，本对比例加入的表面活性剂为《高温缓速环保酸的研制及应用》中的多支化孪链两性表面活性剂。
对比例5
与实施例1不同的是，本对比例不加入生物酶。
对实施例1和各对比例的中性解堵剂在60℃油藏储层条件下、实施例2的中性解堵剂在50℃油藏储层条件下、实施例3的中性解堵剂在40℃油藏储层条件下，对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡和混合垢样进行溶垢测试，实验结果如表1所示：
表1中性解堵剂溶垢率测试结果
从表1可以看出，本发明在低温储层条件下的溶垢效果很好，6h、12h对碳酸钙溶垢率分别大于50.5％、69.9％；6h、12h对硫酸钙溶垢率分别大于50％、68.3％；6h、12h对硫酸钡溶垢率分别大于30.9％、51.6％；6h、12h对混合垢样溶垢率分别大于47.7％、65.3％。
根据表1中实施例1和各对比例的溶垢率测试结果，计算本发明相较于各对比例溶垢率的提升效果，结果如表2所示：
表2本发明溶垢率提升效果
从表2可以看出，螯合剂采用混合物比单一螯合剂溶垢效果提升显著，尤其是对硫酸钡的溶垢率6h提升效果高达187.97％，12h提升效果高达225.12％；表面活性剂采用含钼双子表面活性剂比采用常规阴离子表面活性剂溶垢效果提升显著，尤其是对硫酸钡的溶垢率6h提升效果高达110.65％，12h提升效果高达121.38％；表面活性剂采用含钼双子表面活性剂比采用其他双子表面活性剂溶垢效果同样提升显著；相比不加生物酶的中性解堵剂，本发明对混合垢样6h提升93.81％，12h提升87.91％，说明生物酶能促进垢样的分解，特别是对混合垢样中的有机质等物质。
综上所述，本发明所述中性解堵剂能克服强酸的强腐蚀性和强刺激性，具有除垢效率高的优点。与现有技术相比，本发明具有显著的进步。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种中性解堵剂，其特征在于，以质量百分比计，包括25％～40％螯合剂、5％～8％生物酶、10％～20％含钼双子表面活性剂、3％～5％促溶剂、1％～5％助剂、pH调节剂，其余为水。
2.根据权利要求1所述的中性解堵剂，其特征在于，所述螯合剂为乙二胺四乙酸钠、藻酸盐、氮杂18-冠醚-6中的两两组合。
3.根据权利要求2所述的中性解堵剂，其特征在于，所述氮杂18-冠醚-6为macropa、macropaquin和macroquin-SO3中的一种；
其中，macropa的分子结构式为：
macropaquin的分子结构式为：
macroquin-SO3的分子结构式为：
4.根据权利要求1所述的中性解堵剂，其特征在于，所述生物酶为α淀粉酶或甘露聚糖。
5.根据权利要求1所述的中性解堵剂，其特征在于，所述含钼双子表面活性剂通过以下步骤制备而成：
S1：将100～130份乳糖酸和25～40份N,N-二甲氨基丙胺在0.1-0.2份氢氧化钾作催化剂条件下进行酰胺化缩合反应，反应温度为90℃～110℃，反应时间为8h～12h，得到中间产物叔胺；
S2：将所述中间产物叔胺和35～40份二氯乙醚进行挛链化反应，，反应温度为70～100℃，反应时间为10～12h，得到挛链叔胺；
S3：将所述挛链叔胺与110～140份异丙醇和40～50份二氯二氧化钼混合，在80℃～90℃条件下反应4h～5h，得到所述含钼双子表面活性剂。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的中性解堵剂，其特征在于，所述促溶剂为乙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的中性解堵剂，其特征在于，所述助剂为纳米柠檬烯、甘油三酯、肉豆蔻酸异丙酯、甘油酸酯中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的中性解堵剂，其特征在于，所述助剂为纳米柠檬烯、甘油三酯、肉豆蔻酸异丙酯、甘油酸酯中的一种或多种。
9.一种权利要求1-8中任意一项所述的中性解堵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1'：将所述螯合剂、生物酶以及含钼双子表面活性剂混合均匀，获得混合物；
S2'：在40℃～65℃条件下向所述混合物中加入水，并在1000～2000r/min转速条件下连续搅拌20min～30min，获得混合溶液；
S3'：对所述混合溶液进行超声处理30min～40min，加入pH调节剂调节至中性，获得所述中性解堵剂。
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