用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物及其製備方法與流程
2023-04-30 14:34:06 1
本發明專利涉及一種油田採油使用的助劑，具體涉及一種由於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物，本發明還涉及油氣井重晶石汙染解堵劑組合物的製備方法。
背景技術：
在石油與天然氣勘探及開發過程中，凡遇到高壓油、氣、水層的井，要應用高於井筒內鑽井液密度的加重鑽井劑，其數量應接近井筒中鑽井液的量，所添加的加重密度劑是重晶石粉。重晶石粉是一種普遍使用的泥漿加重材料，重晶石粉的主要化學成份是硫酸鋇（baso4）。純淨的重晶石粉為白色粉末狀，細度200目左右，密度為4.2g/cm3，用於提高鑽井水基或油基泥漿的密度，加重密度小於2.3g/cm3的鑽井液，用來平衡油田地層的壓力，防止出現井湧和井噴等鑽井事故。而用於加重鑽井泥漿比重的重晶石粉，不溶解於鑽井泥漿中，在油氣井的鑽井過程中易發生分層沉降，其重晶石沉澱後，會堵塞地層中天然裂縫和地層毛細喉孔，被其汙染的地層會導致新井投產後油氣通道不暢，影響採油或採氣量；如果重晶石汙染嚴重時還會造成油氣井無油氣產出。
由於重晶石的化學性質非常穩定，在水和強酸、強鹼溶液中溶解度很小，用常規的強酸、強鹼化學清洗無法將其溶解除去。
目前國內油氣井重晶石汙染解堵劑基本都由草酸、檸檬酸、氨基三甲叉膦酸、乙二胺四乙酸二鈉、二乙烯三胺五乙酸和氫氧化鈉等組成。除垢解堵時添加量大、腐蝕性大且有毒性，解堵後廢液不易降解處理，反應時間為12～48小時，除垢率在30%～90%之間，除垢解堵時多數為兩步法酸鹼交替進行。如果不屬於絡合除垢解堵方法時，其重晶石汙染除垢解堵的廢液必須返排地面進行處理。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題在於提供一種解堵速度快、無腐蝕的用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物；本發明還提供油氣井重晶石汙染解堵劑組合物的製備方法。該解堵劑用於對鑽井泥漿加重劑的重晶石汙染解堵，不僅能快速對重晶石汙染的地層堵塞物解堵，還能快速溶解油田注水系統產生的硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鋇、碳酸鍶和硫酸鈣垢。
為了解決上述技術問題，本發明採取的技術方案如下：一種用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物，其特徵在於它由下述重量份數的原料製成：羥乙基乙醯胺16～20份、氨基乙醯胺20～25份、3-氨基-1,2,4-三唑13～16份、肉桂醯胺12～16份、冠醚（18-冠-6）10～14份、二羥基酒石酸鈉6～9份、乙琥胺17～21份、水楊酸乙酯11～15份、對羥基苯乙酸1～3份、氨水（40wt%）25～35份、水90～110份。
本發明解堵劑組合物使用的原料羥乙基乙醯胺、氨基乙醯胺、3-氨基-1,2,4-三唑、肉桂醯胺、冠醚（18-冠-6）、二羥基酒石酸鈉、乙琥胺、水楊酸乙酯與對羥基苯乙酸均為醫藥中間體、有機合成中間體、食品添加劑、清洗劑、絡合劑所使用的原料，它們與水復配成複合絡合劑、滲透劑、增溶劑；本解堵劑絡合性極強，活性很大，使用條件簡單方便，反應速度快，能快速溶解油氣井重晶石汙染物和油田地層鋇鍶垢，解堵效率高。
氨水是質量百分比濃度為40%的氨水，即40wt%濃度的氨水。40wt%濃度的氨水作為ph值調節劑，其主要作用是溫和地把復配的本解堵劑ph調至10～11，比採用傳統的強鹼調節ph更方便，更容易控制ph使用範圍，更重要的是氨水能與絡合劑和增溶劑中的羧基基團反應生成銨鹽，其反應新生成銨鹽的絡合性和增溶性更好。本解堵劑在弱鹼性時產品性能穩定，無腐蝕、無毒性，比在酸性和中性條件下溶解油氣井重晶石汙染物溶垢率和解堵效果均提高20%～30%。
將上述重量份數的組分製成用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物的製備方法，步驟如下：將液體原料組分羥乙基乙醯胺、水楊酸乙酯先加入水中，攪拌均勻得第一液體；再將固體原料組分氨基乙醯胺、3-氨基-1,2,4-三唑、肉桂醯胺、冠醚（18-冠-6）、二羥基酒石酸鈉、乙琥胺與對羥基苯乙酸加入，攪拌至充分溶解得第二液體；最後加入氨水調節第二液體ph至10～11，即製成用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物。
本發明用於油氣井重晶石汙染的解堵劑其製備方法簡單，產品外觀為無色或淺黃色液體，密度為1.06～1.22g/cm3，ph為10～11，腐蝕率低於0.1g/(m2·h)，無毒性，解堵後廢液易降解處理，廢液不用返排地面處理。
本解堵劑屬於絡合清洗除垢，能對重晶石汙染解堵，適用於油氣井的地層解堵，也可對油氣井筒和採油泵表面所結的鋇鍶垢等清洗解堵，具有很好的絡合性、分散性、滲透性和溶解性。本解堵劑添加量小，油田地層解堵時，根據油田重晶石汙染地層汙垢堵塞程度用水配製成質量百分比濃度為4%～8%的稀釋溶液，用10mpa高壓泵注入到油田機採井底部的採油地層中。在油田機採井除垢適用溫度範圍，常溫至沸點均能使用，與油氣井中沉積的重晶石汙染物和地層注水系統產生的硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鋇、碳酸鍶和硫酸鈣等汙垢發生化學反應，能充分溶解前述結垢，反應物成水溶性的小分子化合物，防止掉落大塊垢渣二次堵塞油氣井及其採油泵，一步法完成油氣井重晶石汙染解堵，能快速的溶解汙垢，恢復油氣井的產量。能有效地解決傳統酸洗易脫落大渣卡泵和堵死採油井的問題，保證安全解堵，真正達到無腐蝕化學清洗解堵。
通過在大慶油田、渤海油田的6眼油氣井應用試驗，在常溫至100℃均可應用，在4～8小時之內即能完成油氣井重晶石汙染解堵，重晶石的溶解率大於90%以上，除垢率大於98%，解堵過程中無腐蝕，無死角，不脫落垢渣，不產生沉澱，不發生二次堵井現象，解堵使用溫度廣，解堵後的廢液不用返排地面處理，解堵速度快、達到安全無腐蝕解堵。
本發明運用綠色化學原理及技術，選用無毒無害的原料開發綠色合成工藝，創造環境友好型的生產過程，本解堵劑在油田油氣井地層解堵的應用證明，對操作工人和油田環境無毒無害。本發明提供的油氣井重晶石汙染解堵劑組合物的解堵機理、技術要求如下：
1、油氣井重晶石汙染解堵劑機理
本發明是從孔隙結構角度考慮，依據絡合原理，以擴大孔隙喉道，提高儲層滲透性為目的。本解堵劑體系是對重晶石粉和油田鋇鍶垢以絡合、斷鏈、分散和溶解，反應生成水溶性的化合物，可避免因沉澱而產生顆粒，帶來的負面效應相對很小。對於重晶石粉汙染解堵，本解堵劑不傷及儲層骨架，絡合溶解潛在的沉澱物垢也較易控制，因此對儲層無傷害；解堵安全係數高，且成功率高。
2、油氣井重晶石汙染解堵劑的技術要求
油氣井重晶石汙染解堵劑是由羥乙基乙醯胺、氨基乙醯胺、3-氨基-1,2,4-三唑、肉桂醯胺、冠醚（18-冠-6）、二羥基酒石酸鈉、乙琥胺、水楊酸乙酯、對羥基苯乙酸、氨水（40wt%）和水組成的絡合劑、滲透劑、分散劑、潤溼劑和表面活性劑及ph值調節劑氨水（40wt%）復配而成。我們在研究該解堵劑的組方時，所選用的每一種組分物都是環保物質，而每一種組分都不會對金屬材料產生腐蝕，並且所用的多種組分其配伍性、互溶性、防腐性、潤溼性和穩定性都很好，清洗解堵劑中不含h+、f-、cl-、s2-、so42-、po43-等易產生腐蝕介質的離子。所用的材料均無毒、無味、無腐蝕或偏鹼性物質，並且很容易在地層中降解，不汙染環境。該解堵劑對油田重晶石粉汙染物及鋇鍶垢有很好的斷鏈、配位、絡合、滲透、分散和溶解作用，化學解堵速度快。在油田清洗解堵過程中，不產生腐蝕、死角或地層中的沉澱，並且不會產生清洗物沉澱的二次堵井，可在常溫至100℃條件下，處理解堵時間為4～8小時，更重要的是真正達到無腐蝕安全化學解堵，比傳統的酸洗解堵更安全可靠。
具體實施方式
實施例1；按下述組分及重量稱取原料：羥乙基乙醯胺16kg、氨基乙醯胺25kg、3-氨基-1,2,4-三唑13kg、肉桂醯胺16kg、冠醚（18-冠-6）12kg、二羥基酒石酸鈉8kg、乙琥胺21kg、水楊酸乙酯11kg、對羥基苯乙酸2kg、氨水（40wt%）25kg與水95kg。
將上述原料製備成用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物的方法：將液體原料組分羥乙基乙醯胺、水楊酸乙酯先加入水中，攪拌均勻得第一液體；再將固體原料組分氨基乙醯胺、3-氨基-1,2,4-三唑、肉桂醯胺、冠醚（18-冠-6）、二羥基酒石酸鈉、乙琥胺與對羥基苯乙酸加入，攪拌至充分溶解得第二液體；最後加入ph值調節劑氨水調節第二液體的ph至10.2，即製成用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物。
實施例2；按下述組分及重量稱取原料：羥乙基乙醯胺20kg、氨基乙醯胺20kg、3-氨基-1,2,4-三唑16kg、肉桂醯胺12kg、冠醚（18-冠-6）10kg、二羥基酒石酸鈉9kg、乙琥胺19kg、水楊酸乙酯14kg、對羥基苯乙酸3kg、氨水（40wt%）30kg、水110kg。
將上述原料製備成用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物的方法：加入ph值調節劑氨水調節第二液體的ph至10.6；其餘同實施例1。
實施例3；按下述組分及重量稱取原料：羥乙基乙醯胺18kg、氨基乙醯胺22kg、3-氨基-1,2,4-三唑15kg、肉桂醯胺14kg、冠醚（18-冠-6）14kg、二羥基酒石酸鈉6kg、乙琥胺17kg、水楊酸乙酯15kg、對羥基苯乙酸1kg、氨水（40wt%）35kg、水100kg。
將上述原料製備成用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物的方法：加入ph值調節劑氨水調節第二液體ph至11；其餘同實施例1。
實施例4；按下述組分及重量稱取原料：羥乙基乙醯胺19kg、氨基乙醯胺21kg、3-氨基-1,2,4-三唑14kg、肉桂醯胺13kg、冠醚（18-冠-6）13kg、二羥基酒石酸鈉7kg、乙琥胺20kg、水楊酸乙酯13kg、對羥基苯乙酸2kg、氨水（40wt%）28kg、水90kg。
將上述原料製備成用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物的方法：加入ph值調節劑氨水調節第二液體ph至10.3；其餘同實施例1。
實施例5；按下述組分及重量稱取原料：羥乙基乙醯胺17kg、氨基乙醯胺24kg、3-氨基-1,2,4-三唑16kg、肉桂醯胺15kg、冠醚（18-冠-6）11kg、二羥基酒石酸鈉8kg、乙琥胺18kg、水楊酸乙酯12kg、對羥基苯乙酸2.5kg、氨水（40wt%）33kg、水105kg。
將上述原料製備成用於油氣井重晶石汙染的解堵劑組合物的方法：加入ph值調節劑氨水調節第二液體ph至10.8；其餘同實施例1。