一種油井矽酸鹽垢防垢劑的製作方法

2023-05-24 07:10:56

專利名稱：：一種油井矽酸鹽垢防垢劑的製作方法
技術領域：
：本發明涉及油田採油領域中一種防垢劑，尤其是一種用於三元複合驅油井中矽酸鹽垢的防垢劑。
背景技術：
：目前，三元複合驅技術是大慶油田高含水後期進一步提高採收率的重要手段。隨著三元體系的注入，採出井矽酸鹽結垢現象越來越嚴重，普通的防垢劑對矽酸鹽垢的防垢率很低，持續的結垢會導致卡泵、斷杆等現象發生，嚴重影響油田的正常生產和三元複合驅的整體經濟效益。
發明內容為了克服
背景技術：
中的不足，本發明提供一種油井矽酸鹽垢防垢劑。本發明用於三元複合驅油井的防垢，能有效地阻止矽酸鹽結垢，保證三元採出井的正常生產。本發明所採用的技術方案是該油井矽酸鹽防垢劑由組分A、組分B和水按質量比1:1:2的比例復配而成，其中，組分A是側鏈帶有羧酸、磺酸和羧酸酯官能團的三元無規共聚物，組分B為含有磷酸基團一P0(OH)2和羧酸基團一C00H的膦基羧酸類化合物。其防垢劑原理是通過合成具有特定分子量的高分子螯合劑，通過物理吸附或化學反應包裹在晶核表面，將晶核由"硬粒子"變成"軟離子"，阻止晶核的生長或導致晶核畸變生長，達到阻垢的目的；另一方面螯合劑的官能團可以進攻Si02中略顯正電性矽離子，相當於把矽離子螯合起來，阻止晶核的形成。合成A組分所需單體為丙烯酸、某種丙烯酸酯和帶有磺酸基團的丙烯衍生物，結構式如下3formulaseeoriginaldocumentpage4+CH^{^}——，R4為H或CH3、CH2CH3，n等於210;Rs為—t-afcH^或卞&h，m等於l5;P為示蹤基團。將所需單體和次亞磷酸鈉按質量比100:l混合均勻後，滴加過硫酸銨，過硫酸銨的加入量為單體的1%(摩爾百分比)，在6(TC90'C條件下，在溶液中聚合反應3-4小時即得組分A。A的重均分子量在10002000000時使用效果較好，在10000150000之間效果更好。上述方法中三種單體的質量比為1:1:1。合成B組分所需單體為亞磷酸二甲酯、馬來酸二甲酯、丙烯酸甲酯，結構式如下-CH——COOCH3'H2C=g——COOCH3zH^HC-COOCH3(CH30)2P——H3將亞磷酸二甲酯和馬來酸二甲酯按1:(1.031.07)摩爾比，在甲醇鈉的催化下常溫下反應成膦醯基琥珀酸四甲酯。此產物四甲酯不經精製，常溫下每摩爾直接與l1.07mol的丙烯酸甲酯反應5-7小時。催化劑為溶於甲醇中的甲醇鈉，甲醇鈉濃度30%(質量百分比)。甲醇的添加量按每製備lmolB加入0.6mo1甲醇計。生成的2-膦基丁垸-1，2，4-三羧酸五甲酯於10513(TC的溫度範圍內，酸性水解生成B。將反應製備的A組分、B組分和水按l:1:2質量比配製得到三元複合驅矽酸鹽防垢劑SY-KD。本發明具有如下有益效果現有的垢防垢劑使用濃度高，在油田地下水、溫度、pH和礦化度等條件下對矽酸鹽垢的防垢率較低，不4能滿足三元複合驅採出井防垢要求。本發明涉及的矽酸鹽垢防垢劑與現有的防垢劑相比具有如下優點①地層配伍性強，對地層的溫度、礦化度、pH值適應範圍大，適用的矽離子濃度為101500mg/L，地層溫度為2060°C，礦化度為010000mg/L，pH範圍為5ll;②使用濃度低，防垢效果好，在100mg/L時防垢率可達80%以上;③水溶解性能好，藥劑溫度在o'c以上不會結晶。圖1矽酸鹽垢防垢劑防垢率對濃度變化曲線；圖2矽酸鹽防垢劑現場試驗效果。具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步說明實施例l、防垢劑腐蝕速率測定用遊標卡尺測量標準N80鋼片尺寸並計算表面積。用脫脂棉擦拭，再用無水乙醇清洗後並浸泡脫水5min，取出試片立即用濾紙擦乾，用冷風機吹乾，放於乾燥器中30min後稱重，精確至0.0001g。將試片固定浸沒在500mL裝有500mg/L防垢劑溶液的廣口瓶中，將廣口瓶在45'C恆溫水浴中放置7d。取出試片，先用清水衝洗，再用毛刷輕輕刷洗後，然後用濾紙吸乾放入無水乙醇中浸泡5min，取出試片立即用濾紙擦乾，用冷風機吹乾，放於乾燥器中15min後稱重，精確至0.0001g，腐蝕速率按下式計算。實驗結果見表l。式中-W—腐蝕速率，mm/a;Mi，M2—試驗前、後試片質量，g;S—試片面積，cm2;t一浸泡時間，h;p—鋼片密度，g/cm3。腐蝕速率法測防垢劑表1樣品油井防垢劑腐蝕速率(mm/a)TS-6011.227TS-6050.384SY-KD0.0491JJA-21.647AMDP0.3964醒P1.102實驗表明由本發明配製的SY-KD的腐蝕速率最低，為0.0491腿/a(國家標準為小於0.125腿/a)，其次是TS-605和AMDP，腐蝕速率在0.38mm/a左右。實施例2、防垢劑的防垢率測定分別在裝有大慶鹽水的廣口瓶中加入各項防垢劑，然後再向各瓶中加入氯化鎂溶液、氯化鈣溶液，搖勻後再加入矽酸鈉溶液，使溶液中各種物質的濃度分別為防垢劑100mg/L、Ca2+200mg/L、Mg2+65mg/L、Si4+500mg/L。蓋緊瓶塞，混勻溶液，將瓶中溶液在45。C恆溫水浴中放置24h，取出後用原子吸收分光光度計分別測試溶液中矽離子的濃度，防垢率E按下式計算，實驗結果見表2。formulaseeoriginaldocumentpage6式中￡—防垢率；C,一加防垢劑後混合溶液中矽離子濃度；C,—未加防垢劑混合溶液中矽離子濃度；C。一加入的矽離子濃度。油井矽酸鹽垢防垢劑防垢率測定表2tableseeoriginaldocumentpage6當防垢劑的濃度為100mg/L時，SY-KD在24h的防垢率是最高的，為81.8%。將SY-KD配成不同濃度，按照實施四的方法進行防垢率測試，實驗結果見表3和圖1。防垢劑SY-KD濃度測定tableseeoriginaldocumentpage7結果表明當防垢劑濃度達到500mg/L時，SY-KD的防垢率達到97.4%。表明此時更多的基團和官能團包裹在晶核表面，充分阻止矽酸鹽的結垢。實施例3、本發明防垢劑SY-KD的三元油井現場防垢效果測試大慶油田南5區塊南5-10-P32井2008年l、2、3月連續三次因結垢卡泵作業，杆管結垢嚴重，垢層厚度在lmm左右，平均檢泵周期僅21天，該井已經進入結垢期。取其杆管等部位垢樣進行室內分析，其矽酸鹽垢平均含量為63.6%、碳酸鹽垢為平均含量31.8%。2008年3月24日對南5-10-P32井採用防垢劑SY-KD進行防垢加藥，根據礦場試驗情況，採用地面加藥裝置並根據油井產液速度按一定排量將防垢劑SY-KD從油套環空內連續加入井筒，使其在採出液介質中形成穩定濃度，達到防止矽酸鹽結垢的目的。防垢劑SY-KD(防垢劑由組分A、組分B和水按質量比1:1:2的比例復配而成，其中，組分A是側鏈帶有羧酸、磺酸和羧酸酯官能團的三元無規共聚物，組分B為含有磷酸基團一P0(0H)2和羧酸基團一C00H的膦基羧酸類化合物)加入量按照被處理的採出水中防垢劑的濃度為100mg/L計算。進行防垢加藥後該井生產電流平穩，運行正常，2008年9月23曰，該井因測試停機4天，造成卡泵，作業起出的杆管結垢輕微，垢層厚度在0.lmm左右，檢泵周期從防垢劑SY-KD加入前的21天提高到了181天。目前，SY-KD防垢劑已經在大慶油田北1斷東和南5區塊共計進行了25口井的現場應用，其中北1斷東區塊3口井、南5區塊22口井。現場試驗結果見表4和圖2。防垢劑SY-KD現場試驗結果表4tableseeoriginaldocumentpage8結果表明防垢劑SY-KD現場防垢效果明顯，有效地減少了油井作業次數，延長了檢泵周期，適用於三元複合驅油井矽酸鹽的防垢。權利要求1、一種油井矽酸鹽垢防垢劑，其特徵在於由組分A、組分B和水按質量比1∶1∶2的比例復配而成，其中，組分A是側鏈帶有羧酸、磺酸和羧酸酯官能團的三元無規共聚物，組分B為含有磷酸基團-PO(OH)2和羧酸基團-COOH的膦基羧酸類化合物。全文摘要本發明公開了一種油井矽酸鹽垢防垢劑。該防垢劑由組分A、組分B和水按質量比1∶1∶2的比例復配而成，其中，組分A是側鏈帶有羧酸、磺酸和羧酸酯官能團的三元無規共聚物，組分B為含有磷酸基團-PO(OH)2和羧酸基團-COOH的膦基羧酸類化合物。本發明用於強鹼三元複合驅區塊採出井的防垢，能有效地阻止矽酸鹽在泵、杆管等處的結垢，減少因垢作業次數，使採出井的檢泵周期延長。文檔編號C09K8/528GK101665684SQ20091007298公開日2010年3月10日申請日期2009年9月28日優先權日2009年9月28日發明者傅海榮,鑫王,王慶國,王賢君,管公帥申請人:大慶油田有限責任公司