[發明專利]一種油井碳酸鹽除垢劑的制備方法及其除垢方法

在審

• 申請號: 201710163973.0
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106865794A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 全紅平;謝林紅;蔣思龍;邢浪漫;陳中豪;段文猛;王金玉;呂沛恒
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙)51237
• 代理人: 李華,溫黎娟

技術領域

本發明涉及除垢劑技術領域，具體涉及一種油井碳酸鹽除垢劑的制備方法及其除垢方法。

背景技術

油田進入含水期開發后，由于水的熱力學不穩定性和化學不相容性，以及儲層的溫度、壓力、水質等條件的改變，往往造成油井井筒、地面系統及注水底層的結垢問題。油氣田結垢的危害主要反映在兩個方面，一是對通道暢通的影響；二是對通道物質的腐蝕。目前，油田常用除垢技術主要包括物理除垢技術和化學除垢技術。過去的物理除垢技術廣泛采用噴砂、刮削等傳統方法。這些方法存在著許多缺點，比如使加熱管內壁損壞，使內壁粗糙不平，在未來的生產中更易容易結垢。

現在經過改進，主要的物理除垢技術有高壓水除垢技術、超聲波除垢技術、磁場除垢技術、電場除垢技術、放射性輻射技術、空穴射流除垢技術和PIG物理除垢技術。所有物理除垢技術均是通過相應的物理效應作用于結垢部位周圍的水體，使得結垢物質失去與吸附部位的結合力，達到清洗效果。物理除垢最大的共同優勢是對環境、地層體系無污染，對設備無腐蝕，對人體無健康危害，但這種作用是有條件的，每種方法的應用條件和使用范圍都需嚴格界定，而且物理除垢具有局限性，往往只能針對于地面管線進行除垢，對于地下等采油管線無能為力。

化學除垢技術是指使用一些化學清洗劑去除地層或設備上的水垢、油污、污垢和腐蝕產物等垢物的方法，具有除垢效率高、除垢范圍廣和勞動強度低等特點，主要包括酸洗除垢技術、間接除垢技術、螯合劑除垢技術三類。雖然酸洗后可除去大部分垢物，但酸處理工藝處理垢也會造成很多的弊端。對于碳酸鹽垢，雖然可以用酸除去，但用酸洗不僅會導致成垢物質的二次傷害；還會腐蝕油管、井筒、井泵等配套設備，縮短其使用壽命，造成產量下降甚至停產。并且，對于很多難溶垢比如BaSO₄，難以用一般的酸堿物質清除，所以酸性除垢劑應用范圍比較有限；間接除垢技術由于該方法工藝復雜，成本較高，用于油田除垢的例子并不多；螯合劑應用范圍廣，且不受垢質種類限制，對大部分垢物均有除垢效果，但螯合劑本身價格較高，遠遠高于酸的價格，因此使用成本較高，限制了其推廣使用。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種油井碳酸鹽除垢劑的制備方法及其除垢方法，所述的除垢劑不受垢質種類限制，對大部分垢物均有除垢效果，比酸化除垢方法更環保、無腐蝕、不會產生二次沉淀，且勞動強度低，在除垢過程中，不用再加入緩蝕劑等助劑，相應的降低了成本，其除垢性能優于常見除垢劑，且對于除去BaSO₄垢也有比較好的除垢效果。

為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是一種油井碳酸鹽除垢劑的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將氯乙酸鈉、多乙烯多胺、純水混合均勻形成反應物體系；

(2)將步驟(1)的反應物體系在50-90℃下恒溫反應5-14h后，冷卻至室溫；

(3)將步驟(2)冷卻后的反應液蒸發干燥后，即得所述除垢劑。

優選的，所述氯乙酸鈉與所述多乙烯多胺的摩爾比為(2-6):1。

更為優選的，所述氯乙酸鈉與所述多乙烯多胺的摩爾比為5:1。

優選的，所述氯乙酸鈉與所述多乙烯多胺的總質量占所述反應物體系質量的百分比為20-60％。

更為優選的，所述氯乙酸鈉與所述多乙烯多胺的總質量占所述反應物體系質量的百分比為40％。

優選的，步驟(1)所述反應物體系在升溫前先用氫氧化鈉溶液調節pH值至9-13。

更為優選的，步驟(1)所述反應物體系在升溫前先用氫氧化鈉溶液調節pH值至10。

優選的，步驟(2)所述恒溫反應的溫度為50-90℃。

更為優選的，步驟(2)所述恒溫反應的溫度為80℃。

優選的，步驟(2)所述恒溫反應的時間為5-14h。

更為優選的，步驟(2)所述恒溫反應的時間為12h。

本申請技術方案還提供一種采用油井碳酸鹽除垢劑的除垢方法，所述除垢劑的加量為1-8wt％，除垢溫度為50-90℃，除垢時間為10-20h，除垢體系pH值為6-10。

優選的，所述除垢劑的加量為5wt％，除垢溫度為60℃，除垢時間為18h，除垢體系pH值為7。

該除垢劑為螯合劑，其主要機理是通過螯合劑的多個配位鍵同成垢金屬離子發生螯合作用，合成的除垢劑中的羧基和氮原子能夠與金屬離子發生螯合反應，形成溶于水的、比成垢物質本身更加穩定的螯合物，從而解除碳酸鈣垢。