油田采油地層中性解堵劑組合物及其制備方法
【專利摘要】一種油田采油地層中性解堵劑組合物，由下述重量份數(shù)原料制成：聚環(huán)氧琥珀酸鈉30～36份、葡萄糖酸鈉18～25份、聚乙二醇2～3份、三乙醇胺2～4份、乳酸乙酯9～12份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉7～10份、氨基酸鈉8～12份、活性凹凸棒土10～15份、五氧化二釩0.1～0.2份、脂肪酶5～7份、山梨醇酐脂肪酸酯5～8份、對(duì)羥基磺酸鈉15～18份、過(guò)氧化氫叔丁基3～7份與雙乙二醇月桂酸酯0.1～0.3份。本發(fā)明解堵速度快、中性無(wú)腐蝕、能快速溶解三元復(fù)合驅(qū)體系產(chǎn)生的物料垢、瀝青沉積物垢、碳酸鹽垢、硅酸鹽垢等，解堵廢液可自降解，不用返排地面進(jìn)行污水處理，清洗油田地層解堵，具有無(wú)腐蝕，無(wú)死角，不產(chǎn)生沉淀和二次堵井，解堵處理時(shí)間不超過(guò)24小時(shí)。
【專利說(shuō)明】油田采油地層中性解堵劑組合物及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油田采油使用的助劑，特別是一種油田采油地層中性解堵劑組合 物，本發(fā)明還涉及油田采油地層中性解堵劑組合物的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 第一，問(wèn)題的提出 1、國(guó)內(nèi)外的許多油田在注水開(kāi)采中都不同程度地被結(jié)垢?jìng)λ_，尤其在開(kāi)采進(jìn)入 中、后期階段，隨著石油含水量的增加，結(jié)垢問(wèn)題變得更加普遍和嚴(yán)重。由于油田水結(jié)垢導(dǎo) 致油層傷害，采油井井筒、注水井井筒和采油泵及設(shè)備系統(tǒng)堵塞，從而過(guò)早導(dǎo)致油井、采油 泵和設(shè)備報(bào)廢。這些問(wèn)題大大提高了采油成本，嚴(yán)重影響油氣的正常生產(chǎn)。為了更好地解 決油田地層和采油泵及設(shè)備的結(jié)垢問(wèn)題，解決油田注水開(kāi)采中的結(jié)垢?jìng)@一技術(shù)難題， 需要使用解堵劑產(chǎn)品。
[0003] 2、石油是關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)命脈的戰(zhàn)略性物資，在我國(guó)，中高滲油藏開(kāi)發(fā)穩(wěn)產(chǎn)技術(shù) 相對(duì)比較成熟，但對(duì)于低滲、特低滲透油藏如何實(shí)現(xiàn)老井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，并獲得較高的最終采收 率和經(jīng)濟(jì)效益，是國(guó)內(nèi)諸多油田面臨的一大挑戰(zhàn)。因此，如何提高三次采油技術(shù)水平，增加 現(xiàn)有油藏的采收率，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)的應(yīng)用，極大 地延緩了國(guó)內(nèi)各大油田產(chǎn)量遞減的速度，已成為油田產(chǎn)量接替的主要措施。隨著三元復(fù)合 體系的使用，堿用量的積聚，對(duì)油層巖石的骨架和膠結(jié)物有嚴(yán)重的傷害，也造成對(duì)油層的傷 害，降低了油層滲透率，注入壓力下降，油水井結(jié)垢嚴(yán)重，對(duì)三次采油中常用的石油磺酸鹽， 對(duì)多價(jià)陽(yáng)離子水溶液中發(fā)生的沉淀等有一定程度的影響和傷害，因此，對(duì)應(yīng)用三元復(fù)合體 系的采油井，需要使用解堵除垢產(chǎn)品來(lái)消除不良影響。
[0004] 三元復(fù)合驅(qū)采油技術(shù)應(yīng)用時(shí)產(chǎn)生鹽類結(jié)垢原因分析如下：地層水結(jié)垢是油田生產(chǎn) 中不可避免且要面對(duì)的主要問(wèn)題。地層水pH值的改變以及堿與油層巖石之間產(chǎn)生的不利 化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生結(jié)垢沉淀變得越來(lái)越突出，結(jié)垢沉淀物主要為碳酸鹽垢、硅酸鹽垢和硫酸鹽 垢。
[0005] 為了使堿/表面活性劑/聚合物三元體系的平衡界面張力能達(dá)到10數(shù)量級(jí)，必須 加入大量的堿，特別是強(qiáng)堿NaOH。而堿劑的加入，對(duì)油層巖石骨架和膠結(jié)物有嚴(yán)重的傷害。 以此，必然對(duì)油層造成傷害，注入壓力下降，或油水井結(jié)垢，必須停機(jī)，嚴(yán)重的會(huì)造成油層坍 塌，特別是注入井附近的油層坍塌，甚至堵塞。三元復(fù)合體系中含有0.8%?1.5%的高濃 度堿，特別是強(qiáng)堿Na 2C03和NaOH，溶液的pH值在12?14的范圍內(nèi)，因此，必然對(duì)油層巖石 礦物造成傷害，甚至嚴(yán)重傷害，產(chǎn)生污垢，造成地層的堵塞。
[0006] 三元復(fù)合體系中表面活性劑對(duì)油層的傷害和堵塞垢原因分析如下：由于三元復(fù)合 體系中添加的石油磺酸鹽(鈉）與地層水中的這些多價(jià)陽(yáng)離子發(fā)生反應(yīng)生成二價(jià)石油磺酸 鹽(鈣、鎂)。二價(jià)石油磺酸鹽在一定溫度條件下，在水中的溶解度有限。研究結(jié)果表明，當(dāng) 地層水中含有一定濃度的Ca 2+和Mg2+時(shí)，就會(huì)發(fā)生二價(jià)石油磺酸鹽沉淀。表面活性劑的這 種沉淀現(xiàn)象，將對(duì)其在孔隙介質(zhì)中的滯留損失具有重要作用和影響，發(fā)生二價(jià)石油磺酸鹽 沉淀，不僅嚴(yán)重堵塞油層，而且可加快表面活性劑的消耗速度，使注入的堿、表面活性劑、聚 合物三元復(fù)合驅(qū)的驅(qū)油作用過(guò)早失效。
[0007] 第二，傳統(tǒng)的解堵手段 目前，油田采用酸化解堵、生物解堵和溶劑解堵，主要采用酸化解堵。酸化解堵是借助 于無(wú)機(jī)酸(鹽酸、氫氟酸，亦有用硫酸)，也可以用有機(jī)酸（甲酸、乙酸等）對(duì)地層巖石、堵塞物 的化學(xué)溶蝕作用，以及酸化壓力的水力作用，提高地層滲透性，實(shí)現(xiàn)油井增產(chǎn)、水井增注的 工程措施。為了完成酸化工程目標(biāo)，在酸化液中除主劑酸外，還需添加緩蝕劑、鐵離子穩(wěn)定 劑等。
[0008] 酸化所用的鹽酸和土酸均為強(qiáng)酸，尤其是鹽酸與碳酸鹽的反應(yīng)極快，易導(dǎo)致近井 部位的地層過(guò)度酸化，而縱深部分得不到充分酸化，這種現(xiàn)象對(duì)低滲透地層的高溫深井影 響更大，是造成酸化作用失敗的主要原因。在酸化過(guò)程中，酸化緩蝕劑易受地層溫度、壓力 和鐵離子影響而失效，一旦酸化緩蝕劑失效，就會(huì)造成采油井、抽油泵和輸油設(shè)備的嚴(yán)重腐 蝕，因此酸化解堵存在著潛在的巨大風(fēng)險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于提供一種解堵速度快、中性無(wú)腐蝕的油田采油地層中性解堵劑 組合物；該解堵劑能快速溶解三元復(fù)合驅(qū)體系產(chǎn)生的物料垢、浙青沉積物垢、碳酸鹽垢、硅 酸鹽垢和硫酸鹽垢。本發(fā)明的第二目的在于提供油田采油地層中性解堵劑組合物的制備方 法。
[0010] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的采取的技術(shù)方案如下：一種油田采油地層中性解堵劑組合物，由 下述重量份數(shù)的原料制成：聚環(huán)氧琥珀酸鈉30?36份、葡萄糖酸鈉18?25份、聚乙二醇 2?3份、三乙醇胺2?4份、乳酸乙酯9?12份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉7?10份、氨 基酸鈉8?12份、活性凹凸棒土 10?15份、五氧化二釩0. 1?0. 2份、脂肪酶5?7份、 山梨醇酐脂肪酸酯5?8份、對(duì)羥基磺酸鈉15?18份、過(guò)氧化氫叔丁基3?7份與雙乙二 醇月桂酸酯〇. 1?〇. 3份。
[0011] 將上述重量份數(shù)的原料制備成油田采油地層中性解堵劑組合物的制備方法包括 下述步驟： a、 將聚環(huán)氧琥珀酸鈉30?36份、葡萄糖酸鈉18?25份、聚乙二醇2?3份、三乙醇 胺2?4份、乳酸乙酯9?12份與活性凹凸棒土 4?6份，用研磨機(jī)進(jìn)行破碎，過(guò)20目篩 后攪拌均勻，制得第一粉末；第一粉末作為解堵劑的主要成分； b、 將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉7?10份、氨基酸鈉8?12份與活性凹凸棒土 5?7 份，用錐形混合攪拌機(jī)攪拌1小時(shí)至均勻，使脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與氨基酸鈉被活性 凹凸棒土載體充分吸附，而后粉碎過(guò)20目篩后制得第二粉末；第二粉末作為解堵劑是絡(luò)合 型表面活性劑載體； c、 將五氧化二釩0. 1?0. 2份、脂肪酶5?7份與活性凹凸棒土 1?2份，用錐形混合 攪拌機(jī)攪拌40分鐘至均勻，過(guò)40目篩制得第三粉末；第三粉末作為催化劑吸附粉末； d、 將山梨醇酐脂肪酸酯5?8份、對(duì)羥基磺酸鈉15?18份、過(guò)氧化氫叔丁基3?7份 與雙乙二醇月桂酸酯0. 1?0. 3份，用錐型混合攪拌機(jī)攪拌40分鐘至均勻，過(guò)20目篩制得 第四粉末；第四粉末作為絡(luò)合和緩蝕的助劑； e、將制得的第一粉末、第二粉末、第三粉末與第四粉末混合攪拌均勻即制成油田采油 地層中性解堵劑。
[0012] 本發(fā)明提供的油田采油地層中性解堵劑組合物，其外觀為無(wú)色或淺淡黃色粉末 狀，粒度直徑為小于20目，含水量小于6%,堆積比重為1. 03?1. 12g/cm3，pH為6?7,油 田地層解堵時(shí)，根據(jù)油田地層污垢堵塞程度用水配制成質(zhì)量百分比濃度2?5%的水溶液 使用。本發(fā)明在大慶油田采油二廠進(jìn)行了應(yīng)用，將本發(fā)明制成質(zhì)量百分比濃度2?5%的 水溶液，用lOMpa高壓泵注入到油田采油地層中，在油田地層溫度45°C條件下，與地層中碳 酸鈣、碳酸鎂垢及三元復(fù)合驅(qū)聚合物料垢等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在24小時(shí)之內(nèi)完成地層清洗解 堵，解堵后油田采油率達(dá)到了采油井的設(shè)計(jì)能力。
[0013] 本發(fā)明不含無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，也不含氫離子、氯離子和硫酸根等有害離子，腐蝕率 小于0. IgAm2 · h)，達(dá)到無(wú)腐蝕安全解堵。
[0014] 本發(fā)明提供的油田采油地層中性解堵劑使用滲透、增溶、氧化、斷鏈和轉(zhuǎn)化的方 法，使地層中各種類型的垢與本解堵劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為水溶性鹽類，采用本解堵劑解 堵后，使鈣、鎂金屬離子產(chǎn)生的碳酸鹽垢、硅酸鹽垢和硫酸鹽垢在解堵清洗液中溶解。中性 解堵劑的活性基團(tuán)，可將碳酸鹽垢和硫酸鹽垢轉(zhuǎn)化為水溶性化合物。對(duì)于在采油過(guò)程使用 三元復(fù)合驅(qū)采油中產(chǎn)生的二價(jià)石油磺酸鹽沉淀物垢和聚丙烯酰胺聚合物料垢及氧化鐵沉 淀垢，與本解堵劑中的多元羧酸胺鹽等反應(yīng)，生成可溶性小分子化合物，并具有降解性，油 田地層中的浙青質(zhì)垢和其他聚合物垢與本劑中的-OH、-ONa等基團(tuán)發(fā)生溶垢協(xié)同效應(yīng)，反 應(yīng)斷鏈生成易溶于水的小分子聚合物，以達(dá)到清除聚合物料垢和浙青質(zhì)垢，實(shí)現(xiàn)對(duì)油田地 層中性解堵的目的。
[0015] 本發(fā)明中性無(wú)腐蝕，用于清洗油田地層解堵，可一步法完成油田地層的解堵，能快 速溶解三元復(fù)合驅(qū)體系產(chǎn)生的物料垢、浙青沉積物垢、碳酸鹽垢、硅酸鹽垢和硫酸鹽垢，清 洗解堵的廢液具有可自降解性，不用返排地面進(jìn)行污水處理，具有無(wú)腐蝕、無(wú)死角、不產(chǎn)生 沉淀和二次沉淀物微粒堵塞毛細(xì)管現(xiàn)象而堵井等優(yōu)點(diǎn)，解堵處理時(shí)間不超過(guò)24小時(shí)，達(dá)到 無(wú)腐蝕安全解堵，比傳統(tǒng)的酸化解堵、生物解堵和溶劑解堵更安全可靠。
[0016] 本發(fā)明還適用于油田采油過(guò)程中，能解決油田地層的清洗解堵和采油設(shè)備的腐蝕 問(wèn)題，有效控制解堵劑與砂巖反應(yīng)速度，并生成糊狀物，提高地層的滲透率，防止對(duì)地層污 染，提高原油采收率。
[0017] 本發(fā)明各組分的主要作用和應(yīng)用機(jī)理如下所述： 1、聚環(huán)氧琥珀酸鈉：在本解堵劑中作為解堵劑的主要成分使用的聚環(huán)氧琥珀酸鈉，它 由五至六環(huán)的化合物組成，解堵后不會(huì)造成環(huán)境積累、污染水體，生物降解性好，是我們通 過(guò)大量溶垢試驗(yàn)選擇的金屬離子絡(luò)合劑。我們經(jīng)過(guò)解堵研究評(píng)價(jià)結(jié)果證明：聚環(huán)氧琥珀酸 鈉與金屬離子生成絡(luò)合物時(shí)，通常形成多個(gè)絡(luò)合環(huán)。一個(gè)絡(luò)合物分子中的數(shù)目愈多，絡(luò)合物 的穩(wěn)定性愈高，配位體與金屬離子絡(luò)合時(shí)形成的絡(luò)合環(huán)愈多，配位體與金屬離子絡(luò)合形成 的絡(luò)合物就愈穩(wěn)定。聚環(huán)氧琥珀酸鈉具有多個(gè)絡(luò)合環(huán)，且可以同時(shí)與許多金屬離子如Ca 2+、 Mg2+、Fe3+、Fe2+、Ba2+和Sr 2+等離子產(chǎn)生絡(luò)合效應(yīng)，生成穩(wěn)定的具有較高溶解度的絡(luò)合物，阻 止這些粒子與相應(yīng)的酸根結(jié)合，防止產(chǎn)生沉淀，從而有效地阻止了解堵劑溶垢后的二次沉 淀物堵塞油田地層的毛細(xì)管和喉管。并且，聚環(huán)氧琥珀酸鈉還具有良好的緩蝕作用，其分子 極性基團(tuán)中的氧原子，具有未共用電子對(duì)，可以成為吸附中心吸附金屬與金屬形成五元環(huán) 狀化合物，并吸附于金屬表面，沿金屬表面形成一層致密的保護(hù)膜，從而起到緩蝕保護(hù)采油 設(shè)備的作用。
[0018] 2、葡萄糖酸鈉：是一種多羥基羧酸型除垢劑，在絡(luò)合型清洗劑中，對(duì)鈣、鐵、鎂、鋇、 鍶等離子具有極好的配位能力，并對(duì)這些離子的相應(yīng)碳酸鹽類、硅酸鹽類和硫酸鹽類有很 好的絡(luò)合清洗能力，同時(shí)也具有很好的緩蝕效果，而呈現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，在羧酸鹽絡(luò)合解堵劑配 方中，可增強(qiáng)絡(luò)合效果。
[0019] 3、聚乙二醇：聚乙二醇是平均分子量為200?6000的乙二醇高聚物的總稱，由于 其分子量的不同，性質(zhì)也有差異，經(jīng)我們?cè)囼?yàn)研究，最終選定聚乙二醇的分子量為1500? 2000時(shí)，則可顯著提高解堵劑的親水性和潤(rùn)濕性。
[0020] 4、三乙醇胺：在油田地層清洗解堵時(shí)，有很好的增溶效果，能很好的吸收地層的二 氧化碳和硫化氫氣體。對(duì)油田地層中浙青狀膠質(zhì)具有很強(qiáng)的清洗能力。使用三乙醇胺能使 解堵劑快速進(jìn)入聚合物的深部以形成清洗通道，使解堵劑把浙青質(zhì)逐漸膨脹、軟化，最后形 成膠體易溶于水的水溶液。
[0021] 5、乳酸乙脂：是重要的芳香族中間體和有機(jī)化工原料，用作醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)的中間體， 并可用作溶劑、清洗劑、潤(rùn)滑劑等。它有較好的溫度表現(xiàn)范圍，能與水和有機(jī)體系兼容，易生 物降解，可代替大多數(shù)含鹵的和有毒的溶劑。乳酸乙脂是被美國(guó)FDA極力推薦的食品添加 劑和醫(yī)藥原料等。
[0022] 6、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和氨基酸鈉：我們經(jīng)過(guò)上百次研究得出：陰離子表面 活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與兩性離子表面活性劑氨基酸鈉混合使用，由于陰離子表 面活性劑的負(fù)電荷與兩性離子表面活性劑中心正電荷之間相互作用，從而形成絡(luò)合物。而 這種絡(luò)合物的乳化性、潤(rùn)濕性、分散性、滲透性，使單一成分所不具備的復(fù)合性能。親水和親 油性都優(yōu)于原來(lái)的陰離子表面活性劑和兩性離子表面活性。在本發(fā)明中采用1.0:1.2摩爾 的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與氨基酸鈉混合，其解離常數(shù)和相對(duì)吸附力數(shù)據(jù)結(jié)果表明，這 兩種表面活性劑能定量地形成絡(luò)合物，在較低的濃度時(shí)，其表面張力很低，表面活性很大， 具有很好的協(xié)同效應(yīng)。
[0023] 7、活性凹凸棒土 ：活性凹凸棒土是一種含水富鎂的硅酸鹽晶體礦物，它能有效地 作為表面活性劑的載體。凹凸棒土經(jīng)過(guò)活化和改性處理后作為載體，是利用有機(jī)偶聯(lián)劑處 理凹凸棒土，偶聯(lián)劑以化學(xué)鍵結(jié)合，使脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與氨基酸鈉表面活性劑及 五氧化二釩催化劑吸附在凹凸棒多微孔表面上，以覆蓋等方式與活性凹凸棒土表面相結(jié) 合，達(dá)到表面和改善界面的物理和化學(xué)性能的目的，并且活性凹凸棒土可吸附本劑中的溶 齊U，以便制成固體粉末狀的本產(chǎn)品。
[0024] 8、五氧化二釩：五氧化二釩在本劑中作為催化劑，在油田地層和油井輸油管線中 二價(jià)磺酸鹽的沉積垢與本解堵劑中的多元羧酸胺鹽反應(yīng)，在五氧化二釩的催化劑的作用 下，生成羧酸鹽類易溶于水的小分子化合物。
[0025] 9、脂肪酶：脂肪酶是一種生物催化劑，是由生物活性細(xì)胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)組成，為了 防止脂肪酶離析，要選擇比表面積大的載體以保持其穩(wěn)定性，試驗(yàn)研究選擇活性凹凸棒土 作為這種酶的載體效果最好。聚合物料垢在生物酶的作用下，易發(fā)生生物降解，變成低聚物 和單體，分解為可溶于水的低聚物，降低粘度，使聚合物料垢易降解。
[0026] 10、山梨醇酐脂肪酸酯：是一種很好的乳化劑，分子中同時(shí)含有親水和親油性基團(tuán) 的表面活性劑，可以在油田地層清洗解堵時(shí)，在油水面定向吸附，起到穩(wěn)定、乳化作用，把解 堵劑液體分散到地層微孔和毛細(xì)管深部。在本發(fā)明中，山梨醇酐脂肪酸酯作為表面活性劑 的應(yīng)用效果是多方面的，其主要功能有乳化、潤(rùn)滑、調(diào)節(jié)粘度等作用，還兼有抗菌性，改善油 層和解堵劑之間的表面張力，使之形成均勻的分解體或乳化液，并對(duì)鈣和鎂金屬離子有清 洗作用和生物降解性能。
[0027] 11、對(duì)羥基磺酸鈉：因含有羥基官能團(tuán)，是一種很好的絡(luò)合劑，對(duì)鐵、銅、鈣、鎂離子 有很強(qiáng)的絡(luò)合作用和緩蝕作用；并對(duì)三元驅(qū)體系中的二價(jià)磺酸鹽垢有很好的溶解作用，增 強(qiáng)了清洗能力。
[0028] 12、過(guò)氧化氫叔丁基：過(guò)氧化氫叔丁基是對(duì)油田地層中的聚合物料垢溶解性的氧 化劑，在本解堵劑中是作為氧化基團(tuán)的引入劑，能對(duì)油田地層中三元驅(qū)聚合物料進(jìn)行氧化 和斷鏈，反應(yīng)生成易溶于水的小分子化合物。
[0029] 13、雙乙二醇月桂酸酯：用作消泡劑，由于清洗解堵時(shí)，添加的多種表面活性劑會(huì) 產(chǎn)生泡沫，造成霧沫夾帶，而影響解堵效果，因此加入本品可以在清洗解堵時(shí)，有效消除由 于表面活性劑引起的泡沫。
[0030] 我們從環(huán)境友好的觀點(diǎn)出發(fā)，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)原理，采用對(duì)人體健康，生態(tài)環(huán)境 無(wú)害的新原料、新反應(yīng)、新過(guò)程和新方法，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明專利產(chǎn)品與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展的宗旨。本 發(fā)明專利就是運(yùn)用綠色化學(xué)原理及技術(shù)，選用無(wú)毒無(wú)害的原料開(kāi)發(fā)綠色合成工藝，創(chuàng)造環(huán) 境友好型的生產(chǎn)過(guò)程，本發(fā)明專利產(chǎn)品在油田地層解堵時(shí)，對(duì)操作工人和油田環(huán)境無(wú)毒無(wú) 害。本發(fā)明綜合機(jī)理與研制本發(fā)明的主要技術(shù)要求如下： 1、油田化學(xué)中性解堵劑機(jī)理 在石油采出過(guò)程中，由于原油開(kāi)采使用不同來(lái)源的地層水與地面注入水的混合，地層 水采出過(guò)程中的降溫，油水分離過(guò)程中的加熱，便會(huì)產(chǎn)生水垢。為了提高原油采收率而向地 層注入水或堿水溶液，也會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。油田中最常見(jiàn)的垢是碳酸鈣垢、硅酸鈣垢、硫酸 鈣垢、硫酸鍶垢和硫酸鋇垢等，通常將一些金屬腐蝕產(chǎn)物和某些油田水中含量高、容易析出 的溶解度高的鹽類也包括在垢內(nèi)。結(jié)垢主要發(fā)生在水流通過(guò)的地層巖石表面、管線設(shè)備的 表面，造成地層、管線的堵塞，管線和設(shè)備的腐蝕，影響正常的石油生產(chǎn)，甚至造成油藏的永 久性傷害。為此需要采取措施防止垢的生成，及時(shí)清除管線設(shè)備上所結(jié)的垢。
[0031] 結(jié)垢與蠟的析出過(guò)程相類似，垢的生成經(jīng)過(guò)垢的晶核形成、垢晶核的生長(zhǎng)和垢的 沉積三個(gè)階段。垢在固體表面的某些活性點(diǎn)上生長(zhǎng)，結(jié)成垢的顆粒。由于油層水、注入水中 存在多種正、負(fù)離子，垢往往是由多種無(wú)機(jī)物組成的。垢與水相的平衡是多種無(wú)機(jī)物的溶 解、電離平衡，其平衡條件和平衡組成是由組成垢的各個(gè)成分的溶度積、離子積、電離平衡 關(guān)系式、離子強(qiáng)度與各種離子活性系數(shù)關(guān)系式等所決定的。在某些條件下水相離子與固體 表面物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如金屬表面腐蝕、水相離子對(duì)巖石成分的溶解或水相離子在巖 石表面的沉積等，因此垢的析出還與這些化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)有關(guān)。
[0032] 本發(fā)明從孔隙結(jié)構(gòu)角度考慮，依據(jù)絡(luò)合原理，以擴(kuò)大孔隙喉道提高恢復(fù)儲(chǔ)層滲透 性為目的。本中性解堵劑體系以氧化、斷鏈和絡(luò)合來(lái)溶解垢，反應(yīng)較平緩生成糊狀物，可避 免因沉淀產(chǎn)生顆粒，這種無(wú)傷害解堵對(duì)于中高滲透儲(chǔ)層來(lái)講，孔隙結(jié)構(gòu)的維護(hù)相對(duì)好，帶來(lái) 的負(fù)面效應(yīng)相對(duì)很小，對(duì)于低滲透儲(chǔ)層來(lái)講，解堵安全系數(shù)高，成功率也高。如果采用酸化 解堵，一旦酸化失敗，那些不溶于酸的沉淀物以微粒形態(tài)流動(dòng)堵塞地層的孔隙喉道，使得儲(chǔ) 層再次進(jìn)行增產(chǎn)改造的難度大大增大。本發(fā)明提供的中性解堵劑以解堵疏通孔隙喉道、恢 復(fù)儲(chǔ)層滲透性為目的，將儲(chǔ)層中的碳酸鹽類、硅酸鹽類與金屬氧化物等酸溶性非泥質(zhì)堵塞 物質(zhì)溶解為糊狀物。采用本發(fā)明提供的中性解堵劑解堵，不傷及儲(chǔ)層骨架，絡(luò)合溶解潛在的 沉淀物也較易控制，因此，對(duì)儲(chǔ)層無(wú)傷害。
[0033] 中性絡(luò)合解堵是一種使用化學(xué)滲透、增溶、氧化、斷鏈和轉(zhuǎn)化的方法，使垢型發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為水溶性鹽，因此在中性條件下對(duì)垢有良好的溶解性，在垢的結(jié)構(gòu)間有很強(qiáng) 的穿透力，可以進(jìn)入垢的晶粒之間，將垢完全溶解，使鈣、鎂、鋇和鍶的碳酸鹽垢和硫酸鹽垢 在水中溶解，生成可溶性鈣、鎂、鋇和鍶鹽類；用中性解堵劑的活性基團(tuán)，可將硫酸鹽垢轉(zhuǎn)化 為水溶性的化合物；在油層、油井輸油管線中沉積的二價(jià)磺酸鹽垢與本劑中的多元羧酸胺 鹽等反應(yīng)，在五氧化二釩催化劑的作用下，生成小分子的磺酸鹽類水溶物。其地層中浙青垢 和其它聚合物垢與本劑中的-0H (醇羥基和酚羥基)、_0Na等基團(tuán)發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，反應(yīng)斷鏈 生成易溶于水的小分子聚合物，以達(dá)到徹底清除高聚物物料垢和浙青垢的目的。油田地層 中聚合物料垢在本解堵劑的作用下，通過(guò)無(wú)規(guī)則解聚、側(cè)基和低分子物的脫除等，可以引起 聚丙烯酰胺聚合物料垢的分子量降低的斷鏈反應(yīng)，使聚合物易降解。
[0034] 2、選擇油田地層中性解堵劑的技術(shù)要求 油田中性解堵劑，是由多種絡(luò)合劑、滲透劑、潤(rùn)濕劑和多種表面活性劑復(fù)配而成，我們 在研究本發(fā)明中性解堵劑的組方時(shí)，所選用的每一種組分是中性或偏堿性物質(zhì)，每一種組 分都不會(huì)對(duì)金屬材料產(chǎn)生腐蝕，并且所用的多種組分其配伍性、互溶性、防腐性、潤(rùn)濕性和 穩(wěn)定性都很好，解堵劑中不含H\ Cl'S2'S0,等易產(chǎn)生腐蝕介質(zhì)的離子。所用的材料都是 無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)腐蝕或偏堿性物質(zhì)，并且很容易在地層中降解，不污染環(huán)境。該解堵劑對(duì)碳 酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽以及磷酸鹽的鈣、鎂離子有很好的氧化、斷鏈、配位、絡(luò)合、滲透和溶解 作用，化學(xué)除垢速度快，對(duì)硅酸鹽垢和硫酸鹽垢也有很好的清除作用，在油田絡(luò)合解堵過(guò)程 中，由于本劑中不含H+和Cr，對(duì)采油井設(shè)備和采油桿及井不產(chǎn)生腐蝕，無(wú)死角，在地層中不 產(chǎn)生沉淀，不造成清洗物沉淀的二次堵井，可在常溫至l〇〇°C條件下，除垢解堵時(shí)間為24小 時(shí)左右，更重要的是真正達(dá)到無(wú)腐蝕安全化學(xué)解堵，比傳統(tǒng)的酸洗解堵、生物解堵和溶劑解 堵更安全可靠。
[0035] 3、中性解堵劑的安全可靠性 本發(fā)明中性解堵劑不含無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、強(qiáng)堿和清洗緩蝕劑，pH為6?7,是由多種制藥 中間體、中性絡(luò)合齊?、氧化齊?、表面活性齊?、消泡劑等復(fù)配而成，在油田地層解堵速度快，對(duì) 浙青質(zhì)垢、磺酸鹽表面活性劑垢、聚丙烯酰胺物料垢、各種鈣鎂鹽垢有很強(qiáng)的溶解作用，在 清洗解堵過(guò)程中，真正達(dá)到了無(wú)腐蝕化學(xué)清洗解堵，比傳統(tǒng)化學(xué)清洗用無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、強(qiáng) 堿更安全可靠，徹底消除了因用酸化地層時(shí)緩蝕劑失效、緩蝕劑乳化不均或操作不當(dāng)?shù)韧?發(fā)因素對(duì)采油設(shè)備的腐蝕，在油田地層解堵過(guò)程中完全能取代鹽酸和氫氟酸的酸化解堵處 理。
[0036] 本發(fā)明中性解堵劑主要技術(shù)效果詳述如下： 1、一步法即可完成油田地層的解堵 本發(fā)明主要由聚環(huán)氧琥珀酸鈉、葡萄糖酸鈉、對(duì)羥基磺酸鈉、乳酸乙酯、脂肪酶、山梨醇 酐脂肪酸酯、五氧化二釩和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉及氨基酸鈉等多種表面活性劑組成， 解堵劑的pH為6?7,不含無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸，也不含氫離子、氯離子和硫酸根等有害離子，腐 蝕率小于0. IgAm2 *h)，達(dá)到無(wú)腐蝕安全解堵。使用本中性解堵劑在油田地層解堵過(guò)程中， 可在常溫至l〇〇°C條件下，一步法完成對(duì)各類水垢的化學(xué)除垢解堵，無(wú)需中和處理和鈍化處 理，節(jié)省化學(xué)解堵時(shí)間，提高解堵效率。
[0037] 2、清除地層三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)生的聚合物料垢和浙青質(zhì)垢 本發(fā)明對(duì)油田三元復(fù)合驅(qū)體系采油過(guò)程中由表面活性劑產(chǎn)生的二價(jià)石油磺酸鹽沉淀 垢、聚丙烯酰胺聚合物料垢和氧化鐵垢等沉淀生成的復(fù)合垢，在24小時(shí)內(nèi)，無(wú)腐蝕的清洗 工況條件下完成油田地層的化學(xué)中性除垢解堵。本解堵劑能快速溶解油田地層中浙青質(zhì)垢 的堵塞物，使添加的滲透劑快速進(jìn)入有機(jī)聚合物料垢的內(nèi)部，使解堵劑與有機(jī)聚合物料垢 迅速接觸，使浙青質(zhì)垢和聚合物料垢膨脹、轉(zhuǎn)化，最后形成易溶解于水的小分子溶液。
[0038] 3、保護(hù)地層支架和毛細(xì)管可安全解堵 本發(fā)明中性解堵劑，以解堵疏通孔隙喉道，恢復(fù)儲(chǔ)層滲透性為目的，對(duì)碳酸鹽垢、硅酸 鹽垢、硫酸鹽垢、磺酸鹽類表面活性劑垢的聚合物料垢的解堵，具有很好的絡(luò)合性、滲透性 和溶解性，能滲透到油田地層的深部，解堵面積大，反應(yīng)殘留物成糊狀，不產(chǎn)生殘?jiān)投?沉淀物微粒等現(xiàn)象，使儲(chǔ)層免遭酸性損害，對(duì)毛細(xì)管有擴(kuò)孔作用，保護(hù)地層支架。
[0039] 現(xiàn)有技術(shù)酸化鹽酸和氫氟酸與地層巖礦反應(yīng)劇烈、消耗快，溶洞大而解堵有效距 離短，解堵面積小并且不徹底，難以達(dá)到深部酸化的目的，影響酸化效果。
[0040] 本發(fā)明中性解堵劑能達(dá)到深部解堵的目的，中性解堵液運(yùn)動(dòng)以一定的速度進(jìn)行， 使足夠量的中性解堵液進(jìn)入油層縱深部位，打開(kāi)深部油流通道，為油層流體的采出形成良 好的通道，減小附加毛細(xì)管壓力，提高原油的相對(duì)滲透率，并提高采油率。
[0041] 4、解堵廢液易降解，不用返排地面處理 由于本發(fā)明中性解堵劑的所有組分都是由易降解的絡(luò)合劑、乳化劑、分散劑和氧化劑 組成，與油田地層中所清洗的污垢反應(yīng)，生成易降解的小分子鹽類，可達(dá)到地下油層對(duì)水質(zhì) 的質(zhì)量和環(huán)保要求。用本解堵劑對(duì)油田地層化學(xué)解堵后，油田地層清洗解堵的廢液不用向 地面返排，減少了清洗解堵后廢液處理工序及費(fèi)用，降低了對(duì)環(huán)境的污染。

【具體實(shí)施方式】
[0042] 實(shí)施例使用的聚乙二醇的分子量為1500?2000。
[0043] 實(shí)施例1，稱取原料：聚環(huán)氧琥珀酸鈉35kg、葡萄糖酸鈉20kg、聚乙二醇2kg、三乙 醇胺2kg、乳酸乙酯9kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉9kg、氨基酸鈉11kg、活性凹凸棒土 14kg、 五氧化二釩〇. 2kg、脂肪酶5kg、山梨醇酐脂肪酸酯6kg、對(duì)羥基磺酸鈉15kg、過(guò)氧化氫叔丁 基4kg與雙乙二醇月桂酸酯0. 2kg。
[0044] 按下述步驟將上述原料制備成油田采油地層中性解堵劑組合物： 1、將聚環(huán)氧琥珀酸鈉35kg、葡萄糖酸鈉20kg、聚乙二醇2kg、三乙醇胺2kg、乳酸乙酯 9kg與活性凹凸棒土 5kg，用研磨機(jī)進(jìn)行破碎，過(guò)20目篩后用攪拌機(jī)攪拌40分鐘至均勻，制 得第一粉末。
[0045] 2、將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉9kg、氨基酸鈉11kg與活性凹凸棒土 7kg，用錐形混 合攪拌機(jī)攪拌1小時(shí)至均勻，使脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與氨基酸鈉被活性凹凸棒土載體 充分吸附，而后粉碎過(guò)20目篩后制得第二粉末。
[0046] 3、將五氧化二釩0. 2kg、脂肪酶5kg和活性凹凸棒土 2kg，用錐形混合攪拌機(jī)攪拌 40分鐘至均勻，過(guò)40目篩制得第三粉末。
[0047] 4、將山梨醇酐脂肪酸酯6kg、對(duì)羥基磺酸鈉15kg、過(guò)氧化氫叔丁基4kg與雙乙二醇 月桂酸酯〇. 2kg，用錐型混合攪拌機(jī)攪拌40分鐘至均勻，過(guò)20目篩制得第四粉末。
[0048] 5、將制得的第一粉末、第二粉末、第三粉末與第四粉末混合攪拌均勻即制成油田 采油地層中性解堵劑。
[0049] 實(shí)施例2,稱取原料：聚環(huán)氧琥珀酸鈉33kg、葡萄糖酸鈉18kg、聚乙二醇3kg、三 乙醇胺3kg、乳酸乙酯10kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉7kg、氨基酸鈉8. 5kg、活性凹凸棒土 l〇kg、五氧化二釩0. 15kg、脂肪酶6kg、山梨醇酐脂肪酸酯8kg、對(duì)羥基磺酸鈉16kg、過(guò)氧化 氫叔丁基6kg與雙乙二醇月桂酸酯0. 16kg。
[0050] 按下述步驟將上述原料制備成油田采油地層中性解堵劑組合物： 1、將聚環(huán)氧琥珀酸鈉33kg、葡萄糖酸鈉18kg、聚乙二醇3kg、三乙醇胺3kg、乳酸乙酯 l〇kg與活性凹凸棒土 4kg，用研磨機(jī)進(jìn)行破碎；其余同實(shí)施例1。
[0051] 2、將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉7kg、氨基酸鈉8. 5kg與活性凹凸棒土 5kg，用錐形 混合攪拌機(jī)攪拌1小時(shí)至均勻，其余同實(shí)施例1。
[0052] 3、將五氧化二釩0. 15kg、脂肪酶6kg和活性凹凸棒土 1kg，用錐形混合攪拌機(jī)攪 拌，其余同實(shí)施例1。
[0053] 4、將山梨醇酐脂肪酸酯8kg、對(duì)羥基磺酸鈉16kg、過(guò)氧化氫叔丁基6kg與雙乙二醇 月桂酸酯〇. 16kg，用錐型混合攪拌機(jī)攪拌，其余同實(shí)施例1。
[0054] 5、同實(shí)施例1。
[0055] 實(shí)施例3,稱取原料：聚環(huán)氧琥珀酸鈉30kg、葡萄糖酸鈉23kg、聚乙二醇2. 5kg、三 乙醇胺2. 5kg、乳酸乙酯12kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉10kg、氨基酸鈉12kg、活性凹凸棒 土 13kg、五氧化二釩0. lkg、脂肪酶7kg、山梨醇酐脂肪酸酯5kg、對(duì)羥基磺酸鈉18kg、過(guò)氧化 氫叔丁基3kg與雙乙二醇月桂酸酯0. lkg。
[0056] 按下述步驟將上述原料制備成油田采油地層中性解堵劑組合物： 1、將聚環(huán)氧琥珀酸鈉30kg、葡萄糖酸鈉23kg、聚乙二醇2. 5kg、三乙醇胺2. 5kg、乳酸乙 酯12kg與活性凹凸棒土 5. 5kg，用研磨機(jī)進(jìn)行破碎；其余同實(shí)施例1。
[0057] 2、將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉10kg、氨基酸鈉12kg與活性凹凸棒土 5. 5kg，用錐 形混合攪拌機(jī)攪拌1小時(shí)至均勻，其余同實(shí)施例1。
[0058] 3、將五氧化二釩0. 1kg、脂肪酶7kg和活性凹凸棒土 2kg，用錐形混合攪拌機(jī)攪拌， 其余同實(shí)施例1。
[0059] 4、將山梨醇酐脂肪酸酯5kg、對(duì)羥基磺酸鈉18kg、過(guò)氧化氫叔丁基3kg與雙乙二醇 月桂酸酯〇. lkg，用錐型混合攪拌機(jī)攪拌，其余同實(shí)施例1。
[0060] 5、同實(shí)施例1。
[0061] 實(shí)施例4,稱取原料：聚環(huán)氧琥珀酸鈉36kg、葡萄糖酸鈉24kg、聚乙二醇3kg、三 乙醇胺4kg、乳酸乙酯11kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉8kg、氨基酸鈉9. 6kg、活性凹凸棒土 15kg、五氧化二釩0. 2kg、脂肪酶7kg、山梨醇酐脂肪酸酯7kg、對(duì)羥基磺酸鈉17kg、過(guò)氧化氫 叔丁基7kg與雙乙二醇月桂酸酯0. 3kg。
[0062] 按下述步驟將上述原料制備成油田采油地層中性解堵劑組合物： 1、將上述的聚環(huán)氧琥珀酸鈉、葡萄糖酸鈉、聚乙二醇、三乙醇胺、乳酸乙酯與6kg活性 凹凸棒土，用研磨機(jī)進(jìn)行破碎；其余同實(shí)施例1。
[0063] 2、將上述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、氨基酸鈉與7kg活性凹凸棒土，用錐形混 合攪拌機(jī)攪拌1小時(shí)至均勻，其余同實(shí)施例1。
[0064] 3、將上述的五氧化二釩、脂肪酶和2kg活性凹凸棒土，用錐形混合攪拌機(jī)攪拌，其 余同實(shí)施例1。
[0065] 4、將上述的山梨醇酐脂肪酸酯、對(duì)羥基磺酸鈉、過(guò)氧化氫叔丁基與雙乙二醇月桂 酸酯，用錐型混合攪拌機(jī)攪拌，其余同實(shí)施例1。
[0066] 5、同實(shí)施例1。
[0067] 實(shí)施例5,稱取原料：聚環(huán)氧琥珀酸鈉32kg、葡萄糖酸鈉25kg、聚乙二醇3kg、三乙 醇胺3kg、乳酸乙酯10kg、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉8. 5kg、氨基酸鈉10. 2kg、活性凹凸棒土 15kg、五氧化二鑰;0. 15kg、脂肪酶6. 5kg、山梨醇酐脂肪酸酯7kg、對(duì)輕基磺酸鈉16kg、過(guò)氧 化氫叔丁基5kg與雙乙二醇月桂酸酯0. 25kg。
[0068] 按下述步驟將上述原料制備成油田采油地層中性解堵劑組合物： 1、將上述的聚環(huán)氧琥珀酸鈉、葡萄糖酸鈉、聚乙二醇、三乙醇胺、乳酸乙酯與6kg活性 凹凸棒土，用研磨機(jī)進(jìn)行破碎；其余同實(shí)施例1。
[0069] 2、將上述的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、氨基酸鈉與7kg活性凹凸棒土，用錐形混 合攪拌機(jī)攪拌1小時(shí)至均勻，其余同實(shí)施例1。
[0070] 3、將上述的五氧化二釩、脂肪酶和2kg活性凹凸棒土，用錐形混合攪拌機(jī)攪拌，其 余同實(shí)施例1。
[0071] 4、將上述的山梨醇酐脂肪酸酯、對(duì)羥基磺酸鈉、過(guò)氧化氫叔丁基與雙乙二醇月桂 酸酯，用錐型混合攪拌機(jī)攪拌，其余同實(shí)施例1。
[0072] 5、同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1. 一種油田采油地層中性解堵劑組合物，其特征在于：由下述重量份數(shù)的原料制成： 聚環(huán)氧琥珀酸鈉30?36份、葡萄糖酸鈉18?25份、聚乙二醇2?3份、三乙醇胺2?4 份、乳酸乙酯9?12份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉7?10份、氨基酸鈉8?12份、活性凹凸 棒土 10?15份、五氧化二釩0. 1?0. 2份、脂肪酶5?7份、山梨醇酐脂肪酸酯5?8份、 對(duì)羥基磺酸鈉15?18份、過(guò)氧化氫叔丁基3?7份與雙乙二醇月桂酸酯0. 1?0. 3份。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種油田采油地層中性解堵劑組合物，其特征在于：聚乙二醇 的分子量為1500?2000。
3. -種權(quán)利要求1或2所述的油田采油地層中性解堵劑組合物的制備方法，其特征在 于包括下述步驟： a、 將聚環(huán)氧琥珀酸鈉30?36份、葡萄糖酸鈉18?25份、聚乙二醇2?3份、三乙醇 胺2?4份、乳酸乙酯9?12份與活性凹凸棒土 4?6份，用研磨機(jī)進(jìn)行破碎，過(guò)20目篩 后攪拌均勻，制得第一粉末； b、 將脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉7?10份、氨基酸鈉8?12份與活性凹凸棒土 5?7 份，用錐形混合攪拌機(jī)攪拌1小時(shí)至均勻，使脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉與氨基酸鈉被活性 凹凸棒土載體充分吸附，而后粉碎過(guò)20目篩后制得第二粉末； c、 將五氧化二釩0. 1?0. 2份、脂肪酶5?7份與活性凹凸棒土 1?2份，用錐形混合 攪拌機(jī)攪拌40分鐘至均勻，過(guò)40目篩制得第三粉末； d、 將山梨醇酐脂肪酸酯5?8份、對(duì)羥基磺酸鈉15?18份、過(guò)氧化氫叔丁基3?7份 與雙乙二醇月桂酸酯0. 1?0. 3份，用錐型混合攪拌機(jī)攪拌40分鐘至均勻，過(guò)20目篩制得 第四粉末； e、 將制得的第一粉末、第二粉末、第三粉末與第四粉末混合攪拌均勻即制成油田采油 地層中性解堵劑。
【文檔編號(hào)】C09K8/524GK104194759SQ201410489270
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】趙麗萍, 劉音希, 劉志新 申請(qǐng)人:甘肅黑馬石化工程有限公司