本發(fā)明涉及一種注水開發(fā)油田采油使用的助劑，特別是一種油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物，本發(fā)明還涉及油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物的制備方法。
背景技術(shù)：
由于油田鋇鍶垢結(jié)垢問題給石油開發(fā)造成了極大的經(jīng)濟(jì)損失，從而引起了人們的高度重視，并將鋇鍶垢除垢作為解決油田結(jié)垢問題的重點(diǎn)加以研究。然而，由于鋇鍶垢結(jié)垢問題的復(fù)雜性、成垢物理化學(xué)條件的多變性、成垢場所的特殊性等眾多因素的制約，目前所能采用的一些技術(shù)措施只能是結(jié)垢現(xiàn)狀進(jìn)行緩解，尚不能從根本上得以解決。因此，深入系統(tǒng)的研究儲層中設(shè)備與管線上鋇鍶垢結(jié)垢物的形成規(guī)律，找出合適的除垢方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對非常難溶的硫酸鋇、硫酸鍶垢的清洗劑的研究與開發(fā)，成為解決油田難溶垢除垢問題的重要舉措。
事實(shí)上，注水開發(fā)油田中的鋇、鍶結(jié)垢問題是亟待解決的世界性難題。因此，此項(xiàng)目的研究可獲得實(shí)用的、可操作的、綠色的工業(yè)化的防垢除垢新技術(shù)、新工藝，同時(shí)還可填補(bǔ)該研究領(lǐng)域的空白。該項(xiàng)目研究成果的應(yīng)用，能同時(shí)減少儲層傷害，解決油田集輸系統(tǒng)和采油設(shè)備結(jié)垢和腐蝕的兩大難題，有力配合油田產(chǎn)能建設(shè)的實(shí)施，從而提高采收率、降低環(huán)境污染、提高石油開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。
鋇鍶垢幾乎不溶于任何稀酸，1350℃高溫下尚可穩(wěn)定存在，所以一旦結(jié)垢，將其去除是相當(dāng)困難的，且成本很高。油田地層水因溫度、壓力等條件的變化而形成結(jié)垢，使注水開發(fā)采油系統(tǒng)和集輸系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕和結(jié)垢隨采齡而日趨嚴(yán)重，在一些油田采油井和抽油泵發(fā)生結(jié)垢堵塞和腐蝕穿孔而造成采油井和管線報(bào)廢。因此，采油井和抽油泵的腐蝕結(jié)垢問題也越來越受到人們的重視。
油田地層結(jié)垢和腐蝕物結(jié)垢是油田注水開發(fā)產(chǎn)生中不可避免的問題，它隨著油田產(chǎn)生水量增加而更加突出。常見的結(jié)垢為碳酸鈣、硅酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鋇、碳酸鍶等。油田注水開發(fā)中的結(jié)垢和腐蝕產(chǎn)物垢，已成為影響油田開發(fā)效益的一個(gè)重要因素之一。
目前國內(nèi)油田鋇鍶垢除垢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，清洗除垢時(shí)添加量大，腐蝕性大，有毒性，清洗后廢液不易降解處理，反應(yīng)時(shí)間為12～48小時(shí)，除垢率在30%～90%之間，清洗除垢時(shí)多數(shù)為兩步法酸堿交替進(jìn)行。如果不屬于絡(luò)合清洗除垢方法時(shí)，其地層除垢解堵的廢液必須返排地面進(jìn)行處理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物，該解堵劑解堵速度快、無腐蝕、不產(chǎn)生沉淀和二次堵井現(xiàn)象；本發(fā)明的第二目的在于提供油田鋇鍶垢除垢解堵劑的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：一種油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物，由下述重量份數(shù)的原料制成：烯丙基硫脲10～14份、5-羧酸-3-氨基-1,2,4-三氮唑12～15份、肉桂酰胺32～37份、冠醚（18-冠-6）7～10份、苯基丙二酸二乙酯20～25份、二羥基酒石酸鈉9～12份、二甲基丙醇胺5～9份、3-羥基丙酸5～8份、乙琥胺3～7份、氨水（40wt%）30～35份、水70～80份。
本發(fā)明提供的油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物使用的原料烯丙基硫脲、5-羧酸-3-氨基-1,2,4 -三氮唑、肉桂酰胺、冠醚（18-冠-6）、苯基丙二酸二乙酯、二羥基酒石酸鈉、二甲基丙醇胺、3-羥基丙酸、乙琥胺均為醫(yī)藥中間體、有機(jī)合成中間體、食品添加劑、清洗劑與絡(luò)合劑所使用的原料。它們與氨水、水復(fù)配成制成作為復(fù)合絡(luò)合劑、滲透劑與增溶劑的本發(fā)明解堵劑，其絡(luò)合性極強(qiáng)，活性很大，使用條件簡單，反應(yīng)速度快，能溶解難溶性油田鋇鍶垢，解堵效率高。
氨水是質(zhì)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(diào)節(jié)劑，其主要作用是溫和地把復(fù)配好的本解堵劑pH調(diào)至10～11，比采用傳統(tǒng)的強(qiáng)堿調(diào)節(jié)pH更簡單，更容易控制pH使用范圍，更重要的是氨水能與絡(luò)合劑和增溶劑中的羧基基團(tuán)反應(yīng)生成銨鹽，其反應(yīng)新生成銨鹽的絡(luò)合性、增溶性更好。本解堵劑在弱堿性時(shí)產(chǎn)品性能穩(wěn)定，無腐蝕，比現(xiàn)有技術(shù)的酸性和中性條件下對鋇鍶垢的溶垢率和解堵效果均提高20%～30%。
一種油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物的制備方法，步驟如下所述：首先將液體原料組分苯基丙二酸二乙酯20～25份、二甲基丙醇胺5～9份與3-羥基丙酸5～8份加入水70～80份中，攪拌均勻得第一液體；再向第一液體加入固體原料組分烯丙基硫脲10～14份、5-羧酸-3-氨基-1,2,4-三氮唑12～15份、肉桂酰胺32～37份、冠醚（18-冠-6）7～10份、二羥基酒石酸鈉9～12份與乙琥胺3～7份，攪拌至固體料充分溶解后得第二液體，再向得第二液體加入作為pH值調(diào)節(jié)劑的氨水30～35份，攪拌均勻調(diào)節(jié)第二液體液pH至10～11即得油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物。
本發(fā)明提供的油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物制備方法簡單，解堵劑組合物外觀為無色或淺淡黃色粉液體，密度為1.05～1.21g/cm3，pH為10～11，腐蝕率低于0.1g/(m2·h)，無毒性，清洗后廢液易降解處理，廢液不用返排地面處理。本解堵劑屬于絡(luò)合清洗除垢，油田機(jī)采井和地層解堵時(shí)，根據(jù)油田采油廠機(jī)采井和地層污垢堵塞程度用水配制成質(zhì)量百分比濃度4%～8%的稀釋溶液，用10Mpa高壓泵注入到油田機(jī)采井底部的采油地層中，在油田機(jī)采井除垢適用溫度范圍廣，常溫至沸點(diǎn)（100℃）都能使用，與機(jī)采井中沉積的硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鋇、碳酸鍶和硫酸鈣等污垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，實(shí)踐證明在4～8小時(shí)之內(nèi)即完成機(jī)采井和地層清洗解堵；除垢率大于98%，一步法完成機(jī)采井和地層鋇鍶垢除垢解堵，清洗后的廢液不用返排地面處理；達(dá)到無腐蝕安全解堵，節(jié)省化學(xué)反應(yīng)時(shí)間，提高解堵效率。
本發(fā)明提供的油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物適用于抽油機(jī)井、螺桿泵井和地層解堵，解堵速度快、無腐蝕，能快速溶解油田注水系統(tǒng)中產(chǎn)生的硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鋇、碳酸鍶和硫酸鈣的結(jié)垢，生成水溶性小分子化合物，防止掉落大塊垢渣二次堵塞機(jī)采井及其采油泵。清洗油田采油井解堵后經(jīng)驗(yàn)收檢查，解堵過程中無腐蝕，無死角，不產(chǎn)生沉淀或?qū)е露味戮?，解堵處理時(shí)間不超過12小時(shí)，達(dá)到無腐蝕解堵，比傳統(tǒng)的酸洗解堵更安全可靠。
隨著工業(yè)的高速發(fā)展，全球性的環(huán)境污染和生態(tài)破壞日益嚴(yán)重，保護(hù)人類生存環(huán)境已刻不容緩。隨之，我國油田使用的各類添加劑所涉及的生態(tài)、環(huán)境、資源、經(jīng)濟(jì)、等方面的問題已被提到發(fā)展戰(zhàn)略的高度，把由添加劑所產(chǎn)生的廢液處理已改為從本源上杜絕或不產(chǎn)生污染廢液，即原始污染的預(yù)防而非污染后的治理。本發(fā)明運(yùn)用綠色化學(xué)原理及技術(shù)，選用無毒無害的原料開發(fā)綠色合成工藝和環(huán)境友好型的生產(chǎn)過程，本發(fā)明專利產(chǎn)品在油田地層解堵時(shí)，對操作工人和油田環(huán)境無毒無害。研制本發(fā)明的主要技術(shù)要求與本發(fā)明綜合機(jī)理如下：
1、本發(fā)明油田鋇鍶垢除垢解堵劑的技術(shù)要求
本發(fā)明提供的油田鋇鍶垢除垢解堵劑是由多種絡(luò)合劑、滲透劑、潤濕劑和表面活性劑復(fù)配而成，我們在研究該解堵劑的配方時(shí)，所選用的每一組分物都是環(huán)保性物質(zhì)，而每一組分都不會對金屬材料產(chǎn)生腐蝕，并且所用的多種組分其配伍性、互溶性、防腐性、潤濕性和穩(wěn)定性都很好，解堵劑中不含H+、Cl-、S2-、SO42-等易產(chǎn)生腐蝕介質(zhì)的離子。所使用的原料都是無毒、無味、無腐蝕物質(zhì)，并且很容易在地層中降解，不污染環(huán)境。本解堵劑對硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鋇、碳酸鍶和硫酸鈣有很好的絡(luò)合、分散、滲透和溶解作用，化學(xué)除垢速度快。對于在采油過程使用三元復(fù)合驅(qū)采油中產(chǎn)生的二價(jià)石油磺酸鹽沉淀和聚丙烯酰胺聚合物料垢，均能與本解堵劑中多種絡(luò)合劑、分散劑、氧化劑等組分的活性基團(tuán)發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，經(jīng)氧化、斷鏈、配位和分散生成易溶于水的小分子化合物，以達(dá)到除垢的目的。
2、絡(luò)合除垢解堵機(jī)理
本發(fā)明所選擇的烯丙基硫脲、5-羧酸-3-氨基-1,2,4-三氮唑、肉桂酰胺、冠醚（18-冠-6）、苯基丙二酸二乙酯、二羥基酒石酸鈉、二甲基丙醇胺、3-羥基丙酸、乙琥胺、氨水（40wt%）等均含有多種配離子的活性基團(tuán)與硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鋇、碳酸鍶和硫酸鈣絡(luò)合，變?yōu)橐兹苡谒乃徒j(luò)合物，從而起到解堵作用。這種絡(luò)合反應(yīng)不按化學(xué)計(jì)量進(jìn)行，而是按化學(xué)分子比進(jìn)行的，通常每幾克到幾十克的絡(luò)合劑解堵劑，就能溶解幾百克鈣和鎂離子的垢，如果選用幾種絡(luò)合劑，其配伍性、增溶性好時(shí)，還能起到協(xié)同效應(yīng)，即在使用本解堵劑在用量很低的情況下，也能與大量的結(jié)垢金屬離子絡(luò)合，這種效應(yīng)稱為低劑量效應(yīng)。
3、除垢解堵劑的安全可靠性
本發(fā)明產(chǎn)品pH為10～11，是由多種制藥中間體、絡(luò)合劑、氧化劑、表面活性劑、消泡劑等復(fù)配而成，在油田地層解堵速度快，對瀝青質(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，因?yàn)槠涓g率低于0.1g/(m2·h)，在采油井和抽油泵清洗解堵過程中，真正達(dá)到了無腐蝕化學(xué)清洗解堵，比傳統(tǒng)化學(xué)清洗用無機(jī)酸、有機(jī)酸更安全可靠，徹底消除了因用酸洗抽油井和抽油泵時(shí)緩蝕劑失效、緩蝕劑乳化不均或操作不當(dāng)?shù)韧话l(fā)因素對采油設(shè)備的腐蝕。
本發(fā)明油田鋇鍶垢解堵劑主要技術(shù)效果如下：
1、一步法完成機(jī)采井和地層鋇鍶垢除垢解堵
解堵劑的pH為10～11，不含氫離子、氯離子和硫酸根等有害離子，腐蝕率低于0.1g/(m2·h)，達(dá)到無腐蝕安全解堵。在油田采油井和抽油泵解堵過程中使用本除垢解堵劑，可在常溫至100℃條件下，通過一步法完成機(jī)采井和地層鋇鍶垢除垢解堵，節(jié)省化學(xué)反應(yīng)時(shí)間，提高解堵效率，對鋇鍶垢除垢率達(dá)到98%以上。
2、清除三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)生的聚合物料垢和瀝青質(zhì)垢
本劑對油田三元復(fù)合驅(qū)體系采油過程中采油井和抽油泵由表面活性劑產(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12小時(shí)內(nèi)，無腐蝕的清洗工況條件下完成油田采油井和抽油泵的化學(xué)除垢解堵。本劑能快速溶解油田采油井和抽油泵中瀝青質(zhì)垢的堵塞物，使添加的滲透劑等能快速地進(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，使瀝青質(zhì)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。
3、除垢解堵不掉垢渣和不產(chǎn)生沉淀物
采用本劑解堵時(shí)，對采油井筒和采油泵表面沉積的硫酸鋇、硫酸鍶、碳酸鋇、碳酸鍶和硫酸鈣垢均有很好的絡(luò)合、滲透、氧化、分散和溶解作用，不產(chǎn)生垢渣和二次新的沉淀物，能有效地解決傳統(tǒng)酸洗掉大渣而二次堵死采油井和卡死抽油泵的問題。
4、安全可靠，清垢效果好
用于油田采油井和抽油泵處絡(luò)合解堵過程中，由于本解堵劑對采油井設(shè)備和采油桿及井不產(chǎn)生腐蝕、死角或采油井和抽油泵中的沉淀，不會產(chǎn)生清洗物沉淀的二次堵井和卡泵現(xiàn)象，可在常溫至100℃條件下，處理解堵時(shí)間為4～8小時(shí)，更重要的是真正達(dá)到無腐蝕安全化學(xué)解堵，比傳統(tǒng)的酸洗解堵更安全可靠。本解堵劑徹底消除了用酸解堵時(shí)緩蝕劑失效造成的腐蝕問題，也規(guī)避了溶劑解堵時(shí)易燃、易爆、有毒和生物技術(shù)難以掌控的風(fēng)險(xiǎn)，對于保證安全生產(chǎn)，長周期采油有著重要意義。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1；按下述組分及重量稱取原料：烯丙基硫脲10kg、5-羧酸-3-氨基-1,2,4-三氮唑15Kg、肉桂酰胺35Kg、冠醚（18-冠-6）8Kg、苯基丙二酸二乙酯20Kg、二羥基酒石酸鈉9Kg、二甲基丙醇胺9Kg、3-羥基丙酸8Kg、乙琥胺6Kg、氨水（40wt%）34Kg、水75Kg。
制備方法：首先將液體原料組分苯基丙二酸二乙酯、二甲基丙醇胺與3-羥基丙酸加入水中，攪拌均勻得第一液體；再向第一液體加入固體原料組分烯丙基硫脲、5-羧酸-3-氨基-1,2,4-三氮唑、肉桂酰胺、冠醚（18-冠-6）、二羥基酒石酸鈉與乙琥胺，攪拌至固體料充分溶解后得第二液體，再向得第二液體加入作為pH值調(diào)節(jié)劑的氨水30～35份，攪拌均勻調(diào)節(jié)第二液體液pH至11即得油田鋇鍶垢除垢解堵劑組合物。
實(shí)施例2；按下述組分及重量稱取原料：烯丙基硫脲14kg、5-羧酸-3-氨基-1,2,4-三氮唑12Kg、肉桂酰胺33Kg、冠醚（18-冠-6）9Kg、苯基丙二酸二乙酯25Kg、二羥基酒石酸鈉12Kg、二甲基丙醇胺5Kg、3-羥基丙酸5Kg、乙琥胺4Kg、氨水（40wt%）31Kg、水80Kg。
制備方法：用氨水調(diào)節(jié)第二液體pH至10.3，余同實(shí)施例1。
實(shí)施例3；按下述組分及重量稱取原料：烯丙基硫脲12kg、5-羧酸-3-氨基-1,2,4-三氮唑14Kg、肉桂酰胺32Kg、冠醚（18-冠-6）7Kg、苯基丙二酸二乙酯24Kg、二羥基酒石酸鈉11Kg、二甲基丙醇胺6Kg、3-羥基丙酸7Kg、乙琥胺5Kg、氨水（40wt%）35Kg、水70Kg。
制備方法：用氨水調(diào)節(jié)第二液體pH至10.8，余同實(shí)施例1。
實(shí)施例4；按下述組分及重量稱取原料：烯丙基硫脲13、5-羧酸-3-氨基-1,2,4-三氮唑13Kg、肉桂酰胺37Kg、冠醚（18-冠-6）10Kg、苯基丙二酸二乙酯21Kg、二羥基酒石酸鈉10Kg、二甲基丙醇胺8Kg、3-羥基丙酸6Kg、乙琥胺7Kg、氨水（40wt%）30Kg、水72Kg。
制備方法：用氨水調(diào)節(jié)第二液體pH至10.1，余同實(shí)施例1。
實(shí)施例5；按下述組分及重量稱取原料：烯丙基硫脲11Kg、5-羧酸-3-氨基-1,2,4-三氮唑12Kg、肉桂酰胺36Kg、冠醚（18-冠-6）7Kg、苯基丙二酸二乙酯22Kg、二羥基酒石酸鈉11Kg、二甲基丙醇胺7Kg、3-羥基丙酸8Kg、乙琥胺3Kg、氨水（40wt%）32Kg、水78Kg。
制備方法：用氨水調(diào)節(jié)第二液體pH至10.3，余同實(shí)施例1。