油田防腐防垢防蠟脫水降粘常溫集輸復(fù)合藥劑及其配套使用技術(shù)、制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在常溫集輸狀態(tài)對(duì)從地層經(jīng)井筒(抽油井)向上流入地面集輸系統(tǒng)過(guò)程中的原油采出液進(jìn)行脫水、防腐、防垢、防蠟、降粘作業(yè)的一體化石化處理技術(shù)，特別是油田防腐防垢防蠟脫水降粘常溫集輸復(fù)合藥劑及其配套使用技術(shù)、制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在油田開發(fā)過(guò)程中，原油采出液從地層-井筒-地面集輸管網(wǎng)-集中處理站-油水處理的運(yùn)移、處理過(guò)程中，由于采出液的性質(zhì)及工藝系統(tǒng)理化參數(shù)的變化，常常致使其受腐蝕、結(jié)垢、結(jié)蠟現(xiàn)象及粘度變化等問(wèn)題，這對(duì)油田生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。為保證生產(chǎn)、集輸、處理系統(tǒng)更加高效、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已出現(xiàn)對(duì)原油采出液在常溫集輸狀態(tài)進(jìn)行防腐處理、防垢處理、防蠟處理、降凝處理、降粘處理或脫水處理等一系列油田地面化學(xué)單項(xiàng)技術(shù)體系，盡管滿足了油田生產(chǎn)需要，但其仍然存在明顯的缺點(diǎn):由于對(duì)原油同時(shí)進(jìn)行防腐處理、防垢處理、防蠟處理、降凝處理、降粘處理和脫水處理的綜合措施龐雜，被投放的防腐藥劑、防垢藥劑、防蠟藥劑、降凝藥劑、降粘藥劑和脫水藥劑其作用重疊，不能充分發(fā)揮藥效，乃至相混合后的藥劑的處理效果大為下降，而且被投放的各類藥劑的加和總量很大，施工作業(yè)頻繁，各類藥劑作用重疊，不能充分發(fā)揮藥效，造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種油田防腐防垢防蠟脫水降粘常溫集輸復(fù)合藥劑及其配套使用技術(shù)，其具有“一劑多效”的原油處理效果，在從井筒至地面原油集輸系統(tǒng)的過(guò)程中對(duì)原油采出液進(jìn)行一體化處理，兼?zhèn)浞栏⒎拦浮⒎老?、降粘和脫水的功能，可完全避免由單?xiàng)原油采出液藥劑處理技術(shù)重復(fù)使用造成的施工作業(yè)重疊和藥劑浪費(fèi)，縮短藥劑加投處理流程，簡(jiǎn)化地面油田工藝。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種油油田防腐防垢防蠟脫水降粘常溫集輸復(fù)合藥劑，包括由緩蝕劑、防蠟型破乳劑和阻垢劑構(gòu)成的溶質(zhì)和溶解該溶質(zhì)的溶劑；溶質(zhì)的質(zhì)量百分含量為40% — 85%:緩蝕劑的質(zhì)量百分含量為15% — 30%，防蠟型破乳劑的質(zhì)量百分含量為20% — 40%，阻垢劑的質(zhì)量百分含量為5% —15%，溶劑的質(zhì)量百分含量相應(yīng)為15% — 60% ;緩蝕劑由咪唑啉衍生物構(gòu)成，防蠟型破乳劑由乙烯多胺嵌段聚醚經(jīng)馬來(lái)酸酐改性所得的產(chǎn)物構(gòu)成，阻垢劑為由機(jī)膦酸鹽、有機(jī)磷酸酯與有機(jī)膦羧酸三者當(dāng)中的任意一者純凈物或該三者通過(guò)任意組合方式以任意比例相均混的混合物構(gòu)成。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種應(yīng)用油田防腐防垢防蠟脫水降粘常溫集輸復(fù)合藥劑的配套使用技術(shù)，①將油田防腐防垢防蠟脫水降粘常溫集輸復(fù)合藥劑經(jīng)準(zhǔn)備采油的油井最上端位于地面的井口投加到油井所屬的配裝在油井內(nèi)的套管和配裝在套管內(nèi)的抽油油管之間形成的油套環(huán)空內(nèi)；②使投入到油套環(huán)空內(nèi)的該油田防腐防垢防蠟脫水降粘常溫集輸復(fù)合藥劑受引力作用不受阻礙地經(jīng)該油套環(huán)空向下流動(dòng)至油井最下端連通油藏的井底，然后確保該油田防腐防垢防蠟脫水降粘常溫集輸復(fù)合藥劑經(jīng)井底被迫流入抽油油管內(nèi)以與從油藏通過(guò)井底被迫流入抽油油管的原油采出液在抽油油管內(nèi)按質(zhì)量流量成比例相均混的方式隨同原油采出液向上經(jīng)井口流入原油采出液集輸系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種制備作為緩蝕劑的咪唑啉衍生物和防蠟型破乳劑的工藝，其實(shí)施技術(shù)手段具備實(shí)用創(chuàng)新性。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種制備作為緩蝕劑的咪唑啉衍生物的工藝，①向三頸瓶?jī)?nèi)加入56.5份(0.2mol)指定酸類物質(zhì)和32.2份(0.22moL)指定胺類物質(zhì)，通過(guò)三頸瓶使其兩者在被持續(xù)攪拌的狀態(tài)中加熱到120°C初次反應(yīng)2小時(shí)而形成中間產(chǎn)物 '②將三頸瓶?jī)?nèi)部受熱溫度在2h內(nèi)從120°C勻速升至180°C —190°C，使三頸瓶?jī)?nèi)的中間產(chǎn)物被加熱到180°C — 190°C保溫2.5小時(shí)；③將三頸瓶?jī)?nèi)部受熱溫度在2h內(nèi)從180°C — 190°C勻速升至270°C，使三頸瓶?jī)?nèi)的中間產(chǎn)物被加熱到270°C連續(xù)反應(yīng)2小時(shí)而形成咪唑啉中間體；④將10份咪唑啉中間體和0.5份氫氧化鉀以均混狀態(tài)升溫至110°C，再使由負(fù)壓進(jìn)料工藝引入的100份環(huán)氧乙烷或100份環(huán)氧丙烷或100份由環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷以任意比例相均混的混合物和均混的10份咪唑啉中間體與0.5份氫氧化鉀相均混成待接枝反應(yīng)混合物，然后將該待接枝反應(yīng)混合物升溫至130°C使咪唑啉中間體與環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷在受氫氧化鉀催化的過(guò)程中連續(xù)發(fā)生接枝反應(yīng)5h繼而相應(yīng)生成由咪唑啉衍生物構(gòu)成的緩蝕劑；所述的指定酸類物質(zhì)為辛酸、癸酸、己酸、月桂酸、油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、十四烷酸和環(huán)烷酸十者當(dāng)中的任意一者純凈物或該十者通過(guò)任意組合方式以任意比例相均混的混合物，所述的指定胺類物質(zhì)為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和多乙烯多胺四者當(dāng)中的任意一者純凈物或該四者通過(guò)任意組合方式以任意比例相均混的混合物。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種制備防蠟型破乳劑的工藝，①將10份多乙烯多胺和0.5份氫氧化鉀以均混狀態(tài)升溫至135°C，再使由負(fù)壓進(jìn)料工藝引入的100份環(huán)氧乙烷或100份環(huán)氧丙烷或100份由環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷以任意比例相均混的混合物、由均混的10份咪唑啉中間體和0.5份氫氧化鉀相均混成待接枝反應(yīng)混合物，然后將該待接枝反應(yīng)混合物升溫至135°C使乙烯多胺與環(huán)氧丙烷在受氫氧化鉀催化的過(guò)程中連續(xù)發(fā)生接枝反應(yīng)Sh繼而生成多乙烯多胺嵌段聚醚；②將由鹽酸與多乙烯多胺嵌段聚醚相均混成的第一次混合物PH值調(diào)至7，再使第一次混合物在105°C被真空脫水4h ;③將由100份經(jīng)真空脫水后的乙烯多胺嵌段聚醚和4份馬來(lái)酸酐均混成的第二次混合物升溫至115°C反應(yīng)4h，再使第二次混合物降溫至80°C，最后將由0.5份偶氮二異氰酸酯與第二次混合物均混成的第三次混合物升溫至90°C反應(yīng)4h繼而生成防蠟型破乳劑。
[0009]本發(fā)明由緩蝕劑、防蠟型破乳劑和阻垢劑相復(fù)配成的藥劑具備防腐、防蠟、脫水和防垢的功能。
[0010]本發(fā)明的藥劑及其配套技術(shù)是根據(jù)原油采出液處理在被藥劑處理工藝中所表現(xiàn)出來(lái)的實(shí)際物化規(guī)律被研發(fā)、設(shè)計(jì)出來(lái)的:一、原油采出液在其從地層經(jīng)井筒-地面集輸管網(wǎng)-計(jì)量站-聯(lián)合站流動(dòng)的過(guò)程中其本身的溫度、壓力、流速、流態(tài)等物理性質(zhì)則會(huì)發(fā)生變化，而原油采出液本身的化學(xué)性質(zhì)并未出現(xiàn)變化，原油采出液的腐蝕、結(jié)垢則是其本身的化學(xué)性質(zhì)，但腐蝕、結(jié)垢的發(fā)生也是因其溫度、壓力、流態(tài)等物理?xiàng)l件發(fā)生變化繼而使腐蝕、結(jié)垢易于發(fā)生；，此外，原油采出液的結(jié)蠟、黏度變化是因溫度等物理性質(zhì)發(fā)生變化后，乃至其成分、相態(tài)發(fā)生變化；二、防腐、防垢、防蠟、脫水、降粘等單項(xiàng)技術(shù)所使用的各類藥劑通常是表面活性劑，利用表面活性劑在金屬表面的吸附能力抑制腐蝕的發(fā)生，而且利用表面活性劑在蠟晶表面的吸附能力抑制蠟晶持續(xù)生長(zhǎng)，同時(shí)利用表面活性劑對(duì)油水兩相的吸附能力可起到破乳作用，而且金屬表面改性、油水加速分離和原油采出液結(jié)蠟的抑制又會(huì)有利于原油采出液在常溫集輸狀態(tài)降粘。
[0011]本發(fā)明的研發(fā)思路為:現(xiàn)有防蠟劑、破乳劑常用的表面活性物質(zhì)包括磺酸鹽型、季銨鹽型、聚醚型、吐溫型、平平加型、OP型表面活性劑或經(jīng)硫酸酯鹽化或磺烴基化的平平加型與OP型表面活性劑等。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和篩選，其中的由聚醚型表面活性劑類的防蠟劑可作為同時(shí)具有防蠟、脫水功能的防蠟劑。本發(fā)明最終選定的聚醚型表面活性劑以多乙烯多胺類藥劑為起始劑，通過(guò)環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷接枝共聚形成防蠟型破乳劑，在分子鏈中N原子位置形成支鏈。這類防蠟型破乳劑又是較好的防蠟、降粘劑，由于其分子的多支結(jié)構(gòu)，極易形成微小的網(wǎng)絡(luò)，使原油采出液中已形成的石蠟單晶落入這些網(wǎng)絡(luò)，阻礙石蠟單晶體自由運(yùn)動(dòng)，不能相互連接，形成石蠟的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，降低原油采出液的粘度和凝固點(diǎn)，以防止蠟晶聚結(jié)，從而達(dá)到原油采出液防蠟的目的，同時(shí)，由于原油采出液粘度及凝固點(diǎn)的降低，原油采出液輸送溫度也會(huì)降低，使原油采出液栗在常溫狀態(tài)被連續(xù)集輸。
[0012]為了防止緩蝕劑、防蠟型破乳劑互不配伍而影響藥劑效果，本發(fā)明根據(jù)防蠟型破乳劑配方物化性質(zhì)最終選定的緩蝕劑以多乙烯多胺為原料，使其合成咪唑啉中間體，然后在咪唑啉中間體接枝環(huán)氧乙烷和/或環(huán)氧丙烷，并根據(jù)緩蝕劑、防蠟型破乳劑的協(xié)同效用程度控制接枝的支鏈長(zhǎng)度。
[0013]本發(fā)明所具有的防蠟型破乳劑、緩蝕劑配方分子結(jié)構(gòu)相似、支鏈基團(tuán)一致，避免藥劑相互影響，最大發(fā)揮其明顯的協(xié)同效應(yīng)，防蠟型破乳劑、緩蝕劑與阻垢劑復(fù)配即形成原油采出液脫水防腐防垢防蠟降粘常溫集輸一體化藥劑。
[0014]本發(fā)明的配套使用技術(shù)原理為:當(dāng)在井口將本發(fā)明的藥劑連續(xù)投加至油套環(huán)空內(nèi)以經(jīng)油套環(huán)空進(jìn)入生產(chǎn)集輸系統(tǒng)，藥劑與原油采出液相互作用，藥劑在油管內(nèi)的金屬表面吸附形成的親水膜抑制經(jīng)油管向上流動(dòng)的原油采出液腐蝕的發(fā)生，避免蠟晶在金屬表面上吸附結(jié)蠟，藥劑中的阻垢劑與原油采出液中的鈣離子絡(luò)合，繼而在碳酸鈣微晶表面吸附，以避免結(jié)垢的發(fā)生；藥劑中的原油采出液脫水組分(防蠟型破乳劑)與乳狀液充分混合，將原油采出液脫水處理工藝提前到井筒中進(jìn)行，促進(jìn)油水分離，由油外相的油包水型乳狀液轉(zhuǎn)化成的水外相水包油乳狀液降低原油采出液接觸井筒、集輸管而產(chǎn)生的摩阻力，同時(shí)藥劑中的表面活性劑(防蠟型破乳劑)在蠟晶表面上吸附，使蠟晶聚結(jié)生長(zhǎng)，繼而避免結(jié)蠟的發(fā)生，從而降低原油采出液的凝固點(diǎn)及粘度，有利于原油采出液的輸送。本發(fā)明的藥劑及其配套使用技術(shù)可同時(shí)使原油采出液腐蝕、結(jié)垢、結(jié)蠟得到抑制；原油采出液由油外相變?yōu)樗庀喽纬伤h(huán)效應(yīng)；原油采出液的凝固點(diǎn)、粘度降低，原油