油层络聚硷化处理剂的制备方法是用于油层解堵溶垢的一种方法。 长期以来,酸化是国内外油田广泛采用的一项油井增产、水井增注的重要措施。近年来,国内外在应用盐酸和土酸的同时,还研究和使用了其它各种类的酸液,如泡沫酸在地层内自生土酸、氟硼酸、废硫酸、组合酸、缓速酸等。这些酸液虽然各有千秋,但它们对于地层中因硫酸钡(BaSo4)、硫酸锶(SrSo4)、硫酸钙(CaSo4)等的沉积而造成的堵塞却都无能为力。为此,国内外油田化学工作者做了不少研究工作,力图解决这一问题,至今尚未找到十分理想的方法。美国曾研究应用过下列方法:
(1)水溶性盐类:如马来酸二纳盐(US、Pat、4147647、Apr、13、1979),可将硫酸钙(CaSo4)直接转化成水溶性物质。
(2)葡萄糖酸盐(钾、钠)、氢氧化纳(钾)和碳酸钾(钠)的混合液(US、Pat、4155857、May、22、1976),可除去CaSo4。
(3)双硫醚(R-S-S-R)(US、Pat、4239630、Dec 16,1980)用于清除油井和管线硫的沉积堵塞。
(4)双大环聚醚和有机酸盐(US、Pat、4215000、July29、1980)该剂可在水溶液中使用,随管线内液体的流动而清除管内的Baso4。
(5)羧甲基化大环状聚胺(US、Pat、4190462、Feb、26、1980)在水溶液中使用,可溶解CaSo4、BaSo4。
(6)有机酸与胺类生成的盐,再与无机盐复配,例如NL公司的商品SURFLOH317,可溶解硷土金属垢(CaSo4除外)。
美国在普鲁德霍湾油田用EDTA2Na溶于水,配成浓度为0.739克分子的溶液,溶解CaSo4堵塞,还可避免重新沉淀。
埃及苏伊士湾油田,先将共溶剂(乙二醇在芳香类中的溶液与盐水溶液地混合物)挤入地层,浸泡一定时间,再挤入EDTA2Na进行溶液循环,并将废液排出地面。
在国外研究解除这些堵塞的同时,又研究了防止这些堵塞物的形成,并相继投入现场。国内外油田常用的有以下几种类型:(1)重络酸盐;(2)多聚磷酸盐;(3)磷酸盐;(4)木质素衍生物;(5)氨乙撑磷肟酸脂;(6)乙二醇磷酸脂等,如聚丙烯酰胺,聚丙烯酸脂和它的衍生物等。
上述几种方法用来解除或防止硫酸盐,碳酸盐的堵塞各有其优缺点,有的使用范围受到限制,如只能对某种沉积起作用,而对另一种沉积则无效;有的对泥质含量低的地层起作用,而对泥质含量高的地层则效果很小或无效;有的价格昂贵;有的施工复杂;作业时间太长等。
本发明弥补了上述不足,针对EDTA2Na处理地层存在的问题,提供一种油层络聚硷化处理剂的制备方法,用此方法配制的处理剂不但能对地层中形成的各种硫酸盐、碳酸盐、铁等的堵塞有很好的络合能力,而且对地层中粘土有很好的防膨稳定作用。
油层络聚硷化处理剂是用1-70%的EDTA4Na络合物和0.5-15%的聚季胺制备的。
油层络聚硷化处理剂用EDTA或EDTA2Na加硷成盐,其反应式为:(1)
(2)用乙二胺与氯乙酸在硷性条件下进行缩合从Γ⒃谝欢ǖ奈露认卤3忠欢ǖ氖奔洌俳谐裳危浞从κ轿?
以上两种制备方法的转化率都在95%以上,第一种方法所用的设备简单,第二种方法在制备过程中,节省了乙二胺四乙酸的结晶工艺,又节省了硷的用量,因此,产品价格低。上述两种制备方法均无“三废”产生。
油层络聚硷化处理剂的配制温度一般在60~80℃,其粘度为1.5×10-3帕·秒,比重1.20~1.25,PH值10~14,使用的浓度一般为5~70%,适用温度50~200℃。
油层络聚硷化处理剂的实验结果表明:
一、油层络聚硷化处理剂的络合能力:
油层络聚硷化处理剂在相同的浓度、温度、时间内对硫酸盐,碳酸盐的络合能力为:
以上结果表明,油层络聚硷化处理剂对多种碳酸盐、硫酸盐、垢等都有很好的络合能力,这就充分证明了油层络聚硷化处理剂对地层中各种沉淀堵塞都有很好的处理效果。
二、防膨作用:
实验用的浙江临安陶土矿厂生产的钠搬土的自然线性膨胀率为12.51%,单独使用EDTA4Na处理24小时后,钠搬土的线性澎胀率为10.98%,防膨作用不大,单独使用聚季胺处理24小时后,钠搬土的线性膨胀率为5.46%,下降53.35%,用油层络聚硷化处理剂处理24小时后的钠搬土,线性膨胀率为2.02%,下降83.5%。可见油层络聚硷化处理剂具有很好的防止粘土膨胀的作用,而这种作用不是某一种物质的单独作用,是EDTA4Na和聚季胺的协同效应。
三、处理效果与浓度的关系:
图[1]是地层络聚硷化处理剂处理效果与浓度的关系。在相同的温度、时间内,随着浓度的增加,处理效果要好,过高的浓度在经济上是不合算的。在相同的浓度、温度下随时间的延长,处理效果也要好些,但可从图[1]中看出,并不是时间越长越好,时间过长这在生产实践中也是不充许的。
四、处理效果与温度的关系:
图[2]是油层络聚硷化处理剂处理效果与温度的关系。从图[2]可以看出:随着温度升高,处理效果也随着变好,但差别并不大,说明处理效果受温度的影响不是主要的,在施工现场使用时,温度低时,关井反应时间应适当延长,一般在70℃的地层温度下,关井反应24小时就可以了。若地层温度高时,关井反应时间应适当缩短。
五、处理效果与PH值的关系:
图[3]是油层络聚硷化处理剂处理效果与PH值的关系。
从图[3]可以看出:油层络聚硷化处理剂的处理效果与PH值的大小有着直接的关系,特别是对于硫酸盐的垢,PH值的影响十分明显,在PH值小于8时效果很差,当PH值大于11时,处理效果明显好转,对于碳酸盐PH值的影响虽然不十分明显,但也是随PH值的增加而处理效果要好,因此,较适宜的PH值应在10~14左右。
油层络聚硷化处理剂的制备方法简便,现场施工安全,对人畜无害。油层络聚硷化处理剂对硫酸钡、硫酸锶、碳酸钙等都有较强的络合能力,而且对地层中粘土也有很好的防膨稳定作用,是一种多效能的解堵溶垢剂。
实施例:
某井,1987年12月24日完井后曾用9方土酸(8%HCL+2%HF),酸化处理了油层。该井下Φ56泵至1000米,工作制度为2.4米/6.5次,1988年1月7日投产,日产液6.8方,其中日产原油6.7吨,含水2.2%,结果表明酸化处理效果不佳。
1988年1月25日使用了油层络聚硷化处理剂的制备方法配制了4吨油层络聚硷化处理剂,并用该剂对地层进行了解堵处理,硷化处理后,工作制度不变。1988年1月30日开井至3月3日统计累计产液1151吨,其中产油980吨,平均日产原油28.8吨,平均日增原油22.1吨,目前还继续有效。
附图说明:图1是地层络聚硷化处理剂的处理效果与浓度的关系。
图2是地层络聚硷化处理剂的处理效果与温度的关系。
图3是地层络聚硷化处理剂的处理效果与PH值的关系。