專利名稱：井下固體防蠟阻垢劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田采油井化學(xué)清防蠟、防垢技術(shù)領(lǐng)域，屬于井下固體防蠟阻垢劑。
背景技術(shù)：
油田油井結(jié)垢結(jié)蠟日趨嚴(yán)重，同時(shí)結(jié)垢形態(tài)也從無(wú)機(jī)垢向有機(jī)垢轉(zhuǎn)變，治理難度加大。就大慶第一油礦為例，截止2000年底全礦共有結(jié)垢井點(diǎn)229口，占開(kāi)井?dāng)?shù)的60％，其中無(wú)機(jī)垢142口，有機(jī)垢87口。油井結(jié)垢結(jié)蠟給油田開(kāi)發(fā)帶來(lái)巨大的作業(yè)工作量，同時(shí)影響油田產(chǎn)量和加大了成本損耗，使檢泵周期和綜合返工率指標(biāo)大幅度下降。2000年因垢檢泵73井次，占總檢泵井次的20.3％，檢泵周期只有364天。綜合返工率達(dá)32％。雖然在防垢防蠟方面手段較多，但都存在許多問(wèn)題，如化學(xué)清防垢、防蠟(液體除垢劑、阻垢劑)成本高，利用率低，不環(huán)保；機(jī)械清防垢效果差；點(diǎn)滴加藥清蠟、防垢要上提泵掛影響油井產(chǎn)量，對(duì)有機(jī)垢除垢效果差，有效期短。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)對(duì)油井清蠟除垢效果差的不足，本發(fā)明提供了井下固體防蠟阻垢劑，該技術(shù)根據(jù)油井的結(jié)蠟、結(jié)垢規(guī)律，有針對(duì)性的選擇幾種化學(xué)藥劑，利用一些高分子化學(xué)材料的緩釋特點(diǎn)，制成滿足要求的固體形態(tài)，連接在抽油泵的下端，在作業(yè)施工時(shí)一次下入，隨井底油流的沖洗緩慢溶解，溶解下的防蠟和阻垢劑組分完全作用到油管和抽油泵內(nèi)部，可以有效的抑制蠟分子的集結(jié)長(zhǎng)大和垢的沉積，使蠟晶顆粒和垢保持微小分散狀態(tài)，隨油流一起抽出地面，防蠟、阻垢好。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該井下固體防蠟阻垢劑包括防蠟劑、阻垢劑，而防蠟劑由乙烯醋酸乙烯醋共聚物56.6％、高壓聚乙烯37.7％、5.7％的表面活性劑(其配比是尼納爾∶BAEO-7∶炕基苯磺酸納＝1∶2.5∶1)組成；阻垢劑由氨基三甲叉磷酸(濃度為10ppm)、聚丙烯酸納(濃度為15ppm)組成。
上述的氨基三甲叉磷酸、聚丙烯酸納兩種藥劑配比為1∶1，阻垢劑濃度為4.0-10.0mg/L，防蠟劑與阻垢劑配比為70∶30，溫度在30-100℃。
本發(fā)明可達(dá)到的有益效果是由于該發(fā)明采用的成分氨基三甲叉磷酸屬于有機(jī)磷酸類阻垢劑，可有效的起到了阻垢的作用；聚丙烯酸納屬于陰離子聚合物類阻垢劑，可起到了阻垢作用。乙烯醋酸乙烯醋共聚物防蠟效果可達(dá)98％，是最常用的防蠟材料之一；而高壓聚乙烯有著與石蠟分子相同的鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，其分子可以進(jìn)入生長(zhǎng)的蠟結(jié)晶中，靠空間障礙作用阻止蠟晶長(zhǎng)大而起到防蠟作用，又不易溶，對(duì)乙烯醋酸乙烯醋共聚物和高壓聚乙烯這兩種高分子進(jìn)行防蠟，效果更好。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明該井下固體防蠟阻垢劑包括二部分，其一是阻垢劑的復(fù)配，氨基三甲叉磷酸，濃度為10ppm和聚丙烯酸納，濃度為15ppm，兩種約劑配制而成，配比為1∶1；而氨基三甲叉磷酸屬于有機(jī)磷酸類阻垢劑，它是利用絡(luò)合作用機(jī)理起阻垢作用的，當(dāng)氨基三甲叉磷酸進(jìn)入到水中，它會(huì)把水中的Ca2+變成可溶性的絡(luò)合離子，從而抑制了陽(yáng)離子和陰離子的結(jié)合，并且還能和已經(jīng)形成的CaCO3晶體顆粒中的Ca2+形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，使這些晶體顆粒難以接觸，不能形成晶體沉淀，從而有效的起到了阻垢的作用。聚丙烯酸納屬于陰離子聚合物類阻垢劑，它是利用絮凝原理起阻垢作用的，當(dāng)聚丙烯酸納進(jìn)入到水中把水中游離的CaCO3晶體顆粒吸附到自己的鏈條上，限制了晶體顆粒的自由移動(dòng)，使它們失去了碰撞形成沉淀的機(jī)會(huì)，從而起到了阻垢作用。
防垢劑不同含量(1.5mg/L-20.0mg/L)下對(duì)防垢率的影響試驗(yàn)表

上表數(shù)表明，當(dāng)阻垢劑濃度為4.0-10.0mg/L范圍內(nèi)時(shí)，阻垢率可達(dá)90.3％-98.4％，平均防垢率為94％，阻垢效果很好。但阻垢劑含量過(guò)高時(shí)，阻垢效果卻有所下降。這是由于阻垢劑的″溶限效應(yīng)″所致。
其二是防蠟劑復(fù)配，由乙烯醋酸乙烯醋共聚物56.6％和高壓聚乙烯37.7％和5.7％的表面活性劑，其配比是(尼納爾)∶(AEO-7)∶(炕基苯磺酸納)＝1∶2.5∶1構(gòu)成，乙烯醋酸乙烯醋共聚物防蠟效果可達(dá)98％，是最常用的防蠟材料之一；高壓聚乙烯由于有著與石蠟分子相同的鏈節(jié)結(jié)構(gòu)，其分子可以進(jìn)入生長(zhǎng)的蠟結(jié)晶中，靠空間障礙作用阻止蠟晶長(zhǎng)大而起到防蠟作用，又不易溶，對(duì)乙烯醋酸乙烯醋共聚物和高壓聚乙烯這兩種高分子進(jìn)行防蠟效果評(píng)價(jià)。為了找出上述三種原料對(duì)制成品防蠟率的影響和最佳用量，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，防蠟劑最佳的配方(重量百分比)如下烯醋酸乙烯醋共聚物56.6％和高壓聚乙烯37.7％和5.7％的表面活性劑，其配比是(尼納爾)∶(AE0-7)∶(炕基苯磺酸納)＝1∶2.5∶1。
復(fù)配表面活性劑濃度20ppm時(shí)，阻垢劑濃度在4-20ppm范圍內(nèi)的阻垢劑對(duì)防蠟劑防蠟率影響試驗(yàn)效果見(jiàn)下表

從上表可看出，阻垢劑對(duì)復(fù)配表面活性劑防蠟率基本沒(méi)有影響。
固體防蠟阻垢劑溶解速度試驗(yàn)為了使固體防蠟阻垢劑防止油井中結(jié)蠟結(jié)垢，除了要求具有較高的防蠟阻垢率外，如何控制好其在井液中的溶解速度是一個(gè)十分關(guān)鍵的問(wèn)題。根據(jù)防蠟阻垢試驗(yàn)，防蠟防垢塊的溶解速度應(yīng)以井液中防蠟阻垢劑的含量在16mg/L為較理想。而防蠟阻垢塊的溶解速度又與井液產(chǎn)量、防蠟阻垢塊結(jié)構(gòu)、井底溫度等多種因素有關(guān)。在井況及防蠟阻垢塊結(jié)構(gòu)一定的條件下，影響防蠟防垢塊溶解速度的主要因素是其中的防蠟劑與阻垢劑的配比。經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)篩選出了防蠟劑與阻垢劑配比為70∶30的防蠟阻垢塊，并進(jìn)行了室內(nèi)動(dòng)態(tài)溶解速率試驗(yàn)。
動(dòng)態(tài)溶解速率試驗(yàn)在動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)裝置上進(jìn)行，其目的是為了測(cè)定在井液流經(jīng)防蠟防垢塊條件下其溶解速率，試驗(yàn)中所用防蠟防垢塊是應(yīng)用相似原理制成，因此，試驗(yàn)結(jié)果更能反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。首先將防蠟防垢塊放入筒中，然后啟動(dòng)泵，吸入池內(nèi)的井液始終保持在40-45℃范圍內(nèi)，每隔12小時(shí)取出樣品稱重，每次稱得重量與上次之差即為此12小時(shí)內(nèi)的溶解量。
數(shù)據(jù)說(shuō)明，防蠟阻垢塊在井液中可以均勻溶解，并且井液中防蠟防垢劑濃度可保持在16mg/L左右。材料的溶解速度最后達(dá)到穩(wěn)定，只要控制好加入量，按每口井每天產(chǎn)液量5噸，含水50％計(jì)算，450天產(chǎn)液2250噸，防垢防蠟劑的最佳濃度為16ppm，所以每口井需36公斤藥劑，可以達(dá)到使用周期450天的要求。
實(shí)施例1將上述復(fù)配的防蠟劑乙烯醋酸乙烯醋共聚物56.6％、高壓聚乙烯37.7％、5.7％的表面活性劑(其配比是尼納爾∶BAEO-7∶炕基苯磺酸納＝1∶2.5∶1)，阻垢劑濃度含量為4mg/L，防蠟劑、阻垢劑按70∶30經(jīng)固化制成固體形態(tài)的內(nèi)置防蠟阻垢劑，殼體選用3寸油管作為主體，為防止使用后期藥塊坍塌，內(nèi)襯中心管，藥塊兩端用擋片固定，防蠟阻垢劑兩端采用油管接頭，方便與井下管柱連接，其長(zhǎng)2.5米，每口井下2個(gè)，置于篩管上部。防蠟阻垢劑形狀為圓柱形外徑74mm，內(nèi)徑38mm，厚度為40mm。
實(shí)施例2將上述復(fù)配的防蠟劑乙烯醋酸乙烯醋共聚物56.6％、高壓聚乙烯37.7％、5.7％的表面活性劑(其配比是尼納爾∶BAEO-7∶炕基苯磺酸納＝1∶2.5∶1)，阻垢劑濃度含量為6mg/L，防蠟劑、阻垢劑按70∶30經(jīng)固化制成固體形態(tài)的外置防蠟阻垢劑型由擋板、中心管、藥劑、接頭四部分組成，其長(zhǎng)2.5米，每口井下2個(gè)，置于篩管下部。防蠟阻垢劑形狀為圓柱形外徑74mm，內(nèi)徑38mm，厚度為40mm(最佳實(shí)施例)。
實(shí)施例3將上述復(fù)配的防蠟劑乙烯醋酸乙烯醋共聚物56.6％、高壓聚乙烯37.7％、5.7％的表面活性劑(其配比是尼納爾∶BAEO-7∶炕基苯磺酸納＝1∶2.5∶1)，阻垢劑濃度含量為10mg/L，防蠟劑、阻垢劑按70∶30經(jīng)固化制成固體形態(tài)的內(nèi)置防蠟阻垢劑、外置防蠟阻垢劑，按實(shí)施例1-2的情形所述制成，置于井下。
防蠟阻垢劑應(yīng)用情況見(jiàn)附表一10口井措施前共因垢檢泵20井次平均單井2井次。其中三次3口；兩次4口；一次3口。10口井因垢檢泵周期342天，本次措施時(shí)，10口井作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)垢都十分嚴(yán)重，并且有8口井因垢作業(yè)(垢卡6口，垢漏2口)。
開(kāi)始在10口井應(yīng)用井下固體防垢劑(其中內(nèi)置式7口，外置式3口，見(jiàn)附表2)。應(yīng)用后井筒除3個(gè)月高壓熱洗一次外(熱洗入口溫度不超過(guò)100℃)，不再采取任何清防垢、清防蠟措施。
井下固體防蠟阻垢劑實(shí)施井井筒維護(hù)情況統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)附表三。
防蠟阻垢劑應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)情況統(tǒng)計(jì)表 附表一

上表中10口實(shí)施井檢泵4口，平均檢泵周期從措施前310天到430大，延長(zhǎng)了120天，未檢泵的6口井從措施前檢泵周期318天到目前免修期514天，延長(zhǎng)196天。10口井檢泵周期從315天到480天，延長(zhǎng)165天。
井下固體防蠟阻垢劑實(shí)施井情況統(tǒng)計(jì)表 附表二

井下固體防蠟阻垢劑實(shí)施井井筒維護(hù)情況統(tǒng)計(jì)表 附表三

權(quán)利要求
1.一種井下固體防蠟阻垢劑，其特征是它包括防蠟劑、阻垢劑，而防蠟劑由乙烯醋酸乙烯醋共聚物56.6％、高壓聚乙烯37.7％、5.7％的表面活性劑(其配比是尼納爾∶BAEO-7∶炕基苯磺酸納＝1∶2.5∶1)組成；阻垢劑由氨基三甲叉磷酸(濃度為10ppm)、聚丙烯酸納(濃度為15ppm)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下固體防蠟阻垢劑，其特征在于氨基三甲叉磷酸、聚丙烯酸納兩種藥劑配比為1∶1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下固體防蠟阻垢劑，其特征在于阻垢劑濃度為4.0-10.0mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下固體防蠟阻垢劑，其特征在于防蠟劑與阻垢劑配比為70∶30。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種井下固體防蠟阻垢劑，其特征在于溫度在30-100℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及油田采油井化學(xué)清防蠟、防垢技術(shù)領(lǐng)域的井下固體防蠟阻垢劑。解決了對(duì)油井清蠟除垢效果差的問(wèn)題。該發(fā)明根據(jù)油井的結(jié)蠟、結(jié)垢規(guī)律，有針對(duì)性的選擇幾種化學(xué)藥劑，利用一些高分子化學(xué)材料的緩釋特點(diǎn)，制成滿足要求的固體形態(tài)，連接在抽油泵的下端，在作業(yè)施工時(shí)一次下入，隨井底油流的沖洗緩慢溶解，溶解下的防蠟和防垢劑組分完全作用到油管和抽油泵內(nèi)部，可以有效的抑制蠟分子的集結(jié)長(zhǎng)大和垢的沉積，使蠟晶顆粒和垢保持微小分散狀態(tài)，隨油流一起抽出地面，從而達(dá)到防垢、防蠟的目的。
文檔編號(hào)E21B37/00GK1487048SQ0315022
公開(kāi)日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月22日
發(fā)明者王佰君, 于長(zhǎng)江, 高冬梅, 石慶傳, 趙永輝 申請(qǐng)人:大慶油田有限責(zé)任公司