专利名称：高含水油井和集油管线降粘防蜡剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种油田化学剂，一种用于高含水油井和集油管线的降粘防蜡剂及其制备方法。
石蜡沉积问题是石油集输、储运过程中的一个重要问题。全世界每年因石蜡沉积所造成的经济损失和用于石蜡沉积控制的费用高达几十亿美元。油井产出液在油管中从井底上升到地面的过程中温度不断下降，当液流温度低于原油的析蜡点时即产生石蜡晶体的析出和石蜡晶体在抽油杆表面和油管内壁上的沉积。地面集油管线的结蜡问题与油井的结蜡问题相似，都是由于液流温度低于原油析蜡点造成的。油井和地面集油管线中沉积的石蜡会造成管道有效截面积的减少甚至堵塞，造成泵效下降，油井产液量下降，抽油杆过载折断、油井回压升高、并由此引起抽油机功耗增加及故障率上升等问题，甚至造成地面集油管线的堵塞。
目前原油生产中防止石蜡沉积的方法主要是热能法和化学法。热能法的原理是提高原油在油井和地面集油管线中的温度，如在地面集油管线中掺入热水的方法就属这类方法。这类方法虽然可以有效地防止石蜡的沉积，但能耗较高。化学法的原理是通过防蜡剂的加入来防止石蜡晶体的沉积。防蜡剂的作用机理主要是蜡晶改性机理和石蜡分散机理。目前所使用的防蜡剂对解决低含水油井和集油管线内的石蜡沉积有很好的使用效果，但对于解决高含水油井和集油管线内的石蜡沉积的效果则不理想。
低含水油井和地面集油管线内的沉积石蜡主要是由于在采出和集输过程原油中的蜡晶析出并沉积于管壁上造成的。根据我们近期的研究结果表明，高含水油井和地面输油管线内的沉积石蜡主要是由于液流中悬浮的油块与管壁发生机械碰撞破坏管壁上的水膜造成油块粘结在管壁上形成的。因此，高含水油井和地面集油管线的防蜡剂应以防止液流中原油的聚结为主要作用机理。本发明所提出的防蜡剂就是根据这样一种机理研制出的高含水油井和集油管线降粘防蜡剂及其制备方法。
本发明的主要技术内容是，高含水油井和集油管线降粘防蜡剂为五元复配物，其组份包括脂肪醇硫酸酯钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐或羧酸盐、琥珀酸酯磺酸钠、AE型非离子表面活性剂和SP型非离子表面活性剂。
本发明所说的五种物料的重量配比为脂肪醇硫酸酯钠盐0.1％～10％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐或羧酸盐50％～98％，琥珀酸酯磺酸钠0.1％～10％、AE型非离子表面活性剂1％～40％、SP型非离子表面活性剂0.1％～10％；最佳重量配比为脂肪醇硫酸酯钠盐5％、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐或羧酸盐50％、琥珀酸酯磺酸钠5％、AE型非离子表面活性剂35％、SP型非离子表面活性剂5％。
本发明中的脂肪醇硫酸酯钠盐的通式为ROSO3Na式中R为碳数为6～18的直链或带支链的烷基，其中碳数为12～15效果最好。
本发明中脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐和脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸盐的通式分别为R1(CH2CH2O)nSO3NaR1(CH2CH2O)n-1COOM式中R1为碳数6～18的直链或带支链的烷基，R1的碳数为12～15的效果最好；n＝2-9，M可为Na、K或NH4。
本发明中的琥珀酸酯磺酸钠的通式为
式中R2为碳数4～12的正构或异构烷基；本发明中的AE型非离子表面活性剂的通式为
式中A代表环氧丙烷环氧乙烷的嵌段聚合醚，其结构式为
式中聚合度L＝4-9，m＝10-100，k＝10-50。本发明中的SP型非离子表面活性剂的通式为
式中聚合度m1＝10-40，k1＝200-400，m2＝5-20。
本发明高含水油井和集油管线降粘防蜡剂的制备方法为将上述五种原料加热至50～100℃温度范围内，最佳温度为60℃，恒温搅拌2小时，待温度降至30～40℃之间时出料即得最终产品防蜡剂。
该高含水油井和集油管线降粘防蜡剂工业应用时，其添加量一般为25～200ppm(按总液量计算)，其中添加量为50-100ppm的使用效果较好。
本发明的防蜡剂工业应用时，使用方法是，先用稀释剂稀释，稀释剂可选用水或异丙醇或甲醇或120号溶剂汽油。其用量为防蜡剂∶稀释剂＝1∶2～1∶20之间。在该范围内的最佳稀释比为防蜡剂∶稀释剂(为水时)为1∶20，防蜡剂∶稀释剂(为异丙醇或甲醇时)为1∶5，防蜡剂∶稀释剂(为120号溶剂汽油时)为1∶10。
本发明的技术效果在于，该防蜡剂对分散在水相中的原油的聚结有抑制作用，能降低油珠的聚结温度。该防蜡剂对油井油管内表面、抽油杆表面及集油管线内壁有润湿作用，对石蜡晶体的沉积有抑制作用。另外在该防蜡剂中还加有适量破乳剂成份，采用该防蜡剂后在原油脱水过程中无需再加破乳剂。
脂肪醇硫酸酯钠盐，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐，琥珀酸酯磺酸钠和AE型非离子表面活性剂都是性能优良的原油乳化剂，对水包油型原油乳状液的稳定性(特别是低温下的稳定性)具有很强的促进作用。SP型非离子表面活性剂是性能优良的破乳剂，具有脱水速度快和脱出水清的优点。
本发明实际应用效果是以大庆油田的原油为介质，一是测定它对水包油型原油乳状液的油珠聚结温度的降低作用；二是以大庆原油为介质，测定它的防蜡率。在作用效果测定时均以AE1910型原油防蜡降粘剂作为参照对比样进行对比，AE1910是国内各油田广泛使用的一种防蜡剂。在对比实验中本发明所用的重量配方配比为脂肪醇硫酸酯钠盐(采用十二烷基硫酸钠)为5％。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐为80％。
琥珀酸二辛酯磺酸钠为5％。
AE型非离子表面活性剂为5％。
SP型非离子表面活性剂为5％。
其中脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐为十二醇至十五醇的混合物经乙氧基化制成AE0-3，再经磺化而得的产品，产品中活性物含量为70％，AE型非离子表面活性剂的商品牌号为AE1910的防蜡降粘剂产品，其聚合度为L＝4，m＝85，k＝27；SP型非离子表面活性剂的商品牌号为SP169的原油破乳剂产品，其聚合度为m1＝35、k1＝273、m2＝10。
上述五种化学剂混合加热至50℃后恒温2小时，降温至30℃时取出。制得本发明的防蜡剂。
对比试验一在温度40℃条件下分别以本发明防蜡剂和AE1910为乳化剂配制(加药量按水相计为25mg/L)含水率为80％的大庆原油的水包油型乳状液，将配制的原油乳状液倒入烧杯中，放入磁力搅拌器中降温，磁力搅拌器转速设定为1000r/min。在同样条件下测得，以AE1910为乳化剂的水包油型原油乳状液的油珠聚结温度为32.4℃，而本发明的防蜡剂为乳化剂的水包油型原油乳状液的油珠聚结温度为28.6℃。
对比试验二在温度40℃条件下，分别以本发明防蜡剂和AE1910为乳化剂配制(加药量按水相计为100mg/L)含水率为70％的大庆原油的水包油型乳状液。将配制的不加药乳状液，加AE1910的乳状液和加本发明的降粘防蜡剂乳状液分别用粘度计法测乳状液温度由40℃降至25℃的结蜡量。测得AE1910的防蜡率为17.2％，本发明防蜡剂的防蜡率为61.4％。
由对比试验结果可见，本发明防蜡剂对高含水油井和集油管线的防蜡效果比现有防蜡剂好。
实施例取十二烷基硫酸钠(粉沫状)10g；取由十二至十五醇混合醇制成的AE0-3再经磺化制成的AES产品160g；取琥珀酸二辛酯磺酸钠10g；取AE型非离子表面活性剂，商品牌号为AE1910(60％活性物)10g；取SP型非离子表面活性剂SP169(60％活性物)10g；将五种成份混合加热至80℃恒温搅拌2小时得本发明防蜡剂产品。常温下该产品为粘稠浅黄色液体，在低温下为蜡状物质。其防蜡效果同上述对比试验。
权利要求
1.高含水油井和集油管线降粘防蜡剂，其特征在于该防蜡剂为五元复配物，包括脂肪醇硫酸酯钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐或羧酸盐、琥珀酸酯磺酸钠、AE型非离子表面活性剂和SP型非离子表面活性剂；其五种物料的重量配比为脂肪醇硫酸酯钠盐0.1％～10％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐或羧酸盐50％～98％，琥珀酸酯磺酸钠0.1％～10％、AE型非离子表面活性剂0.1％～40％、SP型非离子表面活性剂0.1％～10％；脂肪醇硫酸酯钠盐的通式为ROSO3Na，式中R为碳数为6～18的直链或带支链的烷基，碳数为12～15的效果最好；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸脂钠盐和羧酸盐的通式分别为R1(CH2CH2O)nSO3Na，R1(CH2CH2O)n-1COOM，式中R1为碳数为6～18的直链或带支链的烷基，R1的碳数为12～15效果最好；n＝2-9，M可为Na、K或NH4；琥珀酸酯磺酸钠的通式为
R2为碳数为4～12的正构或异构烷基；AE型非离子表面活性剂的通式为
式中A代表环氧丙烷环氧乙烷的嵌段聚合醚，其结构式为
式中聚合度L＝4-9，m＝10-100，k＝10-50SP型非离子表面活性剂的通式为
式中聚合度m1＝10-40，k1＝200-400，m2＝5-20。
2.根据权利要求1所述的高含水油井和集油管线降粘防蜡剂，其特征在于该防蜡剂五种物料的最佳重量配比为，脂肪醇硫酸酯钠盐5％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐或羧酸盐50％，琥珀酸酯磺酸钠5％，AE型非离子表面活性剂35％、SP型非离子表面活性剂5％。
3.权利要求1所述高含水油井和集油管线降粘防蜡剂的制备方法为，将脂肪醇硫酸酯钠盐、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐或羧酸盐、琥珀酸酯磺酸钠、AE型非离子表面活性剂、SP型非离子表面活性剂五种物料混合加热至50～100℃温度范围内，恒温搅拌2小时，待温度降至30～40℃时出料即得该降粘防蜡剂。
4.根据权利要求3所述高含水油井和集油管线降粘防蜡剂的制备方法，其特征在于五种物料混合加热最佳温度为60℃。
全文摘要
本发明涉及一种高含水油井和集油管线降粘防蜡剂及其制备方法，该防蜡剂为五元复配物，其重量配比为脂肪醇硫酸酯钠盐0.1％～10％，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯钠盐或羧酸盐50％～98％、琥珀酸酯磺酸钠0.1％～10％、AE型非离子表面活性剂1％～40％、SP型非离子表面活性剂0.1％～10％，将五种物料混合加热至50～100℃，恒温搅拌2小时，温度降至30-40℃出料，该防蜡剂对高含水油井和集油管线降粘防蜡具有良好的效果。
文档编号F17D1/17GK1163920SQ97104738
公开日1997年11月5日 申请日期1997年3月28日 优先权日1997年3月28日
发明者李克顺, 吴迪 申请人:大庆石油管理局油田建设设计研究院