一种含硫气井高效解堵剂的制作方法

本发明专利涉及一种油田气井开采的使用助剂，具体涉及一种含硫气井高效解堵剂。
背景技术：
近年来，国内外相继出现了井筒堵塞事故，国内比如迪那2气田、元坝气田、靖边气田、普光气田、塔里木油田克深区块、松南气田、中原油田桥口气田等在生产过程都曾出现不同程度的井筒堵塞。国外伊拉克格拉芙油田部分气田、荷兰东南部井网也相继出现了井筒堵塞的事故，不仅影响气井的正常作业，而且严重制约着世界各地的气井产能。四川盆地元坝地区气井在生产过程中，在井下高温高压环境由于有机和无机复合物的生成，造成部分气井井筒出现堵塞，不仅增加作业成本，而且影响气井安全生产，迫切需要一种能够解除井筒堵塞的高效解堵剂以满足气田安全开采的需求。气井现有的解堵剂，比如my-1解堵剂、hmd-2000、hrs复合解堵剂、氧化型复合解堵剂yhj-1，存在着氧化剂稳定性差、水溶性低等不足。公开号为cn101928557a和cn102061154a中的聚合物解堵剂中均含有cl-和po43-，对环境不友好，且对沥青质类的复杂有机-无机复合堵塞物的溶解率不超过28％，不能彻底解除气井井筒堵塞的问题。专利zl201110310930.3公布了一种高效的溶硫剂，基本成分为氢氧化钠水溶液、环丁砜、n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺，此溶硫剂碱性较强，对金属和高分子材料具有较强的腐蚀性。期刊《应用化工》2014年第3期第43卷文献“新型低毒低刺激溶硫剂的研制及评价”中所介绍的溶硫剂主剂为dma、dmb、dmc和dmf四种单剂的复配，这类溶剂虽然低毒无恶臭，但不足之处是难以适应井筒中高温作业环境，在100℃以上时，该溶剂溶解率较低。期刊《化工进展》2015年第34卷第11期文献“配方简单的高效稠油垢微碱性水基清洗剂的研制”所述的基于绿色化学的理念，不添加任何酸碱有机复配配方为：8.0％烷基糖苷+3.5％脂肪醇聚氧乙烯醚+3.5％壬基酚聚氧乙烯醚+2.0％椰子油脂肪酸二乙醇酰胺，虽然有助于达到油田作业过程中环保要求，但是面对成分复杂的井筒堵塞物，其溶解率不到35％，无法在现场推广应用。技术实现要素：本发明专利的技术目标是为了解决现有含硫气井井筒堵塞解堵效果的不足，研制出一种针对含硫气井有机-无机复合堵塞物的解堵剂，主要成分包括：溶解有机堵塞物的高沸点主剂、乳化剂、表面活性剂、溶硫剂、金属螯合剂、分散剂、抗氧化剂、清洗助剂、阻垢剂、酸碱调节剂。本发明专利研制的解堵剂其解堵性能良好、施工简单方便、工业原料廉价、应用前景广阔。本发明专利所配制的解堵剂属于络合型解堵剂，既可以溶解井筒和井底附近的有机堵塞物(比如沥青质、胶质、石蜡、钻井液中的润滑剂、酸化压裂液中的缓蚀剂以及各种入井流体中的有机添加剂)、单质硫，也可溶解井筒和井底附近的无机堵塞物(比如地层含铁矿物、钻井液硫酸钡加重剂)。本发明专利采取的技术方案如下：一种应用于含硫气井高效解堵剂，该解堵剂的配方比例按质量百分比配制而成。其中本专利主要成分及其含量如下所示。(1)溶解有机堵塞物的高沸点主剂：乙二醇单甲醚、乙二醇、二甲基甲酰胺(dmf)、乙二醇苯醚、石油醚、十二醇，含量为10％～35％；(2)乳化剂：脂肪醇与环氧乙烷缩合物、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯，含量为5％～10％；(3)表面活性剂：脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、amalf-32、单硬脂酸甘油酯、双硬脂酸聚甘油酯，含量为7％～15％；(4)溶硫剂：二甲基二硫醚(dmds)和二芳基二硫醚(dads)复配，含量为5％～15％；(5)金属螯合剂：乙二胺四乙酸(edta)，含量为1％～5％；(6)分散剂：萘磺酸钠盐甲醛缩合物(nno)，含量为8％～15％；(7)抗氧化剂：β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯，含量为3％～5％；(8)阻垢剂：2％～6％；(9)酸碱调节剂：依据解堵剂的ph值适当调整；(10)水：余量。附图说明图1是本发明专利溶硫主剂复配的有机溶剂溶硫实验效果图。图2是本发明专利所述含硫气井解堵剂溶解堵塞物溶解效率图。具体实施方式本发明专利提供的是一种用于解除气井井筒由于有机-无机复合堵塞物堵塞井筒的解堵剂，其其制备方法如下：(1)先向反应釜中加入500ml的蒸馏水，此时将蒸馏水的水温升高至60～80℃；(2)将优选出的有机溶剂乙二醇单甲醚、乙二醇、二甲基甲酰胺(dmf)、乙二醇苯醚、石油醚、十二醇进行复配，复配实验分成8组，按表1所示原材料质量百分比进行复配(单位：％)；表1按上述表格组份比例分别配制好8组有机溶剂试剂，置于500ml的烧杯中，用搅拌器以80r/min的速度搅拌30min至均匀，然后置于低温阴暗处，待下一步实验进行；(3)将配制好的8组溶剂分别取出50ml置于烧杯中，然后放入10g堵塞物样品，每组烧杯中的堵塞物表现出不同程度的溶解与实验现象(见表2所示)；表2由上表2可知，不同配比的有机溶剂，其解堵效果不同。从解堵的反应剧烈程度、产生气泡的速率、气味的浓度，优选出实例6。其中乙二醇单甲醚：乙二醇：dmf：乙二醇苯醚：石油醚：十二醇的最佳配比为6:3:2:4:3:2。此时堵塞物样品溶解率较高，反应程度较强，气泡较为丰富，并且含有刺激性气味，以实例6所用比例为解堵剂基液；(4)依据链状结构的高分子乳化剂溶于水和有机溶剂中，可离解成阴离子，使每个支链都具有相同的电荷，从而与堵塞物分子相互碰撞、吸附，达到乳化分散、离解的目的，在第(3)条实验基础上，优选出乳化剂为脂肪醇与环氧乙烷缩合物、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇脂肪酸酯，并且由脂肪醇与环氧乙烷缩合物和聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯复配，按比例2:1配制，或者由聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯和失水山梨醇脂肪酸酯按照1:1配制；(5)依据前述实验步骤，依次将有机溶剂、乳化剂加入到反应釜中，将反应釜中的温度保持在60～80℃的范围内，为了增加反应物表面活性性能，同时加入优选出的4种表面活性剂，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、amalf-32、单硬脂酸甘油酯，实验结果见表3，实验中原料加量按质量百分比进行加量(单位：％)；表3由上表3实验结果可知，表面活性剂按上述比例配制，第3组实验效果最好。脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、amalf-32、单硬脂酸甘油酯按照4:3:3的比例，明显提高了解堵剂的性能；(6)由于含硫气井的特殊性，含硫天然气从储层进入油管并沿着油管流向井口时，从井底到井口流动的过程中，由于温度压力的作用，硫在含硫天然气内的溶解度随着局部温度和压力的降低而减小，当气流的流速达不到携带硫及硫化物的临界速度时，硫及其硫化物产生沉积，最终造成无机垢堵塞。因此，本发明专利依据二甲基二硫醚(dmds)和二芳基二硫醚(dads)复配，复配比例为7:3，该复配溶剂产生协同作用溶解硫单质，且该复配剂随着温度的升高，溶解效率明显增强，且在120℃时，该复配剂溶解性能依然良好，实验结果见图1；(7)在上述(3)有机溶解实验中，每一种有机溶剂试剂都会使溶解堵塞物后的溶液由无色变成绿色或浅绿色，此堵塞物中含有fe2+等金属离子。此外，堵塞物中可能含有钻井液中添加的加重剂(baso4、caco3)，鉴于此种原因，在此种解堵剂中添加金属螯合剂乙二胺四乙酸(edta)，乙二胺四乙酸二钠盐分子中含有两个氮原子和四个氧原子可提供形成配位键的电子对可与铁、钡、钙等离子形成六个配位键合形成环状结构，可发生mannich反应，并且羰基部分含有孤对电子可与金属离子进行螯合，edta在高的溶液中变为带负电的离子团edta5-，此时形成的fe-edta、ba-edta等螯合物的稳定性高，有效的预防井筒的二次堵塞；(8)上述所配制的基液为解堵剂的主剂，待按比例配制完成后，在搅拌器内以100r/min的速度低速搅拌20～30min，然后将解堵剂的主剂加入到反应釜中，将温度保持在60～80℃，待下一步辅剂配制；(9)分散剂分子是一种同时具有亲油性和亲水性两种相反性质的界面活性剂，可以均匀分散难溶于有机复配剂的无机成分、有机成分，而且分散剂也能阻止固体颗粒的沉降和凝聚。为此，在所配制的主剂中加入分散剂萘磺酸钠盐甲醛缩合物(nno)，根据井筒堵塞情况，分散剂加量控制在8％～15％；(10)当抗氧化剂在有机主剂复配体系中少量存在时，就可达到延缓或抑制有机主剂氧化过程的进行，从而阻止有机主剂的老化，并且具有延长使用寿命的功效。优先选用β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)和丙酸正十八碳醇酯为抗氧化剂，在所配制的主剂中加入一种即可，加量控制在主剂总量的3％～5％；(11)将以上配制好的主剂溶剂与部分辅剂置于反应釜中，再加入优选出的清洗助剂硅酸钠、碳酸钠，加量控制在1％～5％，同时加入其他试剂。由高分子聚合物组成的阻垢剂具有耐高温，耐碱、耐盐，在油层条件下稳定，使用剂量低，并且也是一种杀菌剂，具有良好的分散、渗透、去污和缓蚀作用，加量控制在2％～6％；(12)将配制好的解堵剂取出，放置在恒温水浴箱内，充分搅拌后，依次按60℃、80℃、100℃、120℃、140℃、160℃加热，对所配试剂进行热稳定性实验，实验现象见表4所示；表4温度试剂现象60℃均匀分散，无明显变化80℃均匀分散，无明显变化100℃均匀分散，无明显变化120℃均匀分散，无明显变化140℃均匀分散，无明显变化160℃试剂分层由上表4所示，该含硫气井解堵剂当温度达到140℃时，性能良好，试剂未发生变质改性，说明该解堵剂的耐温性能良好，适合于高温深井解堵。(13)由于井筒环境酸碱性的复杂，应该将前述11个步骤配制好的有机解堵剂进行酸碱性性能测试。将取自元坝地区含硫气井中的堵塞物(该堵塞物为有机-无机复合堵塞物)进行解堵溶解实验，取5g堵塞物样品测定不同ph值下堵塞物的溶解率，实验结果见图2所示，进行堵塞物的解堵溶解实验，解堵剂在不同的酸碱性下，表现出不同的解堵能力。当解堵剂处于碱性条件下，堵塞物的溶解率达到了96％，因此，在前述11条步骤所配制的解堵剂中加入2％～6％复合碱，使该解堵剂处于碱性环境中，可见上述发明专利所提供的解堵剂对该地区复合堵塞物的解堵溶解效果较好。当前第1页12