一种高效油基清防蜡剂及制备方法与流程

文档序号:32526929发布日期:2022-12-13 21:16阅读:114来源:国知局

1.本发明涉及清防蜡剂制备技术领域,具体是指一种高效油基清防蜡剂及制备方法。


背景技术:

2.我国大多油田开采的原油中含有一定量的蜡,如大庆油田、胜利油田、江苏油田、冀东油田、渤海油田等,有的油田原油含蜡量甚至高达40%。
3.地层原油中的蜡通常以溶解状态存在,但是,在原油的开采过程中,当油流越接近地面时,温度低于原油浊点,压力低于原油的饱和压力时,轻质组分开始从原油中不断地溢出来,原油溶蜡能力逐渐减弱,蜡晶体开始不断地从原油中大量析出。在未进行清防蜡处理时,蜡容易在各处析出、聚集、长大并沉积在管壁上,造成油管和设备的结蜡,造成许多严重后果,如增大了油气的流动阻力,卡井,产量下降,增加能耗,停产等。
4.油井中的结蜡问题是国内外石油工业界长久以来都面临的技术难题之一,它对油田的高效开发和油井的正常生产有着直接影响,同时对油井的开采速度和原油采收率的提高也起着牵制作用。
5.随着油气田的深入开采和人类对石油更大的需求,为了保证油气田的正常生产,我国各油田现在需要采取预防和清除结蜡等措施。所以在开采集输存储过程中要进行清防蜡处理。
6.主要的清蜡技术包括机械清蜡技术、热力清蜡技术、化学清蜡技术、微生物清蜡技术等。
7.(1)机械清蜡技术。机械清蜡就是用专门的刮蜡工具除去附着在井筒壁上或者抽油杆上蜡。自喷井的机械清蜡技术是将不同直径的刮蜡筒或者通井规与不同质量的加重杆连接,在钢丝的带动下在井筒内上行下放,刮下井壁上的蜡,然后扩大油嘴利用靠油流将蜡带出;有杆泵抽油井是将刮蜡工具安装在抽油杆上,依靠抽油杆的往复运动刮掉油杆上的蜡。此技术的主要缺点是对于结蜡严重的自喷井不适合并且掉落的蜡易堵塞井筒甚至造成蜡卡。
8.(2)热力清蜡技术。热力清蜡技术就是通过外界热源对油管、油杆、油流进行热传递,融化附着在上面的蜡。一般常用的方法有热载体(热油、热水、蒸汽、热空气)循环洗井、电加热清蜡技术(加热空心抽油杆、油管外壁捆扎扁电缆、油管通电)、热化学清蜡技术。热化学清蜡技术是利用放热反应释放出来的热量加热油管或者抽油杆,常用的化学反应有轻金属(mg、al等与盐酸反应、亚硝酸钠或硝酸盐与氯化铵、活泼金属快速清蜡技术。
9.(3)化学清蜡技术。化学清蜡技术是利用化学清蜡剂将沉积在管壁上的蜡溶解或者从井壁上剥离下来,然后随液流流出。化学清蜡剂主要有三种类型:油基清蜡剂、水基清蜡剂、乳液型清蜡剂。
10.(4)微生物清蜡是一种新兴技术,在美国、加拿大等石油生产技术先进的国家有着广泛的应用,近年来才在我国推广使用。微生物的种类有很多,如细菌、放线菌和真菌包括
霉菌和酵母菌几大类。对于清蜡微生物而言一般分为两种,一种是食储性微生物,一种是食胶质和沥青质微生物。微生物在油井中加注以后,它会主动靠近石蜡,并以其为食物,将石蜡沉积物分解掉,达到清蜡的目的。同时微生物的大量繁殖会产生活性类物质,可以使原油的粘度大大下降,对原油的流动性有很好的改善效果,减轻蜡的沉积。目前虽然有很多种用于清蜡的微生物菌剂,但是效果都不是很好,对油田的适应性不强,因此在使用微生物清蜡之前需要筛选菌种,并且还要对原油性质进行分析,以免原油中存在对微生物有害的物质,影响其使用效果。虽然微生物清蜡技术对环境污染小,有一定的使用价值,但是其对油井条件要求比较苛刻,所以应用起来也不是很方便。
11.主要的防蜡技术主要有:内衬油管防蜡技术、电缆防蜡技术、强磁防蜡技术、超声波复合防蜡技术、化学防蜡技术等。
12.(1)内衬油管防蜡技术
13.内衬油管防蜡技术就是在油管内壁上涂上一层亲水并且表面光滑的物质,这种物质可见减轻蜡在上面的沉积,从而起到防蜡的作用。目前通常所用的涂层有两种,一种是在内壁表面涂一层玻璃,一种是油漆。这两种涂层的表面都具有很强的亲水性,所以原油中的水会吸附在管壁内表面形成一层水膜,原油中的蜡在水膜上难以沉积;涂层表面本身非常光滑,石蜡也不易在上沉积,所以有较好的防蜡效果。
14.(2)电缆防蜡技术
15.电缆防蜡技术和热力清蜡技术相似,也是通过加热的方式来提高原油的温度,达到防蜡的目的。电缆防蜡的原理是:电缆通电后会放出大量的热量,导致管道内原油的温度升高,当温度升高到原油的析蜡点以上时,原油中就没有石蜡晶体产生,石蜡就不可能沉积,这就起到防蜡的作用。由于原油中成分比较复杂,会对电缆有一定的腐蚀作用,所以电缆的使用寿命不长,另外,电缆防蜡的能耗较大,投资成本较高。
16.(3)强磁防蜡技术
17.强磁防蜡技术就是在油井中加装强磁防蜡器,强磁防蜡器会在原油通道中产生感应磁场,当原油流经磁场时,原油中石蜡分子的分子间作用力会受到其影响,导致石蜡分子的排列方式发生变化,抑制蜡晶的生成;石蜡质点通过感应磁场时,石蜡质点间的作用力也会受到影响,导致石蜡质点的排列方式发生改变,使其不容易发生聚集,这样就可以起到防蜡的效果。
18.早在上世纪六十年代,强磁防蜡技术就开始在石油工业中应用。工程师米亚格科夫和季霍诺夫发现,原油经强磁处理后不仅能减少石蜡与沥青的沉积,还能减少盐垢等物质的生成。后来经过深入的研究后卡甘发现,含蜡原油经过磁场处理后可以在一定程度上降低原油的析蜡点。由于当时磁性材料的制造水平还不发达,导致强磁防蜡技术在推广应用中受到阻碍,直到后来发明了永磁材料,磁防蜡技术才有了较快的发展速度,并逐渐被各大油田所采用。
19.(4)超声波复合防蜡技术
20.超声波复合防蜡技术
21.超声波复合防蜡技术是利用超声波振荡器和固体清防蜡剂结合起来使用的一种新型防蜡技术。超声波振荡器的原理是利用超声波的高频声波产生振荡,超声波在液体中传播时由于声压发生剧烈的变化,可以使液体发生强烈的空化和乳化现象。这样就能破坏
石蜡的结晶沉积,达到防蜡的目的。不仅如此,超声波可以使固体防蜡剂在原油中充分溶解,使其防蜡效果得以改善。
22.(5)化学防蜡技术
23.化学防蜡技术就是通过在原油中加入化学药剂,这种化学药剂能够有效抑制石蜡在原油中析出沉积,从而达到防蜡的效果。由于化学药剂应用范围广,对油井环境要求低,人工操作强度小,经济效益明显等优点,应用前景非常大,越来越受到世界各国的重视。
24.不同油田、不同产层油井蜡性质、结蜡状况差别很大,清防蜡技术也不一样。目前主要为机械清蜡与化学清防蜡技术相结合,但对不同的原油而言,效果有好有坏。
25.化学清防蜡剂主要包括水基清防蜡剂、油基清防蜡剂、乳液型清防蜡剂。
26.油基清防蜡剂由于其见效快,效果好,应用广泛。
27.但目前使用的油基清防蜡剂的针对性不强,导致部分油井清蜡周期不足半个月;同时还存在清防蜡效率低,清蜡与防蜡效果无法同时兼顾,闪点低等问题。


技术实现要素:

28.本发明要解决的技术问题是克服以上技术困难,提供一种高效油基清防蜡剂及制备方法。
29.为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:
30.一种高效油基清防蜡剂,所述高效油基清防蜡剂由以下组份组成:白油、环己烷、醇醚、渗透剂、1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮、丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物。
31.所述高效油基清防蜡剂由以下重量份组份组成:白油100份、环己烷20~30份、醇醚3~ 9份、渗透剂2~3份、1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮0.5~1份、丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物2~3份。
32.所述白油为3#、5#、7#、10#白油中的一种或几种的混合物。
33.所述醇醚为乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲乙醚中的一种或几种的混合物。
34.所述渗透剂为山梨醇酐单棕榈酸酯、油酸二乙醇酰胺中的一种或几种的混合物。
35.所述丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物的分子量为10000~20000。
36.所述丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物中的单体组成为丙烯酸十八醇酯、丙烯酰胺、丁烯酸、吡啶。
37.所述丙烯酸十八醇酯、丙烯酰胺、丁烯酸、吡啶的质量比为,1:2~3:3~5:0.3~0.6。
38.一种高效油基清防蜡剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
39.步骤1,往反应釜中加入醇醚、环己烷,混合均匀,不断搅拌下加入丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物,待完全溶解,制得混合物a;
40.步骤2,往反应釜中加入白油,不断搅拌下加入1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮,混合均匀,继续搅拌下加入渗透剂,待完全溶解,制得混合物b;
41.步骤3,不断搅拌下,将制备好的混合物a加入混合物b中,混合均匀后,制得高效油基清防蜡剂。
42.本发明与现有技术相比的优点在于:
43.(1)本发明高效油基清防蜡剂清蜡效果好,清蜡速率高。
44.(2)本发明高效油基清防蜡剂防蜡效果好,防蜡率高。
45.(3)本发明高效油基清防蜡剂不但效果好,而且解决了目前清防蜡剂存在的清蜡与防蜡效果无法同时兼顾的问题。
46.(4)本发明高效油基清防蜡剂闪点高,现场使用安全。
具体实施方式
47.下面结合实施方式对本发明做进一步的详细说明。
48.实施例1
49.1)往反应釜中加入3kg乙二醇二乙醚、20kg环己烷,混合均匀,不断搅拌下加入2kg 丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物,完全溶解,制得混合物a;
50.2)往反应釜中加入100kg3#白油,不断搅拌下加入0.5kg1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮,混合均匀,继续搅拌下加入2kg山梨醇酐单棕榈酸酯,完全溶解,制得混合物b;
51.3)不断搅拌下,将制备好的混合物a加入混合物b中,混合均匀,制得高效油基清防蜡剂。
52.实施例2
53.1)往反应釜中加入9kg二甘醇甲乙醚、30kg环己烷,混合均匀,不断搅拌下加入3kg 丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物,完全溶解,制得混合物a;
54.2)往反应釜中加入100kg10#白油,不断搅拌下加入1kg1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮,混合均匀,继续搅拌下加入3kg油酸二乙醇酰胺,完全溶解,制得混合物b;
55.3)不断搅拌下,将制备好的混合物a加入混合物b中,混合均匀,制得高效油基清防蜡剂。
56.实施例3
57.1)往反应釜中加入5kg二甘醇二乙醚、25kg环己烷,混合均匀,不断搅拌下加入2.5kg 丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物,完全溶解,制得混合物a;
58.2)往反应釜中加入100kg5#白油,不断搅拌下加入0.6kg1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮,混合均匀,继续搅拌下加入2.5kg油酸二乙醇酰胺,完全溶解,制得混合物b;
59.3)不断搅拌下,将制备好的混合物a加入混合物b中,混合均匀,制得高效油基清防蜡剂。
60.对比例1
61.制备过程中不加入醇醚,其他与实施例1相同。即:
62.1)往反应釜中加入20kg环己烷,混合均匀,不断搅拌下加入2kg丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物,完全溶解,制得混合物a;
63.2)往反应釜中加入100kg3#白油,不断搅拌下加入0.5kg1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮,混合均匀,继续搅拌下加入2kg山梨醇酐单棕榈酸酯,完全溶解,制得混合物b;
64.3)不断搅拌下,将制备好的混合物a加入混合物b中,混合均匀,制得高效油基清防蜡剂。
65.对比例2
66.制备过程中不加入渗透剂,其他与实施例1相同。即:
67.1)往反应釜中加入3kg乙二醇二乙醚、20kg环己烷,混合均匀,不断搅拌下加入2kg丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物,完全溶解,制得混合物a;
68.2)往反应釜中加入100kg3#白油,不断搅拌下加入0.5kg1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮,混合均匀至完全溶解,制得混合物b;
69.3)不断搅拌下,将制备好的混合物a加入混合物b中,混合均匀,制得高效油基清防蜡剂。
70.对比例3
71.制备过程中不加入1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮,其他与实施例1相同。即:
72.1)往反应釜中加入3kg乙二醇二乙醚、20kg环己烷,混合均匀,不断搅拌下加入2kg丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物,完全溶解,制得混合物a;
73.2)往反应釜中加入100kg3#白油,不断搅拌下加入2kg山梨醇酐单棕榈酸酯,完全溶解,制得混合物b;
74.3)不断搅拌下,将制备好的混合物a加入混合物b中,混合均匀,制得高效油基清防蜡剂。
75.对比例4
76.制备过程中不加入丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物,其他与实施例1相同,即:
77.1)往反应釜中加入3kg乙二醇二乙醚、20kg环己烷,混合均匀,制得混合物a;
78.2)往反应釜中加入100kg3#白油,不断搅拌下加入0.5kg1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮,混合均匀,继续搅拌下加入2kg山梨醇酐单棕榈酸酯,完全溶解,制得混合物b;
79.3)不断搅拌下,将制备好的混合物a加入混合物b中,混合均匀,制得高效油基清防蜡剂。
80.试验组1
81.对实施例1~3和对比例1~4制得的油基清防蜡剂进行开展清蜡及防蜡实验,并测定闪点。
82.清蜡率测定具体方法为:
83.首先制备石蜡球,质量为m

;取50ml油基清防蜡剂倒入烧杯中,放入50℃水域锅中至温度恒定,然后放入石蜡球,反应15min;然后使用无水乙醇清洗石蜡球,将石蜡球防在50℃烘箱中烘干至恒重,称得反应后蜡球质量为m

;清蜡速率η=(m
前-m

)/15。
84.防蜡率测定具体方法为:
85.往两个500ml的烧杯中各加入50g石蜡及300g柴油,加热至60℃,使石蜡完全溶解,然后分别倒入两个烧杯中。往其中一个烧杯中加入2g油基清防蜡剂,搅拌均匀即为测试样;另一个烧杯中不加入油基清防蜡剂,为空白样。分别将测试样及空白样倒入n80钢管中密闭,再将密度的n80钢管放入30℃水浴锅中水浴60min,然后再将测试样及空白样倒出,再将n80 钢管放在50℃烘箱中烘干至恒重,计算n80钢管前后质量差m
测试样
、m
空白样
,防蜡率
[0086][0087]
测试结果见表1。
[0088]
表1溶蜡速率、防蜡率测定
[0089][0090][0091]
由表1可知,实施例1~3溶蜡速率均较高,均大于0.035g/min,而对比例1~4溶蜡速率均较低,均小于0.026g/min。这主要是因为对比例1~4中制备过程不含有醇醚、渗透剂、 1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮、丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物。而本发明中的醇醚、渗透剂、1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮、丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物相互作用,共同起溶蜡的作用。
[0092]
同时由表1可知,实施例1~3防蜡率均较高,均大于50.3%,而对比例1~3防蜡率均较低,均小于45.3%。而对比例3防蜡率仅为9.2%,远远小于实施例1~3及对比例1~2,这主要是因为1-十二烷基氮环杂庚烷-2-酮分子溶液可吸附在蜡晶表面,防止蜡晶生成而析蜡。而对比例4防蜡率仅为1.3%,远远小于其他实施例及对比例,这主要是因为丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物不但可吸附在蜡晶表面阻止蜡晶生成,而且丙烯酸十八醇酯丙烯酰胺丁烯酸吡啶共聚物可与析出的蜡晶结合成三维网状结构,阻止蜡晶进一步生长而析出。
[0093]
所以实施例1~3清蜡效果及防蜡效果均很好,同时闭口闪点均在70℃以上,现场使用安全。
[0094]
以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性。如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似实施例,均应属于本发明的保护范围。
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