一种用于油井硫酸盐垢的抑制剂及其制备和应用

摘要

本发明公开了一种用于油井硫酸盐垢的抑制剂及其制备和应用。该抑制剂含有的成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：聚羧酸聚合物35%~45%；聚天冬氨酸25%~35%；水解聚马来酸酐10%~15%；2-硫醇基咪唑啉15%~20%；乙二胺四甲叉膦酸钠2%~5%。本发明的抑制剂为液态；对BaSO4和SrSO4结垢的抑制效果好；含膦量低，组分易被生物降解，环保性能好；应用温度范围宽，使用温度可高达100℃。

权利要求

1.一种用于油井硫酸盐垢的抑制剂，其特征在于，其含有的成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：聚羧酸聚合物        35%~45%；

聚天冬氨酸          25%~35%；

水解聚马来酸酐      10%~15%；

2-硫醇基咪唑啉      15%~20%；

乙二胺四甲叉膦酸钠  2%~5%；

所述聚羧酸聚合物为顺丁烯二酸酐/丙烯酸/烯丙基磺酸钠/丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物或丙烯酸/丙烯酸酯/磺酸盐共聚物；

上述各成分占抑制剂的重量百分比之和为100%。

2.根据权利要求1所述的抑制剂，其特征在于，其含有的成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：聚羧酸聚合物        38%；

聚天冬氨酸          30%；

水解聚马来酸酐      12%；

2-硫醇基咪唑啉      16%；

乙二胺四甲叉膦酸钠  4 %。

3.权利要求1或2所述的抑制剂的制备方法，其特征在于，按照所述量将各成分混合均匀。

4.权利要求1或2所述的抑制剂的应用，其特征在于，将所述抑制剂溶于水，配制成水溶液，然后向油井中加注，加注量按产水量进行计算，使抑制剂溶于井内地层水的浓度为

30mg/L~600mg/L，采用连续加注方式进行。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，将所述抑制剂溶于水，配制成总浓度为50~

500g/L水溶液。

说明书

一种用于油井硫酸盐垢的抑制剂及其制备和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于油井硫酸盐垢的抑制剂及其制备和应用。

背景技术

[0002] 油井开采过程中，一方面，当地层溶蚀离子、注入水携带的离子进入地层水后，导致水中离子不相容而产生沉淀，另一方面，当温度、压力等参数变化导致地层水中离子平衡破坏，使某些物质超过溶度积而沉积。这些沉积的物质被称为垢，根据垢的组分将油井结垢分为碳酸盐垢和硫酸盐垢，前者主要有CaCO3和MgCO3，后者主要有BaSO4和SrSO4。当油井结垢后，会伤害储层、堵塞井筒或引起垢下腐蚀，严重降低生产效率，并增加生产成本。

[0003] 采用化学药剂控制结垢是目前使用的主要措施，针对碳酸盐垢而开发的抑制剂已经非常多，然而针对硫酸盐垢的抑制剂却较少。硫酸盐垢一旦生成，其垢坚硬，并难以被酸溶蚀，是很难除去的，故如何有效抑制Ba2+、Sr2+与SO42-结垢是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于油井硫酸盐垢的抑制剂及其制备和应用

[0005] 本发明提供的用于油井硫酸盐垢的抑制剂含有的成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：

[0006] 聚羧酸聚合物        35%~45%；

[0007] 聚天冬氨酸          25%~35%；

[0008] 水解聚马来酸酐      10%~15%；

[0009] 2-硫醇基咪唑啉      15%~20%；

[0010] 乙二胺四甲叉膦酸钠  2%~5%。

[0011] 优选地，上述的抑制剂含有的成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：

[0012] 聚羧酸聚合物          38%；

[0013] 聚天冬氨酸            30%；

[0014] 水解聚马来酸酐        12%；

[0015] 2-硫醇基咪唑啉        16%；

[0016] 乙二胺四甲叉膦酸钠    4 %。

[0017] 优选地，所述聚羧酸聚合物为顺丁烯二酸酐/丙烯酸/烯丙基磺酸钠/丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物或丙烯酸/丙烯酸酯/磺酸盐共聚物。

[0018] 本发明提供上述的抑制剂的制备方法，按照所述量将各成分混合均匀。

[0019] 本发明提供上述的抑制剂的应用：将所述抑制剂溶于水，配制成水溶液，然后向油井中加注，加注量按产水量进行计算，使抑制剂溶于井内地层水的浓度为30mg/L~600mg/L，采用连续加注方式进行。

[0020] 作为优选技术方案，将所述抑制剂溶于水，配制成总浓度为50~500g/L水溶液。

[0021] 本发明的用于油井硫酸盐垢的抑制剂具有如下有益技术效果：

[0022] 1、本发明的抑制剂为液态；对BaSO4结垢的抑制效果好；对SrSO4结垢的抑制效果好。

[0023] 2、本发明的抑制剂含膦量低，组分易被生物降解，环保性能好；

[0024] 3、本发明的抑制剂应用温度范围宽，使用温度可高达100℃。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

[0026] 本发明供一种油井硫酸盐垢的抑制剂，所述抑制剂含有如下成分及各成分占所述抑制剂的重量百分比为：

[0027] 聚羧酸聚合物              35%~45%；

[0028] 聚天冬氨酸                25%~35%；

[0029] 水解聚马来酸酐            10%~15%；

[0030] 2-硫醇基咪唑啉            15%~20%；

[0031] 乙二胺四甲叉膦酸钠        2%~5%。

[0032] 其中聚羧酸聚合物为顺丁烯二酸酐/丙烯酸/烯丙基磺酸钠/丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物或丙烯酸/丙烯酸酯/磺酸盐共聚物。

[0033] 组分中聚羧酸聚合物、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐和乙二胺四甲叉膦酸钠都可用于抑制垢的生成，其中水解聚马来酸酐可通过螯合作用使二价金属离子形成稳定的可溶性螯合物，提高离子容许浓度，聚天冬氨酸可通过在晶体表面吸附作用阻止结构，聚羧酸聚合物可通过吸附相同电荷的结垢微晶而在静电斥力作用下分散微晶，阻止碰撞形成垢。由于抑制垢的机理存在差异，故可以起到很好的协同作用。同时，这几种物质所含磺酸基、羧酸基和氨基等极性较强，分散性和亲水性很好，2-硫醇基咪唑啉是很好的表面活性剂，故该配方易溶于地层水，对水中结垢离子起到较好的抑制作用。2-硫醇基咪唑啉还是一种缓蚀剂，减缓地层水对金属管柱的腐蚀性。

[0034] 在实施时，将本发明的油井硫酸盐垢的抑制剂按质量百分比依次溶解于水中，配置成50~500g/L的总浓度，向井中加注时，加注量按产水量进行计算，使抑制剂溶于井内地层水的浓度为30mg/L~600mg/L，采用连续加注方式进行。

[0035] 本发明的硫酸盐垢抑制剂优点在于：1、溶解性能好，易施工；2、对BaSO4和SrSO4结垢都有很好的抑制效率；3、环保性好。4、使用温度范围宽。

[0036] 具体实施例：

[0037] 实施例1

[0038] 本实施例的硫酸盐垢抑制剂，含有如下成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：

[0039] 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物 38%；

[0040] 聚天冬氨酸   30%；

[0041] 水解聚马来酸酐   12%；

[0042] 2-硫醇基咪唑啉 16%；

[0043] 乙二胺四甲叉膦酸钠   4 %；

[0044] 其中，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，为购自山东省泰和水处理有限公司的AA/AMPS。

[0045] 上述硫酸盐垢抑制剂的制备方法，步骤如下：按照重量百分比称取各组分，混合并搅拌均匀。

[0046] 本实施例硫酸盐垢抑制剂的抑制效果评价：按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试，测试温度为70℃。采用原子分光光度计测试钡锶离子浓度，并按照：SY/T5673-93中规定的计算公式对抑制率（防垢率）进行计算。本实施例的实施效果：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为94.0%和94.4%。

[0047] 为了检验本实施例硫酸盐垢抑制剂的适用温度范围，本实施例在不同的测试温度下，按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试（测试温度与该标准中的温度不同）。经测试和计算，在25℃下，本实施例的硫酸盐垢抑制剂的抑制效果为：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为97.2%和96.7%；在100℃下，本实施例的硫酸盐垢抑制剂的抑制效果为：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为91.4%和
91.8%。综上，可看出本实施例的抑制剂应用温度范围很宽。

[0048] 在实际实施时，将本发明的油井硫酸盐垢的抑制剂按质量百分比依次溶解于水中，配置成50~500g/L的总浓度（即1L水中溶解50~500g抑制剂），向井中加注时，加注量按产水量进行计算，使抑制剂溶于井内地层水的浓度为30mg/L~600mg/L，采用连续加注方式进行。结果显示，本实施例的抑制剂对BaSO4和SrSO4结垢都有很好的抑制效率。

[0049] 实施例2

[0050] 本实施例的硫酸盐垢抑制剂，含有如下成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：

[0051] 顺丁烯二酸酐/丙烯酸/烯丙基磺酸钠/丙烯酸甲酯共聚物  45%；

[0052] 聚天冬氨酸 25%；

[0053] 水解聚马来酸酐  10%；

[0054] 2-硫醇基咪唑啉 15%；

[0055] 乙二胺四甲叉膦酸钠  5%；

[0056] 其中，顺丁烯二酸酐/丙烯酸/烯丙基磺酸钠/丙烯酸甲酯共聚物可按照《新型钡（锶）阻垢剂CD-1的合成及性能评价》（重庆科技学院学报（自然科学版），2009年第3期）中公开的合成方法制备。

[0057] 上述硫酸盐垢抑制剂的制备方法，步骤如下：按照重量百分比称取各组分，混合并搅拌均匀。

[0058] 本实施例硫酸盐垢抑制剂的抑制效果评价：按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试，测试温度70℃。采用原子分光光度计测试钡锶离子浓度，并按照：SY/T5673-93中规定的计算公式对抑制率（防垢率）进行计算。

[0059] 本实施例的实施效果：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为87.2%和89.5%。

[0060] 为了检验本实施例硫酸盐垢抑制剂的适用温度范围，本实施例在不同的测试温度下，按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试（测试温度与该标准中的温度不同）。经测试和计算，在25℃下，本实施例的硫酸盐垢抑制剂的抑制效果为：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为 92.3 %和91. 6%；在100℃下，本实施例的硫酸盐垢抑制剂的抑制效果为：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为85.2%和
85.1%。综上，可看出本实施例的抑制剂应用温度范围很宽。

[0061] 在实际实施时，将本发明的油井硫酸盐垢的抑制剂按质量百分比依次溶解于水中，配置成50~500g/L的总浓度，向井中加注时，加注量按产水量进行计算，使抑制剂溶于井内地层水的浓度为30mg/L~600mg/L，采用连续加注方式进行。结果显示，本实施例的抑制剂对BaSO4和SrSO4结垢都有很好的抑制效率。

[0062] 实施例3

[0063] 本实施例的硫酸盐垢抑制剂，含有如下成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：

[0064] 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物  35%；

[0065] 聚天冬氨酸  35%；

[0066] 水解聚马来酸酐  15%；

[0067] 2-硫醇基咪唑啉 10%；

[0068] 乙二胺四甲叉膦酸钠  5 %；

[0069] 其中，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，为购自山东省泰和水处理有限公司的AA/AMPS。

[0070] 上述硫酸盐垢抑制剂的制备方法，步骤如下：按照重量百分比称取各组分，混合并搅拌均匀。

[0071] 本实施例硫酸盐垢抑制剂的抑制效果评价：按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试，测试温度70℃。采用原子分光光度计测试钡锶离子浓度，并按照：SY/T5673-93中规定的计算公式对抑制率（防垢率）进行计算。

[0072] 本实施例的实施效果：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为92.60%和90.00%。

[0073] 为了检验本实施例硫酸盐垢抑制剂的适用温度范围，本实施例在不同的测试温度下，按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试（测试温度与该标准中的温度不同）。经测试和计算，在25℃下，本实施例的硫酸盐垢抑制剂的抑制效果为：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为95.6%和94.4%；在100℃下，本实施例的硫酸盐垢抑制剂的抑制效果为：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为90.0%和
89.5%。综上，可看出本实施例的抑制剂应用温度范围很宽。

[0074] 在实际实施时，将本发明的油井硫酸盐垢的抑制剂按质量百分比依次溶解于水中，配置成50~500g/L的总浓度，向井中加注时，加注量按产水量进行计算，使抑制剂溶于井内地层水的浓度为30mg/L~600mg/L，采用连续加注方式进行。结果显示，本实施例的抑制剂对BaSO4和SrSO4结垢都有很好的抑制效率。

[0075] 实施例4

[0076] 本实施例的硫酸盐垢抑制剂，含有如下成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：

[0077] 丙烯酸/丙烯酸酯/磺酸盐共聚物  40%；

[0078] 聚天冬氨酸  30%；

[0079] 水解聚马来酸酐  12%；

[0080] 2-硫醇基咪唑啉16%；

[0081] 乙二胺四甲叉膦酸钠  2 %；

[0082] 其中，丙烯酸/丙烯酸酯/磺酸盐共聚物，为购自山东省泰和水处理有限公司的TH-613丙烯酸/丙烯酸酯/磺酸盐三元共聚物。

[0083] 上述硫酸盐垢抑制剂的制备方法，步骤如下：按照重量百分比称取各组分，混合并搅拌均匀。

[0084] 本实施例硫酸盐垢抑制剂的抑制效果评价：按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试，测试温度70℃。采用原子分光光度计测试钡锶离子浓度，并按照：SY/T5673-93中规定的计算公式对抑制率（防垢率）进行计算。

[0085] 本实施例的实施效果：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为90.1%和91.5%。

[0086] 为了检验本实施例硫酸盐垢抑制剂的适用温度范围，本实施例在不同的测试温度下，按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试（测试温度与该标准中的温度不同）。经测试和计算，在25℃下，本实施例的硫酸盐垢抑制剂的抑制效果为：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为94.3 %和95.6%；在100℃下，本实施例的硫酸盐垢抑制剂的抑制效果为：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为89.4%和
89.7%。综上，可看出本实施例的抑制剂应用温度范围很宽。

[0087] 在实际实施时，将本发明的油井硫酸盐垢的抑制剂按质量百分比依次溶解于水中，配置成50~500g/L的总浓度，向井中加注时，加注量按产水量进行计算，使抑制剂溶于井内地层水的浓度为30mg/L~600mg/L，采用连续加注方式进行。结果显示，本实施例的抑制剂对BaSO4和SrSO4结垢都有很好的抑制效率。

[0088] 实施例5

[0089] 本实施例的硫酸盐垢抑制剂，含有如下成分及各成分占抑制剂的重量百分比为：

[0090] 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物  40%；

[0091] 聚天冬氨酸  25%；

[0092] 水解聚马来酸酐  10%；

[0093] 2-硫醇基咪唑啉20%；

[0094] 乙二胺四甲叉膦酸钠  5 %；

[0095] 其中，丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，为购自山东省泰和水处理有限公司的AA/AMPS。

[0096] 上述硫酸盐垢抑制剂的制备方法，步骤如下：按照重量百分比称取各组分，混合并搅拌均匀。

[0097] 本实施例硫酸盐垢抑制剂的抑制效果评价：按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试，测试温度70℃。采用原子分光光度计测试钡锶离子浓度，并按照：SY/T5673-93中规定的计算公式对抑制率（防垢率）进行计算。

[0098] 本实施例的实施效果：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为91.4%和91.7%。

[0099] 为了检验本实施例硫酸盐垢抑制剂的适用温度范围，本实施例在不同的测试温度下，按照中华人民共和国石油天然气行业标准“油田用防垢剂性能评价方法（SY/T5673-93）”进行测试（测试温度与该标准中的温度不同）。经测试和计算，在20℃下，本实施例的硫酸盐垢抑制剂的抑制效果为：BaSO4和SrSO4结垢的抑制率分别为96.7%和96.3%；在100℃下，