[发明专利]一种油层预置用防垢剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种在油藏内具有较好的防垢效果和吸附-解吸性能的油层预置用防垢剂。

背景技术

在油田开发中后期，随着各种提高采收率技术的普遍应用，地层与采出系统结垢问题日益突出。地层及采出系统结垢往往造成油层伤害、油井井筒和地面输油管线阻流，设备损坏等问题，导致产液量下降，严重影响了油田的正常生产。

综合国内外防垢方法，主要包括：（1）化学方法防垢，有2种处理方法：加酸或注入CO₂防止碱性垢，加防垢剂；(2)物理方法防垢，通过物理手段防止垢的形成，包括5种方法：避免不相容的水混合，维持压力防止碳酸钙结垢，塑料涂料防垢，“声场”和“电磁场”防垢，降低油田水中成垢离子浓度。其中加化学防垢剂防垢方法的使用局限性最小，且其防垢效果明显、成本较低，被国内外油田普遍应用。

防垢剂在油田的使用方法有：（1）对于地面集输系统，可在计量(转油)站、各井末站管汇处投加防垢剂；（2）油井井下泵和尾管结垢，可在井口加药剂或下入固体防垢块；（3）井下近井地带地层结垢，可采用油层预置防垢剂技术挤注高浓度防垢剂。其中，连续注入防垢剂，对泵的要求较高，且操作复杂，占用较多的人力、物力；投放固体防垢块，固体防垢块的溶解速度不易控制；油层预置防垢剂技术与上述方法相比，具有自动连续释放、可实现由生产井近井带→生产井筒→地面管线全面防垢及操作过程简单等优点，是一项具有很大发展潜力的防垢技术。

油层预置防垢剂技术的基本原理是将防垢剂挤进井筒周围地层内，防垢剂可被物理吸附或沉淀滞留于多孔介质中，开井生产后通过解吸缓慢释放于产出水中，达到长效防垢的目的。

目前，国内外防垢剂的研发绝大部分集中在提高防垢性能和合成多功能防垢剂上，鲜见在地层内兼具防垢和吸附解吸性能的防垢剂的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种既具有较好的防垢性能又具有吸附解吸性能的油层预置用防垢剂，该剂可以在高温地层具有较好的吸附解吸性能及防垢效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种油层预置用防垢剂，所述油层预置用防垢剂为氮氧基三亚甲基膦酸，其合成条件为：在恒温水浴中，将氨基三亚甲基膦酸晶体加入到反应容器中，再加入蒸馏水，然后用质量分数40％的NaOH溶液调节pH为9；冷却至室温后缓慢滴加H₂O₂搅拌，氨基三亚甲基膦酸：H₂O₂=1：2.5（摩尔比）；滴加完毕后升温，反应温度为60℃，反应3h即得氮氧基三亚甲基膦酸溶液；将产物趁热倒入已预热的无水乙醇溶液中，搅拌后静置，溶液冷却后底层出现白色晶体，抽滤后得到氮氧基三亚甲基膦酸晶体。

本防垢剂为阳离子型防垢剂。该防垢剂具有三个亚甲基膦酸基团和一个氮氧基团，在防垢的过程中，分子结构中的亚甲基膦酸基团既可与结垢阳离子形成螯合物降低流体中结垢阳离子的含量，该基团中的氧原子又可吸附在碳酸钙晶体表面生长活性点上阻止垢的长大；而氮氧基团赋予防垢剂分子弱正电性，可与呈负电性的地层物质结合表现出防垢剂在地层良好的吸附性。由于该防垢剂同时含有吸附基团和防垢基团，因此该剂可实现在地层内长期吸附解吸并同时防垢的功能，具有长效性。

本发明的要点是防垢剂的加入降低了流体中结垢阳离子含量，并占据垢晶表面的活性点阻止碳酸垢的长大堆积；防垢剂分子呈正电性，与油藏地层实现较好的吸附解吸作用。

本发明考虑到作业成本的问题，本防垢剂用量一般不超过10%，最低有效浓度一般低于20mg/L，生产成本低，并且无需后续的处理措施。

本发明注重环保，防垢剂无毒，且可通过污水处理后回注实现循环使用，不污染环境。

本发明结合油层预置防垢技术具有操作过程简单，防垢剂地层预置一次，防垢剂能够自动连续释放，长期有效；除防井筒及地面管线结垢外，还可防近井带地层内的垢。

附图说明

图1为氮氧基三亚甲基膦酸红外谱图；

图2为防垢剂浓度与结垢时间的关系曲线；

图3为防垢剂静态吸附量随浓度变化关系曲线；

图4为防垢剂返排浓度与产出体积的关系曲线；

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

1.1氮氧基三亚甲基膦酸的合成