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盐重结晶抑制技术
2013-11-11 15:17:51   来源:本站   作者:管理员  人气:1040次

 

为了抑制饱和盐水钻井液体系中盐在出现温差时重结晶析出,保证饱和盐水钻井液在井底温度下仍然处于饱和状态,从而顺利钻穿盐膏层,防止糖葫芦井眼、井径扩大、盐卡等井下复杂事故的发生,研制出一种能够抑制盐在过饱和溶液中结晶析出的处理剂——JYYJ盐重结晶抑制剂。

一、抑盐机理

在过饱和NaCl溶液中,往往有规则几何形状的立方晶体结构存在。在晶体的形成过程中,晶体的角顶和晶棱部位接受溶液中Na+Cl-的几率远较晶面中心大,因此优先生长而形成树枝状晶,进而大量的Na+Cl-在晶核上进一步有规则地吸附堆积,形成立方晶体而析出。

在饱和盐水溶液中加入JYYJ盐重结晶抑制剂后,在盐形成晶核的初期,离解出的正负电荷基团选择性地吸附在无机盐晶核或微晶上,占据一定位置,改变晶体表面的电荷分布,破坏晶核的产生,阻碍和破坏无机盐晶体的正常生长,使其发生畸变;同时,吸附在无机盐的微晶上的共聚物,使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态;从而使析出的盐能够形成质地疏松、颗粒微小的树枝状晶体使其由立方体变成微小的树枝状(雪花状)晶体,阻止盐在其表面继续生长变大。

二、组成特点

通过调研国内外相关资料,已知的盐重结晶抑制剂主要有无机和有机两大类:

(1) 无机类盐抑制剂:以氰化物,苯的衍生物为主的复配物,成本比较高,效果很好。

(2) 有机类盐抑制剂:13—二氨基丙一乙醇膦甲基化衍生物、盐酸、乙醇、乌洛托品,苯的衍生物的复配物。在国外的一些专利中也介绍过一种氮氚三乙酰胺(nitrilotiacetamide)的有机抑盐剂,它在抑制氯化钠,氯化镁,氯化钙等的结垢中效果很显著。但是由于其合成条件和方法都很苛刻,致使成本很高。

室内通过不断摸索研究,终于研制出一种类氮氚三乙酰胺的有机类盐抑制剂,其对合成条件要求不太高,且成本又相对较低廉的合成工艺,通过中式证实该工艺的出品率很高,适合工业化量产。

JYYJ盐重结晶抑制剂的主要成份是N(CH2CONHR)3。它有1个氮川基和3个酰胺基团,整个分子呈四面体结构。当在饱和或过饱和NaCl溶液中加入JYYJ时,3个酰胺基中的羰基氧由于具有较大的电子云密度而排斥Cl-,吸附在Na+离子上;氮原子带部分正电荷,当它在NaCl溶液中存在时,而NH-R+将吸附在氯离子上,从而将改变NaCl晶核表面的电荷分布,破坏氯化钠晶核的生长,抑制氯化钠从溶液中晶核析出。

三、作用用途

JYYJ盐重结晶抑盐剂的作用主要表现在两个方面:

一是能参与晶体的形成使晶体畸变,使致密的立方晶体转变为疏松、细碎的絮状结构(树枝状或雪花状),阻止盐在其表面继续生长变大,并降低盐晶体对固体表面的粘附力,使得其容易被溶解和清除,随液流带走,从而避免盐结晶引起的井下复杂;

二是增大盐的溶解度,使之不易析出结晶。

因此,JYYJ重盐结晶抑制剂主要用于钻开盐层的钻井液中防止盐卡,提高钻速,改善固井质量;加入到生产井中,从而有效的避免生产井结盐和盐卡等事故的发生。通过室内研究推荐现场加量为0.3%0.5%

四、室内评价

室内通过对JYYJ盐结晶抑制剂进行详细评价,评价结果如下表:

  

    

JYYJ

  

淡黄色或黄绿色晶体

淡黄色颗粒状晶体

抑制性能

加入抑制剂后,NaCl重结晶为絮状晶体,在外力作用下极易脱落

加入抑制剂后,NaCl重结晶为絮状晶体,在外力作用下极易脱落

水不溶物,%

≤0.50

0.47

抑盐率,%

≥85.0

90.6

游离水含量,%

≤3.5

-0.8

抑制性能实验效果图(静置3d以后):

 

从上述实验数据可以看出,加入0.3%JYYJ重结晶析出来的絮状晶体特别多,风吹均容易脱落。加入1%JYYJ,絮状的重结晶物质均较少。

五、推广应用

JYYJ盐重结晶抑制剂在各种过饱和盐水中配伍性良好,对工作液性能无不良影响。

在钻穿盐层使用的饱和盐水泥浆中加入约0.3%的盐抑制剂,即可防盐卡,使盐层井段井径扩大率降低3050%,从而提高固井质量。

300ppm的浓度用于含饱和盐水的采油井时,可防卡泵,减少污水,增加原油产量,也可用于地下卤水开泵防卡。

该产品在江汉油田36口井中得到成功应用,一年增产原油约1.6万吨,创经济效益达1.6亿元。

六、理化指标

主要理化指标

项目

指标

外观

黄色或黄绿色液体

PH

79

密度,g/cm3

≥1.05

抑盐率,%

≥90

盐溶解增加率,%

≥4.0

六、包装标识

1、包装:该产品采用三合一复合牛皮纸袋包装,并内衬防水塑料,每袋净重25Kg

2、标志:包装上应有生产厂名、厂址、产品名称、净含量、产品批号。

3、储运:应在通风、阴凉、干燥的库房储存,避免日晒、雨淋,环境温度应在560。建议堆放高度不超过3层。

4、质控:保质期为24个月。若超过保质期,需经检验合格后使用。

 

 

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