一种用于清除碳酸钙垢的清洗液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种用于清除碳酸钙垢的清洗液及其制备方法和应用，属于化学除垢领域。该清洗液包括的质量百分比组分为：无磷有机酸类络合剂3％‑8％、无磷螯合剂10％‑25％、渗透助溶剂2％‑6％、缓蚀剂0.05％‑0.15％、余量为水。缓蚀剂为油酸基咪唑啉类缓蚀剂和/或噻唑类缓蚀剂。渗透助溶剂通过将阴离子表面活性剂、多元醇、清水置于反应釜中，加热至30‑50℃，搅拌20‑40min，然后加入六偏磷酸钠、丁基萘磺酸钠、清水，并降低温度至15‑25℃，在恒温条件下搅拌30‑50min制备得到。阴离子表面活性剂、多元醇和第一次加入清水的质量比为1∶10‑20∶20‑30，丁基萘磺酸钠、六偏磷酸钠和第二次加入清水的质量比为1∶40‑50∶80‑200，丁基萘磺酸钠占渗透助溶剂的质量百分比为0.16‑0.3％。该清洗液溶垢率高、阻垢效果好、安全环保、生物降解性好。

A cleaning solution for scavenging calcium carbonate and its preparation and Application

The invention discloses a cleaning solution for scavenging calcium carbonate and its preparation method and application, which belongs to the field of chemical descaling. The cleaning liquid comprises the quality percentage of components: phosphorus free organic acid complexing agent 3% 8%, 25%, 10% phosphorus chelating solvent penetration inhibitor 2% 6%, 0.05% 0.15%, the balance of water. The inhibitors are oleic imidazoline inhibitors and / or thiazole inhibitors. The anionic surfactant, polyol and water penetration into the reactor solvent, heated to 30 50 DEG C, stirring 20 40min, then adding six sodium hexametaphosphate, butyl naphthalene sulfonate, water, and lower the temperature to 15 DEG C 25, under the condition of constant temperature mixing 30 50min preparation get. The quality of water adding anionic surfactant, polyol and the first ratio of 1: 10: 20 20 30, the quality of sodium butyl naphthalene sulfonate and six sodium metaphosphate add water second times and the ratio of 1: 40 50: 80 200, dibunate sodium percentage of solvent penetration the 0.16 0.3%. The cleaning solution has high scaling rate, good scale inhibition effect, safe and environmental protection, and good biodegradability.

【技术实现步骤摘要】
一种用于清除碳酸钙垢的清洗液及其制备方法和应用
本专利技术涉及化学除垢领域，特别涉及一种用于清除碳酸钙垢的清洗液及其制备方法和应用。
技术介绍
在油田注水系统中，由于生产条件的变化和注入液体与油层中原有液体成分上的差异，使油层中液体的化学平衡遭到破坏而产生沉淀。沉淀可附着在油井设备上或者堵塞注水通道，严重影响油田开采的正常运行。举例来说，油田注水的矿化度高、温度高、二氧化碳含量高，而油层中的钙离子含量高。在油田开采过程中原油由高压的油层向低压的井筒流动时，由于压力的变化，导致油层注水中的二氧化碳被释放，从而与油层中的钙离子反应生成碳酸钙垢。这些碳酸钙垢多附着在抽油泵、尾管、筛管、油管内外壁和套管内壁等部分，严重影响这些油井设备的正常运行。同时碳酸钙垢还会堵塞注水通道，使注水能力下降，严重影响油田的开采。因此，提供一种能够清除碳酸钙垢的清洗液是十分必要的。现有技术提供了一种用于清除碳酸钙垢的清洗液，其质量百分比组成为：磷酸40％-48％、乙二胺四乙酸四钠0.4％-0.6％、缓蚀剂1％-1.2％、Tx-10净洗剂0.6％-0.63％，余量为水。该清洗液能够清除碳酸钙垢。专利技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：现有技术提供的用于清除碳酸钙垢的清洗液的溶垢效率低，不易生物降解，且对人体健康有害。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种溶垢效率高、易生物降解、安全环保的用于清除碳酸钙垢的清洗液及其制备方法和应用。具体技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了一种用于清除碳酸钙垢的清洗液，所述清洗液包括以下质量百分比的组分：无磷有机酸类络合剂3％-8％、无磷螯合剂10％-25％、渗透助溶剂2％-6％、缓蚀剂0.05％-0.15％、余量为水；所述缓蚀剂为油酸基咪唑啉类缓蚀剂和/或噻唑类缓蚀剂；所述渗透助溶剂通过如下方法制备得到：将阴离子表面活性剂、多元醇、清水置于反应釜中，加热至30-50℃，搅拌20-40min，然后加入六偏磷酸钠、丁基萘磺酸钠、清水，并降低所述反应釜的温度至15-25℃，在恒温条件下搅拌30-50min，得到所述渗透助溶剂；所述阴离子表面活性剂、所述多元醇和第一次加入的所述清水的质量比为1∶10-20∶20-30，所述丁基萘磺酸钠、所述六偏磷酸钠和第二次加入的所述清水的质量比为1∶40-50∶80-200，所述丁基萘磺酸钠占所述渗透助溶剂的质量百分比为0.16-0.3％。具体地，作为优选，所述无磷有机酸类络合剂为2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸和/或2，3-二羟基丁二酸。具体地，作为优选，所述无磷螯合剂为二乙基三胺五乙酸和/或羟乙基乙二胺三乙酸。具体地，作为优选，所述阴离子表面活性剂为聚二甲基硅氧烷和/或聚氧丙烯甘油醚。具体地，作为优选，所述多元醇为丙三醇和/或十二醇。具体地，作为优选，所述清洗液的pH值为5.5-7。第二方面，本专利技术提供了上述清洗液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：按照各组分的质量百分比，向配液池中加入水，并在搅拌条件下加入无磷有机酸类络合剂、无磷螯合剂、渗透助溶剂、缓蚀剂，搅拌预定时间，得到所述清洗液。具体地，作为优选，所述预定时间为20-40min。第三方面，本专利技术提供了上述清洗液在油田注水中的应用。具体地，作为优选，所述清洗液的使用条件如下：注水管网温度：20-70℃；注水管柱温度：30-80℃；石油储层温度：40-90℃。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术实施例提供的用于清除碳酸钙垢的清洗液，在无磷螯合剂的协同作用下，无磷有机酸类络合剂与碳酸钙垢中的钙离子进行螯合吸附反应形成水溶性金属络合物，从而去除碳酸钙垢。通过油酸基咪唑啉类缓蚀剂和/或噻唑类缓蚀剂可起到减缓油井设备的基底金属的腐蚀速度及其基底金属发生氢脆的速度，这进一步地减缓了碳酸钙在油井设备发生腐蚀或者氢脆的基底金属处的结垢速度。通过渗透助溶剂可破坏碳酸钙垢并使其形成松散的垢泥，而且渗透助溶剂还可以降低清洗液的表面张力，使清洗液与碳酸钙垢的表面充分接触，促进了螯合吸附反应的进行。由于无磷有机酸类络合剂及无磷螯合剂中均不含磷及磷的化合物，进而使用清洗液时不易产生富营养化，所以本专利技术提供的清洗液具有易生物降解的特性。并且本专利技术提供的清洗液中的无磷有机酸类络合剂、无磷螯合剂、渗透助溶剂、缓蚀剂均几乎没有毒性。可见，本专利技术实施例提供的清洗液具有对碳酸钙垢的清除率高、阻垢效果好、安全环保、生物降解性好等特点。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。第一方面，本专利技术实施例提供了一种用于清除碳酸钙垢的清洗液，该清洗液包括以下质量百分比的组分：无磷有机酸类络合剂3％-8％、无磷螯合剂10％-25％、渗透助溶剂2％-6％、缓蚀剂0.05％-0.15％、余量为水。其中，缓蚀剂为油酸基咪唑啉类缓蚀剂和/或噻唑类缓蚀剂。渗透助溶剂通过如下方法制备得到：将阴离子表面活性剂、多元醇、清水置于反应釜中，加热至30-50℃，搅拌20-40min，然后加入六偏磷酸钠、丁基萘磺酸钠、清水，并降低反应釜的温度至15-25℃，在恒温条件下搅拌30-50min，得到渗透助溶剂。其中，阴离子表面活性剂、多元醇和第一次加入的清水的质量比为1∶10-20∶20-30，丁基萘磺酸钠、六偏磷酸钠和第二次加入的清水的质量比为1∶40-50∶80-200，丁基萘磺酸钠占渗透助溶剂的质量百分比为0.16-0.3％。本专利技术实施例提供的用于清除碳酸钙垢的清洗液，在无磷螯合剂的协同作用下，无磷有机酸类络合剂与碳酸钙垢中的钙离子进行螯合吸附反应形成水溶性金属络合物，从而去除碳酸钙垢。通过油酸基咪唑啉类缓蚀剂和/或噻唑类缓蚀剂可起到减缓油井设备的基底金属的腐蚀速度及其基底金属发生氢脆的速度，这进一步地减缓了碳酸钙在油井设备发生腐蚀或者氢脆的基底金属处的结垢速度。通过渗透助溶剂可破坏碳酸钙垢并使其形成松散的垢泥，而且渗透助溶剂还可以降低清洗液的表面张力，使清洗液与碳酸钙垢的表面充分接触，促进了螯合吸附反应的进行。由于无磷有机酸类络合剂及无磷螯合剂中均不含磷及磷的化合物，进而使用清洗液时不易产生富营养化，所以本专利技术提供的清洗液具有易生物降解的特性。并且本专利技术提供的清洗液中的无磷有机酸类络合剂、无磷螯合剂、渗透助溶剂、缓蚀剂均几乎没有毒性。可见，本专利技术实施例提供的清洗液具有对碳酸钙垢的清除率高、阻垢效果好、安全环保、生物降解性好等特点。具体地，本专利技术实施例通过上述方法制备渗透助溶剂，该渗透助溶剂对于破坏碳酸钙垢以及促进螯合吸附反应具有重要的意义，在该渗透助溶剂的协同作用下，本专利技术实施例提供的清洗液能够有效地除去碳酸钙垢。在制备渗透助溶剂的过程中，将阴离子表面活性剂、多元醇、清水置于反应釜中，加热至30-50℃，搅拌20-40min。这便于使阴离子表面活性剂在多元醇及清水中充分溶解，并且搅拌可以使阴离子表面活性剂、多元醇、清水混合均匀。举例来说，其加热温度可以为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃等，搅拌时间可以为20min、25min、30min、35min、40min等。然后向反应釜中继续加入六偏磷酸钠、丁基萘磺酸钠和清水，将温度降低至15-25℃，并在恒温条件下搅拌30-50min，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于清除碳酸钙垢的清洗液，其特征在于，所述清洗液包括以下质量百分比的组分：无磷有机酸类络合剂3％‑8％、无磷螯合剂10％‑25％、渗透助溶剂2％‑6％、缓蚀剂0.05％‑0.15％、余量为水；所述缓蚀剂为油酸基咪唑啉类缓蚀剂和/或噻唑类缓蚀剂；所述渗透助溶剂通过如下方法制备得到：将阴离子表面活性剂、多元醇、清水置于反应釜中，加热至30‑50℃，搅拌20‑40min，然后加入六偏磷酸钠、丁基萘磺酸钠、清水，并降低所述反应釜的温度至15‑25℃，在恒温条件下搅拌30‑50min，得到所述渗透助溶剂；所述阴离子表面活性剂、所述多元醇和第一次加入的所述清水的质量比为1∶10‑20∶20‑30，所述丁基萘磺酸钠、所述六偏磷酸钠和第二次加入的所述清水的质量比为1∶40‑50∶80‑200，所述丁基萘磺酸钠占所述渗透助溶剂的质量百分比为0.16‑0.3％。

【技术特征摘要】
1.一种用于清除碳酸钙垢的清洗液，其特征在于，所述清洗液包括以下质量百分比的组分：无磷有机酸类络合剂3％-8％、无磷螯合剂10％-25％、渗透助溶剂2％-6％、缓蚀剂0.05％-0.15％、余量为水；所述缓蚀剂为油酸基咪唑啉类缓蚀剂和/或噻唑类缓蚀剂；所述渗透助溶剂通过如下方法制备得到：将阴离子表面活性剂、多元醇、清水置于反应釜中，加热至30-50℃，搅拌20-40min，然后加入六偏磷酸钠、丁基萘磺酸钠、清水，并降低所述反应釜的温度至15-25℃，在恒温条件下搅拌30-50min，得到所述渗透助溶剂；所述阴离子表面活性剂、所述多元醇和第一次加入的所述清水的质量比为1∶10-20∶20-30，所述丁基萘磺酸钠、所述六偏磷酸钠和第二次加入的所述清水的质量比为1∶40-50∶80-200，所述丁基萘磺酸钠占所述渗透助溶剂的质量百分比为0.16-0.3％。2.根据权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述无磷有机酸类络合剂为2-羟基丙烷-1，2，3-三羧酸和/或2，3...

【专利技术属性】
技术研发人员：高乃煦，谢刚，巨登峰，闫海俊，姜伟祺，闫暄崎，秦忠海，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11