完井液用除垢除硫多效添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种完井液用除垢除硫多效添加剂，其为由酸‑无机盐复配溶液和碱性溶液混合形成的酸‑盐‑碱缓冲溶液；其中，形成酸无机盐复配溶液中的酸为硼酸、氟硼酸、氨基磺酸、氨基乙酸、羟基二乙基亚膦酸、一氯乙酸、邻苯二甲酸或磷酸；无机盐为氯化铵、氯化钾或氯化钠；形成碱性溶液的碱或碱性盐为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠；该完井液用除垢除硫多效添加剂弥补了现有添加剂功能性较为单一的问题，通过酸液、无机盐和碱液合理比例复配形成兼具酸性和碱性，实现既能去除地层中产生的硫化氢气体，又能作为酸去除井筒中的化学垢，同时消耗掉除垢过程中二次产生的硫化氢气体的目的，使其不会对地层和井筒造成二次沉淀污染伤害。

【技术实现步骤摘要】
完井液用除垢除硫多效添加剂及其制备方法
本专利技术涉及完井工作液
，特别涉及一种完井液用除垢除硫多效添加剂及其制备方法。
技术介绍
完井作业中用到的工作液称为完井液，完井液一般包括洗井液、压井液、修井液、射孔液、隔离液等。其中，在洗井、压井、修井等液体体系中经常加入添加剂除硫剂，其目的是防止盐水完井液的硫化氢腐蚀。很多地层在防喷求产、措施改造、修井等过程中，会产生一定浓度的硫化氢气体，这种酸性气体一方面腐蚀井下管柱，使管柱发生斑点腐蚀现象，也会使管柱腐蚀后结垢，给处理井筒、修井等作业带来不便；另一方面如硫化氢采出地面，对人体会造成更大伤害。因此，必须在完井液体系中加入添加剂，将其消耗掉，减少危害。目前，通常是在液体体系中加入碱式碳酸锌，或加入碱性溶液来和硫化氢进行反应，虽能去除掉地层中产生的硫化氢气体，但这些碱液去除不了井筒中由酸性气体导致的结垢。这些垢一般是硫化亚铁、氢氧化铁等，如果用酸去处理这些垢，就会再次反应生成硫化氢气体。这样用酸除垢，同时又用碱除酸性气体就发生了矛盾。因此，应该研究一种多效添加剂，既能去除井筒中的垢样，避免二次产生硫化氢气体，同时又能发挥碱液的功能，去除地层中产生的硫化氢气体，全面实现多效添加剂除垢除硫化氢的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种兼具除井筒中的垢样和去除地层中产生的硫化氢气体的完井液用除垢除硫多效添加剂。本专利技术的另一目的是提供一种制备上述完井液用除垢除硫多效添加剂的制备方法。为此，本专利技术技术方案如下：一种完井液用除垢除硫多效添加剂，其为由酸-无机盐复配溶液和碱性溶液混合形成的酸-盐-碱缓冲溶液；其中，形成酸无机盐复配溶液中的酸为硼酸、氟硼酸、氨基磺酸、氨基乙酸、羟基二乙基亚膦酸、一氯乙酸、邻苯二甲酸或磷酸；无机盐为氯化铵、氯化钾或氯化钠；形成碱性溶液的碱或碱性盐为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。优选，所述酸-无机盐复配溶液的体积为25～50mL、摩尔浓度为0.15～0.25mol/L；所述碱性溶液的体积为5～55mL、摩尔浓度为0.1～0.2mol/L。一种完井液用除垢除硫多效添加剂的制备方法，步骤如下：S1、称取适量硼酸加水稀释，后向其中加入少量无机盐固体并搅拌至完全溶解，配制得到体积为25～50mL、摩尔浓度为0.15～0.25mol/L的酸-无机盐复配溶液；S2、称取适量碱或碱性盐并加水溶解，配制得到体积为5～55mL、摩尔浓度为0.1～0.2mol/L的碱性溶液；S3、将步骤S1配制的酸-无机盐复配溶液和步骤S2配制的碱性溶液混合均匀，并加水稀释至无明显分层，即得到该完井液用除垢除硫多效添加剂。该完井液用除垢除硫多效添加剂中，在无机盐这一电解质的作用下，酸液与碱液不会发生酸碱中和反应，即形成酸-盐-碱缓冲体系，为保证该缓冲体系的稳定性，在将步骤S1配制的酸-无机盐复配溶液和步骤S2配制的碱性溶液混合均匀后还需加水稀释至溶液无分层现象。该完井液用除垢除硫多效添加剂适用于各种完井液体系。使用时，该完井液用除垢除硫多效添加剂在完井液中的加量为0.3～0.5wt.％。与现有技术相比，该完井液用除垢除硫多效添加剂弥补了现有添加剂功能性较为单一的问题，通过酸液、无机盐和碱液合理比例复配形成兼具酸性和碱性，既能去除地层中产生的硫化氢气体，又能作为酸去除井筒中的化学垢，同时还能够消耗掉除垢过程中二次产生的硫化氢气体；此外，该完井液用除垢除硫多效添加剂中选用的酸、碱和盐均为环保型化学物质，进一步保证其不会对地层和井筒造成二次沉淀污染伤害。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本专利技术有任何限制。实施例1一种完井液用除垢除硫多效添加剂产品I，其制备方法如下：S1、配制体积为25mL、摩尔浓度为0.2mol/L的硼酸-氯化钠溶液；S2、配制体积为5mL、摩尔浓度0.1mol/L的氢氧化钾溶液；S3、将步骤S1配制的硼酸-氯化钠溶液和步骤S2配制的氢氧化钾溶液混合均匀后，加水稀释至溶液无明显分层，即得到该完井液用除垢除硫多效添加剂。实施例2一种完井液用除垢除硫多效添加剂产品II，其制备方法如下：S1、配制体积为35mL、摩尔浓度为0.2mol/L的一氯乙酸-氯化钾溶液；S2、配制体积为8mL、摩尔浓度0.1mol/L的氢氧化钠溶液；S3、将步骤S1配制的一氯乙酸-氯化钾溶液和步骤S2配制的氢氧化钠溶液混合均匀后，加水稀释至溶液无明显分层，即得到该完井液用除垢除硫多效添加剂。实施例3一种完井液用除垢除硫多效添加剂产品III，其制备方法如下：S1、配制体积为25mL、摩尔浓度为0.2mol/L的氟硼酸-氯化钠溶液；S2、配制体积为55mL、摩尔浓度0.1mol/L的氢氧化钾溶液；S3、将步骤S1配制的氟硼酸-氯化钠溶液和步骤S2配制的氢氧化钠溶液混合均匀后，加水稀释至溶液无明显分层，即得到该完井液用除垢除硫多效添加剂。实施例4一种完井液用除垢除硫多效添加剂产品IV，其制备方法如下：S1、配制体积为50mL、摩尔浓度为0.15mol/L的氨基乙酸-氯化钾溶液；S2、配制体积为50mL、摩尔浓度0.1mol/L的氢氧化钠溶液；S3、将步骤S1配制的氨基乙酸-氯化钾溶液和步骤S2配制的氢氧化钠溶液混合均匀后，加水稀释至溶液无明显分层，即得到该完井液用除垢除硫多效添加剂。实施例5一种完井液用除垢除硫多效添加剂产品V，其制备方法如下：S1、配制体积为49mL、摩尔浓度为0.25mol/L的邻苯二甲酸-氯化钠溶液；S2、配制体积为51mL、摩尔浓度0.2mol/L的氢氧化钾溶液；S3、将步骤S1配制的邻苯二甲酸-氯化钠溶液和步骤S2配制的氢氧化钾溶液混合均匀后，加水稀释至溶液无明显分层，即得到该完井液用除垢除硫多效添加剂。进一步，对实施例1～5制备的完井液用除垢除硫多效添加剂产品I～V的pH值、外观状态、除硫化氢率和除铁垢率进行检测。将实施例1～5制备的完井液用除垢除硫多效添加剂产品I～V分别应用于不同施工现场。其中，实施例1～3应用于采用CaCl2盐水完井液体系的施工现场，实施例4和5应用于采用甲酸盐体系完井液体系的施工现场。其中，完井液用除垢除硫多效添加剂产品I～V在完井液中的加入量均约为0.3wt.％。分别对完井施工过程中井口处H2S的溢出情况和完井施工结束后管柱的除铁垢情况进行测定，并与之前未在完井液中加入该添加剂产品情况下的完井施工过程中井口处H2S的溢出量和完井施工结束后管柱的腐蚀质量变化进行比较和计算，得出该完井液用除垢除硫多效添加剂产品I～V加入至完井液体系后所表现出的除铁垢效率和除硫化氢效率。具体测试结果如下表1所示。表1：实施例pH值外观状态除硫化氢率除铁垢率实施例17.9透明溶液、无明显分层99.1％97％实施例28.8透明溶液、无明显分层99.3％97％实施例39.5透明溶液、无明显分层99.5％96％实施例411.0透明溶液、无明显分层100％96.2％实施例511.6透明溶液、无明显分层100％95％从表1可以看出，该完井液用除垢除硫多效添加剂产品I～V均为透明溶液且无明显分层，且经过计算五种产品的除硫化氢率≥99％，除铁垢率≥95％，表现出良好的环保性能，不会对地层和井筒造成二次沉淀污染伤害。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种完井液用除垢除硫多效添加剂，其特征在于，其为由酸‑无机盐复配溶液和碱性溶液混合形成的酸‑盐‑碱缓冲溶液；其中，形成酸无机盐复配溶液中的酸为硼酸、氟硼酸、氨基磺酸、氨基乙酸、羟基二乙基亚膦酸、一氯乙酸、邻苯二甲酸或磷酸；无机盐为氯化铵、氯化钾或氯化钠；形成碱性溶液的碱或碱性盐为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种完井液用除垢除硫多效添加剂，其特征在于，其为由酸-无机盐复配溶液和碱性溶液混合形成的酸-盐-碱缓冲溶液；其中，形成酸无机盐复配溶液中的酸为硼酸、氟硼酸、氨基磺酸、氨基乙酸、羟基二乙基亚膦酸、一氯乙酸、邻苯二甲酸或磷酸；无机盐为氯化铵、氯化钾或氯化钠；形成碱性溶液的碱或碱性盐为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。2.根据权利要求1所述的完井液用除垢除硫多效添加剂，其特征在于，所述酸-无机盐复配溶液的体积为25～50mL、摩尔浓度为0.15～0.25mol/L；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘音，张曙光，马吉龙，刘楠，李祥珍，王丹，唐智博，杨兴其，柴宏涛，王颖，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12