一种可溶性化学清蜡球及其制备方法和使用方法

摘要

本发明提供一种可溶性化学清蜡球及其制备方法和使用方法，所述可溶性化学清蜡球，包括以下原料：表面活性剂60‑104份、增稠剂7‑27份；表面活性剂为硬脂酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、月桂酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；增稠剂包括：羧甲基纤维素钠2‑10份、聚丙烯酰胺2‑10份、多聚磷酸钠2‑7份。将原料按照比例加入无水乙醇中，搅拌均匀，采用模具成型，干燥，得到可溶性化学清蜡球。根据管线长度和结蜡情况等进行清蜡球的投加。本发明化学清蜡球具有物理清蜡和化学防蜡的双重作用，能够解决原油运输管道中蜡沉积问题。

说明书

技术领域

本发明属于石油开采技术领域，涉及一种可溶性化学清蜡球及其制备方法和使用方法。

背景技术

原油是一种典型的含蜡原油，结蜡严重，这就容易引起油井蜡卡、断杆，甚至形成“躺井”。造成釆油成本上升，后续处理问题增多。综上所述，采油和集输过程中石蜡沉积问题一直严重影响石油生产和加工的各个环节，在油气藏储层、开采设备、集输管道以及加工设备中都会出现石蜡沉积现象。近年来，随着石油和天然气的勘探、开发和石油加工向纵深方向的迅速发展，研究和解决石蜡沉积问题的紧迫性和重要性愈加突出。含蜡原油高效采出以及安全、经济输送的理论和技术一直是我国原油开采、油气储运领域发展的方向之一，在国际学术界和工程技术界也得到越来越多的关注。

目前现场应用最广、最受欢迎的还是化学清蜡法和物理清蜡，其中长庆油田采用物理清蜡的方法，其原理就是采用橡胶球在管道中与管道内壁的沉积蜡碰撞，使其脱落，从而达到清蜡的效果。但是在原油运输过程中原油运输管道有可能存在变形，导致橡胶球不能通过，从而导致原油运输管道堵塞。

近年来溶剂型清蜡剂的使用是常用的方法：水基清蜡剂、油基清蜡剂，乳液型清蜡剂。但是溶剂型清蜡剂有使用缺点，油基清蜡剂中溶剂毒性大，易燃、易爆、易被原油稀释，因而使其应用受到限制。水基清蜡剂以表面活性剂为主，但由于表面活性剂价格高，使用浓度大，易被原油稀释，且清蜡效率低。乳液型清蜡剂保留了有机溶剂和表面活性剂的清蜡效果，但还是未能克服对人体毒害较大的有机溶剂使用量偏高的缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种可溶性化学清蜡球及其制备方法和使用方法，化学清蜡球具有物理清蜡和化学防蜡的双重作用，能够解决原油运输管道中蜡沉积问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种可溶性化学清蜡球，其为固体形态，按照重量份数计，包括以下原料：表面活性剂60-104份、增稠剂7-27份。

优选的，表面活性剂为硬脂酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、月桂酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。

优选的，表面活性剂包括：硬脂酸钠45-80份、十六烷基三甲基氯化铵8-12份、十六烷基三甲基溴化铵7-12份。

优选的，增稠剂包括：羧甲基纤维素钠2-10份、聚丙烯酰胺2-10份、多聚磷酸钠2-7份。

优选的，还包括正二十二烷1-10份。

优选的，还包括乙二胺四乙酸3-8份。

一种所述可溶性化学清蜡球的制备方法，将原料按照比例加入无水乙醇中，搅拌均匀，采用模具成型，干燥，得到可溶性化学清蜡球。

优选的，干燥温度为80-100℃，干燥时间为36-48h。

一种所述可溶性化学清蜡球的使用方法，长度小于5km的输油管线，每月投加清蜡球2～4次，每次投加2～3枚；

长度在5km～10km的输油管线，每月投加清蜡球3～5次，每次投加3～4枚；

长度大于10km的输油管线，每月投加清蜡球3～5次，每次投加3～6枚；

其中，投加清蜡球时，相邻两枚清蜡球投加的时间间隔不低于1～30min。

优选的，投加的清蜡球的直径比输油管线的内径小10～20mm。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明以表面活性剂和增稠剂为原料，制成固体形态的化学清理球，一方面，固体形态的清蜡球具有一定的机械强度，能够承受0.3MPa～0.5MPa的压力，从而起到物理清蜡的作用；另一方面，清蜡球中的表面活性剂在原油中具有一定的溶解度，表面活性剂溶解在原油中，其亲油基附着在蜡表面，亲水基与原油接触，从而在蜡的表面形成一层亲水膜，防止蜡的再次沉积，从而达到防蜡的效果。其中的增稠剂可以防止表面活性剂在含水的原油中快速溶解，而失去物理清蜡作用。本发明的清蜡球不像现有的化学清蜡剂那样，将表面活性剂溶解在有机溶剂中制成溶液状态的清蜡剂，因此不需要使用有毒有害的有机溶剂，环境友好，避免污染。本发明的清蜡球同时具有物理清蜡和化学防蜡的作用，能更好的节约成本。

进一步的，加入正二十二烷，可以增大清蜡球的溶解性，使清蜡球能以合适的速度溶解，溶解的表面活性剂进入原油中，起到化学防蜡的作用。

进一步的，乙二胺四乙酸为螯合剂，使表面活性剂与蜡能够充分的接触，并且与乙二胺四乙酸形成稳定的螯合物。

本发明采用无水乙醇将原料溶解，然后采用模具成型制成清蜡球，方法简单，操作容易，且不需要使用有毒溶剂，安全无毒。得到的清蜡球既能起到物理清蜡的作用，又能起到化学防蜡的作用。

本发明的清蜡球投加方法，投加数量可以根据现场实际情况进行调整，根据管线长度调整投加数量，还可以根据管道堵塞情况进行调整，如果管道堵塞较为严重，增加其投加数量以及投加次数；还可以根据不同直径的管线，结蜡情况不同的管线，调整清蜡球的直径，一般清蜡球的直径比管线内径小10-20mm，对于结蜡严重的管线，先投加小直径的清蜡球，使其清除管壁一部分结蜡后，投加大直径的清蜡球，从而达到最佳的清蜡效果。

附图说明

图1是本发明所述化学清蜡球的溶解性能图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

一种可溶性化学清蜡球，其以重量份数计，包括如下原料：表面活性剂60-104份、增稠剂7-27份；表面活性剂为硬脂酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、月桂酸钠、十八烷基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基溴化铵中的一种或几种。

本发明的优选实施例中，表面活性剂包括：硬脂酸钠45-80份、十六烷基三甲基氯化铵8-12份、十六烷基三甲基溴化铵7-12份；增稠剂包括：羧甲基纤维素钠2-10份、聚丙烯酰胺2-10份、多聚磷酸钠2-7份。

可溶性化学清蜡球中还包括正二十二烷1-10份、乙二胺四乙酸3-8份。

其制备方法如下：

将正二十二烷在46～70℃加热溶解，采用无水乙醇作为溶剂溶解硬脂酸钠，将其他药品按照比例混合均匀也加入上述无水乙醇中，将其搅拌均匀，加入至热熔的正二十二烷中，充分搅拌，采用球型橡胶模具成型，然后将其放入烘箱在80-100℃进行干燥，时间为48-36h，得到可溶性化学清蜡球。

本发明清蜡球的投加量可以根据现场实际情况进行调整，具体使用方法如下：

1、根据输油管线长度调整投加数量：

(1)该清蜡球在使用过程对于长度在5km～10km输油管线每月投加清蜡球3～4次，每次投加3～5枚；相邻两枚清蜡球投加间隔时间不低于1-30min，不可无时间间隔连续投加。

(2)长度超过10km的输油管线每月投加清蜡球3～6次，每次投加3～5枚，清蜡球投加要求同上。

(3)长度低于5km的输油管线每月投加清蜡球1～2次，每次投加2～4枚；投加要求同上。

投加规则如表1所示：

表1清蜡球投加规则

管线长度/m投加数量/个投加次数/月<5km2～41～25km～10km3～53～4>10km3～53～6

2、根据管道堵塞情况调整，如果管道堵塞较为严重，增加其投加数量以及投加次数。

3、清蜡球可以根据不同直径的管线，结蜡情况不同的管线，调整清蜡球的直径，调整如下：

(1)清蜡球的直径比管线内径小10-20mm；

(2)对于结蜡严重的管线，先投加小直径的清蜡球，使其清除管壁一部分结蜡后，投加大直径的清蜡球，从而达到最佳的清蜡效果。

4、本发明的清蜡球还可以与橡胶清蜡球配合使用。

具体实施例如下：

实施例1

原料包括：硬脂酸钠80份、聚丙烯酰胺2份、多聚磷酸钠3份、乙二胺四乙酸1份、十六烷基三甲基氯化铵4份、羧甲基纤维素钠2份。

将药品按照以上比例混合均匀加入无水乙醇中，将其搅拌均匀，采用模具成型，80℃干燥48h，得到可溶性化学清蜡球。

实施例2

原料包括：硬脂酸钠45份、聚丙烯酰胺10份、多聚磷酸钠7份、乙二胺四乙酸3份、十六烷基三甲基氯化铵8份、十六烷基三甲基溴化铵7份、羧甲基纤维素钠10份、正二十二烷10份。

制备方法如下：

将正二十二烷在45℃加热溶解，将其他药品按照比例混合均匀加入无水乙醇，采用无水乙醇作为溶剂溶解硬脂酸钠，将其搅拌均匀，加入至热熔的正二十二烷中，充分搅拌，采用内径为45mm的球型橡胶模具成型，将其放入烘箱在80℃进行干燥，时间为48h，得到可溶性化学清蜡球。

实施例3

原料包括：硬脂酸钠60份、聚丙烯酰胺3份、多聚磷酸钠2份、乙二胺四乙酸8份、十六烷基三甲基氯化铵12份、十六烷基三甲基溴化铵12份、羧甲基纤维素钠2份、正二十二烷1份。

制备方法如下：

将正二十二烷在70℃加热溶解，将其他药品按照比例混合均匀加入无水乙醇，采用无水乙醇作为溶剂溶解硬脂酸钠，将其搅拌均匀，加入至热熔的正二十二烷中，充分搅拌，采用内径为45mm的球型橡胶模具成型，将其放入烘箱在100℃进行干燥，时间为36h。

实施例4

原料包括：硬脂酸钠53份、聚丙烯酰胺6份、多聚磷酸钠5份、乙二胺四乙酸5份、十六烷基三甲基氯化铵10份、十六烷基三甲基溴化铵10份、羧甲基纤维素钠6份、正二十二烷5份。

将正二十二烷在55℃加热溶解，将其他药品按照比例混合均匀加入无水乙醇，采用无水乙醇作为溶剂溶解硬脂酸钠，将其搅拌均匀，加入至热熔的正二十二烷中，充分搅拌，采用内径为45mm的球型橡胶模具成型，将其放入烘箱在90℃进行干燥，时间为35h。

对实施例1和实施例2得到的清蜡球的溶解性进行测试，由图1可以看出实施例2的溶解性比实施例1的溶解性能好，由于实施例2中含有正二十二烷，增大了清蜡球在原油中的溶解度。实施例1相比较实施例2溶解性能较差，但是也可以在1km原油管道中完全溶解。

对实施例2和实施例3得到的清蜡球进行了清蜡实验。在实验室采用长度为5m、内径为55mm的钢管模拟现场石油管道，采用泵给原油提供动力，使其具有一定的流动速率，首先将石蜡采用原油浸泡一段时间，然后将其在60℃下干燥48h，将其称重，质量记为W₁，将其附着在管道内壁，打开泵的开关，使其原油开始流动，然后在管道中加入清蜡球，在管道出口处进行收球，收集清除下来的结晶蜡，将其在60℃下干燥48h，称重，质量为W₂。

清蜡率＝W₂/W₁×100％

其实验结果如表2所示

表2清蜡球清蜡实验结果

实施例清蜡率实施例245％实施例350％

本发明制备一种两用的固体清蜡剂，其有化学防蜡和物理清蜡两种性能，一方面，清蜡球具有一定的机械强度，能够承受0.3MPa～0.5MPa的压力，从而起到物理清蜡的作用；另一方面，清蜡球中的表面活性剂在原油中具有一定的溶解度，表面活性剂溶解在原油中，其亲油基附着在蜡表面，亲水基与原油接触，从而在蜡的表面形成一层亲水膜，防止蜡的再次沉积，从而达到化学防蜡的效果。应用于原油管道的清蜡防蜡，在管道中具有一定的溶解性，为非回收型化学清蜡球，能够有效的避免由于固体清蜡球引起的管道堵塞现象，并且该清蜡球配方中药剂的毒性较小，安全性高、污染小，且能更好的节约成本。