CN116410721B

CN116410721B - 一种溶硫剂、溶硫剂的溶硫量测定方法、制备方法和用途

Info

Publication number: CN116410721B
Application number: CN202111646336.1A
Authority: CN
Inventors: 张燕; 李伟; 杨渊宇; 先小洪; 梁国超
Original assignee: Petrochina Co Ltd
Current assignee: Petrochina Co Ltd
Priority date: 2021-12-29
Filing date: 2021-12-29
Publication date: 2024-04-19
Anticipated expiration: 2041-12-29
Also published as: CN116410721A

Abstract

为解决气井井筒及集输管线存在的沉积硫堵塞清理困难的技术问题，本发明实施例提供一种溶硫剂、溶硫剂的溶硫量测定方法、制备方法和用途，包括：主剂和助剂；所述主剂为丙二胺；所述制备方法包括：将主剂逐滴加入水中，在20‑30℃，以800‑1200rpm搅拌30‑60min混匀，得到主剂液；将第二助剂逐滴加入主剂液，在20‑30℃，中以800‑1200rpm搅拌30‑60min混匀，得到第二液；将第一助剂逐滴加入第二液，在20‑30℃，以800‑1200rpm搅拌30‑60min混匀，得到第一液。测定方法包括：利用公式(1)计算溶硫剂中的溶硫量和利用公式(2)计算溶液的密度ρ。本发明实施例通过采用丙二胺作为溶硫剂主剂，实现了拆散、溶解沉积硫垢的效果，达到解堵目的。

Description

一种溶硫剂、溶硫剂的溶硫量测定方法、制备方法和用途

技术领域

本发明涉及一种溶硫剂、溶硫剂的溶硫量测定方法、制备方法和用途。

背景技术

我国高含H₂S的高酸性天然气探明地质储量已经超5 000×10⁸m³，约占全国气藏总储量的1/4。我国的高含硫气藏主要分布在四川盆地、鄂尔多斯盆地、潮海湾盆地等，其中以鄂尔多斯盆地、四川盆地为主。在四川气区含H₂S构造超过100个，其中含H₂S气井1000余口，占四川地区气井总数的70％以上。高含硫气井在气体开采过程中，随着井筒温度压力的降低，硫微粒在气相中的溶解度逐渐减小，在达到临界饱和态后将从气相中析出；当井筒中硫析出位置处的气流速度小于微粒临界悬浮流速时，析出的硫微粒在井筒中沉积。一旦出现元素硫沉积，有可能引发不同程度的元素硫堵塞，给井筒以及地面工艺流程装置与设备带来安全隐患，严重影响油气田的正常生产。

石油天然气开发领域中，硫沉积堵塞的常用解堵方式有溶硫剂溶解法和连续油管机械冲刷法两种。对于堵塞程度不是特别严重，通道没有完全堵死的井宜采用溶硫剂溶解法，溶硫剂有物理溶硫剂和化学溶硫剂，其中物理溶硫剂只能处理堵塞程度非常轻的硫沉积；对于严重堵塞、溶硫剂无法注入的井，在确保安全的前提下采取连续油管机械冲刷法解堵。不同类型井筒堵塞由不同因素引起的，解堵要从安全性、经济有效性、完善性、合理性等方面考虑，根据堵塞类型及堵塞程度选用不同的方式。其中，溶硫剂溶硫技术由于其操作简便、效率高、溶硫彻底等优势被广泛应用。溶硫剂主要分为物理溶硫剂和化学溶硫剂，化学溶硫剂主要是与硫化氢和单质硫发生化学反应，生成易流动的物质。实际硫沉积解堵中，多将这两类溶硫剂与其它药剂形成复合型溶硫剂或复合型解堵液应用于现场，提高硫沉积的解堵效果。单一溶剂由于其溶硫率低、用量大、价格昂贵，有刺激性、毒性、挥发性、危险性、腐蚀性，流动性、稳定性差等，使其应用受到了限制。

发明内容

为解决气井井筒及集输管线存在的沉积硫堵塞清理困难的技术问题，本发明实施例提供一种溶硫剂、溶硫剂的溶硫量测定方法、制备方法和用途，在减少异味、增强稳定性和提高溶硫效果的同时实现了对硫沉积堵塞部位的解堵。

本发明实施例通过下述技术方案实现：

第一方面，本发明实施例提供一种溶硫剂，包括：主剂和助剂；所述主剂为丙二胺。

进一步的，所述主剂包括1,2-丙二胺和/或1,3-丙二胺。

进一步的，所述主剂由1,2-丙二胺和1,3-丙二胺复配组成，所述1,2-丙二胺和1,3-丙二胺的质量配比为1～100：1～100。

进一步的，所述助剂包括第一助剂和第二助剂；所述第一助剂为缓蚀剂；第二助剂为消泡剂；

所述第一助剂为咪唑啉季铵盐助剂；所述第二助剂为水溶性聚醚消泡剂；

所述咪唑啉季铵盐为不含苯环的咪唑啉季铵盐；所述第二助剂为非硅类消泡剂。

进一步的，所述第一助剂包括环烷基类咪唑啉季铵盐、月桂酸类咪唑啉季铵盐及十七烯基羟乙基咪唑啉季铵盐中的一种或多种；所述第二助剂包括聚氧乙烯合成类聚醚消泡剂、环氧乙烷合成类聚醚消泡剂及聚丙二醇合成类聚醚消泡剂中的一种或多种。

进一步的，所述主剂、第一助剂和第二助剂的重量比为1000～1500：10～25：0.5～1.0。

进一步的，所述溶硫剂由如下重量份数的组份组成：主剂1200～1500份、缓蚀剂12～18份、消泡剂0.6～0.8份和水1500～3000份。

第二方面，本发明实施例提供一种所述溶硫剂的制备方法，包括：

将主剂逐滴加入水中，在20-30℃，以800-1200rpm搅拌30-60min混匀，得到主剂液；

将第二助剂逐滴加入主剂液，在20-30℃，中以800-1200rpm搅拌30-60min混匀，得到第二液；

将第一助剂逐滴加入第二液，在20-30℃，以800-1200rpm搅拌30-60min混匀，得到第一液。

第三方面，本发明实施例提供一种所述溶硫剂的溶硫量测定方法，包括：

利用公式(1)计算溶硫剂中的溶硫量

C＝(ρ-b)/k (1)

式中：C为溶硫剂中的溶硫量，g/100ml；ρ为溶液的密度，g/cm³；k为溶液密度-溶硫量关系直线斜率；b为溶液密度-溶硫量关系直线截距；

利用公式(2)计算溶液的密度ρ

ρ＝ρ_t-Δρ×(t-t₀) (2)

ρ为溶液的密度，g/cm³；ρ_t为溶硫剂溶解沉积硫后溶液的密度，g/cm³；Δρ为密度随温度增加的变化率，g/(cm³/℃)；t为样品实测温度，℃；t₀为实验温度，℃。

第四方面，本发明实施例提供一种所述溶硫剂或者所述制备方法制得的溶硫剂在沉积硫解堵中的用途。

本发明实施例与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明实施例的一种溶硫剂、溶硫剂的溶硫量测定方法、制备方法和用途，通过采用丙二胺作为溶硫剂主剂；在溶硫剂浸泡条件下，丙二胺可与沉积硫发生络合化学反应，形成较为稳定的有机络合硫化物，从而将单质硫转变为硫化物，通过助剂进一步提高溶硫剂的耐腐蚀性、溶硫效率及溶硫量，从而实现拆散、溶解沉积垢的效果，达到解堵目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为不同溶硫剂样品的溶硫量测试结果对比示意图。

图2为不同反应温度、不同反应时间条件下溶硫剂RLJ-1的溶硫量测试结果对比示意图。

图3为溶硫剂RLJ-1清洗前后的集输管线端面状态示意图，其中图3(a)为清洗前集输管线端面状态示意图；图3(b)为清洗后集输管线端面状态示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例

所述溶硫剂主剂为丙二胺类，具体地，包括1,2-丙二胺和1,3-丙二胺，且由1,2-丙二胺和1,3-丙二胺/>二者中的一种或二种以任意比例复配组成。丙二胺类作为溶硫剂主剂，相关研究尚未见诸报端，具有无异臭味、易溶于水。在溶硫剂浸泡条件下，丙二胺可与沉积硫发生络合化学反应，形成较为稳定的有机络合硫化物，从而将单质硫转变为硫化物，实现拆散、溶解沉积垢的效果，达到解堵目的。

从而，本发明实施例通过采用丙二胺作为溶硫剂主剂；在溶硫剂浸泡条件下，丙二胺可与沉积硫发生络合化学反应，形成较为稳定的有机络合硫化物，从而将单质硫转变为硫化物，通过助剂进一步提高溶硫剂的耐腐蚀性、溶硫效率及溶硫量，从而实现拆散、溶解沉积垢的效果，达到解堵目的。

进一步的，所述主剂包括1,2-丙二胺和/或1,3-丙二胺。

第一助剂为咪唑啉季铵盐类，优选为环烷基类咪唑啉季铵盐、月桂酸类咪唑啉季铵盐及十七烯基羟乙基咪唑啉季铵盐等其中的一种或多种复配物。优选的缓蚀剂均为属于阳离子缓蚀剂，不含苯环、不含重金属元素，水溶性较好，无毒/无污染，环保性能较理想。咪唑啉季铵盐缓蚀剂分子中咪唑啉环、-OH及季铵结构等可在金属表面通过物理或化学吸附作用形成强亲水膜结构，同时长烷基疏水链等结构进一步增强了缓蚀剂分子的疏水性，从而有利于提高金属表面亲水膜的致密性；此外，季铵阳离子可通过静电物理吸附作用在金属表面吸附形成缓蚀剂分子膜，进一步有效防止腐蚀介质与金属的直接接触，达到良好的缓蚀效果。

第二助剂为水溶性聚醚类，包括但不限于聚氧乙烯合成类、环氧乙烷合成类及聚丙二醇合成类等其中的一种或多种复配物，均属于非硅类绿色环保消泡剂，低/无毒，pH适用范围广，且在水溶液中易分散，铺展性强，消泡能力优良。所述的水溶性聚醚类消泡剂具有较强的表面活性，可有效提高溶硫剂主剂在溶硫体系中的分散稳定性，增强溶硫剂主剂与沉积垢物的接触面积，从而提高溶硫剂的溶硫效率。此外，该类水溶性聚醚类消泡剂由于具有较强的表面活性，渗透性较好，易扩散、进入沉积垢中，为溶硫剂主剂的进入打开通道，从而有效提高溶硫剂体系的溶硫效率及溶硫量。

进一步的，可选地，所述溶硫剂由主剂、助剂和水组成。所述主剂、第一助剂和第二助剂的重量比为1000～1500：10～25：0.5～1.0。

所述主剂优选为1200～1500重量份，具体地，可以定为1200重量份、1300重量份、1400重量份、1500重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值；缓蚀剂B优选为12～18重量份，具体地，可以定为12重量份、13重量份、14重量份、15重量份、16重量份、17重量份、18重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值；消泡剂C优选为0.6～0.8重量份，具体地，可以定为0.6重量份、0.7重量份0.8重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值；水优选为1500～3000重量份，具体地，可以定为1500重量份、2000重量份、2500重量份、3000重量份以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值。

本发明的溶硫剂可通过将上述成分混合得到，对于其混合的方式没有特别的要求，但优选情况下，上述各个成分以特定的顺序混合，因此，为成功制备综合性能较优的高效溶硫剂，本发明同时提供了上述高效溶硫剂制备方法，制备步骤如下：

(1)准备洁净、干燥的玻璃容器，将溶硫剂主剂A缓慢滴加至清水中，维持搅拌；

(2)待步骤(1)中溶液混合均匀后，将消泡剂C缓慢滴加至溶液中，维持搅拌；

(3)待步骤(2)中溶液混合均匀后，将缓蚀剂B缓慢滴加至溶液中，维持搅拌。

优选地，步骤(1)-(3)中所述搅拌在温度各自独立地为20-30℃的条件下进行；

优选地，步骤(1)-(3)中搅拌的时间各自独立地为30-60min；

优选地，步骤(1)-(3)中搅拌的速率各自独立地为800-1200rpm。

各个成分的种类和用量如前所述，在此不再赘述。

通过上述技术方案，获得的一种用于沉积硫解堵的高效溶硫剂，原材料来源广泛、性价比高，无异味，相对环保，生产工艺简单，同时具有沉降稳定性好(优选实施方式中，模拟试验井位温度40℃条件下，所述溶硫剂静置24h后，上下层液体密度差仅为≤0.03g/cm3，沉降稳定性良好)、低/无腐蚀性(优选实施方式中，模拟试验井位温度40℃，腐蚀作用时间为24h条件下，所述溶硫剂对集输管线L360QS钢材的腐蚀速率仅为≤0.04g/m2·h，金属表面光滑、无腐蚀痕迹，同时对密封管线橡胶无明显腐蚀溶胀)、溶硫效果优良(优选实施方式中，模拟模拟试验井位温度40℃，溶硫反应时间为60min条件下，所述溶硫剂的溶硫量均达到≥60g/100ml，溶硫量远高于现有常用化学溶硫剂)的特点。

第三方面，

供了上述高效溶硫剂的使用方法和溶硫剂的溶硫量的测定方法，其主要步骤包括：

(1)基于目标气井现场沉积硫情况系统调研，对获取的沉积硫样品开展理化及组构特性分析，明确沉积硫主要组分及浓度；

(2)采用溶硫量快速测定方法，实验考察溶硫剂中溶硫量大小、溶液密度和实验温度之间的对应关系，确定沉积硫堵塞程度；

(3)基于步骤(1)和步骤(2)分析结果，优化、制定合理的高效溶硫剂现场溶硫技术方案；

(4)基于步骤(3)所制定的溶硫技术方案，针对目标气井沉积硫堵塞问题开展沉积硫化学解堵现场试验。

本发明实施例提供一种所述溶硫剂的溶硫量测定方法，包括：

利用公式(1)计算溶硫剂中的溶硫量

C＝(ρ-b)/k (1)

利用公式(2)计算溶液的密度ρ

ρ＝ρ_t-Δρ×(t-t₀) (2)

为提高本发明所提供高效溶硫剂的现场解堵效果，在无法打开清洗管线的情况下，可通过监测返排液密度变化趋势来判断清洗解堵效果是否完全，这为现场沉积硫解堵效果评价提供了切实有效的解决途径。因此，通过考察不同溶硫量大小、溶液密度和实验温度之间的对应关系，形成了一种适用于现场应用的溶硫量快速测定方法。时监测管线硫沉积类型及堵塞程度，针对性的指导建立有效的高效溶硫剂现场溶硫解堵试验方案，以期取得最理想的溶硫解堵效果。通过研究，主要理论计算公式如下：

C＝(ρ-b)/k 式(1)

式中：C为溶硫剂中的溶硫量，g/100ml；ρ为溶液的密度，g/cm³；k为溶液密度-溶硫量关系直线斜率；b为溶液密度-溶硫量关系直线截距。

ρ＝ρ_t-Δρ×(t-t₀) 式(2)

式中：ρ为溶液的密度，g/cm³；ρ_t为溶硫剂溶解沉积硫后溶液的密度，g/cm³；Δρ为密度随温度增加的变化率，g/(cm³/℃)；t为样品实测温度，℃；t₀为实验温度，℃。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。室温指“20℃左右的温度”。

实施例1

(1)量取1500重量份的清水于洁净干燥的恒温反应器中，量取1200重量份的1,2-丙二胺，缓慢滴加至清水中，保持实验温度为室温，并以1000rpm速率充分搅拌10min；

(2)量取14重量份的十七烯基羟乙基咪唑啉季铵盐缓蚀剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为室温，并以1000rpm速率充分搅拌15min；

(3)量取0.6重量份的聚氧乙烯合成类聚醚消泡剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为室温，并以1000rpm速率充分搅拌25min。充分搅拌，即可得溶硫剂RLJ-1。

实施例2

(1)量取2000重量份的清水于洁净干燥的恒温反应器中，量取1500重量份的1,2-丙二胺，缓慢滴加至清水中，保持实验温度为室温，并以1200rpm速率充分搅拌15min；

(2)量取15重量份的环烷基类咪唑啉季铵盐缓蚀剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为室温，并以1200rpm速率充分搅拌15min；

(3)量取0.6重量份的环氧乙烷合成类聚醚消泡剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为室温，并以1200rpm速率充分搅拌20min。充分搅拌，即可得溶硫剂RLJ-2。

实施例3

(1)量取3000重量份的清水于洁净干燥的恒温反应器中，量取1300重量份的1,3-丙二胺，缓慢滴加至清水中，保持实验温度为25℃，并以800rpm速率充分搅拌10min；

(2)量取12重量份的环烷基类咪唑啉季铵盐缓蚀剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为25℃，并以800rpm速率充分搅拌10min；

(3)量取0.6重量份的聚丙二醇合成类聚醚消泡剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为25℃，并以800rpm速率充分搅拌10min。充分搅拌，即可得溶硫剂RLJ-3。

实施例4

(1)量取3000重量份的清水于洁净干燥的恒温反应器中，量取1500重量份的1,3-丙二胺，缓慢滴加至清水中，保持实验温度为25℃，并以1200rpm速率充分搅拌20min；

(2)量取16重量份的月桂酸类咪唑啉季铵盐缓蚀剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为25℃，并以1200rpm速率充分搅拌20min；

(3)量取0.8重量份的聚丙二醇合成类聚醚消泡剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为25℃，并以1200rpm速率充分搅拌20min。充分搅拌，即可得溶硫剂RLJ-4。

实施例5

(1)量取2000重量份的清水于洁净干燥的恒温反应器中，量取1200重量份的1,3-丙二胺，缓慢滴加至清水中，保持实验温度为室温，并以1000rpm速率充分搅拌10min；

(2)量取15重量份的十七烯基羟乙基咪唑啉季铵盐缓蚀剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为室温，并以1000rpm速率充分搅拌15min；

(3)量取0.7重量份的环氧乙烷合成类聚醚消泡剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为室温，并以1200rpm速率充分搅拌20min。充分搅拌，即可得溶硫剂RLJ-5。

实施例6

(1)量取3000重量份的清水于洁净干燥的恒温反应器中，量取1200重量份的1,2-丙二胺，缓慢滴加至清水中，保持实验温度为室温，并以800rpm速率充分搅拌15min；

(2)量取14重量份的环烷基类咪唑啉季铵盐缓蚀剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为室温，并以800rpm速率充分搅拌15min。充分搅拌，即可得溶硫剂RLJ-6。

实施例7

(1)量取2500重量份的清水于洁净干燥的恒温反应器中，量取1400重量份的1,3-丙二胺，缓慢滴加至清水中，保持实验温度为室温，并以1200rpm速率充分搅拌20min；

(2)量取0.8重量份的聚丙二醇合成类等聚醚消泡剂，逐渐缓慢滴加至恒温反应器中，保持实验温度为室温，并以1200rpm速率充分搅拌20min。充分搅拌，即可得溶硫剂RLJ-7。

实施例8

量取3000重量份的清水于洁净干燥的恒温反应器中，量取1600重量份的1,3-丙二胺，缓慢滴加至清水中，保持实验温度为室25℃，并以1200rpm速率充分搅拌30min。充分搅拌，即可得溶硫剂RLJ-8。

测试例1

针对上述实施例中所提供溶硫剂的静置沉降稳定性进行实验评价，实验方法如下：

分别取洁净柱塞量筒量取300mL配制好的溶硫剂，在室温条件下静置24h。观察不同溶硫剂在量筒中的沉降状态，同时分别用取液器量取静置24h后上层和下层的溶硫剂，测试溶硫剂的密度，计算溶硫剂的密度差Δρ。此外，选取市售常用性能较好的化学溶硫剂样品作对比，分别编号YP-11、YP-22、YP-33。

参考钻井液与完井液领域静置沉降稳定性评价方法及指标，当静置后溶硫剂上下层的密度差Δρ≤0.08g/cm³，且量筒中无明显分层现象时，可认为该溶硫剂的静置沉降稳定性良好。

实验结果见表1所示，从表1结果可看出，本发明所制备的溶硫剂样品RLJ-1～RLJ-8在室温条件下静置24h后的上下层密度差均＜0.08g/cm³，且密度变化值均较小，仅为0.022-0.030g/cm³。同时，通过实时观察不同溶硫剂样品的沉降现象可知，静置24h后，RHJ系列样品均为出现明显分层现象。而典型市售化学溶硫剂样品中，YP-11静置后的上下层密度差为0.056g/cm³，YP-33静置后的上下层密度差为0.070g/cm³，数值上虽然满足参考标准要求，但相较于本发明所制备的RLJ系列产品要差，而YP-22静置后的上下层密度差为0.084g/cm³，量筒中出现明显分层现象。

综上，按照本发明提供的溶硫剂的组份、组分的重量份比例和制备方法制得的溶硫剂具有更好的静置沉降稳定性。

表1不同溶硫剂静置沉降稳定性实验评价结果

测试例2

针对上述实施例中所提供溶硫剂的溶硫效果进行实验评价，实验方法如下：

主要考察一定温度、时间条件下，不同溶硫剂样品对沉积硫样品的溶解能力。此处，分别选取试验区块集输管线典型沉积硫样品和硫磺粉作对比。实验方法及步骤：(1)称取一定量沉积硫样品和硫磺粉(精确至0.001g)于烧杯中，加入一定量溶硫剂，形成过饱和溶液，并充分振荡、溶解、沉降；(2)将未溶解的沉积物进行过滤、分离，洗涤残渣，并将残渣干燥至恒重。失重即为，溶硫剂对样品的溶解量(g/100ml)。

溶硫剂对单质硫或沉积硫的溶解量以S表示，数值以g/100ml表示，按照式(3)计算：

式中：S——溶硫量，g/100ml；m₁——试验前单质硫或沉积硫的质量，g；m₂——试验后处理所得残余物的质量，g；V——溶硫剂的体积，ml。

实验中溶硫剂反应的条件为40℃/120min，实验结果见图1所示。从图1结果可看出，不论是气井现场获取的沉积硫样品，还是硫磺粉，当反应时间及温度一定时，不同溶硫剂的溶硫量差异较大。当溶解对象为现场沉积硫垢样时，RLJ-1～RLJ-5的溶硫量均＞60g/100ml，而RLJ-6～RLJ-8的溶硫量为52.67～59.08g/100ml，同时作为对比的YP-11、YP-22、YP-33的溶硫量均＜60g/100ml。同时，对于硫磺粉的溶解，不同溶硫剂表现出了类似的溶解规律。此外，进一步分析实验结果可知，当缺少溶硫剂助剂-缓蚀剂B或溶硫剂助剂-消泡剂C时，所制备溶硫剂样品的溶硫能力均较含有二者的配方要差。

由此可见，对不同沉积硫堵塞类型及浓度，本发明所提供的溶硫剂产品的溶硫能力较优，达到≥60g/100ml，且均优于目前市售效果较好的产品。

选取效果相对较好的溶硫剂RLJ-1，以现场硫磺粉为溶解对象，分别考察了不同反应温度、不同反应时间条件下溶硫剂的溶硫量，实验结果见图2。从图2结果可看出，当反应温度一定时，随着反应时间的延长，溶硫剂RLJ-1的溶硫量呈现先逐渐增大，后趋于稳定的趋势；当反应温度为室温(20℃)时，RLJ-1反应时间为90min时的溶硫量即可达到60.14g/100ml；即使反应温度达到90℃时，RLJ-1的溶硫量随时间先增大，后呈现稍微降低的趋势，但溶硫时间超过90min后的溶硫量≥60g/100ml。

综上，按照本发明实施例提供的溶硫剂的组份、组分的重量份比例和制备方法制得的溶硫剂具有更好的溶硫效果，且温度适应范围广，溶硫效能高。

测试例3

针对上述实施例中所提供溶硫剂的缓蚀效果进行实验评价，实验方法如下：

选取气田气井集输管线常用的L360QS钢材和密封管线橡胶，参考SY/T 5405―2019《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》及GB-T 1690-2010《硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法》，模拟现场试验温度40℃，对比考察了不同溶硫剂24h后的缓释效果。其中，针对集输管线钢材，主要对比考察不同溶硫剂的腐蚀速率，并观察腐蚀后钢片表面形貌；针对密封橡胶，主要对比考察橡胶腐蚀前后的质量变化率，实验结果见表2。从表2实验结果可看出，对于集输管线常用的L360QS钢材，溶硫剂RLJ-1～RLJ-6作用后的钢片的平均腐蚀速率均较低，且≤0.06g/(m²·h)，而RLJ-7和RLJ-8由于未加入缓蚀剂，溶硫剂作用下钢片的平均腐蚀速率有所增大，且均＞0.08g/(m²·h)，结果说明本发明所提供溶硫剂助剂-缓蚀剂B具有较好的缓蚀效果。同时，可发现YP-11和YP-22作用后的钢片均无明显腐蚀，平均腐蚀速率较低，而YP-33作用后的钢片平均腐蚀速率达到0.12g/(m²·h)，钢片表面可观察到少量点蚀。对于密封管线橡胶，溶硫剂RLJ系列表现出类似的作用规律，YP-11、YP-22对橡胶有轻微的溶胀，而YP-33对橡胶腐蚀相对较严重，作用后的橡胶可见明显溶胀。

表2不同溶硫剂对气井集输管线常用钢材及密封管线橡胶的缓蚀效果

综上，按照本发明提供的溶硫剂的组份、组分的重量份比例和制备方法制得的溶硫剂对气井常用钢材及密封管线橡胶具有更好的缓蚀性能。

测试例4

针对上述实施例中效果较优的溶硫剂RLJ-1，进行了气井沉积硫解堵试验，实验流程及结果如下：

(1)首先，及时采集目标气井集输管线沉积垢样品，进行室内理化及组构特性分析，明确了现场沉积垢主要组分为S₈，含量达99.02％；

(2)其次，结合现场试验管线沉积硫堵塞情况，参考溶硫量快速测定方法，确定了现场硫沉积量，从而针对性的制定了沉积硫解堵工程方案，并开展了现场溶硫解堵试验；

(3)采用溶硫剂清洗前后的集输管线法兰盘端面如图3所示。从图3可看出，清洗前集输管线内容沉积硫堵塞严重，沉积垢厚度较大，严重影响气井产量及安全生产；清洗后集输管线整洁、光滑，沉积硫垢物清洗效果优良。

综上所述，本发明所提供的一种用于沉积硫解堵的高效溶硫剂及其使用方法，所述溶硫剂无异味、配方简单易配制、稳定性良好、低/无腐蚀，且溶硫效果优良，现场使用具有较好的科学指导性，已成功进行了现场试验。本发明所提供的溶硫剂及其使用方法对于解决高含硫气田井筒及集输管线硫沉积复杂技术难题具有较好的推广应用价值，有望创造可观的经济效益。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种溶硫剂，其特征在于，所述溶硫剂由如下重量份数的组份组成：主剂1200～1500份、缓蚀剂12～18份、消泡剂0.6～0.8份和水1500～3000份；

所述主剂包括1,2-丙二胺和/或1,3-丙二胺；

所述缓蚀剂为咪唑啉季铵盐；所述消泡剂为水溶性聚醚消泡剂，所述消泡剂为非硅类消泡剂。

2.如权利要求1所述溶硫剂，其特征在于，所述咪唑啉季铵盐为不含苯环的咪唑啉季铵盐。

3.如权利要求1所述溶硫剂，其特征在于，所述主剂由1,2-丙二胺和1,3-丙二胺复配组成，所述1,2-丙二胺和1,3-丙二胺的质量配比为1~100：1~100。

4.如权利要求1所述溶硫剂，其特征在于，所述缓蚀剂包括环烷基类咪唑啉季铵盐、月桂酸类咪唑啉季铵盐及十七烯基羟乙基咪唑啉季铵盐中的一种或多种；所述消泡剂包括聚氧乙烯合成类聚醚消泡剂、环氧乙烷合成类聚醚消泡剂及聚丙二醇合成类聚醚消泡剂中的一种或多种。

5.一种权利要求1所述溶硫剂的制备方法，其特征在于，包括：

将消泡剂逐滴加入主剂液，在20-30℃，中以800-1200rpm搅拌30-60min混匀，得到第二液；

将缓蚀剂逐滴加入第二液，在20-30℃，以800-1200rpm搅拌30-60min混匀，得到第一液。

6.一种权利要求1所述溶硫剂或者权利要求5所述制备方法制得的溶硫剂在沉积硫解堵中的用途。