CN103224775A - 一种油井解堵用低碳混合有机酸及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油井解堵用低碳混合有机酸及其制备方法与应用。该低碳混合有机酸主要由如下质量百分比原料制备而成：脂肪醇4-6％、环氧乙烷2.4-2.5％、烷基苯磺酸4-6％、氨基磺酸34-36％、草酸24-26％、缩二脲4-6％、呋喃唑酮8-12％、3-苯并呋喃酮8-12％、亚硝酸钠2.4-2.6％。其主要应用于辽河油田稠油吞吐后期提高单井产量，特别是在解除各轮次吞吐过程中所造成油层堵塞，改善蒸汽吞吐开采效果方面效果更加显著。
Description
技术领域
本发明是关于一种油井解堵用低碳混合有机酸及其制备方法与应用。
背景技术
低碳混合有机酸解堵技术，是辽河油田公司1996年重大科研攻关项目，主要技术原理是从分析造成油井堵塞原因入手，并满足储层配伍性要求，利用液蜡裂解合成低级脂肪酸，或利用液蜡皂化反应合成洗衣粉、肥皂的回馏废液，根据相似相溶原理并借助氧化加成反应，研制开发的复合型油井解堵增产剂，该技术通过现场应用取得显著增产效果，并于1997年初申报过国家发明专利，然而1997年年底因城市健康、安全、环保要求以及设备工艺更新等原因，大连油脂化学厂、沈阳油脂化学厂先后迁移出市区，新成立的油脂化学厂不在利用液蜡裂解方法合成肥皂、洗衣粉或低级脂肪酸，即无法从油脂化学厂获取合成低碳混合有机酸原料，而单纯利用液蜡裂解合成低碳混合有机酸不具备经济可行性。
辽河油田开发到中后期，随着地层原油被采出过程中，沥青、胶质、蜡等重质成分滞留、吸附近井地带，对储层造成严重堵塞，而常规解堵技术(盐酸、土酸、复合解堵剂)均未取得显著增产效果。
结合低碳混合有机酸构成组份、技术特性，利用化学药剂，通过室内分析、评价、筛选，开发研制出新型的低碳混合有机酸解堵剂。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种油井解堵用低碳混合有机酸。
本发明的另一目的在于提供一种所述低碳混合有机酸的制备方法。
本发明的再一目的在于提供一种所述低碳混合有机酸的应用。
本发明的又一目的在于提供一种应用所述低碳混合有机酸的油井处理方法。
发明的主要内容是从分析稠油井吞吐后期油井产能急剧下降的原因机理、程度、类型特点入手，结合低碳混合有机酸构成组份、技术特性，利用化学药剂，通过室内分析、评价、筛选，开发研制出新型的低碳混合有机酸解堵剂，同时借助低温自生气方法，确保有效药剂进入解堵“目的层”，提高药剂反应程度，进而大幅度提高措施有效率。
为达上述目的，一方面，本发明提供了一种油井解堵用低碳混合有机酸：所述有机酸主要由如下质量百分比的原料制备而成：脂肪醇4-6％、环氧乙烷2.4-2.5％、烷基苯磺酸4-6％、氨基磺酸34-36％、草酸24-26％、缩二脲4-6％、呋喃唑酮8-12％、3-苯并呋喃酮8-12％、亚硝酸钠2.4-2.6％。
其中所述质量百分比是以上述成分的总重量为100％计。
根据本发明的具体实施方案，其中优选脂肪醇为CnH2n-1-OH；
其中更优选脂肪醇为直链脂肪醇；
其中最优选脂肪醇的n为6-12的正整数，更优选为6-10的正整数；
根据本发明的具体实施方案，其中优选所述烷基苯磺酸为CH3-(CH2)m-C6H4-SO3H；
其中更优选m为4-12的正整数；
其中最优选m为12；即所述烷基苯磺酸为十二烷基苯磺酸。
其中可以具体为，脂肪醇优选为CnH2n-1-OH；烷基苯磺酸优选为CH3-(CH2)m-C6H4-SO3H。
其中还可以具体为，脂肪醇优选为CnH2n-1-OH的直链脂肪醇；烷基苯磺酸优选为CH3-(CH2)m-C6H4-SO3H。
其中还可以具体为，脂肪醇优选为CnH2n-1-OH的直链脂肪醇，n为6-12的正整数；烷基苯磺酸优选为CH3-(CH2)m-C6H4-SO3H，m为4-12的正整数。
其中还可以再具体为，脂肪醇优选为CnH2n-1-OH的直链脂肪醇，n为6-12的正整数；烷基苯磺酸优选为CH3-(CH2)m-C6H4-SO3H，m为12。
其中还可以具体为，环氧乙烷为C2H4O、氨基磺酸为NH2SO3H、草酸为C2H2O4、缩二脲为NH2CONHCON2、呋喃唑酮为C8H7O5N3、3-苯并呋喃酮为C8H6O2、亚硝酸钠为NaNO2、亚硝酸钠为NaNO2。
根据本发明的具体实施方案，其中优选所述的低碳混合有机酸制备步骤包括：
(1)药剂1的配制：称取脂肪醇、环氧乙烷加入反应釜中，均匀搅拌，反应后冷却至室温，然后加入烷基苯磺酸，室温下继续搅拌反应，制备成药剂1；
(2)药剂2的配制：搅拌下，依次将氨基磺酸、草酸、缩二脲加入水中，室温下均匀搅拌，制备成药剂2；
(3)药剂3的配制：搅拌下，依次将呋喃唑酮、3-苯并呋喃酮、亚硝酸钠加入水中，室温下均匀搅拌，制备成药剂3；
(4)低碳混合有机酸的配制：搅拌下，依次将制备好的药剂1、3加入制备好的药剂2中，室温下均匀搅拌，制备成低碳混合有机酸。
本发明上述原料加入顺序改变将会发生反应，产生中间体物质，会严重影响产品性能。
在步骤(2)中先加氨基磺酸，后加草酸、缩二脲，可以使得氨基磺酸具有更好的分散溶解速度；
步骤(4)中依次将制备好的药剂1、3加入到药剂2中，可以避免大量泡沫的产生，更加利于所述低碳混合有机酸的混配。
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(1)中加入脂肪醇、环氧乙烷后搅拌10-15min，更优选为10min；
优选步骤(1)中加入脂肪醇、环氧乙烷后所述反应的温度为104.5～105.5℃，更优选为105℃；反应的时间为80-90min，更优选为90min；
优选步骤(1)中加入烷基苯磺酸后反应时间40-50min，更优选45min；
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(2)将氨基磺酸、草酸、缩二脲加入水中配制成质量浓度为24-26％的溶液；其中更优选为25％的溶液；
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(2)所述均匀搅拌搅拌时间为25-35min，更优选为30min；
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(3)将呋喃唑酮、3-苯并呋喃酮、亚硝酸钠加入水中配制成质量浓度为24-26％的溶液；其中更优选为25％的溶液；
优选步骤(3)所述均匀搅拌搅拌时间为40-50min，更优选为45min；
优选步骤(4)所述均匀搅拌搅拌时间为40-50min，更优选为45min。
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(1)烷基苯磺酸加入速度为1000～1200g/min；步骤(2)氨基磺酸、草酸、缩二脲加入速度均为2500～3500g/min；步骤(3)呋喃唑酮、3-苯并呋喃酮、亚硝酸钠加入速度均为1000～1500g/min；步骤(4)药剂1、3加入速度均为2500～3000ml/min。
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(1)加入脂肪醇、环氧乙烷后搅拌转速为60rmp；步骤(2)、(3)、(4)所述搅拌下均为转速45rpm。
另一方面，本发明还提供了一种所述低碳混合有机酸的制备方法，所述方法包括：
(1)药剂1的配制：称取脂肪醇、环氧乙烷加入反应釜中，均匀搅拌，反应后冷却至室温，然后加入烷基苯磺酸，室温下继续搅拌反应，制备成药剂1；
(2)药剂2的配制：搅拌下，依次将氨基磺酸、草酸、缩二脲加入水中，室温下均匀搅拌，制备成药剂2；
(3)药剂3的配制：搅拌下，依次将呋喃唑酮、3-苯并呋喃酮、亚硝酸钠加入水中，室温下均匀搅拌，制备成药剂3；
(4)低碳混合有机酸的配制：搅拌下，依次将制备好的药剂1、3加入制备好的药剂2中，室温下均匀搅拌，制备成低碳混合有机酸。
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(1)中加入脂肪醇、环氧乙烷后搅拌10-15min，更优选为10min；
优选步骤(1)中加入脂肪醇、环氧乙烷后所述反应的温度为104.5～105.5℃，更优选为105℃；反应的时间为80-90min，更优选为90min；
优选步骤(1)中加入烷基苯磺酸后反应时间40-50min，更优选45min；
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(2)所述均匀搅拌搅拌时间为25-35min，更优选为30min；
优选步骤(3)所述均匀搅拌搅拌时间为40-50min，更优选为45min；
优选步骤(4)所述均匀搅拌搅拌时间为40-50min，更优选为45min。
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(1)烷基苯磺酸加入速度为1000～1200g/min；
步骤(2)氨基磺酸、草酸、缩二脲加入速度均为2500～3500g/min；
步骤(3)呋喃唑酮、3-苯并呋喃酮、亚硝酸钠加入速度均为1000～1500g/min；
步骤(4)药剂1、3加入速度均为2500～3000ml/min。
根据本发明的具体实施方案，其中优选步骤(1)加入脂肪醇、环氧乙烷后搅拌转速为60rmp；步骤(2)、(3)、(4)所述搅拌下均为转速45rpm。
再一方面，本发明还提供了一种所述低碳混合有机酸在在处理油井中的应用。
根据本发明的具体实施方案，其中优选所述油井优选为稠油油井。
根据本发明的具体实施方案，其中优选所述处理为解除油井堵塞。
又一方面，本发明还提供了一种应用所述低碳混合有机酸的油井处理方法。
应用所述方法可以使得油井增产。
本发明的所述方法可以优选如下步骤：
(1)确定低碳混合有机酸用量，加水配制成处理剂，
低碳混合有机酸用量：Q＝3.14R2hφ
其中：Q-有机酸总量、R-处理半径、h-处理厚度、φ-地层孔隙度；
(2)利用管柱将配制好的药剂注入地层；
(3)利用顶替液将处理剂顶替入地层，关井反应18-24小时后直接开井生产。
本发明优选采用的顶替液为热污水。顶替量大于管柱环空体积1～2立方米。
根据实际生产，本发明优选有机酸总量单位为m3；处理半径和处理厚度单位为m；地层孔隙度单位为％。
所述的处理厚度即射开井段长度。
制备的低碳混合有机酸现场使用浓度可以根据实际需要进行配制，本发明优选为8-15％，更优选为10％。
其中所述的管柱优选可以采用原有的生产管柱。
其中所述顶替液顶替量(体积)比管柱环空体积大1～2立方米。
综上所述，本发明提供了一种油井解堵用低碳混合有机酸及其制备方法与应用。本发明的低碳混合有机酸，主要应用于辽河油田稠油吞吐后期提高单井产量，特别是在解除各轮次吞吐过程中所造成油层堵塞，改善蒸汽吞吐开采效果方面效果更加显著。该发明药剂自2008年9月应用现场以来，先后辽河油田的锦州采油厂、曙光采油厂、锦州采油厂、欢喜岭采油厂、冷家油田公司现场应用，截止2011年底累计实施95井次，措施有效率92.6％，取得显著的增产效果效果，平均单井增油幅度提高125％，累计增油31500余吨。
具体实施方式
以下通过具体实施例详细说明本发明的实施过程和产生的有益效果，旨在帮助阅读者更好地理解本发明的实质和特点，不作为对本案可实施范围的限定。
实施例1(处理半径2.0米，吞吐轮次低于5轮次)：
合成10方低碳混合有机酸溶液实施例：
有机酸原料质量份配比：
脂肪醇(十二醇)∶环氧乙烷∶十二烷基苯磺酸∶氨基磺酸∶草酸∶缩二脲∶呋喃唑酮∶3-苯并呋喃酮∶亚硝酸钠＝0.5∶0.25∶0.5∶3.5∶2.5∶0.5∶1.0∶1.0∶0.25；
1.依据配比定量准备各试剂；
2.检查一个反应釜(1方)、两个药剂混配池(10方)是否处于工作状态，配液用水是否顺畅；
3.定量称取的50kg十二醇、25kg环氧乙烷加入反应釜中，均匀搅拌(60转/分)10分钟，将反应釜升温至105℃，在均匀搅拌情况下反应90分钟后冷却至室温，然后将定量的50kg十二烷基苯磺酸缓慢加入，继续搅拌45分钟，制备成药剂1；
4.在搅拌(45转/分)条件下，依次将定量的350kg氨基磺酸、250kg草酸、50kg缩二脲(加入速度2500-3500克/分)缓慢加入备好水的混配池中均匀搅拌30分钟，制备成药剂2；
5.在搅拌(45转/分)条件下，依次将定量的100kg呋喃唑酮、100kg3-苯并呋喃酮、25kg亚硝酸钠缓慢(加入速度1000-1500克/分)加入备好水的混配池中均匀搅拌45分钟，制备成药剂3；
6.在搅拌(45转/分)条件下，依次将制备好的药剂1、3缓慢(加入速度2500-3000毫升/分)加入制备好的药剂2混配池中均匀搅拌45分钟，则制备成1吨低碳混合有机酸，将制备成的1吨低碳混合有机酸配成10％的水溶液就合成10方低碳混合有机酸溶液。
实施例1现场应用效果：
利用实施例1制备的低碳混合有机酸，现场实施时，首先连接地面管线(采取从油套环空反注入方法)，利用泵车将配制好的低碳混合有机酸溶液注入地层，然后顶替液将有效药剂顶入地层，关井反应反应24小时开井直接生产。该实施例主要应用于锦州采油厂锦25、16、45块，2010年累计实施16井次，措施有效率87.5％，平均单井增产幅度127.5％，平均单井日增油3.5吨，代表井措施效果统计见表1。
表1低碳混合有机酸应用效果统计
实施例2(处理半径2.5米，吞吐轮次5-10轮次)：
合成10方低碳混合有机酸溶液实施例：
有机酸原料质量份配比：
脂肪醇(正己醇)∶环氧乙烷∶十三烷基苯磺酸∶氨基磺酸∶草酸缓∶缩二脲∶呋喃唑酮∶3-苯并呋喃酮∶亚硝酸钠＝0.5∶0.25∶0.25∶3.5∶2.75∶0.5∶1.0∶1.0∶0.25；
1.依据药剂配比定量准备各试剂；
2.检查一个反应釜(1方)、两个药剂混配池(10方)是否处于工作状态，配液用水是否顺畅；
3.定量称取的50kg脂肪醇、25kg环氧乙烷加入反应釜中，均匀搅拌(60转/分)10分钟，将反应釜升温至105℃，在均匀搅拌情况下反应90分钟后冷却至室温，然后将定量的25kg十三烷基苯磺酸缓慢加入，继续搅拌45分钟，制备成药剂1；
4.在搅拌(45转/分)条件下，依次将定量的350kg氨基磺酸、275kg草酸、50kg缩二脲(加入速度2500-3500克/分)缓慢加入备好水的混配池中均匀搅拌30分钟，制备成药剂2；
5.在搅拌(45转/分)条件下，依次将定量的100kg呋喃唑酮、100kg3-苯并呋喃酮、25kg亚硝酸钠缓慢(加入速度1000-1500克/分)加入备好水的混配池中均匀搅拌45分钟，制备成药剂3；
6.在搅拌(45转/分)条件下，依次将制备好的药剂1、3缓慢(加入速度2500-3000毫升/分)加入制备好的药剂2混配池中均匀搅拌45分钟，则制备成1吨低碳混合有机酸，将制备成的1吨低碳混合有机酸配成10％的水溶液就合成10吨低碳混合有机酸溶液。
实施例2现场应用效果：
利用实施例2制备的低碳混合有机酸，现场实施时，首先连接地面管线(采取从油套环空反注入方法)，利用泵车将配制好的低碳混合有机酸溶液注入地层，然后顶替液将有效药剂顶入地层，关井反应反应24小时开井直接生产。该实施例主要应用于曙光采油厂曙一区、杜84块，2010年累计实施21井次，措施有效率90.5％，平均单井增产幅度105％，平均单井日增油2.85吨，代表井措施效果统计见表2。
表2低碳混合有机酸应用效果统计
实施例3(处理半径3.0米，吞吐轮次10轮次以上)：
合成10方低碳混合有机酸溶液实施例：
有机酸原料质量份配比：
脂肪醇(正辛醇)∶环氧乙烷∶正戊烷基苯磺酸∶氨基磺酸∶草酸缓∶缩二脲∶呋喃唑酮∶3-苯并呋喃酮∶亚硝酸钠＝0.25∶0.25∶0.75∶3.75∶2.75∶0.5∶0.75∶0.75∶0.25；
1.依据药剂配比定量准备各试剂；
2.检查一个反应釜(1方)、两个药剂混配池(10方)是否处于工作状态，配液用水是否顺；
3.定量称取的25kg脂肪醇、25kg环氧乙烷加入反应釜中，均匀搅拌(60转/分)10分钟，将反应釜升温至105℃，在均匀搅拌情况下反应90分钟后冷却至室温，然后将定量的75kg正戊烷基苯磺酸缓慢加入，继续搅拌45分钟，制备成药剂1；
4.在搅拌(45转/分)条件下，依次将定量的375kg氨基磺酸、275kg草酸、50kg缩二脲(加入速度2500-3500克/分)缓慢加入备好水的混配池中均匀搅拌30分钟，制备成药剂2；
5.在搅拌(45转/分)条件下，依次将定量的75kg呋喃唑酮、75kg3-苯并呋喃酮、25kg亚硝酸钠缓慢(加入速度1000-1500克/分)加入备好水的混配池中均匀搅拌45分钟，制备成药剂3；
6.在搅拌(45转/分)条件下，依次将制备好的药剂1、3缓慢(加入速度2500-3000毫升/分)加入制备好的药剂2混配池中均匀搅拌45分钟，则制备成1吨低碳混合有机酸，将制备的1吨低碳混合有机酸配成10％的水溶液就合成10方低碳混合有机酸溶液。
实施例3现场应用效果：
利用实施例3制备的低碳混合有机酸，现场实施时，首先连接地面管线(采取从油套环空反注入方法)，利用泵车将配制好的低碳混合有机酸溶液注入地层，然后顶替液将有效药剂顶入地层，关井反应反应24小时开井直接生产。该实施例主要应用于冷家油田冷37、41、43块，2009-2011年累计实施36井次，措施有效率89.0％，平均单井增产幅度93.5％，平均单井日增油3.15吨，代表井措施效果统计见表3。
表3低碳混合有机酸应用效果统计
Claims (10)
1.一种油井解堵用低碳混合有机酸，其特征在于，该低碳混合有机酸主要由如下质量百分比原料制备而成：脂肪醇4-6％、环氧乙烷2.4-2.5％、烷基苯磺酸4-6％、氨基磺酸34-36％、草酸24-26％、缩二脲4-6％、呋喃唑酮8-12％、3-苯并呋喃酮8-12％、亚硝酸钠2.4-2.6％；其中脂肪醇优选为CnH2n-1-OH，更优选为直链脂肪醇，最优选脂肪醇的n为6-12的正整数；其中烷基苯磺酸优选为CH3-(CH2)m-C6H4-SO3H，更优选m为4-12的正整数；最优选m为12。
2.根据权利要求1所述的低碳混合有机酸，其特征在于，该低碳混合有机酸是按照以下方法制备得到的，该方法包括步骤：
(1)药剂1的配制：称取脂肪醇、环氧乙烷加入反应釜中，均匀搅拌，反应后冷却至室温，然后加入烷基苯磺酸，室温下继续搅拌反应，制备成药剂1；优选加入脂肪醇、环氧乙烷后搅拌10-15min，更优选为10mjn；优选加入脂肪醇、环氧乙烷后所述反应的温度为104.5～105.5℃，更优选为105℃；反应时间为80-90min，更优选为90min；优选加入烷基苯磺酸后反应时间40-50min，更优选45min；
(2)药剂2的配制：搅拌下，依次将氨基磺酸、草酸、缩二脲加入水中，室温下均匀搅拌，制备成药剂2；优选所述均匀搅拌搅拌时间为25-35min，更优选为30min；
(3)药剂3的配制：搅拌下，依次将呋喃唑酮、3-苯并呋喃酮、亚硝酸钠加入水，室温下均匀搅拌，制备成药剂3；优选所述均匀搅拌搅拌时间为40-50min，更优选为45min；
(4)低碳混合有机酸的配制：搅拌下，依次将制备好的药剂1、3加入制备好的药剂2中，室温下均匀搅拌，制备成低碳混合有机酸；优选所述均匀搅拌搅拌时间为40-50min，更优选为45min。
3.根据权利要求2所述的低碳混合有机酸，其特征在于，步骤(1)烷基苯磺酸加入速度为1000～1200g/min；步骤(2)氨基磺酸、草酸、缩二脲加入速度均为2500～3500g/min；步骤(3)呋喃唑酮、3-苯并呋喃酮、亚硝酸钠加入速度均为1000～1500g/min；步骤(4)药剂1、3加入速度均为2500～3000ml/min。
4.根据权利要求2所述的低碳混合有机酸，其特征在于，步骤(1)加入脂肪醇、环氧乙烷后搅拌转速为60rmp；步骤(2)、(3)、(4)所述搅拌下均为转速45rpm。
5.权利要求1所述的低碳混合有机酸的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)药剂1的配制：称取脂肪醇、环氧乙烷加入反应釜中，均匀搅拌，反应后冷却至室温，然后加入烷基苯磺酸，室温下继续搅拌反应，制备成药剂1；优选加入脂肪醇、环氧乙烷后搅拌10-15min，优选为10min；所述反应的温度为104.5～105.5℃，更优选为105℃；优选加入脂肪醇、环氧乙烷后反应时间为80-90min，加入烷基苯磺酸后反应时间40-50min，更优选加入脂肪醇、环氧乙烷后反应时间为90min，加入烷基苯磺酸后反应时间45min；
(2)药剂2的配制：搅拌下，依次将氨基磺酸、草酸、缩二脲加入水中，室温下均匀搅拌，制备成药剂2；优选所述均匀搅拌搅拌时间为25-35min，更优选为30min；
(3)药剂3的配制：搅拌下，依次将呋喃唑酮、3-苯并呋喃酮、亚硝酸钠加入水中，室温下均匀搅拌，制备成药剂3；优选所述均匀搅拌搅拌时间为40-50min，更优选为45min；
(4)低碳混合有机酸的配制：搅拌下，依次将制备好的药剂1、3加入制备好的药剂2中，室温下均匀搅拌，制备成低碳混合有机酸；优选所述均匀搅拌搅拌时间为40-50min，更优选为45min。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)烷基苯磺酸加入速度为1000～1200g/min；步骤(2)氨基磺酸、草酸、缩二脲加入速度均为2500～3500g/min；步骤(3)呋喃唑酮、3-苯并呋喃酮、亚硝酸钠加入速度均为1000～1500g/min；步骤(4)药剂1、3加入速度均为2500～3000ml/min。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)加入脂肪醇、环氧乙烷后搅拌转速为60rmp；步骤(2)、(3)、(4)所述搅拌下均为转速45rpm。
8.权利要求1～4任意一项所述低碳混合有机酸在处理油井中的应用；所述油井优选为稠油油井，所述处理优选为解除油井堵塞。
9.应用权利要求1～4任意一项所述低碳混合有机酸处理油井的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)确定低碳混合有机酸用量，加水配制成处理剂，优选低碳混合有机酸在处理剂中浓度为8-15％，更优选为10％，
低碳混合有机酸用量：Q＝3.14R2hφ
其中：Q-低碳混合有机酸总量、R-处理半径、h-处理厚度、φ-地层孔隙度；
(2)利用管柱将配制好的药剂注入地层；
(3)利用顶替液将处理剂顶替入地层，关井反应18-24小时后开井。
10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述步骤(3)中顶替液顶替量大于管柱环空体积1～2立方米。
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