CN101629072A - 油田酸化高温缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油田酸化高温缓蚀剂及制备方法，它是由喹啉与氯化苄为原料，季胺化反应后，经复配稀释后得到一种油田酸化高温缓蚀剂。本发明的特点是通过分子中的氮原子及烯键在金属表面形成吸附膜，并利用本缓蚀剂分子的刚性结构在金属表面铺展成膜，从而阻碍腐蚀介质腐蚀金属。本发明与常规药剂如咪唑啉类、醛类及炔醇类相比，具有用量少、成本低、腐蚀速率低等特点。本发明在酸液中添加0.3％～1.0％，可使N80油管钢的腐蚀速率≤5.0g/m².h。

Description

油田酸化高温缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田中使用的酸化缓蚀剂，特别是一种油田酸化高温缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

酸化是目前我国相当一部分油田稳产、增产的重要措施之一，是通过酸液来处理地层，以恢复或增加地层的渗透率，从而实现油田的稳产和增产。酸化过程中，地面上的金属设备和井下的管柱可因此发生电化学反应而引起腐蚀，酸液浓度与地层温度越高，腐蚀相应越严重。为防止或减缓酸液对金属设备和井下管柱的腐蚀，常使用缓蚀剂。我国油田井深各地方不尽相同，如东部大港油田：大概在2000米到3000米深；而西部油田则普遍比较深：大概在4000米到6000米左右。按井深每增加100米，温度升高3℃的计算，西部油田的油井温度大约在120-180℃之间。常用的高温缓蚀剂包括以下几类：①炔醇类，如丙炔醇、丁炔醇等；②曼尼席碱类，主要由醛、酮、胺缩合而成；③季铵盐类。以上几类缓蚀剂由于成本太高、生产复杂且高温缓蚀效果不理想(尤其以季铵盐为主)，使其使用受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种油田酸化高温缓蚀剂及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种油田酸化高温缓蚀剂，包括主剂和配剂，所述的主剂为N-苄基氯化喹啉，其分子结构通式为：

一种油田酸化高温缓蚀剂的制备方法，包括下述步骤：

第一步，由氯化苄与喹啉反应，制备N-苄基氯化喹啉，反应方程式如下：

第二步，上述反应产物与下述配剂按重量百分比复配制备油田酸化高温缓蚀剂：

N-苄基氯化喹啉      15-20％

乳化剂              5-10％

丙炔醇              3-5％

甲醛                20-30％

乙醇                35-57％

所述的反应物喹啉与氯化苄的摩尔比为1～1.2∶1，首先加入喹啉，搅拌，升温到45～50℃，然后滴加氯化苄，控制温度不超过120℃，滴加完成后，升温到200～220℃，搅拌10～12h，得到N-苄基氯化喹啉。

所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或其混合物。

将N-苄基氯化喹啉加入反应釜中，搅拌下，加入乙醇进行溶解，完全溶解后加入乳化剂，充分搅拌后加入丙炔醇，再加入乙醇进行搅拌，最后加入甲醛，搅拌均匀后即得成品。

本发明由喹啉与氯化苄为原料，季胺化反应后，经复配稀释后得到一种油田酸化高温缓蚀剂。本发明的特点是通过分子中的氮原子及烯键在金属表面形成吸附膜，并利用本缓蚀剂分子的刚性结构在金属表面铺展成膜，从而阻碍腐蚀介质腐蚀金属。本发明与常规药剂如咪唑啉类、醛类及炔醇类相比，具有用量少、成本低、腐蚀速率低等特点。本发明提供的酸化缓蚀剂工艺简便，成本低廉，缓蚀效果良好(在酸液中加入本缓蚀剂0.3-1.0％，可使腐蚀速率(90℃)≤5.0g/m².h)远小于行业标准等特点。

具体实施方式

下面通过实施例来说明本发明所述的油田酸化高温缓蚀剂及其制备方法。

一种油田酸化高温缓蚀剂，包括主剂和配剂，所述的主剂为N-苄基氯化喹啉，其分子结构通式为：

实施例1：

(1)油田酸化高温缓蚀剂主剂N-苄基氯化喹啉的合成：

在三口烧瓶中加入0.1mol(12.9g)喹啉，搅拌情况下升温到50℃，然后滴加0.1mol(12.6g)氯化苄，控制滴加速度，使温度不超过120℃，滴加完成后，升温到220℃搅拌10h，得到N-苄基氯化喹啉。

(2)对反应产物进行鉴定：

由于喹啉分子中含有一个高活性的胺基，所以通过测定反应前后反应体系胺值的变化来确定反应产物。

准确称取喹啉样品1g，精确至0.0001g，置于150ml锥形瓶中，加入50ml95％的乙醇，放入热水浴锅中加热，待样品完全溶解后，加入3滴溴酚蓝指示液(10g/L)，趁热用盐酸标准溶液〔c(HCL)＝0.1mol/L〕滴定至溶液由蓝色变为黄色，并保持30s不褪色即为终点。

胺值的计算：胺值X(mgKOH/g)，按下式计算：

X＝cV×56.1/m0

式中：c-盐酸标准溶液的实际浓度，mol/L；

V-滴定耗用盐酸标准溶液的体积，ml；

56.1-氢氧化钾的摩尔质量，g/mol；

M₀-试样的质量，g.

X＝(0.1mol/L×0.077L×56.1g/mol)÷1.0g＝4.34

对合成产物进行提纯后，采用相同的方法测定胺值，滴溴酚蓝指示液后，溶液即变为黄色，说明反应产物没有活性胺基的存在，完全转化为季铵离子，合成产物即为目标产物。

(3)油田酸化高温缓蚀剂的制备方法：

①取反应所得产物N-苄基氯化喹啉15kg加入反应釜中，搅拌的情况下加入30kg乙醇进行溶解，完全溶解后加入5kg脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加0-25)，充分搅拌后加入5kg丙炔醇，再加入20kg乙醇进行搅拌，最后加入25kg的甲醛，搅拌均匀后得成品。

②取反应所得物N-苄基氯化喹啉20kg加入反应釜中，搅拌的情况下加入30kg乙醇进行溶解，完全溶解后加入3kg脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加0-25)，充分搅拌后加入5kg辛基酚聚氧乙烯醚(OP-15)，搅拌均匀后加入3kg丙炔醇，再加入15kg乙醇进行搅拌，最后加入24kg的甲醛，搅拌均匀后得成品。

实施例2：

(1)油田酸化高温缓蚀剂主剂N-苄基氯化喹啉的合成：

在三口烧瓶中加入0.12mol(15.5g)喹啉，搅拌情况下升温到45℃，然后滴加0.105mol(13.3g)氯化苄，控制滴加速度，使温度不超过120℃，滴加完成后，升温到200℃搅拌12h，得到N-苄基氯化喹啉。

(2)与实施例1(2)中相同方法对合成产物进行鉴定。

(3)油田酸化高温缓蚀剂的制备方法：

①取反应所得产物N-苄基氯化喹啉18kg加入反应釜中，搅拌的情况下加入30kg乙醇进行溶解，完全溶解后加入10kg辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)，充分搅拌后加入5kg丙炔醇，再加入15kg乙醇进行搅拌，最后加入22kg的甲醛，搅拌均匀后得成品。

②取反应所得物N-苄基氯化喹啉15kg加入反应釜中，搅拌的情况下加入25kg乙醇进行溶解，完全溶解后加入8kg脂肪醇聚氧乙烯醚(平平加0-25)，充分搅拌后加入5kg丙炔醇，再加入20kg乙醇进行搅拌，最后加入27kg的甲醛，搅拌均匀后得成品。

本发明提供的油田酸化高温缓蚀剂腐蚀速率效果评价：

本发明提供的油田酸化高温缓蚀剂缓蚀效果良好(在酸液中加入本缓蚀剂0.3-1.0％，可使腐蚀速率(90℃)≤5.0g/m².h)远小于行业标准。

Claims (5)

1、一种油田酸化高温缓蚀剂，包括主剂和配剂，其特征在于：所述的主剂为N-苄基氯化喹啉，其分子结构通式为：

2、如权利要求1所述的一种油田酸化高温缓蚀剂的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

第一步，由氯化苄与喹啉反应，制备N-苄基氯化喹啉，反应方程式如下：

第二步，上述反应产物与下述配剂按重量百分比复配制备油田酸化高温缓蚀剂：

N-苄基氯化喹啉        15-20％

乳化剂                5-10％

丙炔醇                3-5％

甲醛                  20-30％

乙醇                  35-57％

3、按照权利要求2所述的油田酸化高温缓蚀剂的制备方法，其特征在于：所述的反应物喹啉与氯化苄的摩尔比为1～1.2∶1，首先加入喹啉，搅拌，升温到45～50℃，然后滴加氯化苄，控制温度不超过120℃，滴加完成后，升温到200～220℃，搅拌10～12h，得到N-苄基氯化喹啉。

4、按照权利要求2所述的油田酸化高温缓蚀剂的制备方法，其特征在于：所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或其混合物。

5、按照权利要求2所述的高温酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于：将N-苄基氯化喹啉加入反应釜中，搅拌下，加入乙醇进行溶解，完全溶解后加入乳化剂，充分搅拌后加入丙炔醇，再加入乙醇进行搅拌，最后加入甲醛，搅拌均匀后即得成品。