CN102162100A - 一种土酸酸化缓蚀剂及其缓蚀剂组合物、以及其制备方法 - Google Patents

一种土酸酸化缓蚀剂及其缓蚀剂组合物、以及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种土酸酸化缓蚀剂及其制备方法。本发明一种土酸酸化缓蚀剂，其组分及各组分的重量百分比为：溶剂40～60％；叔胺15～30％；丙炔醇5～15％；苯甲醛10～20％；表面活性剂5～20％。本发明以叔胺为主的配方中加入适宜的水溶性溶剂，使各组分在功能上有了更好的配合，最终产品的缓蚀性能得到了进一步的提高。另外，溶剂的成本比其他组分低，从而降低了最终产品的成本。本发明生产缓蚀剂所需的原料均能从国内化工市场购得，合成工艺简单，产品质量稳定。本发明生产的油田土酸酸化缓蚀剂，可适用12％HCl+3％HF，使用温度可达到90℃。该缓蚀剂配伍性良好，是油田土酸酸化的理想缓蚀剂。

Description

一种土酸酸化缓蚀剂及其缓蚀剂组合物、以及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及化学领域，特别涉及一种土酸酸化缓蚀剂及其制备方法。
【背景技术】
在油田生产中，人们往往用土酸酸化剂来解除泥浆污染、注水过程中有机物、机械杂质、腐蚀产物所造成的近井地带堵塞，以及储层润湿性浓度改变引起的毛细管阻力伤害。因为在注入土酸酸液时会导致施工设备、管线等金属器材腐蚀，严重时会导致生产设备无法正常使用，管线穿孔、运输物质泄漏等。因此缓蚀剂成为了油田生产中必不可少的一部分。在现有的缓蚀剂中，含氮化合物的应用最为普遍。烷基胺的缓蚀率随着烃基上碳原子数的增加而增大。
目前广泛使用的缓蚀剂，多数是有机胺，咪唑啉，酰胺，硫脲，杂环酮，季铵盐等。然而硫脲类酸化缓蚀剂的使用易导致金属器材发生氢脆现象；季铵盐类酸化缓蚀剂易在地层吸附成膜，不利于原油的开采等。因此，一种好的酸缓蚀剂应满足高效、低毒、稳定、起泡乳化倾向小、与其它处理剂配伍性好、能水溶或水分散、不伤害地层等要求。
文献(杨永飞，等.【J】，精细石油化工，2009年第22卷第2期)介绍了一种由氯化苄甲醇等为原料合成的季铵盐型酸化缓蚀剂，因为氯化苄有很强的毒性，对人体伤害很大，所以不能大规模的生产和实际应用。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种以含杂环烃基的叔胺为主剂的油田土酸酸化缓蚀剂及其缓蚀剂组合物、以及其制备方法。采用本发明的缓蚀剂，提高了缓蚀率，降低了缓蚀剂用量，同时降低了缓蚀剂的成本。本发明缓蚀剂的使用温度可达到90℃，使用酸液浓度可达到12％HCl+3％HF。
为了实现上述目的，本发明一种土酸酸化缓蚀剂采用如下技术方案：
一种土酸酸化缓蚀剂，其组分及各组分的重量百分比为：
Figure BDA0000052459730000011
Figure BDA0000052459730000021
本发明土酸酸化缓蚀剂，其各组分优选的重量百分比为：
Figure BDA0000052459730000022
所述溶剂为易溶于水的、沸点在50℃以上的溶剂。
所述溶剂为乙醇、异丙醇、异丁醇、丙酮、甲乙酮、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二异丁基酮中的一种或者几种。
所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、长链胺类、季胺盐或非离子表面活性剂。
所述表面活性剂为OP-15、OP-10、Oπ-10、Oπ-4、吐温-80、吐温-60、吐温-40、吐温-20、司本-80、司本-60、司本-40、司本-20中的一种或者几种。
为了实现上述目的，本发明一种土酸酸化缓蚀剂组合物采用如下技术方案：
一种缓蚀剂组合物包括所述缓蚀剂，所述缓蚀剂组合物中还含有增效剂中的一种或两种。
所述缓蚀剂组合物中所述增效剂的含量为5～8W％。
为了实现上述目的，本发明一种土酸酸化缓蚀剂的制备方法采用如下技术方案：
一种土酸酸化缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：先将溶剂、叔胺、丙炔醇、苯甲醛加入反应釜中，搅拌均匀；之后，加热到40～50℃，恒温1～2小时；然后，加入表面活性剂同时开始搅拌，搅拌速率为60-100n/min，搅拌均匀后停止加热，冷却至室温即得产品。
为了实现上述目的，本发明一种土酸酸化缓蚀剂的缓蚀剂组合物的制备方法采用如下技术方案：
一种土酸酸化缓蚀剂的缓蚀剂组合物的制备方法，包括以下步骤：先将溶剂、叔胺、丙炔醇、苯甲醛加入反应釜中，搅拌均匀；之后，加热到40～50℃，恒温1～2小时；然后，加入表面活性剂同时开始搅拌，搅拌速率为60-100n/min，搅拌均匀后停止加热，冷却至室温加入增效剂搅拌均匀即得产品。
本发明制备方法为了使产品快速混合均匀，可以在加入表面活性剂的同时加入少量盐酸；
本发明根据使用要求，可在反应釜冷却到室温后，加入增效剂，搅拌均匀后即得产品。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明缓蚀剂在以叔胺为主的配方中加入适宜的水溶性溶剂，使各组分在功能上有了更好的配合，最终产品的缓蚀性能得到了进一步的提高。另外，溶剂的成本比其他组分低，从而降低了最终产品的成本。加入增效剂可以使本发明缓蚀剂的缓蚀效果进一步提高，降低缓蚀剂的用量。本发明生产缓蚀剂所需的原料均能从国内化工市场购得，合成工艺简单，产品质量稳定。本发明生产的油田土酸酸化缓蚀剂，可适用12％HCl+3％HF，使用温度可达到90℃。该缓蚀剂配伍性良好，是油田土酸酸化的理想缓蚀剂。
【具体实施方式】
下面结合本发明较佳的具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1～6
先将溶剂、叔胺、丙炔醇、苯甲醛加入反应釜中，搅拌均匀；之后，加热到40～50℃，恒温1～2小时；然后，加入表面活性剂同时开始搅拌，搅拌速率为60-100n/min，为了使产品快速混合均匀可以在加入表面活性剂的同时滴加少量盐酸，搅拌均匀后停止加热；当冷却到室温后，加入增效剂，搅拌均匀后即得产品。
本发明实施例1～6的具体操作条件及配方比例详见表1。
表1操作条件及配方比例
Figure BDA0000052459730000031
Figure BDA0000052459730000041
按本发明方法生产的缓蚀剂的性能指标如下：
外观：黄色液体；
比重：0.9g/ml；
气味：略有酒精气味；
易燃性：易燃(防火)。
本发明中上述6个实施例中的溶剂还可以用其它易溶于水的、沸点在50℃以上的溶剂代替。本发明中溶剂优选乙醇、异丙醇、异丁醇、丙酮、甲乙酮、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二异丁基酮等中的一种或者几种。
本发明中上述6个实施例中的表面活性剂还可以用其它阳离子表面活性剂，如三甲基十六烷基溴化铵，长链胺类，季胺盐，或非离子表面活性剂代替；优选的表面活性剂为市面销售的表面活性剂：OP-15、OP-10、Oπ-10、Oπ-4、吐温-80、吐温-60、吐温-40、吐温-20、司本-80、司本-60、司本-40、司本-20等其中的一种或者几种。
根据使用要求，本发明缓蚀剂加入增效剂形成缓蚀剂组合物，缓蚀剂组合物中可以含增效剂(如KI)以及其他添加剂中的一种或者几种。增效剂含量少于30w％，一般为3-20w％，优选为5-8w％。加入的增效剂，可以在加入表面活性剂的同时或其后加入并且搅拌均匀。
本发明缓蚀剂在以叔胺为主的配方中加入适宜的水溶性溶剂，使各组分在功能上有了更好的配合，最终产品的缓蚀性能得到了进一步的提高。另外，溶剂的成本比其他组分低，从而降低了最终产品的成本。加入增效剂可以使本发明缓蚀剂的缓蚀效果进一步提高，降低缓蚀剂的用量。
优选本发明实例5所制备缓蚀剂，在酸度为HCl12％+HF3％的溶液中，时间为4.0h条件下，按照石油天然气行业标准SY/T5405-1996进行腐蚀试验，具体实验条件和结果见表2。
表2腐蚀试验数据
  试验温度   缓蚀剂浓度   初重   末重   腐蚀速率
  90℃   0.5％   11.0108g   10.9987g   2.28g/m2h
  90℃   1％   11.1267g   11.1176g   1.71g/m2h
  60℃   0.5％   11.1228g   11.1140g   1.66g/m2h
  60℃   1％   11.0842g   11.0787g   1.04g/m2h
从表2中数据可以看出，腐蚀速率均小于石油天然气行业标准SY/T5405-1996的一级标准。
本发明生产缓蚀剂所需的原料均能从国内化工市场购得，合成工艺简单，产品质量稳定。本发明生产的油田土酸酸化缓蚀剂，可适用12％HCl+3％HF，使用温度可达到90℃。该缓蚀剂配伍性良好，是油田土酸酸化的理想缓蚀剂。

Claims (10)

1.一种土酸酸化缓蚀剂，其特征在于，其组分及各组分的重量百分比为：
Figure FDA0000052459720000011
2.如权利要求1所述土酸酸化缓蚀剂，其特征在于，其各组分的重量百分比为：
Figure FDA0000052459720000012
3.如权利要求1或2所述土酸酸化缓蚀剂，其特征在于：所述溶剂为易溶于水的、沸点在50℃以上的溶剂。
4.如权利要求1或2所述土酸酸化缓蚀剂，其特征在于：所述溶剂为乙醇、异丙醇、异丁醇、丙酮、甲乙酮、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二异丁基酮中的一种或者几种。
5.如权利要求1或2所述土酸酸化缓蚀剂，其特征在于：所述表面活性剂为阳离子表面活性剂、长链胺类、季胺盐或非离子表面活性剂。
6.如权利要求1或2所述土酸酸化缓蚀剂，其特征在于：所述表面活性剂为OP-15、OP-10、Oπ-10、Oπ-4、吐温-80、吐温-60、吐温-40、吐温-20、司本-80、司本-60、司本-40、司本-20中的一种或者几种。
7.一种含有如权利要求1所述一种土酸酸化缓蚀剂的缓蚀剂组合物，其特征在于，所述缓蚀剂组合物包括所述缓蚀剂，所述缓蚀剂组合物中还含有增效剂中的一种或两种。
8.如权利要求7所述一种缓蚀剂组合物，其特征在于，所述缓蚀剂组合物中所述增效剂的含量为5～8W％。
9.如权利要求1所述一种土酸酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将溶剂、叔胺、丙炔醇、苯甲醛加入反应釜中，搅拌均匀；之后，加热到40～50℃，恒温1～2小时；然后，加入表面活性剂同时开始搅拌，搅拌速率为60-100n/min，搅拌均匀后停止加热，冷却至室温即得产品。
10.如权利要求7所述一种土酸酸化缓蚀剂的缓蚀剂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将溶剂、叔胺、丙炔醇、苯甲醛加入反应釜中，搅拌均匀；之后，加热到40～50℃，恒温1～2小时；然后，加入表面活性剂同时开始搅拌，搅拌速率为60-100n/min，搅拌均匀后停止加热，冷却至室温加入增效剂搅拌均匀即得产品。
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