CN102226281A

CN102226281A - 一种无醛酸化缓蚀剂及制备方法

Info

Publication number: CN102226281A
Application number: CN 201110159029
Authority: CN
Inventors: 黄金营; 路民旭
Original assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2011-06-14
Filing date: 2011-06-14
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2031-06-14
Also published as: CN102226281B

Abstract

本发明本发明涉及一种适用于在酸液中溶解性好、耐高温、性价比高的无醛酸化缓蚀剂及制备方法。该缓蚀剂的各组分的质量百分比为：含苯环的炔醇醚20-50％；非离子表面活性剂3-5％；低分子醇溶剂40-70％；碘化钾0.5-1.0％；其中，含苯环的炔醇醚具有以下结构通式：

Description

一种无醛酸化缓蚀剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种适用于在酸液中溶解性好、耐高温、性价比高的的无醛酸化缓蚀剂及制备方法。

背景技术

众所周知，在石油天然气的开采过程中，油气井酸化、酸压作业时，酸液对油管具有强烈的腐蚀作用，且随着酸液浓度的增加、温度的升高及压力的增大而呈极速的上升趋势。根据地层结构和工矿条件选择适当的酸液缓蚀剂是防止油管及相关设施腐蚀，提高酸化、酸压效果，确保酸化、酸压施工顺利安全进行的重要措施。

随着国内高温深井的不断出现，和新的酸液类型的应用，对酸化缓蚀剂提出了更高的要求。目前国内常用的酸化缓蚀剂有喹啉、吡啶季铵盐类、酮醛胺缩合物类、炔氧甲基胺及其季铵盐类、咪唑啉类等，其中，喹啉、吡啶季铵盐类缓蚀剂对地层伤害较大，酸化施工后易在酸液中形成沉积物，但在高温条件下易结焦、分层、分散性配伍性差等问题仍制约着酸化缓蚀剂的现场使用效果，而且还可能对地层造成伤害；酮醛胺类和炔氧甲基胺（季铵盐）类由于合成时有醛参与，因此在变粘酸、冻胶酸等酸液体系中使用时，极易促进酸液的提前交联，造成施工隐患；咪唑啉类酸化缓蚀剂耐温性较差，难以适用于高温深井的酸化施工。

本发明的目的是提供一种以含苯环的炔醇醚为主要组分复合型酸化缓蚀剂，由表面活性剂、溶剂等复配而成。

本发明所提供的缓蚀剂对普通碳钢、高抗硫碳钢、合金钢等多种材质均有优异的抗全面腐蚀及局部腐蚀作用，同时具有热稳定性高、在酸中易分散、能很好地与其他添加剂配伍。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的是提供一种制备方法简单，适应性广、在酸液中溶解性好、耐高温、性价比高的无醛酸化缓蚀剂及其制备方法。

本发明的技术方案是：一种无醛酸化缓蚀剂，该缓蚀剂的各组分的质量百分比为：

含苯环的炔醇醚20－50重量％；

非离子表面活性剂3－5重量％；

低分子醇溶剂40－75重量％；

碘化钾0.5－1.0重量％；

其中，含苯环的炔醇醚具有以下结构通式：

式中R为含苯环的基团。

进一步，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚，所述烷基酚聚氧乙烯醚的OP值为4-15；所述低分子醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或乙二醇。

本发明的另一目的是提供上述无醛酸化缓蚀剂的制备方法：具体包括以下步骤：

步骤1：制备含苯环的炔醇醚

将丙炔醇：无机碱按照摩尔比1：0.5－1.5称取，将丙炔醇与无机碱和适量水在常温下搅拌反应，生成炔醇盐，加入与丙炔醇等摩尔的含苯环的氯化物，在60-120⁰C，回流条件下反应6-12小时，即得含苯环的炔醇醚，备用；

步骤2，按照质量百分比分别称取含苯环的炔醇醚、非离子表面活性剂、低分子醇溶剂和碘化物，混合均匀，即得到胶凝酸变粘酸的无醛酸化缓蚀剂。

进一步，所述氯化物为氯化苄、苯甲酰氯或苯磺酰氯。

进一步，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

本本发明提供的酸化缓蚀剂反应条件温和，不含甲醛，能够适用于胶凝酸、变粘酸等酸液体系，配伍性良好；

由于对丙炔醇的结构进行了优化，因此同样适用于高温环境下使用，避免了喹啉、吡啶季铵盐类高温缓蚀剂对地层伤害较大的缺点。

本发明所提供的酸化缓蚀剂合成方法简单、高温缓蚀性能好，由于不含甲醛，具有更为广泛的酸液体系的适用性。

具体实施方式：

下面结合具体实施实例对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1

按照丙炔醇：氢氧化钾摩尔比1：1.05，将丙炔醇与氢氧化钾和适量水在常温下搅拌反应1小时，生成炔醇钾盐，加入与丙炔醇等摩尔的氯化苄，在100⁰C下继续反应8小时，即得棕黄色产物。

将含量为：

含氯化苄丙炔醇醚：20重量％，脂肪醇聚氧乙烯醚：4.5重量％，甲醇：75重量％，碘化钾：0.5重量％，搅拌均匀。

实施例2

Figure 2011101590290100002DEST_PATH_IMAGE003

按照丙炔醇：氢氧化钾摩尔比1：1.05，将丙炔醇与氢氧化钾和适量水在常温下搅拌反应，生成炔醇钾盐，加入与丙炔醇等摩尔的苯磺酰氯，在100⁰C下继续反应7小时，即得棕色产物。

含苯磺酰基丙炔醇醚：50重量％，烷基酚聚氧乙烯醚：3重量％，乙醇：46.5重量％，碘化钾：0.5重量％，搅拌均匀。

实施例3

按照丙炔醇：氢氧化钾摩尔比1：1.05，将丙炔醇与氢氧化钾和适量水在常温下搅拌反应，生成炔醇钾盐，加入与丙炔醇等摩尔的苯甲酰氯，在90⁰C下继续反应8小时，即得深棕色产物。

含苯甲酰基丙炔醇醚：40重量％，非离子表面活性剂：5重量％，异丙醇：54重量％，碘化钾：1重量％，搅拌均匀。

表1 实施例1酸化缓蚀剂的腐蚀实验结果

实验介质	温度⁰C	缓蚀剂浓度%	腐蚀速率g/m².h
				15%HCl	90	0.5	2.12
12％HCl+3%HF	90	0.5	4.48
				20%HCl	90	1.0	5.73
20％HCl	120	2.0	15.25
				20%HCl＋2％醋酸	90	1.0	6.23
20％HCl＋2％醋酸	120	2.0	17.58

表2 实施例2酸化缓蚀剂的腐蚀实验结果

实验介质	温度⁰C	缓蚀剂浓度%	腐蚀速率g/m².h
				15%HCl	90	0.5	4.32
12％HCl+3%HF	90	0.5	5.27
				20%HCl	90	1.0	7.53
20％HCl	120	2.0	19.46
				20%HCl＋2％醋酸	90	1.0	9.33
20％HCl＋2％醋酸	120	2.0	21.25

表3实施例3酸化缓蚀剂的腐蚀实验结果

实验介质	温度⁰C	缓蚀剂浓度%	腐蚀速率g/m².h
				15%HCl	90	0.5	7.14
12％HCl+3%HF	90	0.5	12.37
				20%HCl	90	1.0	16.45
20％HCl	120	2.0	27.71
				20%HCl＋2％醋酸	90	1.0	21.28
20％HCl＋2％醋酸	120	2.0	35.22

注：试验条件为4h，常压，N80钢。

Claims

1.一种无醛酸化缓蚀剂，该缓蚀剂的各组分的质量百分比为：

含苯环的炔醇醚20－50重量％；

非离子表面活性剂3－5重量％；

低分子醇溶剂40－75重量％；

碘化钾0.5－1.0重量％；

其中，含苯环的炔醇醚具有以下结构通式：

Figure 2011101590290100001DEST_PATH_IMAGE001

式中R为含苯环的基团。

2.根据权利要求1所述的一种无醛酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚；所述聚氧乙烯醚的OP值为4-15；所述低分子醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或乙二醇。

3.根据权利要求1或2所述的胶凝酸变粘酸的无醛酸化缓蚀剂的制备方法：其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1：制备含苯环的炔醇醚：

将按照丙炔醇：无机碱摩尔比1：0.5－1.5称取，将丙炔醇与无机碱和适量水在常温下搅拌反应，生成炔醇盐，加入与丙炔醇等摩尔的含苯环的氯化物，在60-120⁰C，回流条件下反应6-12小时，即得含苯环的炔醇醚，备用；

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氯化物为氯化苄、苯甲酰氯或苯磺酰氯。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾。