CN102259988A

CN102259988A - 用于油田回注水的多功能水处理剂

Info

Publication number: CN102259988A
Application number: CN 201110136408
Authority: CN
Inventors: 龚秋鸣; 张建; 刘志; 厉明蓉; 田慧茹; 周若
Original assignee: TIANJIN KEDAS INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: TIANJIN KEDAS INDUSTRIAL Co Ltd
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: CN102259988B

Abstract

一种用于油田回注水的多功能水处理剂，有阻垢组份为该多功能水处理剂重量的13％～27％，由占总重量8％～15％的聚马来酸酐和5％～12％的葡萄糖酸钠构成；缓蚀组份为该多功能水处理剂重量的21％～41％，由占总重量15％～25％的咪唑啉衍生物A、3％～8％的有机胺盐和3％～8％的聚环氧乙烷十八胺构成；杀菌组份为该多功能水处理剂重量的18％～40％，由占总重量10～25％的烷基季铵盐和8％～15％的咪唑啉衍生物B构成，除上述以外的组份为去离子水。本发明适用于无氧体系的油田回注水处理，同时对于含CO₂和H₂S的回注水也有非常好的效果。回注水水质无需做任何预处理，只需将制备好的多功能水处理剂按所需浓度加入回注水系统的管网中即可。

Description

用于油田回注水的多功能水处理剂

技术领域

本发明涉及一种水处理剂。特别是涉及一种具有杀菌、阻垢、缓蚀作用的用于油田回注水的多功能水处理剂

背景技术

目前我国大部分油田采用了注水开发方式，平均每生产1t原油约需要注2t-3t水，增加了原油含水率，也就大大提高了原油在处理过程中分离出的污水量。在我国油田采出的原油含有70％～95％的水分，且油水比例逐渐加大。在油田多次采油中，从油井采出的液体，通过分离器将油水两相分开，油相输送到转油站，水相输送到污水处理站。水相在污水处理站中，经过除乳化油，沉降淤垢，过滤悬浮物等处理工序，再回注到油层中的水，称油田回注水。在我国现阶段的油气田开采工艺中，大多采用注水开采方式，补偿地层能力损失。绝大多数油田利用油田产出水作为注水水源，处理后注入地层驱油。油田采出水处理后用于回注，既解决了注水水源问题，又保护了环境，为油田带来巨大的经济和社会效益。

但是油田回注水有着其自身的特殊性，即：水温较高、矿化度普遍较高、离子组分复杂、有机物多样、含油且油品乳化程度不一、水质极不稳定，且适宜的温度和有机成份使得污水中大量滋生细菌，造成水质进一步恶化，从而堵塞输送管道和地层缝隙，对油田开采造成严重危害。根据此种情况，必须通过对油田回注水进行一系列处理，防止其在管道中结垢或者对管道造成严重腐蚀，影响油田的正常生产。

国外研究油井缓蚀剂起步较早，早期主要应用成膜型缓蚀剂。此类缓蚀剂主要是无机物(如铬酸盐，亚硝酸盐等)，应用于采油环境为中性介质的油井。但这些缓蚀剂往往用量较大，可行性差，而且当缓蚀剂用量不足时反而会导致严重的局部腐蚀，并且一般都有毒，由于生态环境问题日益被重视，这类物质在许多环境下已被禁止使用。1949年，美国报道了有机含N咪唑啉及其衍生物抗CO₂腐蚀的油田缓蚀剂专利；70年代末，华中理工大学和四川石油管理局井下作业处合作研制出7701复合缓蚀剂I，我国才解决了油井酸化缓蚀剂技术难题。但近几年，许多油气田的腐蚀速率极高，不能用电化学腐蚀解释。经分析腐蚀产物，发现有微生物尸体存在，抽取井底液样，在显微镜下观察到活动的微生物，Johnson，Rosser，Fan等研究了抑制微生物腐蚀的缓蚀剂，取得了较好的成效。

但是目前的油田水处理剂还有着一系列的问题：比如随着油田缓释剂的研究和发展，人们发现，单靠一种成分难以达到满意的缓蚀效果，石油工业用缓蚀剂往往都是几种缓蚀成分按一定比例进行复配，通过协同效应提高缓蚀率。另外在油田回注水的处理中，加入的助剂可能包含阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂、净水剂等多种药剂；但是无论是单一药剂的复配，还是多种药剂的混合使用，其中的化学药品用得越多，药品间的适配越难，阻碍药剂正常发挥作用。另外随着国内经济和迅速发展和环保意识的提高，对于工业排放水的磷含量控制越来越严格，以避免其对环境的过度污染和富营养化问题，这就要求减少甚至杜绝对现有的主流无机聚磷酸盐、有机膦酸酯、有机多元膦酸阻垢缓蚀剂的使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有杀菌、阻垢、缓蚀功能，配伍性良好，且高效、方便、属于无磷的环境友好的用于油田回注水的多功能水处理剂。

本发明所采用的技术方案是：一种用于油田回注水的多功能水处理剂，是由阻垢组份、缓蚀组份和杀菌组份构成，其中，所述的阻垢组份为该多功能水处理剂重量的13％～27％，所述的缓蚀组份为该多功能水处理剂重量的21％～41％，所述杀菌组份为该多功能水处理剂重量的18％～40％，该多功能水处理剂中阻垢组份、缓蚀组份和杀菌组份以外的组份为去离子水。

所述的阻垢组份是由占该多功能水处理剂总重量8％～15％的聚马来酸酐和5％～12％的葡萄糖酸钠构成。

所述的缓蚀组份由占该多功能水处理剂总重量15％～25％的咪唑啉衍生物A、3％～8％的有机胺盐和3％～8％的聚环氧乙烷十八胺构成。

所述的咪唑啉衍生物A为十七烷基咪唑啉或十八烷基咪唑啉中的一种或两种。

所指的缓蚀成分中的有机胺盐，为十八胺或者六亚甲基四胺中的一种或两种。

所述的杀菌组份由占该多功能水处理剂总重量10～25％的烷基季铵盐和8％～15％的咪唑啉衍生物B构成。

所述的咪唑啉衍生物B，为十烷基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、十二烷基咪唑啉、十三烷基咪唑啉和十四烷基咪唑啉中的一种或多种。

所述的烷基季铵盐，为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或两种。

本发明的用于油田回注水的多功能水处理剂，适用于无氧体系的油田回注水处理，同时对于含CO₂和H₂S的回注水也有非常好的效果。使用时，回注水水质无需做任何预处理，只需将制备好的多功能水处理剂按所需浓度加入回注水系统的管网中即可。

本发明的用于油田回注水的多功能水处理剂，具有以下优点：

1、属于无磷配方，使用过程中不易形成磷酸钙垢，且排放水中磷含量远低于国家标准，属于环境友好型水处理剂；

2：将生化技术及表面技术与传统的水质稳定技术相结合，通过大量的实验室试验更改药剂的复配组份，最终试剂配方配伍性良好，有助于各组份高效发挥其作用；

3：通过大量的实验室试验，将阻垢、缓蚀、杀菌各种组份高效复配在同一试剂中，通过较少用量即可完成对回注水的多方面处理，且配置简单、使用方便，有效地降低了油田的生产成本；

4：同时具有净化水质功能，解决了由于回注水恶化造成的一系列危害油田正常运行的问题，对环境保护也有很大的促进作用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的用于油田回注水的多功能水处理剂做出详细说明。

本发明的用于油田回注水的多功能水处理剂，是由阻垢组份、缓蚀组份和杀菌组份构成，其中，所述的阻垢组份为该多功能水处理剂重量的13％～27％，所述的缓蚀组份为该多功能水处理剂重量的21％～41％，所述杀菌组份为该多功能水处理剂重量的18％～40％，该多功能水处理剂中阻垢组份、缓蚀组份和杀菌组份以外的组份为去离子水。

其中，所述的阻垢组份是由占该多功能水处理剂总重量8％～15％的聚马来酸酐和5％～12％的葡萄糖酸钠构成；所述的缓蚀组份由占该多功能水处理剂总重量15％～25％的咪唑啉衍生物A、3％～8％的有机胺盐和3％～8％的聚环氧乙烷十八胺构成，该缓蚀组份里所述的咪唑啉衍生物A为十七烷基咪唑啉或十八烷基咪唑啉中的一种或两种；所述的杀菌组份由占该多功能水处理剂总重量10～25％的烷基季铵盐和8％～15％的咪唑啉衍生物B构成，该杀菌组份里所述的咪唑啉衍生物B，为十烷基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、十二烷基咪唑啉、十三烷基咪唑啉和十四烷基咪唑啉中的一种或多种，所述的烷基季铵盐，为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或两种。

本发明的用于油田回注水的多功能水处理剂，所用的原料均为市售工业产品，可用常规方法制备，各组分加料次序并不重要，一般复配时可在常温下将各组份按比例加入容器中，搅拌均匀即得所需产品。

下面给出的实施例使用两种方法：

1.静态挂片试验：

参照中华人民共和国石油天然气行业标准评价方法标准SY/T5273-2000《油田采出水用缓蚀剂性能评价方法》，在腐蚀体系中加入缓蚀剂，放入试片，在40℃下浸置72h，计算腐蚀速率和缓蚀率。

2.动态高压挂片试验：

利用高压釜，在温度为40℃、CO2分压力为0.007MPa、搅拌速度为300r/min的条件下，测量了挂片在腐蚀介质中经过24h后的腐蚀失重，并计算腐蚀速率和缓蚀率。

3.静态阻垢试验：

参照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 5673-93《油田用防垢剂性能评定方法》，在试验水质中加入阻垢试剂，在控温烤箱70±2℃恒温25h，并计算防垢率。

实施例1：

用于油田回注水的多功能水处理剂-1的制备：将15％聚马来酸酐，5％葡萄糖酸钠，10％十七烷基咪唑啉，10％十八烷基咪唑啉，5％十八胺，6％聚环氧乙烷十八胺，20％十二烷基二甲基苄基氯化铵，5％十烷基咪唑啉，5％十一烷基咪唑啉，5％十二烷基咪唑啉，14％去离子水在室温下置于容器中搅拌均匀，即得本发明的多功能水处理剂。

将此多功能水处理剂-1在番禺回注水水质进行实验，水质情况如下：

项目	Cl-(mg/L)	Ca2+(mg/L)	Mg2+(mg/L)	总碱(mmol/L)
					结果	19000	1080	224.06	6.54

将用于油田回注水的多功能水处理剂-1药剂按30ppm加入到上述水质中，进行静态挂片试验，A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0023mm/a，相对缓蚀率为99.56％；动态挂片试验A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0088mm/a；相对缓蚀率为93.67％mm/a；静态阻垢试验的相对防垢率为96.3％。

实施例2：

用于油田回注水的多功能水处理剂-2的制备：将10％聚马来酸酐，8％葡萄糖酸钠，18％十八烷基咪唑啉，4％六亚甲基四胺，6％聚环氧乙烷十八胺，20％十二烷基二甲基苄基氯化铵，5％十烷基咪唑啉，5％十一烷基咪唑啉，5％十二烷基咪唑啉，19％去离子水在室温下置于容器中搅拌均匀，即得本发明的多功能水处理剂。

将此多功能水处理剂-2在西江水质进行实验，水质情况如下：

项目	Cl-(mg/L)	Ca2+(mg/L)	Mg2+(mg/L)	总碱(mmol/L)
					结果	16000	720	193.06	14.52

将用于油田回注水的多功能水处理剂-2药剂按30ppm加入到上述水质中，进行静态挂片试验，A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0028mm/a，相对缓蚀率为98.51％；动态挂片试验A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0109mm/a；相对缓蚀率为94.97％mm/a；静态阻垢试验的相对防垢率为95.8％。

实施例3：

用于油田回注水的多功能水处理剂-3的制备：将15％聚马来酸酐，5％葡萄糖酸钠，5％十七烷基咪唑啉，20％十八烷基咪唑啉，5％十八胺，6％聚环氧乙烷十八胺，15％十二烷基二甲基苄基氯化铵，5％十四烷基二甲基苄基氯化铵，4％十三烷基咪唑啉，4％十四烷基咪唑啉，16％去离子水在室温下置于容器中搅拌均匀，即得本发明的多功能水处理剂。

将此多功能水处理剂在国外某水水质进行实验，水质情况如下：

项目	Cl-(mg/L)	Ca2+(mg/L)	Mg2+(mg/L)	总碱(mmol/L)
					结果	19000	1225.9	318.3	11.8

将用于油田回注水的多功能水处理剂-3药剂按30ppm加入到上述水质中，进行静态挂片试验，A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0033mm/a，相对缓蚀率为97.96％；动态挂片试验A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0118mm/a；相对缓蚀率为92.67％mm/a，；静态阻垢试验的相对防垢率为97.1％。

实施例4：

用于油田回注水的多功能水处理剂-4的制备：将8％聚马来酸酐，10％葡萄糖酸钠，22％十八烷基咪唑啉，5％十八胺，6％聚环氧乙烷十八胺，20％十二烷基二甲基苄基氯化铵，5％十四烷基二甲基苄基氯化铵，6％十三烷基咪唑啉，6％十四烷基咪唑啉，12％去离子水在室温下置于容器中搅拌均匀，即得本发明的多功能水处理剂。

将此多功能水处理剂在康菲水水质进行实验，水质情况如下：

项目	Cl-(mg/L)	Ca2+(mg/L)	Mg2+(mg/L)	总碱(mmol/L)
					结果	17800	97.3	80.4	44.7

将用于油田回注水的多功能水处理剂-4药剂按30ppm加入到上述水质中，进行静态挂片试验，A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0047mm/a，相对缓蚀率为98.96％；动态挂片试验A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0078mm/a；相对缓蚀率为95.60％mm/a；静态阻垢试验的相对防垢率为98.9％。

实施例5：

用于油田回注水的多功能水处理剂-5的制备：将8％聚马来酸酐，10％葡萄糖酸钠，8％十七烷基咪唑啉，10％十八烷基咪唑啉，4％十八胺，6％聚环氧乙烷十八胺，20％十二烷基二甲基苄基氯化铵，7.5％十三烷基咪唑啉，7.5％十四烷基咪唑啉，19％去离子水在室温下置于容器中搅拌均匀，即得本发明的多功能水处理剂。

将此多功能水处理剂在常庆水水质进行实验，水质情况如下：

项目	Cl-(mg/L)	Ca2+(mg/L)	Mg2+(mg/L)	总碱(mmol/L)	S2-(mmol/L)
						结果	12460	-	-	42.22	4.00

将用于油田回注水的多功能水处理剂-5药剂按30ppm加入到上述水质中，进行静态挂片试验，A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0023mm/a，相对缓蚀率为99.56％；动态挂片试验A3碳钢均匀腐蚀速率为0.0088mm/a；相对缓蚀率为93.67％mm/a；静态阻垢试验的相对防垢率为96.7％。

Claims

1.一种用于油田回注水的多功能水处理剂，其特征在于：是由阻垢组份、缓蚀组份和杀菌组份构成，其中，所述的阻垢组份为该多功能水处理剂重量的13％～27％，所述的缓蚀组份为该多功能水处理剂重量的21％～41％，所述杀菌组份为该多功能水处理剂重量的18％～40％，该多功能水处理剂中阻垢组份、缓蚀组份和杀菌组份以外的组份为去离子水。

2.根据权利要求1所述的用于油田回注水的多功能水处理剂，其特征在于，所述的阻垢组份是由占该多功能水处理剂总重量8％～15％的聚马来酸酐和5％～12％的葡萄糖酸钠构成。

3.根据权利要求1所述的用于油田回注水的多功能水处理剂，其特征在于，所述的缓蚀组份由占该多功能水处理剂总重量15％～25％的咪唑啉衍生物A、3％～8％的有机胺盐和3％～8％的聚环氧乙烷十八胺构成。

4.根据权利要求3所述的用于油田回注水的多功能水处理剂，其特征在于，所述的咪唑啉衍生物A为十七烷基咪唑啉或十八烷基咪唑啉中的一种或两种。

5.根据权利要求3所述的用于油田回注水的多功能水处理剂，其特征在于，所指的缓蚀成分中的有机胺盐，为十八胺或者六亚甲基四胺中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的用于油田回注水的多功能水处理剂，其特征在于，所述的杀菌组份由占该多功能水处理剂总重量10～25％的烷基季铵盐和8％～15％的咪唑啉衍生物B构成。

7.根据权利要求6所述的用于油田回注水的多功能水处理剂，其特征在于，所述的咪唑啉衍生物B，为十烷基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、十二烷基咪唑啉、十三烷基咪唑啉和十四烷基咪唑啉中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的用于油田回注水的多功能水处理剂，其特征在于，所述的烷基季铵盐，为十二烷基二甲基苄基氯化铵和十四烷基二甲基苄基氯化铵中的一种或两种。