CN102965090A - 一种缓蚀剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缓蚀剂组合物,包括主剂和复配剂,主剂选自油酸基咪唑啉、环烷基咪唑啉、双环咪唑啉,复配剂选自氨基三亚甲基膦酸、水解聚马来酸酐、聚天冬氨酸钠和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸,其中,主剂与复配剂质量比为1:5~5:1。本发明通过主剂和复配剂以合理比例复配得到缓蚀剂组合物,达到了协同增效的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种缓蚀剂组合物,特别涉及一种油井井筒复配缓蚀剂组合物,属于油田井筒防腐防垢技术领域。
背景技术
油田开发过程中,腐蚀从一开始就伴随着生产,从井底到原油的输送,再到原油的处理。腐蚀结垢已经严重影响了原油的正常生产和输送,给油田造成了巨大的经济损失。采出水中含有H2S、CO2、O2等溶解性气体,以及油、悬浮物、无机离子、细菌(硫酸盐还原菌、腐生菌)等,这些腐蚀介质在较低的含量下就可以腐蚀设备。采出水将腐蚀介质带到集输系统,采出水经过自然沉降、混凝、净化等过程,水中的硫化物、游离CO2、Cl-、矿化度、硫酸盐还原菌等腐蚀介质含量偏高,油田系统受到严重的腐蚀。设备碳钢的腐蚀是非常复杂的,不仅有溶解性气体腐蚀,还有细菌腐蚀、垢下腐蚀及电化学腐蚀等。其中,细菌腐蚀在二次采油过程中较为突出。此外,油井内部压力、温度的不同,使得井筒、油管等处易产生碳酸盐垢,当碳酸盐垢、固体颗粒、泥沙及腐蚀产物等沉积在金属表面后,便形成垢下腐蚀。
油田现场中向油井井筒和集输站设备投加缓蚀剂是治理井筒和集输站设备腐蚀最常见、最有效的方法之一。缓蚀剂可以看作是一种“涂层”,能在金属表面形成一层膜,缓蚀剂的作用保护了集输管线和设备正常运行。目前,国内外油田井筒和集输站主要是含有较高浓度的H2S和CO2,对于这两种腐蚀介质,国内外研究出许多防治H2S和CO2的缓蚀剂,其中以咪唑啉及其衍生物类有机类缓蚀剂最具代表性,其具有无毒、缓蚀效率高、用量小的特点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高效缓蚀性能的适用于油田油井的缓蚀剂组合物,以解决现有缓蚀剂用量大、使用效果差及作用周期短等不足。
基于上述目的,本发明实现过程如下:
一种缓蚀剂组合物,包括主剂和复配剂,主剂选自油酸基咪唑啉、环烷基咪唑啉、双环咪唑啉,复配剂选自氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、水解聚马来酸酐(HPMA)、聚天冬氨酸钠(PASP)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA),其中,主剂与复配剂质量比为1:5~5:1,优选为1:3~3:1。
比较优选的组合方式是:双环咪唑啉与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸;油酸基咪唑啉与水解聚马来酸酐;油酸基咪唑啉与氨基三亚甲基膦酸;油酸基咪唑啉、环烷基咪唑啉与氨基三亚甲基膦酸,其中油酸基咪唑啉与环烷基咪唑啉配比为1:3~3:1;油酸基咪唑啉、双环咪唑啉、氨基三亚甲基膦酸,其中油酸基咪唑啉与双环咪唑啉配比为1:3~3:1。
上述复配剂中最好选用相对分子质量为1000-5000的聚天冬氨酸钠。
上述缓蚀剂组合物的制备方法是将主剂和复配剂混合均匀即可,制备得到的缓蚀剂用于油田油井井筒防腐。
本发明的优点与积极效果:本发明通过主剂和复配剂以合理比例复配得到缓蚀剂组合物,达到了协同增效的作用,本发明缓蚀性能高,与市场上销售的缓蚀剂在相同投加浓度下,进行缓蚀性能评价,试验结果显示复配缓蚀剂在投加浓度在小于100mg/L时,缓蚀率达90%以上,而市售的缓蚀剂KS-1、WK-105在相同的投加浓度下,缓蚀率仅达到58%和66%。
附图说明
图1是未被腐蚀挂片表面情况;
图2是被腐蚀挂片表面情况;
图3是加入缓蚀剂后挂片表面情况。
具体实施方式
实施例1:双环咪唑啉与PBTCA复配
称取2.5g双环咪唑啉与2.5g PBTCA,将两种药剂混合后,定容于1L容量瓶中,待用。
测定了实施例1制备得到的缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率。
试验采用油田采出液作为腐蚀介质,试验挂片为A3碳钢,实验周期为7天,温度设置50oC。待试验结束后,处理挂片,测定其缓蚀率,结果如表1所示。
作为对比,测定了双环咪唑啉或PBTCA单独使用下油井井筒缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率,结果如下:
如图1至3所示,试验结果表明,双环咪唑啉与PBTCA复配后的缓蚀性能比单独使用一种缓蚀剂的效果要好,并且降低了双环咪唑啉的用量。
改变双环咪唑啉与PBTCA的复配比例测定其缓蚀性能,在1:5~5:1范围内,均具有90%以上的缓释效果,其中1:3~3:1效果最佳。
实施例2:油酸基咪唑啉与HPMA复配
分别称取2.5g油酸基咪唑啉和2.5g HPMA,将其混合搅拌,定容于1L容量瓶中,混合后投加浓度为50mg/L。
测定了实施例2制备得到的缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率。
试验采用油田采出液作为腐蚀介质,试验挂片为A3碳钢,实验周期为7天,温度设置50oC。待试验结束后,处理挂片,测定其缓蚀率,结果如表4所示。
作为对比,测定了油酸基咪唑啉或HPMA单独使用下油井井筒缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率,结果如下:
试验结果表明,油酸基咪唑啉与HPMA复配后的缓蚀性能要比单独使用一种缓蚀剂的效果要好,并且降低了使用油酸基咪唑啉的用量。
改变油酸基咪唑啉与HPMA的复配比例测定其缓蚀性能,在1:5~5:1范围内,均具有85%以上的缓释效果,其中1:3~3:1效果最佳。
实施例3:油酸基咪唑啉与ATMP复配
称取4g油酸基咪唑啉与5g ATMP混合均匀,定容于1L容量瓶中待用。其组成是:油酸基咪唑啉40mg/L,ATMP 50mg/L。
测定了上述实施例制备得到的缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率。本发明复配缓蚀剂在投加油酸基咪唑啉40mg/L,ATMP 50mg/L后,缓蚀率为85%。
改变油酸基咪唑啉与ATMP的复配比例测定其缓蚀性能,在1:5~5:1范围内,均具有80%以上的缓释效果,其中1:3~3:1效果最佳。
实施例4:环烷基咪唑啉与PASP复配
称取5g环烷基咪唑啉与1g PASP,混合均匀后定容于1L容量瓶中待用。其组成是:环烷基咪唑啉50mg/L,PASP 10mg/L。
测定了上述实施例制备得到的油井井筒缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率。本发明复配缓蚀剂在投加环烷基咪唑啉50mg/L,PASP 10mg/L后,缓蚀率为88%。
改变环烷基咪唑啉与PASP的复配比例测定其缓蚀性能,在1:5~5:1范围内,均具有83%以上的缓释效果,其中1:3~3:1效果最佳。
实施例5:环烷基咪唑啉与HPMA复配
复配药剂为环烷基咪唑啉与HPMA按质量比1:2混合均匀配制成溶液。
测定了实施例5制备得到的缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率,其结果如表8所示。
作为对比,测定了环烷基咪唑啉单独使用下油井井筒缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率,结果如下:
试验结果表明,环烷基咪唑啉与HPMA复配后的缓蚀性能要比单独使用单一缓蚀剂的效果要好,并且降低了环烷基咪唑啉的使用量。
改变环烷基咪唑啉与HPMA的复配比例测定其缓蚀性能,在1:5~5:1范围内,均具有82%以上的缓释效果,其中1:3~3:1效果最佳。
实施例6:油酸基咪唑啉与双环咪唑啉复配
称取2g油酸基咪唑啉与4g双环咪唑啉,质量比为1:2,将其混合后,定容于容量瓶,待用。
测定了实施例6制备得到的油井井筒缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率,其结果如表10所示。
改变油酸基咪唑啉与双环咪唑啉的复配比例测定其缓蚀性能,在1:3~3:1范围内均具有好的缓释效果。
实施例7:油酸基咪唑啉、ATMP、环烷基咪唑啉复配
称取0.3g油酸基咪唑啉,1g ATMP及0.5g环烷基咪唑啉,将三种药剂混合均匀,定容,待用。
测定了实施例7制备得到的缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率,其结果如表11所示。
实施例8:油酸基咪唑啉、ATMP、双环咪唑啉复配
称取0.5g油酸基咪唑啉,1.5gATMP及0.5g双环咪唑啉,将其混合均匀,定容至1L,待用。
测定了实施例8制备得到的缓蚀剂不同浓度下的缓蚀率,其结果如表12所示。
Claims (10)
1.一种缓蚀剂组合物,包括主剂和复配剂,其特征在于:主剂选自油酸基咪唑啉、环烷基咪唑啉、双环咪唑啉,复配剂选自氨基三亚甲基膦酸、水解聚马来酸酐、聚天冬氨酸钠、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸,其中,主剂与复配剂质量比为1:5~5:1。
2.根据权利要求1所述的缓蚀剂组合物,其特征在于:主剂与复配剂质量比为1:3~3:1。
3.根据权利要求1所述的缓蚀剂组合物,其特征在于:组合物为双环咪唑啉与2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸。
4.根据权利要求1所述的缓蚀剂组合物,其特征在于:组合物为油酸基咪唑啉与水解聚马来酸酐。
5.根据权利要求1所述的缓蚀剂组合物,其特征在于:组合物为油酸基咪唑啉与氨基三亚甲基膦酸。
6.根据权利要求1所述的缓蚀剂组合物,其特征在于:组合物为油酸基咪唑啉、环烷基咪唑啉与氨基三亚甲基膦酸,其中油酸基咪唑啉与环烷基咪唑啉配比为1:3~3:1。
7.根据权利要求1所述的缓蚀剂组合物,其特征在于:组合物为油酸基咪唑啉、双环咪唑啉、氨基三亚甲基膦酸,其中油酸基咪唑啉与双环咪唑啉配比为1:3~3:1。
8.根据权利要求1所述的缓蚀剂组合物,其特征在于:聚天冬氨酸钠的相对分子质量为1000-5000。
9.权利要求1所述缓蚀剂组合物的制备方法,其特征在于:将主剂和复配剂混合均匀即可。
10.权利要求1所述的缓蚀剂组合物在油田油井井筒防腐中的应用。
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