CN103409122B - 一种水溶性抗硫化氢用缓蚀剂 - Google Patents

一种水溶性抗硫化氢用缓蚀剂 Download PDF

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本发明公开了一种水溶性抗硫化氢用缓蚀剂，涉及油田用化学药剂配方技术领域，其组成和质量浓度为20%～30%的十七烷基羟乙基咪唑啉、10%～20%的苯甲酸钠、5%～10%的七水合硫酸锌，5%～10%的钼酸钠和30%～60%的水。该缓蚀剂具有用量小、成本低、对环境无污染等特点，在水相中保护效果良好，同时具有好的抑制H2S引起的氢脆的能力，并和油田用常规化学药剂有很好的配伍性。

Description

一种水溶性抗硫化氢用缓蚀剂
技术领域
本发明涉及油田用化学药剂配方技术领域，主要用于减缓含有硫化氢、硫化物的高矿化度油田采出水对油井井筒的腐蚀。
背景技术
长庆油田部分区块硫化氢含量高，硫化氢不仅导致金属材料突发性的硫化物应力开裂，造成巨大的经济损失，而且硫化氢的毒性还造成环境污染，直接威胁人身安全。因此针对长庆油气田硫化氢的腐蚀特点与问题，急需系列开发适合长庆油气田现状的高效抗硫缓蚀剂，解决长庆油田油气井及集输系统富硫环境下的腐蚀问题。
公开号为CN102344789A，公开日为2012年2月8日的中国专利文献公开了一种用于油气井管道及设备的防硫化氢的缓蚀剂，原料以重量份数配制，由改性咪唑啉40-60份、丙烯酸-丙烯酸羟丙酯3-7份、水解聚马来酸3-7份、复合敏化乳化剂35-45份组成；其中改性咪唑啉的制备：向反应釜投加月桂酸676kg、二乙烯三胺260kg，搅拌升温至140℃，慢慢升温至230℃，真空度保持在-0.018MPA，反应4小时，降温70℃以下，出料得中间体；将中间体改性：向反应釜投加乙醇100kg、中间体385kg，搅拌升温至40℃；再将235kg二硫化碳加入到280kg的乙醇中，混合缓慢滴加到反应釜中，滴加时间为2小时，温度在50℃，反应15小时，放空降温即得产品；将三乙醇胺与聚氧乙烯壬基酚醚混合；将丙烯酸-丙烯酸羟丙酯与水解聚马来酸混合；制备:将上述物料置于反应釜中加水搅拌，温度20-35℃，时间50-70分钟，成粘稠物即得该剂。
但以上述专利文献为代表的现有技术，其具有如下不足：
1、组分较为复杂，特别是需要制备改性咪唑啉，无法直接利用现有产品进行制备；
2、上述发明缓蚀剂的现场加药量大，加药量超过1000mg/L时，才能对井下管柱起保护作用；
3、上述发明缓蚀剂仅适用于低温腐蚀环境，在油气井高温（≥120℃）腐蚀环境中应用易失效；
4、采用上述专利文献应用到油井井筒中，其实际使用过程中，其在含硫腐蚀介质中缓蚀性能并不理想，缓蚀率较低。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术中所存在的缺陷，提供一种水溶性抗硫化氢用缓蚀剂，本发明能够有效预防H2S及硫化物对井筒和集输管线的腐蚀，能够很好地分布于水相中，以确保有效成分能够完全分布于介质中；具有用量小、成本低、对环境无污染等特点，在水相中保护效果良好，同时具有好的抑制H2S引起的氢脆的能力，并和油田用常规化学药剂有很好的配伍性。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种水溶性抗硫化氢用缓蚀剂，其特征在于：以重量百分比计，其组分和配比如下：
咪唑啉衍生物            20%～30%；
钠盐                    10%～20%；
无机锌盐                5%～10%；
钼酸盐                  5%～10%；
溶剂                    30%～60%。
其中咪唑啉衍生物为十七烷基羟乙基咪唑啉，钠盐为苯甲酸钠，无机锌盐为七水合硫酸锌，钼酸盐为钼酸钠，溶剂为水。
将上述各组分按配比混合搅拌均匀即可制得上述水溶性缓蚀剂。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
1、本发明采用咪唑啉衍生物20%～30%；钠盐10%～20%；无机锌盐5%～10%；钼酸盐5%～10%；溶剂30%～60%这样的组分制备出的缓蚀剂属于水溶性，稳定易溶、成膜致密，与其它化剂配伍性好，在金属表面有较强的吸附性。经过实验对比（参照具体实施方式表格部分），向采出水中加入100 mg/L即可有效抑制油井井筒腐蚀，缓蚀率达到85%以上，该缓蚀剂可应用于油气井井筒高温、高含硫腐蚀环境。
2、本发明中采用的咪唑啉衍生物为十七烷基羟乙基咪唑啉，所采用的钠盐为苯甲酸钠，所采用的无机锌盐为七水合硫酸锌，所采用的钼酸盐为钼酸钠，所采用的溶剂为水。这样特定组分的选择使得各组分间配伍性良好，协同增效，提高了缓蚀率。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明，需要说明的是下述的实例仅仅是本发明其中的例子，不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
实施例1
将20g十七烷基羟乙基咪唑啉、20g苯甲酸钠、10g七水合硫酸锌、10g钼酸钠、40g水相互混合，均匀搅拌，制得水溶性缓蚀剂1。
实施例2
将25g十七烷基羟乙基咪唑啉、15g苯甲酸钠、10g七水合硫酸锌、10g钼酸钠、30g水相互混合，均匀搅拌，制得水溶性缓蚀剂2。
实施例3
将30g十七烷基羟乙基咪唑啉、20g苯甲酸钠、10g七水合硫酸锌、10g钼酸钠、30g水相互混合，均匀搅拌，制得水溶性缓蚀剂3。
为验证本发明提供缓蚀剂抑制含硫采出液腐蚀效果，参照石油天然气行业标准SY/T5273-2000《油田采出水用缓蚀剂性能评价方法》，室内采用动态失重法，模拟现场腐蚀环境评价缓蚀剂的缓蚀性能。实验用腐蚀介质为高矿化度钻井液（现场取样）总矿化度为3.0×104mg/L，Cl-含量为2.0×104mg/L，硫化氢：200mg/L，实验材质为钢制试片(型号：J55、规格：40mm×13mm×2mm)，实验结果见下表。
失重法评价不同缓蚀剂试验数据表
如上表所示，不同比例三种缓蚀剂配方1、2、3，在含硫腐蚀介质中表现出较好的缓蚀性能，缓蚀剂加量为100mg/L时，缓蚀率均大于85%。
本发明的加注方法是：
（1）当原油中含水率超过30%时，应该考虑使用水溶性缓蚀剂。
（2）选择缓蚀剂注入的方法及注入位置。
（3）首先进行预膜处理，使之在金属表面形成均匀的保护膜（约76μm），随后转入正常加注，以维护缓蚀剂膜的完整性。
现场应用：
自2005年以来，缓蚀剂先后在长庆油田第一采油厂试验和应用600余井次，取得了很好的试验效果。加药后，张渠区块的检泵周期由2005年的179天增加至2007年的355天。抽油杆断脱次数和油杆更换长度也均有很大程度的下降。生产井抽油杆断裂次数由2005年的62次减少为2007年的27次。其他杆柱故障的发生次数均有下降。其他区块的检泵周期、抽油杆断脱次数均有很大程度的下降，相应的减少了大量的维修费用，同时也降低了劳动强度。

Claims (1)

1.一种水溶性抗硫化氢用缓蚀剂，其特征在于：以重量百分比计，其组分和配比如下：
咪唑啉衍生物            20%～30%；
钠盐                    10%～20%；
无机锌盐                5%～10%；
钼酸盐                  5%～10%；
溶剂                    30%～60%；
所述咪唑啉衍生物为十七烷基羟乙基咪唑啉；
所述钠盐为苯甲酸钠；
所述无机锌盐为七水合硫酸锌；
所述钼酸盐为钼酸钠；
所述溶剂为水。
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