CN104528965A - 一种海上油田水处理用复配型防垢剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种海上油田水处理用复配型防垢剂及其制备方法。本发明属于油田污水处理技术领域。海上油田水处理用复配型防垢剂，为水溶液，含有丙烯酸甲酯、马来酸酐和羧基亚乙基二磷酸；丙烯酸甲酯为质量分数80％的乙醇溶液，与马来酸酐的重量比为1－4:1，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为1:1－3；过硫酸钾作为引发剂，在90－100℃聚合反应制成。海上油田水处理用复配型防垢剂的制备方法：在搅拌下升温将马来酸酐溶解在蒸馏水中，滴加丙烯酸甲酯溶液和引发剂过硫酸钾，滴加完成后升温至90－100℃，聚合反应0.5－1.5h，加入羧基亚乙基二磷酸，搅拌1.5－2.5h，冷至常温。本发明具有配方简单、配制方便、成本低廉、防垢率高、使用量低、副作用小等优点。

Description

一种海上油田水处理用复配型防垢剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油田污水处理技术领域，特别是涉及一种海上油田水处理用复配型防垢剂及其制备方法。
背景技术
目前，在油田水系统中，结垢是水质控制中遇到的最严重的问题之一。结垢可以发生在地层、井筒或地面的各个部位，有些井和油层由于垢在井筒炮眼的生产层沉积而过早地废弃；结垢也可以发生在砾石充填层、井下泵、油管管柱、油嘴及储油设备、集输管线等设备及水处理系统的任何部位。结垢会给油田生产带来严重危害；因为水垢属于热的不良导体，水垢的形成大大降低了传热效果；油层及近井地带结垢，会堵塞油气通道，降低油层渗透率，使油井产量下降。水垢的沉积会引起设备和管线的局部腐蚀，在短期内穿孔而破坏；水垢还会降低水流截面积，增大了水流阻力和输送能量，大量增加了清洗费用和检修时间。注水系统结垢，使注水压力上升，能耗增加而生产能力降低。
油田结垢主要有两大原因：一是地层水含有高浓度易结垢盐离子，在采油过程中压力、温度或水成分变化改变了原先的化学平衡而产生垢，主要垢成分是碳酸钙、可混有碳酸镁、硫酸钙等。二是两种或两种以上不相容的水混合，结垢离子相互作用而生成垢，最为常见的有硫酸钡和硫酸锶垢。特别是海上油田注海水开采过程中，地层水常含有钡锶离子，而海水含有大量的硫酸根离子，两者混合产生难溶的硫酸钡锶垢。而防垢剂主要通过螯合增溶原理，与水中的成垢阳离子形成稳定的可溶络合物，使盐生成垢的可能性减小。现有的通常所采用的防垢剂存在用量大，防垢率低、副作用大等缺点。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种海上油田水处理用复配型防垢剂及其制备方法。
本发明海上油田水处理系统用防垢剂，以蒸馏水为溶剂，其中丙烯酸甲酯(质量分数为80％的乙醇溶液)与马来酸酐的重量比为(2-4):(1-2)，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为(1-2):(2-3)，引发剂过硫酸钾为丙烯酸甲酯质量的8％，反应温度为90-100℃，反应时间为3h，之后充分冷凝至常温。海上油田水处理系统用防垢剂，采用聚合丙烯酸酯和马来酸酐再与羧基亚乙基二磷酸复配的方式制成。
本发明的目的之一是提供一种具有配方简单、配制方便、成本低廉、性能稳定、防垢率高、使用量低、副作用，能有效防止污水中的碳酸钙、硫酸钡和硫酸锶等垢生成，避免出现结垢对管道和设备的堵塞等特点的海上油田水处理用复配型防垢剂。
本发明海上油田水处理用复配型防垢剂所采取的技术方案是：
一种海上油田水处理用复配型防垢剂，其特点是：海上油田水处理用复配型防垢剂为水溶液，含有丙烯酸甲酯、马来酸酐和羧基亚乙基二磷酸；丙烯酸甲酯为质量分数80％的乙醇溶液，与马来酸酐的重量比为1－4:1，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为1:1－3；过硫酸钾作为引发剂，在90－100℃条件下聚合反应得到的海上油田水处理用复配型防垢剂。
本发明海上油田水处理用复配型防垢剂还可以采用如下技术方案：
所述的海上油田水处理用复配型防垢剂，其特点是：丙烯酸甲酯、马来酸酐和羧基亚乙基二磷酸占溶液重量的35－45％，引发剂过硫酸钾为丙烯酸甲酯质量的8％。
本发明的目的之二是提供一种具有工艺简单、配制方便、产品性能稳定、防垢率高、使用量低、副作用，能有效防止污水中的碳酸钙、硫酸钡和硫酸锶等垢生成，避免出现结垢对管道和设备的堵塞等特点的海上油田水处理用复配型防垢剂的制备方法。
本发明海上油田水处理用复配型防垢剂的制备方法所采取的技术方案是：
一种海上油田水处理用复配型防垢剂的制备方法，其特征点：海上油田水处理用复配型防垢剂的制备过程：在搅拌下升温将马来酸酐溶解在蒸馏水中，滴加丙烯酸甲酯溶液和引发剂过硫酸钾，丙烯酸甲酯为质量分数80％的乙醇溶液，与马来酸酐的重量比为1-4:1，过硫酸钾为丙烯酸甲酯质量的8％，滴加完成后升温至90－100℃，聚合反应0.5－1.5h，加入羧基亚乙基二磷酸，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为1:1-3，搅拌1.5－2.5h，冷凝至常温得到海上油田水处理用复配型防垢剂。
本发明具有的优点和积极效果是：
海上油田水处理用复配型防垢剂及其制备方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明配方简单、配制方便、成本低廉、性能稳定、防垢率高、使用量低、副作用等优点；能有效防止污水中的碳酸钙、硫酸钡和硫酸锶等垢生成，避免出现结垢对管道和设备的堵塞。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：
实施例1
一种海上油田水处理用复配型防垢剂SIW-101、制备方法与应用：
海上油田水处理用复配型防垢剂组分配比(以重量计)：丙烯酸甲酯与马来酸酐的重量比为2:1，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为1:2，三种物质总和占溶液重量百分比浓度为40％；引发剂过硫酸钾为丙烯酸甲酯质量的8％。
海上油田水处理用复配型防垢剂制备方法：将马来酸酐加入蒸馏水中，在搅拌下升温至马来酸酐溶解后，开始滴加丙烯酸甲酯溶液和过硫酸钾，滴加完成后升温至90度，聚合反应1h，在加入羧基亚乙基二磷酸，充分搅拌2h后冷凝至常温。
实验对象：某海上平台水系统核桃壳过滤器入口水样，水中垢样主要为碳酸钙、硫酸钡、硫酸锶以及很少量的硫酸钙。
实验方法：取100ml实验水样，加入不同浓度的阻垢剂SIW-101，摇晃均匀后，按照静态防垢评价方法，计算防垢率。
结果见表1。
表1不同浓度防垢剂SIW-101的防垢效果
从表1可以看出，防垢剂SIW-101在较低浓度下具有很强的防垢率，但随着浓度逐渐增加，防垢效果增加并不明显，SIW-101具有明显的溶限效应。
实施例2.
一种海上油田水处理用复配型防垢剂SIW-102、制备方法与应用：
海上油田水处理用复配型组分配比(以重量计)：丙烯酸甲酯与马来酸酐的重量比为3:1，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为1.5:2，三种物质总和占溶液重量百分比浓度为40％；引发剂过硫酸钾为丙烯酸甲酯质量的8％。
海上油田水处理系统用阻垢剂SIW-102的制备方法、实验对象和实验方法与实施例1相同，实验结果见表2。
表2不同浓度防垢剂SIW-102的防垢效果
实施例3.
一种海上油田水处理用复配型防垢剂SIW-103、制备方法与应用：
海上油田水处理用复配型组分配比(以重量计)：丙烯酸甲酯与马来酸酐的重量比为3:2，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为2:3，三种物质总和占溶液重量百分比浓度为40％；引发剂过硫酸钾为丙烯酸甲酯质量的8％。
制备方法、实验对象和实验方法如实施例1，结果见表3。
表3不同浓度防垢剂SIW-103的防垢效果
实施例4.
本发明海上油田水处理系统用防垢剂SIW-102组分配比为(以重量计)：丙烯酸甲酯与马来酸酐的重量比为3:1，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为1.5:2，三种物质总和占溶液重量百分比浓度为40％；引发剂过硫酸钾为丙烯酸甲酯质量的8％。
对比防垢剂：普遍使用的羧基亚乙基二磷酸(HEDP)、乙脒基乙叉二膦酸(AEDP)、氨基三乙酸(NTA)、聚甲基丙烯酸四种药剂。
实验对象和实验方法如实施例1，实验结果见表4。
表4不同浓度及不同防垢剂的效果
从表4可以看出，SIW-102具有明显的溶限和协同效应；在较低浓度下针对碳酸钙、硫酸钡、硫酸锶具有很强的防垢效果，相比其它4种常用防垢剂优势明显。
本实施例具有所述的配方简单、配制方便、成本低廉、性能稳定、防垢率高、使用量低、副作用，能有效防止污水中的碳酸钙、硫酸钡和硫酸锶等垢生成，避免出现结垢对管道和设备的堵塞等积极效果。

Claims (3)

1.一种海上油田水处理用复配型防垢剂，其特征是：海上油田水处理用复配型防垢剂为水溶液，含有丙烯酸甲酯、马来酸酐和羧基亚乙基二磷酸；丙烯酸甲酯为质量分数80％的乙醇溶液，与马来酸酐的重量比为1－4:1，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为1:1－3；过硫酸钾作为引发剂，在90－100℃条件下聚合反应得到的海上油田水处理用复配型防垢剂。
2.根据权利要求1所述的海上油田水处理用复配型防垢剂，其特征是：丙烯酸甲酯、马来酸酐和羧基亚乙基二磷酸占溶液重量的35－45％，引发剂过硫酸钾为丙烯酸甲酯质量的8％。
3.一种海上油田水处理用复配型防垢剂的制备方法，其特征是：海上油田水处理用复配型防垢剂的制备过程：在搅拌下升温将马来酸酐溶解在蒸馏水中，滴加丙烯酸甲酯溶液和引发剂过硫酸钾，丙烯酸甲酯为质量分数80％的乙醇溶液，与马来酸酐的重量比为1-4:1，过硫酸钾为丙烯酸甲酯质量的8％，滴加完成后升温至90－100℃，聚合反应0.5－1.5h，加入羧基亚乙基二磷酸，丙烯酸甲酯与羧基亚乙基二磷酸重量比为1:1-3，搅拌1.5－2.5h，冷凝至常温得到海上油田水处理用复配型防垢剂。
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