CN105176509A - 油田用针对钡锶垢的中性防垢剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了油田用针对钡锶垢的中性防垢剂及其制备方法，该防垢剂G的质量份数组成为：马来酸酐—A50-55份，丙烯酸—B15-30份，丙烯酸甲酯—C15-35份，过硫酸铵—D10份，蒸馏水—E150份，50%的氢氧化钠水溶液F；制备该防垢剂G的方法是：①将A加入到E中，在50℃搅拌均匀，直到A完全水解；②将D加入到E中，均匀混合，直到D完全溶解；③将B和C相混合成的混合液与由步骤②制得的水溶液同时滴加到由步骤①制得的水溶液中，持续滴加15分钟，再升温至85℃反应4小时后得到淡黄色粘稠液体；④用F将由步骤③制得的淡黄色粘稠液体的pH值调节至7，即得到防垢剂G。本发明所提供的中性防垢剂几乎对管线不造成腐蚀，无毒，并且能有效地解决油田井筒以及地层结垢现象严重的问题。

Description

油田用针对钡锶垢的中性防垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及油田盐垢处理技术，特别是油田用针对钡锶垢的中性防垢剂及其制备方法。
背景技术
结垢是油田水水质控制中遇到的最严重的问题之一。结垢过程可发生在地层和井筒的各个部位，也可以发生在设备积水处理系统的任何部位。垢会降低传热效果，也会引起设备和管线的局部腐蚀，同时还会增大水流阻力和输送能量。目前在油田生产过程中最常见且危害最大的垢主要有CaCO3垢、CaSO4垢、BaSO4垢和SrSO4垢，其中的BaSO4垢和SrSO4垢是一种坚硬致密的白色或浅色细颗粒。由于BaSO4垢和SrSO4垢溶度极低，溶解困难，很容易形成沉淀，沉淀一旦形成后便很难被清除，因此，有必要采取有效措施防止结垢。使用和研制高效的防垢剂是国内外防垢的主要方法和发展趋势。其中聚合物防垢剂防垢效果好，热稳定性好，无毒，与其它药剂兼容性好，对生态环境污染小，而且兼有优异的缓蚀性能，因此很多油田选择和使用带多种功能团的高效聚合物防垢剂。但是，当含有SO4 2-离子的注入水与地层水中的Ba2+离子、Sr2+离子相遇就会形成BaSO4垢和SrSO4垢，所以对硫酸钡锶垢防垢剂的研究一直是油田防垢技术的重要研究工作之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，几乎对管线不造成腐蚀，无毒，耐温性好，对环境影响小，使用安全，并且能有效地解决油田井筒以及地层结垢现象严重的问题。
本发明的目的是这样实现的：一种油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，该防垢剂G的质量份数组成为：马来酸酐—A50-55份，丙烯酸—B15-30份，丙烯酸甲酯—C15-35份，过硫酸铵—D10份，蒸馏水—E150份，溶质氢氧化钠质量百分含量为50％的氢氧化钠水溶液F。
本发明的目的是这样实现的：一种制备油田用针对钡锶垢的中性防垢剂的方法，其实施步骤依次为：①将A加入到E中，在50℃搅拌均匀，直到A完全水解继而与E形成第一水溶液；②将D加入到E中，均匀混合，直到D完全溶解继而与E形成第二水溶液；③将B和C相混合成的第一混合液与由步骤②制得的第二水溶液同时滴加到由步骤①制得的第一水溶液中，持续滴加15分钟，再将第一混合液、第二水溶液和第一水溶液混合成的第二混合液升温至85℃，使第二混合液反应4小时后得到淡黄色粘稠液体；④用F将由步骤③制得的淡黄色粘稠液体的pH值调节至7，即得到防垢剂G。
本发明主要用于油气田钡锶结垢严重的油田井筒以及输送管线，它有优异的防垢性能。本发明几乎对管线不造成腐蚀，无毒，耐温性好，对环境影响小，使用安全，并且能有效地解决油田井筒以及地层结垢现象严重的问题。
具体实施方式
一种油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，该防垢剂G的质量份数组成为：马来酸酐—A50-55份，丙烯酸—B15-30份，丙烯酸甲酯—C15-35份，过硫酸铵—D10份，蒸馏水—E150份，溶质氢氧化钠质量百分含量为50％的氢氧化钠水溶液F。A、B和C的质量比依次为10-11:3-6:3-7；D和E的质量比依次为1:15。
一种制备油田用针对钡锶垢的中性防垢剂的方法，其实施步骤依次为：①将A加入到E中，在50℃搅拌均匀，直到A完全水解继而与E形成第一水溶液；②将D加入到E中，均匀混合，直到D完全溶解继而与E形成第二水溶液；③将B和C相混合成的第一混合液与由步骤②制得的第二水溶液同时滴加到由步骤①制得的第一水溶液中，持续滴加15分钟，再将第一混合液、第二水溶液和第一水溶液混合成的第二混合液升温至85℃，使第二混合液反应4小时后得到淡黄色粘稠液体；④用F将由步骤③制得的淡黄色粘稠液体的pH值调节至7，即得到防垢剂G。步骤①所用A的纯度级别为分析纯。步骤②所用D的纯度级别为分析纯。步骤③所用B与C的纯度级别均为分析纯。
本发明的实施例包括实施例1至实施例5。
实施例1：一种油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，该防垢剂G1的质量份数组成为：马来酸酐—A55份，丙烯酸—B30份，丙烯酸甲酯—C15份，过硫酸铵—D10份，蒸馏水—E150份，溶质氢氧化钠质量百分含量为50％的氢氧化钠水溶液F，其中A、B、C组成的总单体份数为100。制备防垢剂G1的方法，其实施步骤依次为：①将55份A加入到75份E中，在50℃搅拌均匀，直到A完全水解；②将10份D加入到75份E中，均匀混合，直到D完全溶解；③将30份B和15份C相混合成的混合液与由步骤②制得的水溶液同时滴加到由步骤①制得的水溶液中，滴加15分钟，再升温至85℃，反应4小时后得到淡黄色粘稠液体；④用F将由步骤③制得的淡黄色粘稠液体pH值调节至7，即得到防垢剂G1。
实施例2：一种油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，该防垢剂G2的质量份数组成为：马来酸酐—A55份，丙烯酸—B25份，丙烯酸甲酯—C20份，过硫酸铵—D10份，蒸馏水—E150份，溶质氢氧化钠质量百分含量为50％的氢氧化钠水溶液F，其中A、B、C组成的总单体份数为100。制备防垢剂G2的方法，其实施步骤依次为：①将55份A加入到75份E中，在50℃搅拌均匀，直到A完全水解；②将10份D加入到75份E中，均匀混合，直到D完全溶解；③将25份B和20份C相混合成的混合液与由步骤②制得的水溶液同时滴加到由步骤①制得的水溶液中，滴加15分钟，再升温至85℃，反应4小时后得到淡黄色粘稠液体；④用F将由步骤③制得的淡黄色粘稠液体pH值调节至7，即得到防垢剂G2。
实施例3：一种油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，该防垢剂G3的质量份数组成为：马来酸酐—A53份，丙烯酸—B18份，丙烯酸甲酯—C29份，过硫酸铵—D10份，蒸馏水—E150份，溶质氢氧化钠质量百分含量为50％的氢氧化钠水溶液F，其中A、B、C组成的总单体份数为100。制备防垢剂G3的方法，其实施步骤依次为：①将53份A加入到75份E中，在50℃搅拌均匀，直到A完全水解；②将10份D加入到75份E中，均匀混合，直到D完全溶解；③将18份B和29份C相混合成的混合液与由步骤②制得的水溶液同时滴加到由步骤①制得的水溶液中，滴加15分钟，再升温至85℃，反应4小时后得到淡黄色粘稠液体；④用F将由步骤③得到的淡黄色粘稠液体pH值调节至7，即得到防垢剂G3。
实施例4：一种油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，该防垢剂G4的质量份数组成为：马来酸酐—A52份，丙烯酸—B22份，丙烯酸甲酯—C26份，过硫酸铵—D10份，蒸馏水—E50份，溶质氢氧化钠质量百分含量为50％的氢氧化钠水溶液F，其中A、B、C组成的总单体份数为100。制备防垢剂G4的方法，其实施步骤依次为：①将52份A加入到75份E中，在50℃搅拌均匀，直到A完全水解；②将10份D加入到75份E中，均匀混合，直到D完全溶解；③将22份B和26份C相混合成的混合液与由步骤②制得的水溶液同时滴加到由步骤①制得的水溶液中，滴加15分钟，再升温至85℃，反应4小时后得到淡黄色粘稠液体；④用F将由步骤③制得的淡黄色粘稠液体pH值调节至7，即得到防垢剂G4。
实施例5：一种油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，该防垢剂G5的质量份数组成为：马来酸酐—A50份，丙烯酸—B15份，丙烯酸甲酯—C35份，过硫酸铵—D10份，蒸馏水—E150份，溶质氢氧化钠质量百分含量为50％的氢氧化钠水溶液F，其中A、B、C组成的总单体份数为100。制备防垢剂G5的方法，其实施步骤依次为：①将50份A加入到75份E中，在50℃搅拌均匀，直到A完全水解；②将10份D加入到75份E中，均匀混合，直到D完全溶解；③将15份B和35份C相混合成的混合液与由步骤②制得的水溶液同时滴加到由步骤①制得的水溶液中，滴加15分钟，再升温至85℃，反应4小时后得到淡黄色粘稠液体；④用F将由步骤③制得的淡黄色粘稠液体pH值调节至7，即得到防垢剂G5。
防垢剂性能测定：
(1)防硫酸钡垢性能测定步骤：依据油田用防垢剂性能评定方法行业标准(SY/T5673-93)所配制的两种溶液分别为：H溶液(NaCl：7.50g/L，BaCl2·2H2O：0.66g/L)，I溶液(NaCl：7.50g/L，Na2SO4：0.80g/L)；将实施例1制备的防垢剂G1分别通过E配制成浓度依次为10ppm、20ppm、30ppm和40ppm的溶液，再将浓度为10ppm的溶液G1分别加入到相同体积的H、I两种溶液中，充分混匀后在恒温水浴中70℃预热0.5h，然后将H、I两种溶液充分混匀，接着在烘箱中70℃恒温16h后取出水样测定溶液中的钡离子浓度；重复防硫酸钡垢性能测定步骤依次测出不同加量(浓度)下G2、G3、G4及G5防垢剂各自的防垢率。防垢剂G1-G5各自的防垢率依次为(防硫酸钡垢性能)：G1在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为38％、73％、80％、92％；G2在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为35％、65％、78％、85％；G3在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为9％、41％、58％、62％；G4在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为11％、43％、64％、78％；G5在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为10％、35％、52％、59％。
(2)防硫酸锶垢性能的测定步骤；依据油田用防垢剂性能评定方法行业标准(SY/T5673-93)所配制的两种溶液分别为：J溶液(NaCl：7.50g/L，SrCl2：8.16g/L)，K溶液(NaCl：7.50g/L，Na2SO4：7.31g/L)；将实施例1制备的防垢剂G1分别通过E配制成浓度依次为10ppm、20ppm、30ppm和40ppm的溶液，再将浓度为10ppm的G1溶液分别加入到相同体积的J、K两种溶液中，充分混匀后在恒温水浴中70℃预热0.5h，然后将J、K两种溶液充分混匀，接着在烘箱中70℃恒温16h后取出水样测定溶液中的钡离子浓度；重复防硫酸锶垢性能测定步骤依次测出不同加量(浓度)下G2、G3、G4及G5防垢剂各自的防垢率。防垢剂G1-G5各自的防垢率依次为(防硫酸锶垢性能)：G1在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为36％、55％、79％、88％；G2在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为40％、63％、80％、89％；G3在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为8％、43％、60％、70％；G4在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为10％、46％、62％、78％；G5在加量依次为10ppm、20ppm、30ppm、40ppm时，其防垢率依次为9％、40％、52％、59％。
本发明所提供的防垢剂在加量为30ppm-40ppm范围内对钡锶垢的阻垢率可达到50％以上。本发明成本低于市场同类产品，其原料来源广泛，配制方便。

Claims (6)

1.一种油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，其特征在于：该防垢剂G的质量份数组成为：马来酸酐—A50-55份，丙烯酸—B15-30份，丙烯酸甲酯—C15-35份，过硫酸铵—D10份，蒸馏水—E150份，溶质氢氧化钠质量百分含量为50%的氢氧化钠水溶液F。
2.根据权利要求1所述的油田用针对钡锶垢的中性防垢剂，其特征是：A、B和C的质量比依次为10-11:3-6:3-7；D和E的质量比依次为1:15。
3.一种制备如权利要求1所述的油田用针对钡锶垢的中性防垢剂的方法，其特征在于：其实施步骤依次为：①将A加入到E中，在50℃搅拌均匀，直到A完全水解继而与E形成第一水溶液；②将D加入到E中，均匀混合，直到D完全溶解继而与E形成第二水溶液；③将B和C相混合成的第一混合液与由步骤②制得的第二水溶液同时滴加到由步骤①制得的第一水溶液中，持续滴加15分钟，再将第一混合液、第二水溶液和第一水溶液混合成的第二混合液升温至85℃，使第二混合液反应4小时后得到淡黄色粘稠液体；④用F将由步骤③制得的淡黄色粘稠液体的pH值调节至7，即得到防垢剂G。
4.根据权利要求3所述的制备油田用针对钡锶垢的中性防垢剂的方法，其特征在于：步骤①所用A的纯度级别为分析纯。
5.根据权利要求3所述的制备油田用针对钡锶垢的中性防垢剂的方法，其特征在于：步骤②所用D的纯度级别为分析纯。
6.根据权利要求3所述的制备油田用针对钡锶垢的中性防垢剂的方法，其特征在于：步骤③所用B与C的纯度级别均为分析纯。
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