CN105199697A

CN105199697A - 一种油井固体阻垢缓蚀剂及其制备方法

Info

Publication number: CN105199697A
Application number: CN201510696426.XA
Authority: CN
Inventors: 姚光源; 魏清; 张迪彦; 王惠; 章甦; 王宁; 马浴铭
Original assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Energy Technology and Services Ltd; CNOOC Tianjin Chemical Research and Design Institute Co Ltd
Current assignee: CNOOC Energy Technology and Services Ltd; CNOOC Tianjin Chemical Research and Design Institute Co Ltd
Priority date: 2015-10-22
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2015-12-30

Abstract

本发明涉及一种油井固体阻垢缓蚀剂及其制备方法；它是由下述质量配比的原料合成的：阻垢缓蚀剂20～50％；阻垢缓蚀剂缓释材料5～40％；增重剂2～25％以及固化基质20～40％。具体制备工艺如下：先将阻垢缓蚀剂和缓释材料搅拌均匀后，制成一种缓释型阻垢缓蚀剂，然后将缓释型阻垢缓蚀剂、增重剂等按照一定的比例分散到亲水骨架的固化基质中，最后倒入模具冷却成型得实心柱状体成品。本固体缓蚀剂操作简单，施工方便，缓蚀率高，缓蚀周期长，极大的延长油井设备的使用寿命，具有较大的社会和经济效益。

Description

一种油井固体阻垢缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油井固体阻垢缓蚀剂及其制备方法，具体地，涉及地下油井井筒防腐用的固体缓蚀剂以及制备方法。

背景技术

在油田开发过程中，油井投加缓蚀剂是常用的一种防腐措施。采用的液体缓蚀剂，存在以下问题：一是大多数油田采用加入阻垢缓蚀剂的方法进行处理，但加入的多为液体剂型，药剂尚未充分发挥作用，就随水流走，阻垢缓蚀的效果不好。二是液体缓蚀剂的加注需要加药泵等设备，越深的油井使用就很不方便；三是液体缓蚀剂在油管壁上易粘附，造成不必要的损失。

针对上述问题研制的长效固体缓释性缓蚀剂，具有以下优点：1)采用直接投加方式，不需使用加药泵等设备；2)缓蚀剂在井内缓慢释放有效成份，延长阻垢剂使用时间及其阻垢作用发挥，从而达到长时间保护的目的；3)缓蚀剂有效成份可全部到达井底，不会粘附于油管壁上。因此，缓释型固体缓蚀剂比液体缓蚀剂可以起到更为有效、经济、方便的效果。

专利CN104099075A由下述质量配比的原料合成的：改进松香47～50％，多元醇15～16.5.主剂31～35，增韧剂1～3％，硫酸钡1.5～3％。专利第2011101842号中原料配比主要为硬脂酸4％～8％，硬脂酸钙8％～16％，缓蚀剂38～44％、表面活性剂38～44％和微生物，其中微生物的质量是前四种组分总质量的2％；中国专利第200910031813号中原料为天津若丁、乌洛托品、硫脲、苯丙三氮唑和表面活性剂复配在一起粉碎搅拌而成，其重量百分含量分别为：50～80％、10～20％、5～10％、1～5％。CN103937477A中固体缓蚀剂胶囊由具有发达孔道的海藻酸钙做为载体，存在于载体孔道中占胶囊总质量百分比10％～65％的加重剂，和存在于载体孔道中占胶囊总质量百分比20％～80％的固态缓蚀剂构成，其中所述加重剂采用BaSO₄、钛铁粉、菱铁粉、CaCO₃或者锌粉、铁粉等金属粉；缓蚀剂为油田用常规液体缓蚀剂，制备成胶囊后液态缓蚀剂被固化。

发明内容

本发明克服现有技术的上述不足，针对地下油井井筒防腐开发的固体阻垢缓蚀剂。

本发明涉及一种油井固体阻垢缓蚀剂及其制备方法；它是先将阻垢缓蚀剂和缓释材料搅拌均匀后，制成一种缓释型阻垢缓蚀剂，然后将缓释型阻垢缓蚀剂、增重剂等按照一定的比例分散到亲水骨架的固化基质中，最后倒入模具冷却成型得实心柱状体成品。

本发明中所述的固体缓蚀剂组份和含量(以重量百分含量记)如下：

其中所述的阻垢缓蚀剂为有机膦类阻垢缓蚀剂：如羟基乙叉二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMPA)、乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)或:2-羟基膦酰基乙酸(HPAA)等。

阻垢缓蚀剂缓释材料为含有甲氧基和羟丙氧基基团的烷基羟烷基纤维素醚；优选羟丙基甲基纤维素(HPMC)。HPMC是由含有甲氧基和羟丙氧基基团的烷基羟烷基纤维素醚组成，具有高亲水性，当它与水接触时会迅速地水合；另一方面，由于羟丙基是亲水性的，而甲氧基是疏水性的，因此所含羟丙基与甲氧基的比例不同，会影响聚合物与水作用的程度。本发明利用这一特性会影响水在凝胶层的运动及水溶性阻垢缓蚀剂的释放速度。

所述的增重剂为氯化锌、硫酸锌、葡萄糖酸锌、柠檬酸锌、或乳酸锌，优选为硫酸锌；

所述的固化基质为分子量是2000～20000的聚乙二醇，优选分子量是20000的聚乙二醇。

本发明还提供了上述固体阻垢缓蚀剂的制备方法是：首先制备固体骨架阻垢缓蚀剂，在密闭反应器中，加入有机膦类阻垢缓蚀剂、硬脂酸，搅拌条件下加入30wt％的氢氧化钠水溶液，升温至50～90℃反应1～3小时，待反应液pH值至中性，保温待用；然后将缓释材料羟丙基甲基纤维素投加到反应液中，保温反应0.2-1小时，最后将增重剂硫酸锌及固化基质聚乙二醇加入到反应器中，继续保温反应0.2-1小时，最后倒入模具冷却成型得实心柱状体油井固体阻垢缓蚀剂。

本发明的有益效果是：产品采用在常压下合成工艺，采用有机膦类阻垢缓蚀剂、硬脂酸与碱反应，将有机膦均匀分散在在硬脂酸钠皂上，可以将含有一定水分的有机膦阻垢缓蚀剂转化为固体骨架缓蚀剂主剂，不需要特别的烘干除水工艺，从而能大大降低生产能耗。本发明采用羟丙基甲基纤维素控制药剂有效成分的溶出速度。通过该工艺制备的药剂不仅具有很强的阻垢缓蚀性能，而且药剂在井内缓慢释放有效成份，延长阻垢剂使用时间及其阻垢作用发挥，从而达到长时间保护的目的。因此，本发明固体阻垢缓蚀剂比液体缓蚀剂的效果更为有效、经济、方便。

具体实施方式

实施例1

油井固体阻垢缓蚀剂的制备：密闭反应器中，加入40gHEDP后，加入5.68g的硬脂酸，和30％液体氢氧化钠3g充分搅拌，升温至80℃反应3小时后，加入8gHPMC，保温反应0.5小时，最后将3g硫酸锌及30g聚乙二醇(分子量20000)加入反应器中，继续保温反应0.5小时，最后倒入模具冷却成型得实心柱状体成品A。

实施例2

油井固体阻垢缓蚀剂的制备：密闭反应器中，加入40gATMP后，加入5.68g的硬脂酸，和30％液体氢氧化钠3g充分搅拌，升温至80℃反应3小时后，加入8gHPMC，保温反应0.5小时，最后将3g硫酸锌及30g聚乙二醇(分子量20000)加入反应器中，继续保温反应0.5小时，最后倒入模具冷却成型得实心柱状体成品B。

实施例3

油井固体阻垢缓蚀剂的制备：密闭反应器中，加入20gHEDP和20gATMP后，加入5.68g的硬脂酸，和30％液体氢氧化钠3g充分搅拌，升温至80℃反应3小时后，加入8gHPMC，保温反应0.5小时，最后将3g硫酸锌及30g聚乙二醇(分子量20000)加入反应器中，继续保温反应0.5小时，最后倒入模具冷却成型得实心柱状体成品C。

对本发明的实施例制备的长效油井固体缓蚀剂缓蚀性能测试，具体数据参考表1所示：

表1固体缓蚀剂缓蚀性能测试数据

备注：评价方法为《油田水处理用缓蚀阻垢剂技术要求》)(Q/SY126-2005)，采用含H₂S(500mg/L)和CO₂(250mg/L)水样评价。

从表1可以看出，本发明制备的长效油井固体阻垢缓蚀剂，可缓慢释放有效成份，将腐蚀速率控制在0.076mm/a以内。

Claims

1.一种油井固体阻垢缓蚀剂，其特征在于：它是由下述质量配比的原料合成：阻垢缓蚀剂，20～50％；阻垢缓蚀剂缓释材料，5～40％；增重剂，2～25％；固化基质，20～40％；

其中所述的阻垢缓蚀剂是由有机膦类的阻垢缓蚀剂、硬脂酸和氢氧化钠合成而得；所述的阻垢缓蚀剂缓释材料为含有甲氧基和羟丙氧基基团的烷基羟烷基纤维素醚；所述的增重剂为氯化锌、硫酸锌、葡萄糖酸锌、柠檬酸锌、或乳酸锌；所述的固化基质为分子量是2000～20000的聚乙二醇。

2.根据权利要求1所述的油井固体阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述的有机膦类的阻垢缓蚀剂为羟基乙叉二膦酸、氨基三亚甲基膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸钠或:2-羟基膦酰基乙酸；所述的阻垢缓蚀剂缓释材料为羟丙基甲基纤维素；所述的增重剂为硫酸锌；所述的固化基质为分子量是20000的聚乙二醇。

3.一种权利要求1所述的油井固体阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括步骤：首先制备固体骨架阻垢缓蚀剂，在密闭反应器中，加入有机膦类阻垢缓蚀剂、硬脂酸，搅拌条件下加入质量浓度30％的氢氧化钠水溶液，升温至50～90℃反应1～3小时，待反应液pH值至中性，保温待用；然后将缓释材料羟丙基甲基纤维素投加到反应液中，保温反应0.2-1小时，最后将增重剂硫酸锌及固化基质聚乙二醇加入到反应器中，继续保温反应0.2-1.0小时，最后倒入模具冷却成型得实心柱状体油井固体阻垢缓蚀剂。