CN105694836A - 一种转向酸酸化缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

一种转向酸酸化缓蚀剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转向酸酸化缓蚀剂及其制备方法，属于油田化学品的技术领域。本发明按质量百分比该缓蚀剂其组分为季铵盐、辛基酚聚氧乙烯醚、丙炔醇、丁炔二醇、甲基戊炔醇、肉桂醛、甲醇和水。本发明是由复合烷基吡啶，喹啉，氯化苄，乙二醇，水，反应合成季铵盐后，与辛基酚聚氧乙烯醚，甲醇，丙炔醇，肉桂醛，水等进行复配，本发明是为了克服油田转向酸使用过程中现有缓蚀剂技术所存在的配伍性不好，且缓蚀效果不佳等缺点。本工艺路线简单，合成产物没有三废污染，成本低廉，原料易购，方便使用等优点。

Description

一种转向酸酸化缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明属于金属腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种新型高效转向酸酸化缓蚀剂的制备方法及其性能研究，。
背景技术
目前，随着国内外油田不断的勘探和开发，大量深层低渗透油藏被发现并开采，水平井，多层段直井，大斜度井越来越多，具有井段长，不同井段的非均质性强的特性，酸化时均匀布酸困难，很多油气田都需要依靠酸化过程中酸的转向作用来获得更均匀的布酸。但由于酸液的注入会造成井下金属管材的严重腐蚀，从而会导致井下设备发生突发性破裂事故，同时酸溶蚀的金属离子也会对底层产生伤害，严重影响了油田的正常生产。因此，为了提高油气井开发效率，提升采油率，需在注入转向酸工艺施工过程中，注入一种高效的缓蚀剂，在不影响转向酸体系与缓蚀剂的配伍性前提下，能够较好得起到保护金属管道防腐蚀的作用。
现有的常规酸化缓蚀剂，对目前油田采油的转向酸体系会造成极大的影响且缓蚀效果不佳。其主要原因在于常规缓蚀剂中所含的某些表面活性剂、乌洛托品、甲醛、金属盐类以及部分有机溶剂等对转向酸体系本身造成提前增粘或破胶的不可逆破坏，从而阻碍了酸液在岩层中的暂堵效果，影响转向酸在地层中的均匀分布，严重影响油田的采出率。
发明内容
本发明的目的就是为了克服已有技术中的不足之处，而研究的一种针对转向酸的酸化缓蚀剂，其配方及其工艺比较简单，能够在常压下进行制备，对环境无污染，又能有效耐中、低温(90～120℃)的酸化缓蚀剂。
本发明所采用的技术方案
一种转向酸酸化缓蚀剂，按质量百分比该缓蚀剂其组分为：
优选按质量百分比该缓蚀剂其组分为：
所述的辛基酚聚氧乙烯醚型号为OP-10和OP-20。
一种转向酸酸化缓蚀剂的制备方法，具体步骤如下：
(1)将甲醇与辛基酚聚氧乙烯醚混合，水浴温度控制在50～70℃，进行搅拌，使其溶解均一后，加水；
(2)再依次加入丙炔醇，丁炔二醇，甲基戊炔醇和肉桂醛，搅拌均匀；
(3)最后加入季铵盐，水浴控制在50～60℃，搅拌半个小时后，即为转向酸酸化缓蚀剂。
其中，所述季铵盐是通过以下方式制备：
首先按照质量比选取原料如下：
吡啶：30-40％
喹啉：10-20％
氯化苄：28-35％
乙二醇：5-10％
甲醇/乙醇：10-20％
合成步骤：依次投入烷基吡啶，喹啉和乙二醇，与氯化苄反应，120～140℃恒温反应得到产物季铵盐。
优选所述季铵盐是通过以下方法合成的：
首先按照质量比选取原料如下：
烷基吡啶：30％
喹啉：15％
氯化苄：32％
乙二醇：5％
甲醇/乙醇：18％
合成步骤：依次投入烷基吡啶，喹啉和乙二醇，与氯化苄反应，120～140℃恒温反应得到产物季铵盐。
有益效果：
(1)本发明的转向酸酸化缓蚀剂是由烷基吡啶，喹啉，氯化苄，乙二醇，甲醇反应生成的季铵盐，再与辛基酚聚氧乙烯醚，甲醇/乙醇，丙炔醇，丁炔二醇，甲基戊炔醇，肉桂醛，水进行复配，没有三废，工艺简单，原料易购，成本适中，使用方便等优点。
(2)本发明反应条件较佳，常压反应即可，温度为140℃，便于工业化生产。且最终产品再添加多组分能够达到耐高温(120℃)，并适用于15％和20％的盐酸条件下的转向酸体系。
(3)本发明的产品具有配制简单，配伍性好，效果显著，成本适中等特点。
因此，本发明的缓蚀剂有效地解决了油田生产中的现实问题，主要解决了高温条件下，在地下深层开采中使用转向酸酸化所遇到的金属管道腐蚀问题。
具体实施方式
下面将结合具体实例来进一步阐明本发明缓蚀剂，但实例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
季铵盐的制备(质量百分比，下同)
复合烷基吡啶：30％
喹啉：15％
氯化苄：32％
乙二醇：5％
甲醇/乙醇：18％
依次投入烷基吡啶，喹啉和乙二醇，与氯化苄反应，120～140℃保温4h。反应结束后滴加甲醇，并搅拌均匀，直至反应结束，得到产物季铵盐。
季铵盐：15％
辛基酚聚氧乙烯醚：8％
丙炔醇：4.5％
丁炔二醇：6％
甲基戊炔醇：6％
肉桂醛：3％
甲醇：22％
水：34.5％
参照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T5405-1996》方法，采用实施例1制备的缓蚀剂样品在不同盐酸浓度对N80刚试片进行了测试，腐蚀时间为4h，腐蚀温度为90℃，缓蚀剂浓度为1％，转向酸为6％(质量)，多功能添加剂1％。
表1：不同盐酸浓度下得腐蚀速率
评价条件 15％HCI 20％HCI
腐蚀率/(g.m-2.h-1) 2.63 3.54
实施例2
季铵盐的制备(质量百分比，下同)
烷基吡啶：30％
喹啉：15％
氯化苄：32％
乙二醇：5％
甲醇/乙醇：18％
依次投入烷基吡啶，喹啉和乙二醇，与氯化苄反应，120～140℃保温4h。反应结束后滴加甲醇，并搅拌均匀，直至反应结束。得到产物季铵盐。
合成季铵盐：15％
辛基酚聚氧乙烯醚：8％
丙炔醇：4.5％
丁炔二醇：6％
甲基戊炔醇：6％
肉桂醛：3％
甲醇：22％
水：34.5％
参照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T5405-1996》方法，采用实施例2制备的缓蚀剂样品在不同盐酸浓度对N80刚试片进行了测试，腐蚀时间为4h，腐蚀温度为120℃，缓蚀剂浓度为2％，转向酸为6％(质量)，多功能添加剂1％。
表2：不同盐酸浓度下得腐蚀速率
评价条件 15％HCI 20％HCI
腐蚀率/(g.m-2.h-1) 18.83 26.57
实施例3
季铵盐的制备(质量百分比，下同)
烷基吡啶：20％
喹啉：25％
氯化苄：32％
乙二醇：5％
甲醇/乙醇：18％
依次投入烷基吡啶，喹啉和乙二醇，与氯化苄反应，120～140℃保温4h。反应结束后滴加甲醇，并搅拌均匀，直至反应结束。得到产物季铵盐。
季铵盐：15％
辛基酚聚氧乙烯醚：10％
丙炔醇：5％
丁炔二醇：6％
甲基戊炔醇：6％
肉桂醛：3％
甲醇：20％
水：32％
参照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T5405-1996》方法，采用实施例3制备的缓蚀剂样品在不同盐酸浓度对N80刚试片进行了测试，腐蚀时间为4h，腐蚀温度为90℃，缓蚀剂浓度为1％，转向酸为6％(质量)，多功能添加剂1％。
表3：不同盐酸浓度下得腐蚀速率
评价条件 15％HCI 20％HCI
腐蚀率/(g.m-2.h-1) 2.89 4.1
实施例4
季铵盐的制备(质量百分比，下同)
烷基吡啶：20％
喹啉：25％
氯化苄：32％
乙二醇：5％
甲醇/乙醇：18％
依次投入烷基吡啶，喹啉和乙二醇，与氯化苄反应，120～140℃保温4h。反应结束后滴加甲醇，并搅拌均匀，直至反应结束。得到产物季铵盐。
合成季铵盐：15％
辛基酚聚氧乙烯醚：10％
丙炔醇：5％
丁炔二醇：6％
甲基戊炔醇：6％
肉桂醛：3％
甲醇：20％
水：32％
参照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T5405-1996》方法，采用实施例4制备的缓蚀剂样品在不同盐酸浓度对N80刚试片进行了测试，腐蚀时间为4h，腐蚀温度为120℃，缓蚀剂浓度为2％，转向酸为6％(质量)，多功能添加剂1％。
表4：不同盐酸浓度下得腐蚀速率
评价条件 15％HCI 20％HCI
腐蚀率/(g.m-2.h-1) 20.03 28.61
实施例5
季铵盐的制备(质量百分比，下同)
复合烷基吡啶：30％
喹啉：15％
氯化苄：32％
乙二醇：5％
甲醇/乙醇：18％
依次投入烷基吡啶，喹啉和乙二醇，与氯化苄反应，120～140℃保温4h。反应结束后滴加甲醇，并搅拌均匀，直至反应结束，得到产物季铵盐。
合成季铵盐：20％
辛基酚聚氧乙烯醚：10％
丙炔醇：4％
丁炔二醇：5％
甲基戊炔醇：6％
肉桂醛：4％
甲醇：25％
水：33％
参照中华人民共和国石油天然气行业标准《SY/T5405-1996》方法，采用实施例5制备的缓蚀剂样品在不同盐酸浓度对N80刚试片进行了测试，腐蚀时间为4h，腐蚀温度为90℃，缓蚀剂浓度为1％，转向酸为6％(质量)，多功能添加剂1％。
表5：不同盐酸浓度下得腐蚀速率
评价条件 15％HCI 20％HCI
腐蚀率/(g.m-2.h-1) 1.84 3.86
上述数据表明，本发明对于中、低温转向酸体系有很好的抑制酸腐蚀的效果。

Claims (7)

1.一种转向酸酸化缓蚀剂，其特征在于：按质量百分比该缓蚀剂其组分为：
2.根据权利要求1所述的转向酸酸化缓蚀剂，其特征在于：按质量百分比该缓蚀剂其组分为：
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述的辛基酚聚氧乙烯醚型号为OP-10和OP-20。
4.一种根据权利要求1或2所述的转向酸酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于：
具体步骤如下：
(1)将甲醇与辛基酚聚氧乙烯醚混合，水浴温度控制在50～70℃，进行搅拌，使其溶解均一后，加水；
(2)再依次加入丙炔醇，丁炔二醇，甲基戊炔醇和肉桂醛，搅拌均匀；
(3)最后加入季铵盐，水浴控制在50～60℃，搅拌半个小时后，即为转向酸酸化缓蚀剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：
其中，所述季铵盐是通过以下方式制备：
首先按照质量比选取原料如下：
吡啶：30-40％
喹啉：10-20％
氯化苄：28-35％
乙二醇：5-10％
甲醇/乙醇：10-20％
合成步骤：依次投入烷基吡啶，喹啉和乙二醇，与氯化苄反应，120～140℃恒温反应得到产物季铵盐。
6.根据权利要求4所述的制备方法，主要特征在于：所述季铵盐是通过以下方法合成的：
首先按照质量比选取原料如下：
烷基吡啶：30％
喹啉：15％
氯化苄：32％
乙二醇：5％
甲醇/乙醇：18％
合成步骤：依次投入烷基吡啶，喹啉和乙二醇，与氯化苄反应，120～140℃恒温反应得到产物季铵盐。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所用的辛基酚聚氧乙烯醚型号为OP-10和OP-20。
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