CN106380007B - 一种三元复合驱硅结垢防垢剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种三元复合驱硅结垢防垢剂的制备方法，涉及化学品技术领域，它将丙烯酸甲酯85～95份和乙二胺60～70份溶解于200～320份的水中，控制温度20～30℃，恒温36～48小时向水溶液中加入环氧氯丙烷180～200份，将溶液升温至50～80℃，恒温反应5～8小时降温至30～40℃，加入氢氧化钾60～80份，将溶液升温至80～90℃恒温反应4～6小时，当反应后的溶液降温至35～45℃时加入丙烯酸与2‑丙烯酰胺‑2‑甲基丙磺酸的共聚物50～70份和二乙烯三胺五甲叉膦酸110～190份，搅拌1～2个小时。本三元复合驱硅结垢防垢剂的抗硅结垢性能强，具有很好的阻垢效果，对延长结垢的形成时间，使油井检泵周期延长，避免或减少结垢造成的危害及经济损失。

Description

一种三元复合驱硅结垢防垢剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及化学品技术领域，具体涉及一种三元复合驱硅结垢防垢剂的制备方法。
背景技术：
三元复合驱是从化学驱中脱颖而出的一种新的三次采油技术。由于三元复合驱中引入了碱(NaOH或Na2CO)，使得驱油体系在油藏环境和采出系统严重结垢，制约了三元复合驱的广泛应用。
注入地层中的碱在与地层水相互反应的同时也与岩石中的矿物组分相互作用，这种相互作用，可以分为两种形式：其一碱与岩石矿物组分如高岭石、长石、蒙脱石等发生化学反应，使它们所含的硅等元素组分从固相转入地层水中，此作用称为溶蚀作用，这种作用显然是对原有地层结构的一种改变或者破坏；其二从岩石中被碱液溶蚀下来的硅等离子、在一定的条件下又会重新生成硅酸盐的结晶沉淀，也就是说，硅在碱液的作用下会从岩层的一些部位溶蚀到地层水中，然后又在另外一些地方沉淀下来，形成新相。
其成垢过程：碳酸盐无机成垢(离子成垢)、硅酸凝胶缩合脱水成无定型二氧化硅(胶体成垢)、胶体因表面电荷发生变化的聚沉成垢；硅酸与二价金属离子发生离子沉积反应生成硅酸盐；泥沙与其它微粒的共沉积成垢(分子成垢)。
地层结垢会造成地层堵塞，使注水井不能达到配注量，油井产能大大降低；井筒结垢会增加井下的维修作业，严重的造成注水井、油井的报废；结垢还会造成地面系统中管线、输送泵、热交换器的堵塞，影响原油处理系统、污水处理系统的正常操作，增加了设备、管线的清洗和更换费用；垢沉积还会引起设备和管道的局部腐蚀，在很短的时间内出现穿孔，缩短使用寿命。其中，硅结垢为胶体成垢过程，质地坚硬，防垢剂不易渗透，处理难度大，一般的防垢剂多基于增溶螯合、晶体畸变、阀值效应、静电斥力作用、双电层作用防垢，适用于碳酸盐、硫酸盐等无机垢，对硅结垢的防治效果一般。因此，解决三元复合驱结垢问题迫在眉睫。
发明内容：
本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种三元复合驱硅结垢防垢剂的制备方法，制备得到的三元复合驱硅结垢防垢剂对管线不造成腐蚀，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硅结垢结垢现象严重的问题。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明采用如下技术方案：成分包括：丙烯酸甲酯、乙二胺、水、环氧氯丙烷、氢氧化钾、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物和二乙烯三胺五甲叉膦酸，其重量份数为，丙烯酸甲酯85～95份、乙二胺60～70份、水200～320份、环氧氯丙烷180～200份、氢氧化钾60～80份、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物50～70份和二乙烯三胺五甲叉膦酸110～190份。
其制备方法为：
步骤一，在温度20～30℃下，将丙烯酸甲酯和乙二胺溶解于水中，保持恒温36～48小时；
步骤二，恒温36～48小时后，向水溶液中加入环氧氯丙烷，将上述溶液升温至50～80℃，让其恒温反应5～8小时；
步骤三，恒温反应5～8小时后，降温至30～40℃，加入氢氧化钾，将溶液升温至80～90℃，让其恒温反应4～6小时；
步骤四，恒温反应4～6小时后，将反应后的溶液降温至35～45℃，加入丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物和二乙烯三胺五甲叉膦酸；
步骤五，将混合溶液搅拌1～2小时，即获得三元复合驱硅结垢防垢剂。
所述的丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物中丙烯酸的单体与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的单体质量比为2.3～2.7:1。
所述的丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物分子量在3000～5000。
本发明的有益效果如下：与现有技术相比，本发明提供的三元复合驱硅结垢防垢剂的抗硅结垢性能强，具有很好的阻垢效果，对延长结垢的形成时间，使油井检泵周期延长，避免或减少结垢造成的危害及经济损失，可解决三元复合驱硅结垢防治问题，主要应用于油田中。
具体实施方式：
本发明具体采用如下实施方式：成分包括：丙烯酸甲酯、乙二胺、水、环氧氯丙烷、氢氧化钾、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物和二乙烯三胺五甲叉膦酸，其重量份数为，丙烯酸甲酯85～95份、乙二胺60～70份、水200～320份、环氧氯丙烷180～200份、氢氧化钾60～80份、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物50～70份和二乙烯三胺五甲叉膦酸110～190份。
其制备方法为：
步骤一，在温度20～30℃下，将丙烯酸甲酯和乙二胺溶解于水中，保持恒温36～48小时；
步骤二，恒温36～48小时后，向水溶液中加入环氧氯丙烷，将上述溶液升温至50～80℃，让其恒温反应5～8小时；
步骤三，恒温反应5～8小时后，降温至30～40℃，加入氢氧化钾，将溶液升温至80～90℃，让其恒温反应4～6小时；
步骤四，恒温反应4～6小时后，将反应后的溶液降温至35～45℃，加入丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物和二乙烯三胺五甲叉膦酸；
步骤五，将混合溶液搅拌1～2小时，即获得三元复合驱硅结垢防垢剂。
所述的丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物中丙烯酸的单体与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的单体质量比为2.3～2.7:1。所述的丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物分子量在3000～5000。
实施例1：
将丙烯酸甲酯85份和乙二胺70份溶解于200份的水中，控制温度20℃，恒温48小时后，再向水溶液中加入环氧氯丙烷180份，将上述溶液升温至50℃，恒温反应8小时后，降温至30℃后，加入氢氧化钾60份，将溶液升温至80℃后，恒温反应6小时，当反应后的溶液降温至35℃时加入丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物50份和二乙烯三胺五甲叉膦酸190份，搅拌1个小时，搅拌均匀，获得三元复合驱硅结垢防垢剂。
其中，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物中丙烯酸单体与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体重量比为2.3:1，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物分子量在3000。
实施例2：
将丙烯酸甲酯95份和乙二胺70份溶解于320份的水中，控制温度30℃，恒温36小时后，再向水溶液中加入环氧氯丙烷200份，将上述溶液升温至80℃，恒温反应5小时后，降温至40℃后，加入氢氧化钾80份，将溶液升温至90℃后，恒温反应4小时，当反应后的溶液降温至45℃时加入丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物70份和二乙烯三胺五甲叉膦酸110份，搅拌2个小时，搅拌均匀，获得三元复合驱硅结垢防垢剂。
其中，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物中丙烯酸单体与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体质量比为2.7:1，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物分子量在5000。
实施例3：
将丙烯酸甲酯81份和乙二胺65份溶解于270份的水中，控制温度25℃，恒温42小时后，再向水溶液中加入环氧氯丙烷190份，将上述溶液升温至65℃，恒温反应7小时后，降温至35℃后，加入氢氧化钾70份，将溶液升温至85℃后，恒温反应5小时，当反应后的溶液降温至40℃时加入丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物61份和二乙烯三胺五甲叉膦酸160份，搅拌1.5个小时，搅拌均匀，获得三元复合驱硅结垢防垢剂。
其中，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物中丙烯酸单体与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体质量比为2.5:1，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物分子量在4011。
应用效果对比，按下述方法对本发明实施例1～3提供的1#～3#钻井用降粘剂进行性能测试：
1、试样溶液的配制：
A溶液：分别称4.440g±0.001g无水CaCl2和3.383g±0.001g的MgCl2•6H2O于200mL烧杯中，加蒸馏水移入1000mL容量瓶混合均匀后定容。
B溶液：分别称1.767g±0.001g KCl、7.439g±0.001g Na2CO3、0.062g±0.001gNa2SO4和10.667g±0.001g Na2SiO3•9H2O于200mL烧杯中，加蒸馏水移入1000mL容量瓶中，混合均匀后定容。
C溶液：称取30.0g±0.01g防垢剂样品于100mL烧杯中，加蒸馏水移入500mL容量瓶中，向容量瓶中加蒸馏水至刻度线，摇匀，制得浓度为2.0%的防垢剂溶液。
D溶液：用移液管移取10.0mL A溶液于250mL具塞锥形瓶中，加190mL蒸馏水混合均匀。
2、实验步骤
2.1用移液管移取10.0mL A溶液于容量为250mL的具塞锥形瓶中，再立刻加入190mL B溶液，盖紧瓶塞，充分摇匀，此溶液为空白溶液；
2.2用移液管移取10.0mL A溶液于容量为250mL的具塞锥形瓶中，加入1mL C溶液，充分摇匀，再立刻加入190mL B溶液，盖紧瓶塞，摇匀，此溶液为加药溶液；
2.3将上述锥形瓶置于温度为45℃±1℃的电热恒温水浴中恒温24h后取出，室温冷却1h，立即进行下面操作；
2.4用中速滤纸分别过滤上述溶液；
2.5使用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）测定过滤后空白溶液中钙浓度和硅浓度。
。
从上述应用实例中的实验结果可知，采用本发明的阻垢剂在对油田三元采出液具有优异的防硅结垢的效果，工艺简单而且成本低。
综上所述，本一种三元复合驱硅结垢防垢剂抗硅结垢性能强，具有很好的阻垢效果，对延长结垢的形成时间，使油井检泵周期延长，避免或减少结垢造成的危害及经济损失，可解决三元复合驱硅结垢防治问题，主要应用于油田中。

Claims (2)

1.一种三元复合驱硅结垢防垢剂的制备方法，其特征在于：成分包括：丙烯酸甲酯、乙二胺、水、环氧氯丙烷、氢氧化钾、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物和二乙烯三胺五甲叉膦酸，其重量份数为，丙烯酸甲酯85～95份、乙二胺60～70份、水200～320份、环氧氯丙烷180～200份、氢氧化钾60～80份、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物50～70份和二乙烯三胺五甲叉膦酸110～190份；所述的丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物中丙烯酸的单体与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的单体质量比为2.3～2.7:1；所述的丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物分子量在3000～5000。
2.根据权利要求1所述的一种三元复合驱硅结垢防垢剂的制备方法，其特征在于：制备方法为：
步骤一，在温度20～30℃下，将丙烯酸甲酯和乙二胺溶解于水中，保持恒温36～48小时；
步骤二，恒温36～48小时后，向水溶液中加入环氧氯丙烷，将上述溶液升温至50～80℃，让其恒温反应5～8小时；
步骤三，恒温反应5～8小时后，降温至30～40℃，加入氢氧化钾，将溶液升温至80～90℃，让其恒温反应4～6小时；
步骤四，恒温反应4～6小时后，将反应后的溶液降温至35～45℃，加入丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的共聚物和二乙烯三胺五甲叉膦酸；
步骤五，将混合溶液搅拌1～2小时，即获得三元复合驱硅结垢防垢剂。
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