CN106459741A - 热稳定的聚合物阻垢剂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及pH为5‑10的热稳定的聚合物阻垢剂组合物及其用途。优选地，聚合物阻垢剂是不含硫酸基团和/或磺酸盐基团的多元羧酸(共)聚合物。本发明的聚合物阻垢剂组合物特别适用于油气生产井和/或地下地层的高压/高温阻垢处理。

Description

热稳定的聚合物阻垢剂组合物
技术领域
本发明涉及热稳定的聚合物阻垢剂组合物及其用途。本发明的聚合物阻垢剂组合物特别适用于高压/高温应用。
背景技术
阻垢聚合物经常用于水处理和油田应用中，以最小化和/或防止积垢。由于带有钙、钡、锶等碱土金属阳离子的水的存在以及磷酸盐、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐等阴离子的存在，在含水混合物和地下岩层的运输中可能会发生积垢。当这些离子处于足够的浓度时，可形成沉淀物，沉淀物累积在用于运输的管道或在地下岩层中使用的管道的内表面上，这限制了所关注介质(例如水或油)的流动。
在油田应用中，通常形成的垢包括通常在用于井刺激的淡水或盐水中形成的硫酸钙、硫酸钡和/或碳酸钙垢，这是由于这些特定离子的浓度增加、水的pH、压力和温度产生的结果。此外，磷酸钙可以在通常用于处理井和管道腐蚀的磷酸盐的存在下形成。这些矿物沉淀物的累积可以减少或阻断管道和岩层中的流动并导致其它问题。在许多情况下，存在大量积垢的第一次警告可能是井性能的下降。在这些情况下，除垢技术是必要的。因此，由于结垢，所以需要包括停机时间的潜在的大量成本来进行修复。
阻垢材料通常在生产之前通过挤压处理施加到岩层。在这些应用中，加入的是相对浓缩形式的阻垢剂。使用这种方法，阻垢剂被泵送到产水区并通过化学吸附或通过温度活化沉淀而附着到地层。当井恢复生产时，从地层岩石中滤去阻垢剂以用于阻垢。
毛细管注入是递送阻垢材料的另一种方法。在毛细管注入中，在生产期间相对浓缩形式的阻垢剂组合物被连续地泵入井中。
由于能源使用和可用性的变化模式，在不断增加的深度进行勘探和生产。结果，用于增强油气生产的化学品经受增加的温度(即，150℃至230℃)和压力(即，25,000psi至30,000psi)，它们随井深度增加而增加通常是已知的。通常用作阻垢剂的许多组合物具有酸性pH，并且在高温和高压条件下不稳定。在此类条件下，这些组合物降解并且不能发挥其作为阻垢剂的所需功能。
需要具有对高压/高温应用有用的良好热稳定性的阻垢剂组合物。
发明内容
本发明是一种用于油气生产井或地下地层的阻垢处理的方法，其包括将水性阻垢组合物引入油气生产井或地下地层中，其中水性阻垢组合物包括：i)不含硫酸基团和/或磺酸盐基团的多元羧酸(共)聚合物，优选地是多元羧酸(共)聚合物是马来酸的均聚物、丙烯酸的均聚物、甲基丙烯酸的均聚物、丙烯酸和马来酸的共聚物、丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物、马来酸和甲基丙烯酸的共聚物、马来酸和乙酸乙烯酯的共聚物、丙烯酸和乙酸乙烯酯的共聚物、丙烯酸和N-叔丁基丙烯酰胺的共聚物、甲基丙烯酸和乙酸乙烯酯的共聚物、N-叔丁基丙烯酰胺和甲基丙烯酸的共聚物，或其混合物，所述多元羧酸(共)聚合物具有900道尔顿至1,000道尔顿的重均分子量，和ii)一种或多种碱，使得水性阻垢组合物的pH等于或大于5且等于或小于10，优选地是所述碱选自无机碱、胺、铵化合物、空间位阻的仲氨基醚醇，磷酸盐化合物或硼酸盐化合物，优选地是哌嗪或其衍生物、哌啶或其衍生物、咪唑或其衍生物，或硼酸盐或其衍生物、氢氧化钾、氢氧化锂或氢氧化钠。
在上文公开的本发明方法的一个实施例中，通过挤压处理引入水性阻垢组合物。
在上文公开的本发明方法的另一个实施例中，通过毛细管注入处理引入水性阻垢组合物。
具体实施方式
根据本发明的阻垢剂组合物包括多元羧酸均聚物、共聚物或其混合物的水溶液。多元羧酸(共)聚合物和使它们聚合的方法是公知的；参见USP 5,294,686和USP 6,001,940，其全部内容通过引用并入本文。任何合适的聚合方法可用于制备本发明的多元羧酸(共)聚合物，例如自由基聚合法、水性本体/分散聚合、溶液聚合或乳液聚合。
(共)单体的(共)聚合可以在聚合引发剂存在下进行，聚合引发剂包括但不限于，过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮引发剂、偶氮二异丁腈(AIBN)、有机或无机过氧化物、硝酸铈铵、高氯酸盐等。以单体的总重量计，聚合引发剂的量通常为约0.01重量百分比至约10重量百分比，如本领域技术人员所理解的。
如下文所用，术语“(共)聚合物”或“(共)聚合”是指均聚物和/或共聚物。在某些情况下，共聚物仅具有两种共聚单体，在其它情况下，共聚物可具有两种或更多种共聚单体。合适的多元羧酸(共)聚合物由一种或多种单体的(共)聚合产生，其中至少20重量百分比的一种或多种单体是单烯属不饱和酸和/或酸酐。单烯属不饱和酸可以是一元酸、二元酸或多元酸，并且所述酸可以是羧酸、膦酸、盐或其组合。合适的单烯属不饱和酸是，例如，丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙烯基乙酸、酸及其碱金属和铵盐。合适的单烯属不饱和二羧酸和顺式-二羧酸的酸酐是，例如，马来酸、马来酸酐、1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、3，6-环氧-1，2，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、5-降冰片烯-2，3-二羧酸酐、双环[2.2.2]-5-辛烯-2，3-二羧酸酐、3-甲基-1，2，6-四氢邻苯二甲酸酐、2-甲基-1，3，6-四氢邻苯二甲酸酐、衣康酸、中康酸、富马酸、柠康酸及其碱金属和铵盐。其它合适的单烯属不饱和酸包括烯丙基膦酸、异丙烯基膦酸、乙烯基膦酸及其碱金属和铵盐。最优选地，一种或多种单烯属不饱和羧酸是丙烯酸和甲基丙烯酸。最优选地，单烯属不饱和二羧酸是马来酸。优选的多元羧酸聚合物是马来酸的均聚物。
优选的均聚物包括马来酸的均聚物、丙烯酸的均聚物和甲基丙烯酸的均聚物。优选的共聚物包括丙烯酸和马来酸的共聚物、丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物、马来酸和甲基丙烯酸的共聚物，其中上述共聚物可以仅由所述的两种单体组成，或者包括所述的两种单体和一种或多种额外的单体。
合适的多元羧酸共聚物可包栝与一种或多种单烯属不饱和不含酸的单体共聚的一种或多种单烯属不饱和酸单体，只要不含酸的共聚单体不含有磺酸盐基团或磺酸基团即可。本发明的多元羧酸(共)聚合物不含有磺酸盐基或磺酸基。
合适的单烯属不饱和不含酸的单体包括丙烯酸或甲基丙烯酸的C1-C4烷基酯，例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸异丁酯；丙烯酸或甲基丙烯酸的羟烷基酯，例如丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸羟丙酯。其它单烯属不饱和不含酸的单体是丙烯酰胺和烷基取代的丙烯酰胺，包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺和N，N-二甲基丙烯酰胺。单烯属不饱和不含酸的单体的其它实例包括丙烯腈、甲基丙烯腈、烯丙醇、甲基丙烯酸磷酸乙酯、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基咪唑、乙酸乙烯酯和苯乙烯。
优选的共聚物是马来酸和乙酸乙烯酯的共聚物、丙烯酸和乙酸乙烯酯的共聚物、丙烯酸和N-叔丁基丙烯酰胺的共聚物、甲基丙烯酸和乙酸乙烯酯的共聚物、甲基丙烯酸和N-叔丁基丙烯酰胺的共聚物，其中本文上述共聚物可以仅由所述的两种单体组成或包括所述的两种单体和一种或多种额外的单体。
以水溶液的总重量计，本发明的水溶液包括1重量百分比至50重量百分比的多元羧酸酯(共)聚合物。优选地，以水溶液的总重量计，多元羧酸(共)聚合物在本发明的水溶液中的存在量等于或大于1重量百分比，更优选等于或大于5重量百分比，甚至更优选等于或大于10重量百分比。优选地，以水溶液的总重量计，多元羧酸(共)聚合物在本发明的水溶液中的存在量等于或小于60重量百分比，更优选等于或小于50重量百分比，甚至更优选等于或小于20重量百分比。
优选地，多元羧酸(共)聚合物是具有等于或小于50,000的重均分子量的低分子量聚合物。优选地，多元羧酸(共)聚合物的重均分子量等于或大于500道尔顿，更优选等于或大于800道尔顿，甚至更优选等于或大于1000道尔顿。优选地，多元羧酸(共)聚合物的重均分子量等于或小于50,000道尔顿重量百分比，更优选等于或小于20,00道尔顿，甚至更优选等于或小于10,000道尔顿。
本发明的阻垢剂组合物还包括合适量的碱，以将包括多元羧酸(共)聚合物的水溶液中和至pH为5-10。本发明的阻垢剂组合物的pH等于或大于5，更优选等于或大于6。本发明的阻垢剂组合物的pH等于或小于10，更优选等于或小于9，更优选等于或小于8，甚至更优选等于或小于7。
本领域技术人员可以容易地确定选择用于将特定多元羧酸(共)聚合物中和到所需pH的特定碱的量。如果聚合物在加入碱时开始沉淀出来，则碱和/或用量的选择可能受到限制。
任何将中和多元羧酸聚合物的碱都适用于本发明的水垢阻垢剂组合物。例如，碱包括但不限于无机碱、胺(包括铵化合物和空间位阻的仲氨基醚醇)、磷酸盐化合物、硼酸盐化合物等。
无机碱的实例包括氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂。
有用的铵化合物是氢氧化铵和四烷基氢氧化铵，例如四甲基氢氧化铵和四丁基氢氧化铵。
合适的空间位阻的仲氨基醚醇公开在USP 4,758,367中，其全部内容通过引用并入本文。空间位阻的仲氨基醚醇可以具有连接到氨基醚醇的氮原子上的无环或环状部分。术语“空间位阻的”是指氨基部分的氮原子连接到一个或多个庞大的碳基团上。可用于本发明的水垢阻垢剂组合物中的空间位阻的仲氨基乙醇的实例包括：2-甲基-2-氨基丙烷-1，3-二醇(AMPD)、2-乙基-2-氨基丙烷1，3-二醇(AEPD)、2-甲基-2-氨基丙醇(AMP)、2-羟基甲基-2-氨基-1，3-二醇(三-氨基)、2-甲基-2-N，N-二甲基丙基丙醇(DMAP)。
能够中和本发明的多元羧酸聚合物的任何伯胺、仲胺或叔胺是合适的。特别合适的胺是咪唑、吗啉、哌嗪和取代的哌嗪，或哌啶和N-取代的哌啶。
合适的哌嗪衍生物由下式表示：
其中R1和R6独立地为H、烷基、羟基烷基或氨基烷基
且
R2、R3、R4、R5、R7、R8、R9和R10独立地为H、烷基，其包括支链或直链的C1-C20，优选为甲基、乙基、丙基或异丙基，羟基烷基或氨基烷基。
合适的哌啶衍生物由下式表示：
其中R1为H、烷基、羟基烷基或氨基烷基
且
R2、R3、R4、R5、R7、R8、R9、R10和R11独立地为H、烷基，其包括支链或直链的C1-C20，优选为甲基、乙基、丙基或异丙基，羟基烷基或氨基烷基。
合适的咪唑衍生物由下式表示：
其中R1为H、烷基、羟基烷基或氨基烷基
且
R2、R3和R4独立地为H、烷基，其包括支链或直链的C1-C20，优选为甲基、乙基、丙基或异丙基，羟基烷基或氨基烷基。
特别合适的聚乙烯亚胺由下式表示：
其中R1、R11、R12、R13、R14、R15和R16独立地为H、烷基、羟基烷基、氨基烷基、烷基，其包括支链或直链的C1-C20，优选为甲基、乙基、丙基或异丙基，羟基烷基或氨基烷基
并且x和y可以独立地等于或大于1且等于或小于4。
优选的聚乙烯亚胺由下式表示：
硼酸盐化合物如四硼酸钠、四硼酸钾、四硼酸钠与无机碱如氢氧化钠和氢氧化钾的混合物、四硼酸钾与无机碱如氢氧化钠和氢氧化钾的混合物是特别有用的碱，因为它们具有良好的热稳定性，参见USP 4,758,367，其全部内容通过引用并入本文。
可用作本发明的碱的磷酸盐化合物包括磷酸钾、磷酸钠、磷酸三钠(或钾盐)和磷酸二钠(或钾盐)。
在本发明的一个实施例中，碱可以原位形成，对于描述参见USP 2,384,553，其全部内容通过引用并入本文。例如：通过加入硼酸和氢氧化钾原位形成碱组分或通过加入磷酸和氢氧化钾形成碱。
本发明的一个优选实施例是包括一种或多种硼酸盐化合物作为将中和多元羧酸聚合物的碱的一部分或全部的阻垢组合物。除了更高的热稳定性之外，还期望包括硼酸盐化合物的阻垢组合物表现出腐蚀保护。
根据实施例，本发明的阻垢聚合物组合物可用于在可能形成垢的任何水系统中处理水垢。示范性水系统包括但不限于，冷却塔水系统(包括开放再循环，封闭和一次通过系统)；石油井，井下地层，地热井和其它油田应用；锅炉和锅炉水系统；矿物加工水，包括矿物洗涤，浮选和初选(benefaction)；造纸厂蒸煮器，洗衣机，漂白设备和白水系统；纸浆工业中的黑液蒸发器；气体洗涤器和空气洗涤器；冶金工业中的连续铸造工艺；空调和制冷系统；工业和石油加工水；间接接触冷却和加热水，如巴氏灭菌水；水回收和净化系统；膜过滤水系统；食品加工流(肉、蔬菜、甜菜、甘蔗、谷物、家禽、水果和大豆)；和废物处理系统以及澄清池，液固应用，城市污水处理和工业或市政水系统。
本发明的优选实施例是一种用于油或气生产井和/或地下地层的阻垢处理的方法。本发明的阻垢组合物可通过毛细管注入和/或通过挤压处理引入。
阻垢剂的毛细管注入可以通过化学注入管线在顶部或井下进行。在井口或井下的毛细管注入可能在注入井中，特别是用于采出水再注入，或在产生井流中是必需的。也已经在注入井中进行毛细管注入以防止生产井中的结垢。毛细管注入到采出水中通常在井口顶部进行，其中可以注入其它生产化学品，例如阻蚀剂。事实上，许多阻垢剂与某些阻蚀剂不相容。如果毛细管柱可用或通过气举注入系统，则阻垢剂也可以注入到井下。在气举注入中，重要的是向含水阻垢剂溶液中加入低蒸气压溶剂(蒸气压降低剂，VPD)例如二醇，以避免过量的溶剂蒸发和阻垢剂的“粘住”(gunking)。此外，可能需要二醇或一些其它水合物抑制剂来阻止气体水合物形成。与阻垢剂结合的除垢剂也已经部署在气举系统中。
对于毛细管注入应用，以水垢阻垢剂组合物的总重量计，本发明的水垢阻垢剂组合物中多元羧酸(共)聚合物的浓度等于或大于1重量百分比，优选地等于或大于5重量百分比，更优选地等于或大于10重量百分比，更优选地等于或大于15重量百分比，更优选地等于或大于20重量百分比，更优选地等于或大于25重量百分比。对于毛细管注入应用，以水垢阻垢剂组合物的总重量计，本发明的水垢阻垢剂组合物中多元羧酸(共)聚合物的浓度等于或小于90重量百分比，优选地等于或小于80重量百分比，更优选地等于或小于70重量百分比，更优选地等于或小于60重量百分比，更优选地等于或小于50重量百分比，更优选地等于或小于40重量百分比，更优选地等于或小于35重量百分比，更优选地等于或小于30重量百分比。
井下注入一些阻垢剂可能会导致井下腐蚀速率增加。
阻垢挤压处理的基本思想是保护井下的井免受积垢和地层损坏。当然，抑制剂将继续在井口之上工作，保护管道免于结垢，但是可能在顶部需要另外剂量的阻垢剂。在挤压处理中，将阻垢剂的溶液注入高于地层压力的井中，由此抑制剂溶液将被推入近井地层岩石孔中。然后通常将孔关闭几个小时的时间段，以允许抑制剂通过各种机制保留在岩石基质中。当井再次投入运行时，采出水将通过保留有化学品的孔，溶解其中的一些。以这种方式，采出水应该含有足够的阻垢剂，以防止积垢。当抑制剂的浓度降到MIC(防止积垢的最小抑制剂浓度)以下时，应该重新挤压井。自然地，较长的挤压寿命将使整个井下垢处理成本保持最小。
在一个实施例中，在挤压应用中使用的阻垢聚合物组合物可以稀释在载体溶剂(通常为盐水)中并经过优化的径向距离传播到产油地层中，在此在正常井生产中，它被保留，然后缓慢释放回到水相中。在一个实施例中，挤压处理通常包括施加含有表面活性剂(0.1重量百分比)的阻垢聚合物的稀释溶液以清洁和冷却近井孔。一旦清洁，就引入在5重量百分比和20重量百分比之间的阻垢聚合物的高浓度溶液，随后引入阻垢聚合物的低浓度溶液。使溶液与容器保持接触有效的一段时间，以允许吸附平衡，之后使井恢复生产。对地层的粘附允许阻垢聚合物保留在近井孔区域内而不被泵送到油/水乳液中。
虽然化学品的挤压应用是处理井下垢的最常见方法之一，但是产物还可以通过海上常用的其它技术来应用，包括气举注入，井下环空注入，封装或可溶性基质技术，水下井口注入，其通过中央的或实际上第二顶部处理以增强抑制剂性能，因为工艺条件改变结垢趋势。
在优选的实施例中，本发明的阻垢组合物用于在高温和/或高压条件下，例如在油或气生产井中处理垢。阻垢组合物可用于在温度为至少约100℃或在约120℃至约230℃的范围内的条件下处理垢。阻垢组合物还可用于在压力为至少约5,000psi或在约5,000psi至约35,000psi的范围内的条件下处理垢。在一个具体实施例中，阻垢处理在约120℃至约230℃的温度和约5,000psi至35,000psi的压力下进行。
阻垢剂聚合物和/或组合物可以以有效产生任何必要或期望的效果的量使用。在一个实施例中，实施例的阻垢剂组合物的有效量可以取决于待处理的特定系统中存在的一个或多个条件和阻垢聚合物中的阻垢部分，如本领域技术人员所理解的。有效量可以受例如如下因素的影响：沉积的面积、温度、水量和水中潜在垢和沉积形成物质各自的浓度。
对于挤压应用，以水性阻垢剂组合物的总重量计，本发明的水垢阻垢剂组合物中多元羧酸(共)聚合物的浓度等于或大于1重量百分比，优选地等于或大于5重量百分比，更优选地等于或大于10重量百分比，更优选地等于或大于20重量百分比，更优选地等于或大于30重量百分比。对于挤压应用，以水垢阻垢剂组合物的总重量计，本发明的水垢阻垢剂组合物中多元羧酸(共)聚合物的浓度等于或小于60重量百分比，优选地等于或小于50重量百分比，更优选地等于至小于或等于40重量百分比。
在本发明的一个实施例中，按总水垢阻垢剂组合物的重量计，本发明的水垢阻垢剂组合物包括10重量百分比，更优选地15重量百分比，更优选地16重量百分比，更优选地17重量百分比，更优选地18重量百分比，更优选地19重量百分比，更优选地20重量百分比，更优选地21重量百分比，更优选地22重量百分比，更优选地23重量百分比，更优选地24重量百分比，更优选地25重量百分比，更优选地26重量百分比，更优选地27重量百分比，更优选地28重量百分比，更优选地29重量百分比，更优选地30重量百分比，更优选地31重量百分比，更优选地32重量百分比，更优选地33重量百分比，更优选地34重量百分比或更优选地35重量百分比的聚合物。
根据各种实施例，当阻垢剂聚合物以等于或小于百万分之(ppm)500的水平使用时，根据本公开的处理组合物将是有效的。在一些实施例中，组合物在至少1ppm，优选地1ppm至100ppm的浓度下是有效的；且在其它实施例中，有效浓度为1ppm至约50ppm。在某些实施例中，聚合物的有效浓度等于或小于10ppm，优选地等于或小于20ppm，更优选地等于或小于30ppm，更优选地等于或小于40ppm或甚至更优选地等于或小于50ppm。在各种实施例中，处理组合物可以以固定量直接加入到待处理的期望的水性系统中，条件是随后调节pH以中和如上所述的聚合物，或者可以作为水溶液提供并连续或间歇地加入到对于一些应用可能期望的水性系统中。
实例
在测试盐水溶液中评估包括碱(实例1)和无碱(比较实例A)的阻垢剂的水溶液的抑制效果。对于在环境条件下制备的样品和在帕尔反应器中在120℃和160℃下在压力下老化5天的样品进行评估。对于每个比较实例A和实例1，评估包括变化浓度的阻垢剂的五个不同的样品：百万分之2、4、6、10和20份(ppm)的阻垢剂。在比较实例A和实例1中评估的阻垢剂是具有约1,000道尔顿的重均分子量的低分子量聚马来酸(PMA)均聚物，可作为ACCENTTM1107T购自美国陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)。
测试盐水溶液的制备。
根据NACE TM0374方法制备用于评估比较实例A和实例1的阻垢效果的测试盐水溶液组合物，并且该组合物是含钙盐水溶液和含碳酸氢盐的盐水溶液的组合。通过加入12.15g CaCl22H2O、3.68g MgCl26H2O和33g NaCl并用去离子水溶解至1,000mL来制备1,000mL含钙盐水溶液。通过加入7.36g NaHCO3和33g NaCl并用去离子水溶解至1,000mL来制备1000mL含碳酸氢盐的盐水。在评估比较实例A和实例1的阻垢效果之前，通过以1∶1的比例组合含钙盐水和含碳酸氢盐的盐水储备溶液来制备测试盐水溶液。在即将组合盐水溶液之前，每种盐水溶液通过使CO2气体以250mL的速率鼓泡通过多孔玻璃分散管30分钟而独立地在室温下用CO2气体饱和。
未老化的阻垢剂水溶液的制备。
对于比较实例A和实例1，使用去离子水在250mL塑料瓶中制备阻垢剂的1000ppm水性储备溶液。比较实例A的pH为1.1。向实例1中加入氢氧化钾(KOH)，直至pH为5。
老化的阻垢剂水溶液的制备。
对于比较实例A，在500mL搅拌瓶中，使用无硫酸盐海水组合物制备20重量百分比的阻垢剂溶液，无硫酸盐海水的组成记录在表1中。比较实例A的无硫酸盐海水的pH为1.1。
对于实例1，通过向500mL搅拌瓶中加入阻垢剂，将瓶子置于冰浴中，加入KOH直至溶液的pH为5，制备20重量百分比的阻垢剂溶液，加入无硫酸盐海水，盖上瓶子，摇动，得到20重量百分比的阻垢剂溶液。
将比较实例A和实例1的样品置于装有PTFE衬里的帕尔容器中。在密封容器之前，将氮气鼓泡通过溶液30分钟，然后使溶液在真空下脱气。一旦脱气，就将容器密封并在120℃和160℃下加热5天。5天后，将容器从帕尔反应器中取出并使其冷却至环境温度保持24小时。
表1
离子 溶液中的离子(ppm) 盐 1L去离子水中盐的质量(g)
Na 10890.00 NaCl 27.682
K 460.00 KCl 0.877
Mg 1368.00 MgCl26H2O 11.443
Ca 428.00 CaCl22H2O 1.570
Ba 0.00 BaCl22H2O 0.000
Sr 0.00 SrCl26H2O 0.000
SO4 0.00 Na2SO4 0.000
Cl 21957.00
总质量 41.572
用于阻垢评估的阻垢剂样品制备。
向125mL玻璃瓶中加入50mL各CO2饱和的含钙盐水和含碳酸氢盐的盐水储备溶液。向100mL测试盐水溶液中添加适量来自未老化的1,000ppm储备溶液或比较实例A和实例1的120℃老化的20％溶液或160℃老化的20％溶液以提供未老化的、120℃老化的和160℃老化的盐水溶液，其包括2、4、6、10和20ppm的阻垢剂。在加入阻垢剂之后，用隔膜盖密封瓶子并立即搅动以将内容物混合。为每个样品制备备用的测试溶液。还制备了没有阻垢剂的盐水溶液半成品(50mL各CO2饱和的盐水溶液)，密封并搅动。将测试瓶置于约71℃的烘箱中24小时。然后取出并冷却至环境温度保持不超过2小时的时间。
电感耦合等离子体(ICP)测试。
使用来自堀场(Horiba)的JY 2 ICP ULTIMATM2通过ICP来测定阻垢。按照以下程序来制备用于ICP分析的样品：
-通过过滤的注射器将约1g的抑制剂溶液加入50mL ICP小瓶中，
-用0.25N HCl的溶液将样品稀释至约40g，
-用0.25N HCl加入约0.5g含钙盐水储备溶液(不加热，无CO2鼓泡)至40g，用作参考样品半成品，
-盖上每个ICP小瓶并将内容物充分混合，
-记录每个样品的重量，
和
-测定钙离子浓度。
由具有已知浓度的钙和存在于盐水中的其它离子的对照样品制备钙离子浓度校准曲线。通过选择无机盐，精确称量所需量，并用去离子水溶解来制备标准品。在使用之前，每个标准品用Whatman滤纸过滤。标准品的组成示于表2中。
表2
通过ICP测定每个样品的钙离子浓度。根据NACE TM0374方法，重复样品的钙离子浓度值通常相差2％或更多。钙离子浓度的5％差异被认为是不可接受的，并且丢弃该结果，并重复测试。
根据下式计算抑制百分比：
其中：
[Ca样品]＝沉淀后包括阻垢剂的样品中的钙离子浓度，
[Ca“0ppm”]＝沉淀后无阻垢剂的半成品中的钙离子浓度，
和
[Ca半成品]＝沉淀前无阻垢剂的半成品中的钙离子浓度。
老化和未老化的比较实例A和实例1的阻垢(％抑制)结果示于表3中。
表3

Claims (8)

1.一种用于油气生产井或地下地层的阻垢处理的方法，其包括将水性阻垢组合物引入所述油气生产井或地下地层中，其中所述水性阻垢组合物包括：
i)不含硫酸基团和/或磺酸盐基团的多元羧酸(共)聚合物，
和
ii)一种或多种碱，使得所述水性阻垢组合物的pH等于或大于5且等于或小于10。
2.根据权利要求1所述的方法，其中多元羧酸(共)聚合物是马来酸的均聚物、丙烯酸的均聚物、甲基丙烯酸的均聚物、丙烯酸和马来酸的共聚物、丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物、马来酸和甲基丙烯酸的共聚物、马来酸和乙酸乙烯酯的共聚物、丙烯酸和乙酸乙烯酯的共聚物、丙烯酸和N-叔丁基丙烯酰胺的共聚物、甲基丙烯酸和乙酸乙烯酯的共聚物、甲基丙烯酸和N-叔丁基丙烯酰胺的共聚物，或其混合物。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多元羧酸(共)聚合物是马来酸的均聚物，其具有900道尔顿至1,000道尔顿的重均分子量。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述一种或多种碱选自无机碱、胺、铵化合物、空间位阻的仲氨基醚醇、磷酸盐化合物或硼酸盐化合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱是哌嗪或其衍生物、哌啶或其衍生物、咪唑或其衍生物，或硼酸盐或其衍生物。
6.根据权利要求1和2所述的方法，其中所述碱是氢氧化钾、氢氧化锂或氢氧化钠。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述水性阻垢组合物通过挤压处理引入。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述水性阻垢组合物通过毛细管注入处理引入。
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