CN107760290A - 用于油田水处理系统的杀菌缓蚀剂及其制法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供用于油田水处理系统的杀菌缓蚀剂及其制法与应用,该杀菌缓蚀剂包括5wt.%~60wt.%的十二烷基二甲基苄基卤化铵、0.5wt.%~5wt.%的杀菌增效剂、10wt.%~30wt.%的表面活性剂、3wt.%~10wt.%的缓冲剂及余量的水。本发明杀菌缓蚀剂杀菌效率高,对硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)有高效的杀菌性,药效持续时间长、不易产生抗药性,生产过程简单而且成本低;此外,其对CO2腐蚀有良好的缓蚀作用。
Description
技术领域
本发明涉及用于油田回注水系统的杀菌缓蚀剂及其制法与应用,属于油田化学技术领域。
背景技术
随着油田的不断开发,我国大多陆上油田进入中后开发期,采出液的含水率不断上升,有的区块含水率己达到90%以上。大部分采油污水经处理后回注油层,油田污水回注既可以补充地层能量,保持油田稳产,提高采收率,又可以减少污水外排对人类和生态系统造成的危害,利于保护环境。油田回注水中存在种类较多的微生物,它们在生长、繁殖及代谢过程中会引起微生物腐蚀,油田回注水微生物腐蚀不仅使水质恶化,造成集输和注水管线腐蚀,造成地面设备和井筒损坏,而且会堵塞地层,致使注水压力升高,直接影响原油产量,给油田造成极大的经济损失。
在油田水处理系统中,最为有害的细菌为硫酸盐还原菌(SRB),这是因为其代谢产物H2S对金属的腐蚀特别严重,生成物FeS又是造成管道堵塞的物质。其次严重的是铁细菌以及能够产生粘液的腐生菌,这些菌的数量超过一定值后也能产生氧浓差电池,致使注水井堵塞,注水量降低等。其它细菌如硫细菌、酵母菌和霉菌等,也可能造成堵塞和腐蚀问题,但一般说来,产生的问题没有上面几种细菌严重。目前控制微生物腐蚀的最有效、最常用的方法为添加杀菌剂。
尽管现有技术提供了多种杀菌剂,但这些杀菌剂杀菌效率不高且药效持续时间短。因此,本领域有必要开发新的杀菌剂以解决这些技术问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供用于油田回注水系统的杀菌缓蚀剂,该杀菌缓蚀剂不仅具有杀菌效率高、药效持续时间长、生产过程简单而且成本低等优点,还具有缓蚀性。
本发明的另一目的在于提供前述杀菌缓蚀剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供前述杀菌缓蚀剂的应用。
为实现上述目的,一方面,本发明提供一种杀菌缓蚀剂,以其总量为100%计,其包括5wt.%~60wt.%的十二烷基二甲基苄基卤化铵、0.5wt.%~5wt.%的杀菌增效剂、10wt.%~30wt.%的表面活性剂、2wt.%~10wt.%的缓冲剂及余量的水。
本发明杀菌缓蚀剂组合物兼有杀菌性和缓蚀性,适用于油田采出水系统、油田注水系统以及油水污水处理系统。其杀菌效率高,对硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB)有高效的杀菌性,药效持续时间长,生产过程简单而且成本低;此外,其对CO2腐蚀有良好的缓蚀作用。
作为本发明杀菌缓蚀剂的一具体实施方式,其包括40wt.%~60wt.%的十二烷基二甲基苄基卤化铵、0.5wt.%~2wt.%的杀菌增效剂、10wt.%~20wt.%的表面活性剂、2wt.%~4wt.%的缓冲剂及余量的水。
作为本发明杀菌缓蚀剂的一具体实施方式,所述十二烷基二甲基苄基卤化铵包括十二烷基二甲基苄基氯化铵和十二烷基二甲基苄基溴化铵中的一种或多种。
作为本发明杀菌缓蚀剂的一具体实施方式,所述杀菌增效剂包括甲氧苄啶和乳酸甲氧苄啶中的一种或多种。
作为本发明杀菌缓蚀剂的一具体实施方式,所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
作为本发明杀菌缓蚀剂的一具体实施方式,所述烷基酚聚氧乙烯醚包括壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
作为本发明杀菌缓蚀剂的一具体实施方式,所述缓冲剂包括Na2HPO4和NaH2PO4中的一种或多种。
另一方面,本发明提供前述的杀菌缓蚀剂的制备方法,其包括:在30℃~70℃(优先50℃)条件下,将所述十二烷基二甲基苄基卤化铵、杀菌增效剂、表面活性剂、缓冲剂及水充分混合即得所述杀菌缓蚀剂。
再一方面,本发明提供前述的杀菌缓蚀剂作为一种活性成分在同时实现杀菌及抑制对金属腐蚀中的应用。优选地,所述杀菌是针对硫酸盐还原菌和/或腐生菌。优选地,所述抑制金属腐蚀为抑制CO2对金属腐蚀。更优选地,所述金属为碳钢。
优选地,所述杀菌缓蚀剂作为一种活性成分在油田水处理系统中同时实现杀菌及抑制对金属腐蚀中的应用。
进一步优选地,所述油田水处理系统包括油田采出水系统、油田注水系统或油田污水处理系统,所述油田注水系统包括油田回注水系统。
综上可知,本发明提供了一种杀菌缓蚀剂及其制备方法与应用,该杀菌缓蚀剂杀菌效率高,对硫酸盐还原菌(SRB)、有高效的杀菌性,药效持续时间长、不易产生抗药性,生产过程简单而且成本低;此外,其对CO2腐蚀有良好的缓蚀作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供的杀菌缓蚀剂的成分组成按重量配比为:十二烷基二甲基苄基氯化铵5%,甲氧苄啶5%,壬基酚聚氧乙烯醚(n=5-20)20%,Na2HPO4 0.5%,NaH2PO4 1.5%,水58%。50℃下分别将十二烷基二甲基苄基氯化铵、甲氧苄啶、壬基酚聚氧乙烯醚、Na2HPO4、NaH2PO4和水按比例加入反应釜,充分搅拌1h直至形成均匀溶液即得到本实施例杀菌缓蚀剂。
实施例2
本实施例提供的杀菌缓蚀剂的成分组成按重量配比为:十二烷基二甲基苄基氯化铵15%,甲氧苄啶3%,辛基酚聚氧乙烯醚(n=5-20)15%,Na2HPO4 1%,NaH2PO4 2.5%,水63.5%。50℃下分别将十二烷基二甲基苄基氯化铵、甲氧苄啶、辛基酚聚氧乙烯醚、Na2HPO4、NaH2PO4和水按比例加入反应釜,充分搅拌1.5h直至形成均匀溶液即得到本实施例杀菌缓蚀剂。
实施例3
本实施例提供杀菌缓蚀剂的成分组成按重量配比为:十二烷基二甲基苄基氯化铵30%,甲氧苄啶2%,壬基酚聚氧乙烯醚(n=5-20)10%,Na2HPO4 1.5%,NaH2PO4 0.5%,水56%。50℃下分别将十二烷基二甲基苄基氯化铵、甲氧苄啶、壬基酚聚氧乙烯醚、Na2HPO4、NaH2PO4和水按比例加入反应釜,充分搅拌1h直至形成均匀溶液即得到本实施例杀菌缓蚀剂。
实施例4
本实施例提供的杀菌缓蚀剂的成分组成按重量配比为:十二烷基二甲基苄基氯化铵40%,甲氧苄啶1%,壬基酚聚氧乙烯醚(n=5-20)10%,Na2HPO4 2%,NaH2PO4 2%,水50%。50℃下分别将十二烷基二甲基苄基氯化铵、甲氧苄啶、壬基酚聚氧乙烯醚、Na2HPO4、NaH2PO4和水按比例加入反应釜,充分搅拌1h直至形成均匀溶液即得到本实施例杀菌缓蚀剂。
实施例5
本实施例杀菌缓蚀剂的成分组成按重量配比为:十二烷基二甲基苄基氯化铵60%,甲氧苄啶0.5%,壬基酚聚氧乙烯醚(n=5-20)10%,Na2HPO4 0.5%,NaH2PO4 1.5%,水27.5%。50℃下分别将十二烷基二甲基苄基氯化铵、甲氧苄啶、壬基酚聚氧乙烯醚、Na2HPO4、NaH2PO4和水按比例加入反应釜,充分搅拌1h直至形成均匀溶液即得到本实施例杀菌缓蚀剂。
杀菌性能评价
杀菌效果评价试验依据标准SYT 5757-2010《油田注入水杀菌剂通用技术条件》和SY/T 0532-2012《油田注入水细菌分析方法+绝迹稀释法》,试验结果见表1、表2。缓蚀效果评价试验依据标准SY/T 5273‐2014《油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法》,试验条件为60℃,模拟现场溶液,CO2压力0.5MPa,转速300r/min,挂片材质为20#碳钢,试验结果见表3。
表1不同实施例中杀菌缓蚀剂对SRB的杀菌效果
序号 | 杀菌缓蚀剂 | 加药浓度/ppm | 杀菌率/% |
1 | 空白 | 0 | — |
2 | 实施例1 | 50 | 99.99 |
3 | 实施例2 | 50 | 100 |
4 | 实施例3 | 50 | 100 |
5 | 实施例4 | 50 | 100 |
6 | 实施例5 | 50 | 100 |
上表“空白”是指不添加杀菌缓蚀剂。
表2不同实施例中杀菌缓蚀剂对TGB的杀菌效果
表3不同实施例中杀菌缓蚀剂的缓蚀效果
序号 | 杀菌缓蚀剂 | 加药浓度/ppm | 腐蚀速率/mm/a | 缓蚀效率/% |
1 | 空白 | 0 | 2.0167 | —— |
2 | 实施例1 | 50 | 0.2527 | 87.47 |
3 | 实施例2 | 50 | 0.2448 | 87.86 |
4 | 实施例3 | 50 | 0.2381 | 88.19 |
5 | 实施例4 | 50 | 0.1968 | 90.24 |
6 | 实施例5 | 50 | 0.1800 | 91.07 |
上表“空白”是指不添加杀菌缓蚀剂。
从上表1、表2及表3中看出,本案实施例1~5所提供的杀菌缓蚀剂既具有优异的杀菌效果,同时还具有优良的抑制CO2对金属的腐蚀性。
杀菌性能对比试验
按上述相同的方法评价如下所用杀菌剂对SRB的杀菌性能:
实施例5所得杀菌缓蚀剂、质量分数为45%的十二烷基硫酸钠苄基氯化铵水溶液(型号:1227,CAS:68424-85-1)、质量分数为60%十二烷基硫酸钠苄基氯化铵+0.5%甲氧苄啶水溶液、质量分数为50%戊二醛水溶液、四羟甲基硫酸磷,杀菌效果见表4。
表4 30ppm杀菌剂对SRB的杀菌效果
本发明杀菌缓蚀剂在较低的加注浓度下仍具有很好的杀菌效果,优于加相同浓度其他杀菌剂的效果。
最后应说明的是,以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行同等替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种杀菌缓蚀剂,以其总量为100%计,其包括5wt.%~60wt.%的十二烷基二甲基苄基卤化铵、0.5wt.%~5wt.%的杀菌增效剂、10wt.%~30wt.%的表面活性剂、2wt.%~10wt.%的缓冲剂及余量的水。
2.根据权利要求1所述的杀菌缓蚀剂,其包括40wt.%~60wt.%的十二烷基二甲基苄基卤化铵、0.5wt.%~2wt.%的杀菌增效剂、10wt.%~20wt.%的表面活性剂、2wt.%~4wt.%的缓冲剂及余量的水。
3.根据权利要求1或2所述的杀菌缓蚀剂,其中,所述十二烷基二甲基苄基卤化铵包括十二烷基二甲基苄基氯化铵和十二烷基二甲基苄基溴化铵中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的杀菌缓蚀剂,其中,所述杀菌增效剂包括甲氧苄啶和乳酸甲氧苄啶中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的杀菌缓蚀剂,其中,所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
6.根据权利要求5所述的杀菌缓蚀剂,其中,所述烷基酚聚氧乙烯醚包括壬基酚聚氧乙烯醚和辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种。
7.根据权利要求1或2所述的杀菌缓蚀剂,其中,所述缓冲剂包括Na2HPO4和NaH2PO4中的一种或多种。
8.权利要求1~7中任一项所述的杀菌缓蚀剂的制备方法,其包括:在30℃~70℃条件下,将所述十二烷基二甲基苄基卤化铵、杀菌增效剂、表面活性剂、缓冲剂及水充分混合即得所述杀菌缓蚀剂。
9.权利要求1~7中任一项所述的杀菌缓蚀剂作为一种活性成分在同时实现杀菌及抑制金属腐蚀中的应用;
优选地,所述杀菌是针对硫酸盐还原菌和/或腐生菌;
优选地,所述抑制金属腐蚀为抑制CO2对金属腐蚀;更优选地,所述金属为碳钢。
10.根据权利要求9所述的应用,其中,所述杀菌缓蚀剂作为一种活性成分在油田水处理系统中同时实现杀菌及抑制对金属腐蚀中的应用;
优选地,所述油田水处理系统包括油田采出水系统、油田注水系统或油田污水处理系统,所述油田注水系统包括油田回注水系统。
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