CN109809573A - 一种蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒸汽驱用缓蚀剂及其制备方法，具体包括1)将油酸、二乙烯三胺加入到密封反应釜中，加入携带剂，反应充分后，将反应所得物料经过酰胺化脱水，然后把温度升到190‑270℃进行环化脱水2‑12h，待体系不出水即反应完成；2)将季铵化试剂加入到反应物料中，反应温度为40‑120℃，反应2‑10h，反应结束后即得到所述缓蚀剂。本发明制备所得的缓蚀剂能够耐蒸汽驱采出水的高温、高矿化环境，并且制备方法简单、明显区别于现有技术中需要将咪唑啉类中间体进行进一步复配的技术指导，从而节省了经济成本、时间成本，同时还能满足绿色环保的政策要求。

Description

一种蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及油田技术领域，尤其涉及一种蒸汽驱用缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

稠油油藏原油粘度高，在油层温度下脱气原油粘度大于100毫帕·秒。在油田的石油开采中，由于稠油具有特殊的高粘度和高凝固点的特性，在储层和井筒中流动性差，常规开采采收率低，即无法保证正常的经济产量。为了保证合理的采收率，往往需要通过采用热采技术降低原油的粘度来采油。所述稠油热采技术主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油技术三大工艺。

所述蒸汽辅助重力泄油技术主要是针对超稠油油藏实施的技术。所述超稠油油藏原油，在油层温度下脱气原油粘度大于50000毫帕·秒。所述蒸汽辅助重力泄油技术的机理是在注汽井中注入蒸汽，蒸汽向上超覆在地层中形成蒸汽腔，蒸汽腔向上及侧面扩展，与油层中的原油发生热交换，加热后的原油和蒸汽冷凝水靠重力作用泄到下面的水平生产井中产出。

具体实施时，所述蒸汽辅助重力泄油技术一般是在接近油柱底部油水界面以上钻水平生产井，蒸汽通过与所述水平生产井上方相平行的水平井或垂直井持续注入，从而在生产井上方形成蒸汽室。蒸汽在注入上升过程中通过多孔介质与冷油接触，并逐渐冷凝，凝析水和被加热的原油在重力驱替下泄向生产井并由生产井产出。

目前针对超稠油油藏当连续油层厚度大于15米时，一般采用双水平井蒸汽辅助重力泄油技术。当连续油层厚度小于15米时，油田一般采用水平井蒸汽吞吐方式开采。而目前水平井吞吐采收率普遍低于20％，10轮蒸汽吞吐后油藏的采出程度仍处于低水平，提高采收率的潜力较大。

目前开发稠油油藏时，在蒸汽吞吐后为了提高所述蒸汽吞吐后的采收率，通常采用由所述水平井蒸汽吞吐开发转为水平井汽驱开采方式，直接向水平注汽井中连续注入高干度蒸汽，注入油层中的大量蒸汽携带热能加热油层，从而大大降低了原油粘度，注入流体将已降粘的原油驱替至周围的生产井采出。

然而稠油油藏水平井的水平段长度一般超过200米，注汽时受储层非均质性和管柱结构的影响容易造成水平段动用不均匀。特别是采用直接向水平注汽井中连续注入高干度蒸汽的笼统注汽时，所述水平段的动用程度更是低于50％，且极易发生水平段蒸汽汽窜现象。当发生所述汽窜现象时，蒸汽从注汽井注入，又从相邻的生产井窜出，一方面造成注汽井能量外溢，另一方面造成生产井产量下降，采收率大大降低，蒸汽驱也难以进行下去。蒸汽驱采油是稠油油藏经过蒸汽吞吐采油之后，为进一步提高采收率而采取的一项热采方法，因为蒸汽吞吐采油只能采出各个油井附近油层中的原油，在油井与油井之间还留有大量的死油区。蒸汽驱采油，就是由注入井连续不断地往油层中注入高干度的蒸汽，蒸汽不断地加热油层，从而大大降低了地层原油的粘度。注入的蒸汽在地层中变为热的流体，将原油驱赶到生产井的周围，并被采到地面上来。

CN103723843A公开了一种新型缓蚀阻垢剂及其制备方法，该新型缓蚀阻垢剂包括质量比为0.1-1:1-90:0.1-10的缓蚀剂、阻垢剂和羟基乙叉二膦酸，其中，缓蚀剂为复配缓蚀剂，其原料组成包括：油酸、二乙烯三胺、季铵化试剂、复配物，该复配缓蚀剂是使油酸和二乙烯三胺反应得到咪唑啉中间体，然后再与季铵化试剂反应得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂，最后加入复配物进行复配得到的。本发明还提供了上述缓蚀阻垢剂的制备方法。本发明所提供的新型缓蚀阻垢剂是能同时起到缓蚀和阻垢作用的新型阻垢剂，能有效解决油田领域中的油田水结垢问题。然而，其制备过程复杂、需要经过多次复配，必须造成时间成本和经济成本的浪费。

CN103723843A公开了一种新型缓蚀阻垢剂。该新型缓蚀阻垢剂包括质量比为0.1-1:1-90:0.1-10的缓蚀剂、阻垢剂和羟基乙叉二膦酸，其中，缓蚀剂为复配缓蚀剂，其原料组成包括：油酸、二乙烯三胺、季铵化试剂、复配物，该复配缓蚀剂是使油酸和二乙烯三胺反应得到咪唑啉中间体，然后再与季铵化试剂反应得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂，最后加入复配物进行复配得到的。本发明还提供了上述缓蚀阻垢剂的制备方法。本发明所提供的新型缓蚀阻垢剂是能同时起到缓蚀和阻垢作用的新型阻垢剂，能有效解决油田领域中的油田水结垢问题。然而，其同样需要进行复配过程。

然而，蒸汽驱产生的采出水由于矿化度高，且含有硫化氢和二氧化碳等腐蚀性气体，油气处理设施、地面管网和井下管柱腐蚀结垢现象普遍，严重影响地面及井下设施的使用寿命，安全形势日趋严重，制约了勘探开发的质量和效益。

为控制采出水的腐蚀性，部分油田提出“零腐蚀”工程，通过加大“三防”药剂费用投入，严格规范污水站加药管理，强化现场监督考核，力争把平均腐蚀速率控制在0.076mm/a以内。现阶段油田缓蚀剂的筛选是在一般都是在50℃条件下进行的。目前油田在用的缓蚀剂多为常温缓蚀剂，使用温度低于60℃，处理温度达到80℃以上的高温缓蚀剂鲜见使用。尤其对于蒸汽驱区块，因其开发工艺和地理环境的特殊性，采出液高温和高矿化度，造成水质沿程管线及井筒管柱腐蚀结垢严重，一般的的油田采出水缓蚀剂产品不耐高温，现场应用效果不好。

现有技术中的缓蚀剂均需要经过多次复配，而复配过程必须产生更多的化学污染物，因此，寻找一种能够通过简单方法制备得到的、能够满足蒸汽驱采出水使用的缓蚀剂，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明提供了一种蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂及其制备方法，其尤其适用于温度高于50℃的油田采出水相关设备及管线的防腐蚀，尤其适合于油田蒸汽驱用采出水、回注水的管线与设备的防腐蚀。本发明所述制备方法无需经过多次的复配，操作过程简单，极大的节约了时间成本、经济成本，在提高经济效益的同时，还兼顾了绿色环保的政策要求，极好的解决了现有技术中存在的上述技术缺陷。

本发明所述的一种蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂，其制备方法包括：

1)将油酸、二乙烯三胺加入到密封反应釜中，加入携带剂，反应充分后，将反应所得物料再经过酰胺化脱水反应，然后再把温度升到190-270℃进行环化脱水反应2-12h，待体系不出水即反应完成；

2)将季铵化试剂加入到反应物料中，反应温度为40-120℃，反应2-10h，反应结束后即得到所述缓蚀剂。

优选地，所述油酸与二乙烯三胺的摩尔比为1-10：10-1；更优选地，所述油酸与二乙烯三胺的摩尔比为1-6：6-1；尤其优选地，所述油酸与二乙烯三胺的摩尔比为1-1.5：1.5-1；最优选地，所述油酸与二乙烯三胺的摩尔比为1： 1.2。

优选地，所述携带剂为二甲苯、石油醚中的任意一种或其任意组合；更优选地，所述携带剂为质量分数为20％的二甲苯溶液。

优选地，所述反应釜为密封的不锈钢反应釜或密封的聚四氟乙烯反应釜。

优选地，所述步骤1)中油酸与二乙烯三胺的反应温度为50-200℃；更优选地，所述反应温度为80-180℃；最优选地，所述反应温度为170℃。

优选地，所述步骤1)中油酸与二乙烯三胺的反应时间为2-20h；更优选地，所述反应时间为3-10h；最优选地，所述反应时间为4h。

优选地，所述步骤1)中环化脱水反应过程的温度为200-240℃；更优选地，所述环化脱水过程的温度为210℃。

优选地，所述步骤1)中环化脱水反应过程的操作时间为3-7h；更优选地，所述环化脱水过程的操作时间为4h。

优选地，所述步骤2)中的季铵化试剂为氯化苄、硫酸二甲酯或氯乙酸钠中的任意一种或其任意组合；更优选地，所述季铵化试剂为氯化苄。

优选地，所述步骤2)中季铵化试剂加入量为0.5-5ml；更优选地，所述季铵化试剂的加入量为1-1.5ml；最优选地，所述季铵化试剂加入量为1.3ml。

优选地，所述步骤2)的反应温度优选为60-100℃；更优选地，所述反应温度为80-95℃；最优选地，所述反应温度为90℃。

优选地，所述步骤2)的反应时间优选为2-8h；更优选地，所述反应时间为3-6h；最优选地，所述反应时间为4h。

本发明的有益效果在于：

1)本发明所述的缓蚀剂制备方法简单、易操作，无需多个复配过程，明显与现有技术中给出的需要将油酸与二乙烯三胺反应得到的咪唑啉中间体继续进行多次复配的技术指导完成相反，是对于现有技术的一种突破；

2)本发明所述的缓蚀剂由于制备方法简单，节约原料，在节省经济成本、时间成本的基础上，还能够产生较高的环保效应，能够较好的满足国家大力提倡的绿色环保的作业要求；

3)本发明制备所得的缓蚀剂能够有效的适用蒸汽驱采出水的高温、高矿化，能够适应高于60℃、尤其是高于80℃的高温水环境，其能够有效的缓解高温、高矿化水对于管线以及相关设备的腐蚀，当加药量为40ppm时，缓蚀率能够达到70％以上。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。

实施例1

缓蚀剂样品1的制备方法：

1)将摩尔比为1：1的油酸、二乙烯三胺加入密封的不锈钢反应釜中，加入携带剂(质量分数20％的二甲苯溶液)，于80℃反应20h，再经过酰胺化脱水反应，然后再把温度升到200℃经过环化脱水反应10h，待体系不出水即反应完成；

2)将0.5ml的季铵化试剂(氯化苄)滴加入反应体系，反应温度60℃，反应8h即得本发明所述的蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂-样品1。

实施例2

缓蚀剂样品2的制备方法：

1)将摩尔比为1：1.2的油酸、二乙烯三胺加入密封的不锈钢反应釜中，加入携带剂(质量分数20％的二甲苯溶液)，于170℃反应4h，再经过酰胺化脱水反应，然后再把温度升到210℃经过环化脱水反应4h，待体系不出水即反应完成；

2)将1.3ml的季铵化试剂(氯化苄)滴加入反应体系，反应温度90℃，反应4h即得本发明所述的蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂-样品2。

实施例3

缓蚀剂样品3的制备方法：

1)将摩尔比为2：3的油酸、二乙烯三胺加入密封的聚四氟乙烯反应釜中，加入携带剂(质量分数20％的石油醚溶液)，于50℃反应10h，再经过酰胺化脱水反应，然后再把温度升到240℃经过环化脱水反应3h，待体系不出水即反应完成；

2)将2.3ml的季铵化试剂(硫酸二甲酯)滴加入反应体系，反应温度60℃，反应8h即得本发明所述的蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂-样品3。

实施例4

缓蚀剂样品4的制备方法：

1)将摩尔比为1：3的油酸、二乙烯三胺加入密封的聚四氟乙烯反应釜中，加入携带剂(质量分数20％的石油醚溶液)，于200℃反应2h，再经过酰胺化脱水反应，然后再把温度升到240℃经过环化脱水反应3h，待体系不出水即反应完成；

2)将3ml的季铵化试剂(氯化苄)滴加入反应体系，反应温度80℃，反应5h即得本发明所述的蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂-样品4。

实施例5

缓蚀剂样品5的制备方法：

1)将摩尔比为8：9的油酸、二乙烯三胺加入密封的不锈钢反应釜中，加入携带剂(质量分数20％的二甲苯溶液)，于70℃反应12h，再经过酰胺化脱水反应，然后再把温度升到220℃经过环化脱水反应4.8h，待体系不出水即反应完成；

2)将5ml的季铵化试剂(氯化苄)滴加入反应体系，反应温度80℃，反应7h即得本发明所述的蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂-样品5。

上述制备所得各样品投药量与缓蚀率的数据如表所示：

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种蒸汽驱油田采出水用缓蚀剂，其特征在于，所述缓蚀剂的制备方法包括：

1)将油酸、二乙烯三胺加入到密封反应釜中，加入携带剂，反应充分后，将反应所得物料再经过酰胺化脱水反应，然后再把温度升到190-270℃进行环化脱水反应2-12h，待体系不出水即反应完成；

2)将季铵化试剂加入到反应物料中，反应温度为40-120℃，反应2-10h，反应结束后即得到所述缓蚀剂。

2.根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述油酸与二乙烯三胺的摩尔比为1-10：10-1。

3.根据权利要求1或2所述的缓蚀剂，其特征在于，所述携带剂为二甲苯、石油醚中的任意一种或其任意组合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的缓蚀剂，其特征在于，所述反应釜为密封的不锈钢反应釜或密封的聚四氟乙烯反应釜。

5.根据权利要求1-4任一项所述的缓蚀剂，其特征在于，所述步骤1)中油酸与二乙烯三胺的反应温度为50-200℃。

6.根据权利要求1-5任一项所述的缓蚀剂，其特征在于，所述步骤1)中油酸与二乙烯三胺的反应时间为2-20h。

7.根据权利要求1-6任一项所述的缓蚀剂，其特征在于，所述步骤1)中环化脱水过程的温度为200-240℃。

8.根据权利要求1-6任一项所述的缓蚀剂，其特征在于，所述步骤1)中环化脱水反应过程的温度为200-240℃。

9.根据权利要求1-6任一项所述的缓蚀剂，其特征在于，所述步骤1)中环化脱水反应过程的操作时间为3-7h。

10.一种权利要求1-9任一项所述的缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述缓蚀剂的制备方法包括：

1)将油酸、二乙烯三胺加入到密封反应釜中，加入携带剂，反应充分后，将反应所得物料再经过酰胺化脱水反应，然后再把温度升到190-270℃进行环化脱水反应2-12h，待体系不出水即反应完成；

2)将季铵化试剂加入到反应物料中，反应温度为40-120℃，反应2-10h，反应结束后即得到所述缓蚀剂。