CN110278952B - 一种油田注水高效缓蚀杀菌剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油田注水高效缓蚀杀菌剂，其按质量百分比由以下组分混合而成：葵撑基双(甲酰胺基‑1‑十八烷基氯化吡啶)7％～15％、烷基二甲基亚硫酸酯基甜菜碱2％～6％、烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐3％～7％、脂肪醇聚氧乙烯醚3％～6％、氯化钠5％～9％、乙醇9％～21％、余量为水。本发明油田注水缓蚀剂具有杀菌性、凝固点低、用量小、无毒、不含磷元素、对环境友好的性能，在<55℃的温度范围内，对Q235钢的缓蚀率大于指标70％的要求，均匀腐蚀，其杀菌性能也满足油田注入水指标的要求，在油田生产领域，可以满足油田注入水对管线与设备的防腐蚀性能的要求。

Description

一种油田注水高效缓蚀杀菌剂
技术领域
本发明属于油田注水防腐技术领域，具体涉及一种油田注水高效缓蚀杀菌剂，其可作为油田注入水防腐蚀与杀菌用高效缓蚀杀菌剂，也可作为油田盐酸酸化、发电厂、化工、冶金机械等设备盐酸酸洗用缓蚀剂。
背景技术
油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。油田注入水主要是采出水或地表水，因采出水或地表水含有不同的矿物质、含氧量、细菌等，这些物质在注入地层的过程中会对注入水系统产生严重腐蚀，造成设备的腐蚀穿孔，甚至造成泄露，存在严重的安全隐患。
油田注水系统腐蚀通常由多种因素引起，主要分为化学因素、物理因素和生物因素。其中化学因素主要是高矿化度及其它无机盐、溶解氧、pH等。由于高矿化度的水中含有大量的氯离子等腐蚀性离子，从而加快了金属的腐蚀，有研究发现，矿化度小于20000mg/L的环境适合细菌生长，因此也加快了生物腐蚀。
影响注水系统腐蚀的物理因素主要包括温度、悬浮物等。一定的温度条件会加快腐蚀性气体在水中的溶解，同时也加快了水溶液中各腐蚀反应的反应速率，从而在一定程度上加快了金属的腐蚀。温度的升高也会降低水中无机盐的溶解度，使其容易在金属管线内结垢，从而造成局部腐蚀。由于注水系统中特殊的温度、水分等条件为生物的繁殖生长提供了良好的环境，从而加快了注入水管线系统的腐蚀，而悬浮物也为生物的繁殖提供很好的活动场所。
生物因素的影响主要是由于油田注水系统的复杂性，在油田注水系统中也存在着大量的具有腐蚀性的钢生物如硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(FB)、腐生菌(TGB)等，这些细菌能够在缺氧的条件下大量繁殖，产生大量的腐蚀性产物，对注水管线等设备造成严重的损坏。
目前对于油田注水系统所采取的腐蚀防护方法有多种，主要有物理方法，如，涂层保护、合理选材等；化学方法，如投加缓蚀剂、阻垢剂等化学助剂改善水质状况；以及采取电化学进行电化学保护法等。针对于油田的严重腐蚀状况，目前所采取的最有效、最简便的方法就是投加药剂的方法，由于油田注水系统腐蚀的复杂性，为了降低或者减少注入水对注水系统的腐蚀，需要加入缓蚀剂、杀菌剂抑制这些物质对注入系统的腐蚀，延长设备的使用寿命，提高经济效益。按照国家节能减排的要求和环保的要求，开发一种高效缓蚀杀菌剂具有一定的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种绿色环保、具有缓蚀与杀菌两种功能的高效缓蚀杀菌剂。
针对上述目的，本发明所采用油田注水高效缓蚀杀菌剂由下述质量百分比的原料组成：
Figure BDA0001947950100000021
本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂优选由下述质量百分比的原料组成：
Figure BDA0001947950100000022
上述的葵撑基双(甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)为下述化合物(1)～(3)中任意一种，其均由陕西宇涛精细化工科技有限公司提供。
(1)葵撑基双(2-甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)
Figure BDA0001947950100000031
(2)葵撑基双(3-甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)
Figure BDA0001947950100000032
(3)葵撑基双(4-甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)
Figure BDA0001947950100000033
上述脂肪醇聚氧乙烯醚的通式为RO(CH2CH2O)nH，其中R表示C12～C18烷基，n的取值为15～20的整数。
上述烷基二甲基亚硫酸酯基甜菜碱中的烷基为C12～C16烷基。
上述烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐中的烷基为C12～C14烷基。
本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂的制备方法为：按照上述原料的质量百分配比，将氯化钠加入水中，完全溶解后，再依次加入脂肪醇聚氧乙烯醚、乙醇、氯化钠、烷基二甲基亚硫酸酯基甜菜碱、烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐、葵撑基双(甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)，搅拌均匀即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明缓蚀杀菌剂具有缓蚀与杀菌两种功能，成本低、添加量小，且凝固点低、无毒、不含磷元素，是一种绿色环保的油田注水用高效缓蚀杀菌剂，有效解决了目前油田注水缓蚀剂与杀菌剂单独使用时用量大与配伍性的问题，有效的降低了油田生产单位的投资运营成本。
2、本发明油田注水用高效缓蚀杀菌剂中各组分之间的协同作用好，对Q235钢材质的缓蚀效果显著，在<55℃的温度范围内，对Q235钢的缓蚀率大于指标70％的要求，均匀腐蚀、无点蚀等局部腐蚀，且对水中的铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌有很好的去除效果，其腐蚀抑制能力与杀菌性能远远优于目前市场上销售的缓蚀剂(只具有腐蚀抑制作用)与杀菌剂(只具有杀菌性能)，在油田生产领域，可以满足油田注水对管线与设备的防腐蚀要求。
3、本发明油田注水用高效缓蚀杀菌剂还可以用于低温盐酸酸洗或油田酸化方面，其缓蚀性能也可以满足酸洗或酸化行业标准的要求，且添加量小，应用效果明显。
4、本发明油田注水用高效缓蚀杀菌剂配方中使用了化合物葵撑基双(甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)，该化合物与烷基二甲基亚硫酸酯基甜菜碱、烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐共同使用时，具有很好的协同性，在提高防腐蚀性能的同时有效的减少了缓蚀剂、杀菌剂的用量，降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
以制备本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：
Figure BDA0001947950100000041
Figure BDA0001947950100000051
其制备方法为：先将40g氯化钠加入660g水中，完全溶解后，再依次将40g脂肪醇聚氧乙烯醚、100g乙醇、30g十二烷基二甲基亚硫酸酯基甜菜碱、40g十二烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐、80g葵撑基双(2-甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)加入其中，搅拌均匀即可。
本实施例中脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式如下所示：
Figure BDA0001947950100000052
实施例2
以制备本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：
Figure BDA0001947950100000053
其制备方法与实施例1相同。
本实施例中脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式如下所示：
Figure BDA0001947950100000054
实施例3
以制备本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：
Figure BDA0001947950100000055
Figure BDA0001947950100000061
其制备方法与实施例1相同。
本实施例中脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式如下所示：
Figure BDA0001947950100000062
实施例4
以制备本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：
Figure BDA0001947950100000063
其制备方法与实施例1相同。
本实施例中脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式如下所示：
Figure BDA0001947950100000064
实施例5
以制备本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂1kg为例，它由下述质量配比的原料制成：
Figure BDA0001947950100000065
其制备方法与实施例1相同。
本实施例中脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式如下所示：
Figure BDA0001947950100000071
实施例6
在实施例1中，所用的葵撑基双(2-甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)等质量的葵撑基双(3-甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)替换，其他原料及其用量与实施例1相同，得到油田注水高效缓蚀杀菌剂。
实施例7
在实施例1中，所用的葵撑基双(2-甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)等质量的葵撑基双(4-甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)替换，其他原料及其用量与实施例1相同，得到油田注水高效缓蚀杀菌剂。
发明人按照石油天然气行业标准SY/T 5273-2014油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法技术条件中4.7静态均匀缓蚀率与点蚀缓蚀率试验的要求，对实施例1～3制备成的油田注水高效缓蚀杀菌剂进行了缓蚀率性能测试，其结果见表1和表2。发明人按照石油天然气行业标准SY/T 5757-2010油田注入水杀菌剂通用技术条件中试验的要求，对实施例1～3制备成的油田注水高效缓蚀杀菌剂进行了室内杀菌性能测试，其结果见表3。
表1本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂对Q235钢的静态均匀缓蚀率
Figure BDA0001947950100000072
表2本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂对Q235钢的静态点蚀缓蚀率
Figure BDA0001947950100000073
表3本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂的杀菌性能
Figure BDA0001947950100000081
由表1、表2可见，本发明油田注水高效缓蚀杀菌剂在55℃的温度下，对Q235钢的静态均匀缓蚀率与点蚀缓蚀率都高于指标要求；由表3的数据可知，本发明的油田高效注水缓蚀杀菌剂对腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌的杀灭能力均满足石油天然气行业标准SY/T5757-2010油田注入水杀菌剂通用技术条件中指标的要求，完全满足油田注水用缓蚀剂与杀菌剂的要求。

Claims (2)

1.一种油田注水高效缓蚀杀菌剂，其特征在于它由下述质量百分比的原料组成：
葵撑基双(甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶) 7%～15%
烷基二甲基亚硫酸酯基甜菜碱 2%～6%
烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐 3%～7%
脂肪醇聚氧乙烯醚 3%～6%
氯化钠 5%～9%
乙醇 9%～21%
水 加至100%
上述的葵撑基双(甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)为下述化合物（1）：
（1）葵撑基双(2-甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶)
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上述的脂肪醇聚氧乙烯醚的通式为 RO(CH2CH2O)nH，其中R表示C12～C18烷基，n的取值为15～20的整数；
上述烷基二甲基亚硫酸酯基甜菜碱中的烷基为C12～C16烷基；
上述烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐中的烷基为C12～C14烷基。
2.根据权利要求1所述的油田注水高效缓蚀杀菌剂，其特征在于它由下述质量百分比的原料组成：
葵撑基双(甲酰胺基-1-十八烷基氯化吡啶) 8%～13%
烷基二甲基亚硫酸酯基甜菜碱 3%～5%
烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐 4%～6%
脂肪醇聚氧乙烯醚 4%～5%
氯化钠 6%～8%
乙醇 10%～20%
水 加至100%。
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