CN110305645B - 一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采油工程技术领域，尤其涉及一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂及其制备方法，本发明是针对油田酸化过程中酸液易对油气井管材及井下金属设备造成严重腐蚀问题而研制的。一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂按质量百分比由下列成分组成：曼尼希碱型化合物35～45%、有机溶剂30～50%、增效剂15～20%；本发明所提供的酸化缓蚀剂，选用无毒，无污染，易生物降解的的材料，制备方法简单易行，缓蚀性能优良，绿色环保，在油气井酸化作业中具有广泛的应用前景。

Description

一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂及其制备方法

技术领域：本发明涉及采油工程技术领域，尤其涉及一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂及其制备方法。

背景技术：目前，油井酸化是油田常用的提高产量的有效措施，随着酸液的注入，产量的提高，同时伴随着油气井管柱及井下金属设施的腐蚀。腐蚀问题会导致井下工具破损，发生施工事故，造成严重的经济损失；在酸化过程中，添加酸化缓蚀剂是防止井下设备腐蚀问题发生的有效途径。目前国内油田酸化用缓蚀剂普遍存在毒性大，不易降解，效果不理想等问题。因此，急需发明一种无毒，无污染，缓蚀性能优良的酸化缓蚀剂。目的是解决酸化过程中存在的井下金属设备腐蚀问题。

发明内容：本发明的目的是提供了一种材料环保无毒，易生物降解，缓蚀性能优良的一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：它按质量百分比由下列成分组成：曼尼希碱型化合物35～45％、有机溶剂30～50％、增效剂15～20％；它具有如下化学结构：

其中，有机溶剂为甲醇，异丙醇，乙醇中的一种；增效剂为乌洛托品，疏丙基硫醇中的一种或两种。

一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂的制备方法，包括如下步骤：

a、曼尼希碱型化合物的合成：按摩尔比1.5～1.8:1.0～1.8的比例取二硫化二苯并噻唑和对甲氧基苯甲醛、或二硫化二苯并噻唑和十八醛、或二硫化二苯并噻唑和2,6-二甲基-5-庚烯醛作为缓蚀主剂原料，将缓蚀主剂原料与有机溶剂中的一种混合均匀，有机溶剂的质量为缓蚀主剂原料质量的1.2～1.5倍；搅拌混匀后，缓慢滴加伯胺，伯胺的质量为二硫化二苯并噻唑质量的0.5～0.8倍，用盐酸调节该溶液的pH值使其为2～4，反应温度75～90℃，反应时间6～8小时，冷却至室温，即可得到三种曼尼希碱型化合物；

b、将三种曼尼希碱型化合物35～45％，分别与有机溶剂30～50％、增效剂15～20％混合均匀，即制得曼尼希碱型酸化缓蚀剂。

本发明的曼尼希碱型酸化缓蚀剂的缓蚀原理是所合成的曼尼希碱型化合物分子中含有苯环结构及N、S、O原子，它们能够提供电子给金属表面的d轨道形成配位键，也能够接受金属表面提供的电子并形成反馈键，进而在金属表面吸附成膜，达到缓蚀的目的；所合成的曼尼希碱型化合物含有长链烷基，具有疏水性，能够在金属表面形成一层疏水膜，阻碍腐蚀粒子向金属表面迁移，使腐蚀速率进一步降低；增效剂乌洛托品及疏丙基硫醇与曼尼希碱型化合物具有很好的缓蚀协同作用，能够在金属表面形成强吸附膜，增加吸附位点密度，进一步增强其缓蚀性。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)本发明提供的曼尼希碱型酸化缓蚀剂属于吸附型缓蚀剂，能在金属表面形成多点吸附，且成膜稳定，致密，可以有效阻止酸液对金属的腐蚀，用量少，缓蚀性能优良。

2)本发明所选用的合成材料，无毒，易生物降解，操作过程中无刺激性气味，制备过程简单易操作。

具体实施方式：下面结合实施例对本发明作进一步说明：它按质量百分比由下列成分组成：曼尼希碱型化合物35～45％、有机溶剂30～50％、增效剂15～20％；它具有如下化学结构：

其中，有机溶剂为甲醇，异丙醇，乙醇中的一种；增效剂为乌洛托品，疏丙基硫醇中的一种或两种。

一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂的制备方法，包括如下步骤：

a、曼尼希碱型化合物的合成：按摩尔比1.5～1.8:1.0～1.8的比例取二硫化二苯并噻唑和对甲氧基苯甲醛、或二硫化二苯并噻唑和十八醛、或二硫化二苯并噻唑和2,6-二甲基-5-庚烯醛作为缓蚀主剂原料，将缓蚀主剂原料与有机溶剂中的一种混合均匀，有机溶剂的质量为缓蚀主剂原料质量的1.2～1.5倍；搅拌混匀后，缓慢滴加伯胺，伯胺的质量为二硫化二苯并噻唑质量的0.5～0.8倍，用盐酸调节该溶液的pH值使其为2～4，反应温度75～90℃，反应时间6～8小时，冷却至室温，即可得到三种曼尼希碱型化合物；

b、将三种曼尼希碱型化合物35～45％，分别与有机溶剂30～50％、增效剂15～20％混合均匀，即制得曼尼希碱型酸化缓蚀剂。

实施例1，一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂，各组分的质量占比为：曼尼希碱型化合物35％、甲醇50％、乌洛托品15％。

曼尼希碱型化合物的合成：将16.6g的二硫化二苯并噻唑、6.8g的对甲氧基苯甲醛和23.4g甲醇混匀后装入四颈烧瓶中，然后缓慢滴加8.3g伯胺，搅拌均匀。用盐酸调节pH值为2～3，在80～90℃下反应6.5小时，溶液冷却至室温后，可得到曼尼希碱型化合物。其中曼尼希碱型化合物的分子结构为：

将制得的曼尼希碱型化合物35％作为缓蚀剂主剂与甲醇50％、乌洛托品15％搅拌混合得到酸化缓蚀剂BQA-A。

为了检验本发明的缓蚀效果，取上述曼尼希型酸化缓蚀剂BQA-A，按照标准SY-T5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》分别对其缓蚀速率进行测定。试验结果如表1所示：

表1曼尼希碱型酸化缓蚀剂BQA-A缓蚀速率测定

由表1可以看出，本发明的曼尼希碱型酸化缓蚀剂BQA-A在60～90℃条件下，缓蚀速率均能达到国家标准二级以上指标，本发明所述的缓蚀剂能够对酸化过程的腐蚀起到很好的抑制作用。

实施例2，一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂，各组分的质量占比为：曼尼希碱型化合物45％、乙醇35％、疏丙基硫醇20％。

曼尼希碱型化合物的合成：将16.6g的二硫化二苯并噻唑、6.2g的十八醛和29.64g乙醇混匀后装入四颈烧瓶中，然后缓慢滴加11.62g伯胺，搅拌均匀。用盐酸调节pH值为3～4，在75～80℃下反应7小时，溶液冷却至室温后，可得到曼尼希碱型化合物。其中曼尼希碱型化合物的分子结构为：

将制得的曼尼希碱型化合物45％作为缓蚀剂主剂与乙醇35％、疏丙基硫醇20％搅拌混合得到酸化缓蚀剂BQA-B。

为了检验本发明的缓蚀效果，取上述曼尼希型酸化缓蚀剂BQA-B，按照标准SY-T5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》分别对其缓蚀速率进行测定。试验结果如表2所示：

表2曼尼希碱型酸化缓蚀剂BQA-B缓蚀速率测定

由表2可以看出，本发明的曼尼希碱型酸化缓蚀剂BQA-B在60～90℃条件下，缓蚀速率均能达到国家标准三级以上指标，本发明所述的缓蚀剂能够对酸化过程的腐蚀起到很好的抑制作用。

实施例3，一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂，各组分的质量占比为：曼尼希碱型化合物40％、异丙醇45％、乌洛托品10％、疏丙基硫醇5％。

曼尼希碱型化合物的合成：将16.6g的二硫化二苯并噻唑、6.18g的2,6-二甲基-5-庚烯醛和34.17g异丙醇混匀后装入四颈烧瓶中，然后缓慢滴加13.28g伯胺，搅拌均匀。用盐酸调节pH值为2～4，在75～90℃下反应8小时，溶液冷却至室温后，可得到曼尼希碱型化合物，其中曼尼希碱型化合物的分子结构为：

将制得的曼尼希碱型化合物40％作为缓蚀剂主剂与异丙醇45％、乌洛托品10％、疏丙基硫醇5％搅拌混合得到酸化缓蚀剂BQA-C。

为了检验本发明的缓蚀效果，取上述曼尼希型酸化缓蚀剂BQA-C，按照标准SY-T5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》分别对其缓蚀速率进行测定。试验结果如表3所示：

表3曼尼希碱型酸化缓蚀剂BQA-C缓蚀速率测定

由表3可以看出，本发明的曼尼希碱型酸化缓蚀剂BQA-C在60～90℃条件下，缓蚀速率均能达到国家标准三级以上指标，本发明所述的缓蚀剂能够对酸化过程的腐蚀起到很好的抑制作用。

Claims (2)

1.一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂，其特征在于：它按质量百分比由下列成分组成：曼尼希碱型化合物35～45％、有机溶剂30～50％、增效剂15～20％；它具有如下化学结构：

其中，有机溶剂为甲醇，异丙醇，乙醇中的一种；增效剂为乌洛托品。

2.如权利要求1所述的一种曼尼希碱型酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、曼尼希碱型化合物的合成：按摩尔比1.5～1.8:1.0～1.8的比例取二硫化二苯并噻唑和对甲氧基苯甲醛、或二硫化二苯并噻唑和十八醛、或二硫化二苯并噻唑和2,6-二甲基-5-庚烯醛作为缓蚀主剂原料，将缓蚀主剂原料与有机溶剂中的一种混合均匀，有机溶剂的质量为缓蚀主剂原料质量的1.2～1.5倍；搅拌混匀后，缓慢滴加伯胺，伯胺的质量为二硫化二苯并噻唑质量的0.5～0.8倍，用盐酸调节该溶液的pH值使其为2～4，反应温度85～90℃，反应时间6～8小时，冷却至室温，即可得到三种曼尼希碱型化合物；

b、将三种曼尼希碱型化合物35～45％，分别与有机溶剂30～50％、增效剂15～20％混合均匀，即制得曼尼希碱型酸化缓蚀剂。