CN110564394B - 一种稠油热采井硫化物脱除剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油田用化学剂及制备技术领域，具体涉及一种稠油热采井硫化物脱除剂及其制备方法。该硫化物脱除剂是由环氧丙基联咪唑和硝酸盐复配而成，各组成的组分质量百分比如下：环氧丙基联咪唑10‑20％、硝酸盐5‑10％、其余为水，所述的环氧丙基联咪唑由乙二醛、铵盐溶液(以氨计)、环氧氯丙烷按照3∶4～5∶1～2摩尔比反应而成。本发明的硫化物脱除剂不仅能够有效地去除油井中的硫化氢，还能够有效地去除甲硫醇、乙硫醇、羰基硫等有害硫化物；同时本发明的硫化物脱除剂具有使用剂量少的优点，在油井井筒环境下，比三嗪类药剂用量降低40％以上。

Description

一种稠油热采井硫化物脱除剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油田用化学剂及制备技术领域，具体涉及一种稠油热采井硫化物脱除剂及其制备方法。
背景技术
我国稠油资源较为丰富，稠油热采作为稠油、超稠油、特超稠油的手段，使得稠油油藏有效动用。稠油采用高温热蒸汽吞吐、热驱过程中，原油中的含硫化合物会发生一系列的水热裂解反应产生硫化氢，(部分井由于裂解程度不同，会产生甲硫醇、乙硫醇、羰基硫等含硫化合物)，东部油区部分热驱井井口硫化氢浓度高达30000-50000mg/m3，严重威胁作业人员的生命安全及健康。
目前采用的脱硫剂主要有醇胺类、三嗪类、醛胺类等，一般由套管加入，经过在油管内与硫化氢充分混合反应。其中的醇胺类脱硫剂，主要靠碱性作用吸收硫化氢，易引起油井套管、油管结垢，且当pH降低时，吸收的硫化氢会释放出来，脱硫效果差；三嗪类和醛胺类脱硫剂能够脱除硫化氢，但是耐温性差且成本较高，个别油井处理成本超过5000元/天，给油井的生产带来较大的成本压力。另外，以上三类药剂仅能处理硫化氢，对甲硫醇等其他含硫恶臭气体无处理作用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足而提供一种稠油热采井硫化物脱除剂及其制备方法。本发明的硫化物脱除剂不仅能够去除油井中的硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、羰基硫等硫化物，而且不会造成油井系统的结垢。
本发明的目的之一公开了一种稠油热采井硫化物脱除剂，该硫化物脱除剂是由环氧丙基联咪唑和硝酸盐复配而成。
所述的脱除剂各组成的组分如下：质量百分比
环氧丙基联咪唑 10-20％
硝酸盐 5-10％
其余为水。
其中，所述的环氧丙基联咪唑是由乙二醛、铵盐反应生成中间产物联咪唑，然后再与环氧氯丙烷反应而成，其分子结构式如下：
Figure BDA0002209557800000021
所述的反应生成式如下：
Figure BDA0002209557800000022
本发明所提供的一种稠油热采井硫化物脱除剂，其具体制备方法如下：
(1)在三口瓶中，加入乙二醛，放入磁力转子，将三口瓶置于带磁力搅拌的恒温水浴上，将水浴温度控制在25～35℃。
(2)在上述三口瓶上安装2只分液漏斗，开启磁力搅拌，搅拌速率为120～180rpm。
(3)在分液漏斗1中加入铵盐溶液，控制滴加速度为1～2mL/min，滴加完后继续搅拌反应0.5～1h，得到中间产物。
(4)向上述中间产物中加入碱的乙醇溶液，在分液漏斗2中加入环氧氯丙烷溶液，控制温度为70～75℃，环氧氯丙烷溶液的滴加速度为4～6mL/min，滴加完后边搅拌边反应，搅拌速度为200～300rpm，反应时间为1～1.5h，反应得到环氧丙基联咪唑。
(5)最后加入硝酸盐溶液和水，混合均匀后得到硫化物脱除剂。
所述的乙二醛、铵盐溶液(以氨计)、环氧氯丙烷的摩尔比为3∶4～5∶1～2。
所述的碱的乙醇溶液由碱和乙醇配制组成，碱和乙醇质量比为1∶9，所述的碱的乙醇溶液加入量为乙二醛质量的5～8％，
本发明与现有技术相比具有如下优点和有益效果：
(1)本发明的硫化物脱除剂pH值较低(pH≤7.5)，不会引起油井的套管、油管和井筒结垢的问题；
(2)本发明的硫化物脱除剂不仅能够有效地去除油井中的硫化氢，还能够有效地去除甲硫醇、乙硫醇、羰基硫等有害硫化物；
(3)本发明的硫化物脱除剂稳定性能强，可长期保存，不存在随着储存期的延长药剂效果下降的问题；
(4)本发明的硫化物脱除剂具有使用剂量少的优点，在油井井筒环境下，比三嗪类药剂用量降低40％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1 58.04
(1)在三口瓶中，加入1mol乙二醛，放入磁力转子，将三口瓶置于带磁力搅拌的恒温水浴上，将水浴温度控制在25℃。
(2)在上述三口瓶上安装2只分液漏斗，开启磁力搅拌，搅拌速率为120rpm。
(3)在分液漏斗1中加入4mol铵盐溶液(以氨计)，控制滴加速度为1mL/min，滴加完后继续搅拌反应0.5h，得到中间产物联咪唑。
(4)向上述中间产物联咪唑中加入碱的乙醇溶液2.902g，在分液漏斗2中加入1mol环氧氯丙烷溶液，控制温度为70℃，环氧氯丙烷溶液的滴加速度为4mL/min，滴加完后边搅拌边反应，搅拌速度为200rpm，反应时间为1、1.2、1.5h，反应得到环氧丙基联咪唑。
(5)最后加入硝酸盐溶液和水，混合均匀后得到硫化物脱除剂A1。
所述的环氧丙基联咪唑的分子式为：
Figure BDA0002209557800000041
所述的环氧丙基联咪唑、硝酸盐和水的质量百分比分别为10％、5％、85％。
实施2
(1)在三口瓶中，加入1mol乙二醛，放入磁力转子，将三口瓶置于带磁力搅拌的恒温水浴上，将水浴温度控制在30℃。
(2)在上述三口瓶上安装2只分液漏斗，开启磁力搅拌，搅拌速率为150rpm。
(3)在分液漏斗1中加入4.6mol铵盐溶液(以氨计)，控制滴加速度为2mL/min，滴加完后继续搅拌反应0.8h，得到中间产物联咪唑。
(4)向上述中间产物联咪唑中加入碱的乙醇溶液3.500g，在分液漏斗2中加入1.5mol环氧氯丙烷溶液，控制温度为72℃，环氧氯丙烷溶液的滴加速度为5mL/min，滴加完后边搅拌边反应，搅拌速度为230rpm，反应时间为1.2h，反应得到环氧丙基联咪唑。
(5)最后加入硝酸盐溶液和水，混合均匀后得到硫化物脱除剂A2。
所述的环氧丙基联咪唑为混合物，分子式为：
Figure BDA0002209557800000051
所述的环氧丙基联咪唑、硝酸盐和水的质量百分比分别为16％、8％、76％。
实施例3
(1)在三口瓶中，加入1mol乙二醛，放入磁力转子，将三口瓶置于带磁力搅拌的恒温水浴上，将水浴温度控制在35℃。
(2)在上述三口瓶上安装2只分液漏斗，开启磁力搅拌，搅拌速率为180rpm。
(3)在分液漏斗1中加入5mol铵盐溶液(以氨计)，控制滴加速度为2mL/min，滴加完后继续搅拌反应1h，得到中间产物联咪唑。
(4)向上述中间产物联咪唑中加入碱的乙醇溶液4.643g，在分液漏斗2中加入2mol环氧氯丙烷溶液，控制温度为75℃，环氧氯丙烷溶液的滴加速度为6mL/min，滴加完后边搅拌边反应，搅拌速度为300rpm，反应时间为1.5h，反应得到环氧丙基联咪唑。
(5)最后加入硝酸盐溶液和水，混合均匀后得到硫化物脱除剂A3。
所述的环氧丙基联咪唑的分子式为：
Figure BDA0002209557800000052
所述的环氧丙基联咪唑、硝酸盐和水的质量百分比分别为20％、10％、70％。
实施例4
胜利油田B区块的油井B12的日产液量28m3，硫化氢含量1300ppm，异味浓度110ppm，分别用三嗪脱硫剂和脱除剂A1进行处理，处理结果见表1。
表1不同处理剂对B12井含硫伴生气处理效果
Figure BDA0002209557800000061
从表1可以看出，脱除剂A1与三嗪脱硫剂相比，不仅投加量少，投加量少50％。脱除剂A1处理后硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、羰基硫的含量均为0ppm；而三嗪脱硫剂处理后硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、羰基硫的含量分别为0ppm、60ppm、35ppm、20ppm，脱除剂A1的处理效果明显好于三嗪脱硫剂的处理效果。
实施例5
胜利油田B区块的B21井液量30m3/d，硫化氢含量2100ppm，异味浓度180ppm，分别用三嗪脱硫剂和脱除剂A2进行处理，处理结果见表2。
表2不同处理剂对B21井含硫伴生气处理效果
Figure BDA0002209557800000062
从表2可以看出，脱除剂A2与三嗪脱硫剂相比，不仅投加量少，投加量少60％。脱除剂A2处理后硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、羰基硫的含量均为0ppm；而三嗪脱硫剂处理后硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、羰基硫的含量分别为0ppm、90ppm、55ppm、35ppm，脱除剂A2的处理效果明显好于三嗪脱硫剂的处理效果。
实施例6
胜利油田B区块的B35井液量35m3/d，硫化氢含量3500ppm，异味浓度500ppm，分别用三嗪脱硫剂和脱除剂A3进行处理，处理结果见表3。
表3不同处理剂对B35井含硫伴生气处理效果
Figure BDA0002209557800000071
从表3可以看出，脱除剂A3与三嗪脱硫剂相比，不仅投加量少，投加量少70％。脱除剂A3处理后硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、羰基硫的含量均为0ppm；而三嗪脱硫剂处理后硫化氢、甲硫醇、乙硫醇、羰基硫的含量分别为0ppm、260ppm、130ppm、110ppm，脱除剂A3的处理效果明显好于三嗪脱硫剂的处理效果。

Claims (5)

1.一种稠油热采井硫化物脱除剂，其特征在于，该硫化物脱除剂是由环氧丙基联咪唑和硝酸盐复配而成，各组成的组分如下：质量百分比
环氧丙基联咪唑 10-20％；
硝酸盐 5-10％；
其余为水；
所述的环氧丙基联咪唑的分子结构式如下：
Figure FDA0003251532020000011
2.根据权利要求1所述的稠油热采井硫化物脱除剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：
(1)在三口瓶中，加入乙二醛，放入磁力转子，将三口瓶置于带磁力搅拌的恒温水浴上，将水浴温度控制在25～35℃；
(2)在上述三口瓶上安装2只分液漏斗，开启磁力搅拌，搅拌速率为120～180rpm；
(3)在分液漏斗1中加入铵盐溶液，控制滴加速度为1～2mL/min，滴加完后继续搅拌反应0.5～1h，得到中间产物；
(4)向上述中间产物中加入碱的乙醇溶液，在分液漏斗2中加入环氧氯丙烷溶液，控制温度为70～75℃，环氧氯丙烷溶液的滴加速度为4～6mL/min，滴加完后边搅拌边反应，搅拌速度为200～300rpm，反应时间为1～1.5h，反应得到环氧丙基联咪唑；
(5)最后加入硝酸盐溶液和水，混合均匀后得到硫化物脱除剂。
3.根据权利要求2所述的稠油热采井硫化物脱除剂的制备方法，其特征在于，所述的乙二醛、铵盐溶液(以氨计)、环氧氯丙烷的摩尔比为3：4～5：1～2。
4.根据权利要求2所述的稠油热采井硫化物脱除剂的制备方法，其特征在于，所述的碱的乙醇溶液由碱和乙醇配制组成，碱和乙醇质量比为1:9。
5.根据权利要求2所述的稠油热采井硫化物脱除剂的制备方法，其特征在于，所述的碱的乙醇溶液加入量为乙二醛质量的5～8％。
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