CN111472007A - 一种缓蚀阻垢剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田化学技术领域，具体提供了一种缓蚀阻垢剂，它是由下列原料按下述质量百分比制成：水相阻垢剂1.6～10％，有机相缓蚀剂1～15％，增稠剂0.1～0.3％，乳化剂9～15％，油52～65％，余量为水，解决了常用的水溶性阻垢剂与油溶性缓蚀剂配伍性较差的问题；本发明能同时对油井实现防腐防垢，室内试验表明：体系的缓蚀率＞90％，防垢率＞80％，效果明显，制备工艺简单，该缓蚀阻垢剂具有高热力学及动力学稳定性，加注到井内后逐步释放、破乳，在保护井筒碳钢管柱防腐的作用时，还可以在产出水介质中均匀分散，实现井筒有效防垢，同时降低了油田生产作业成本。
Description
技术领域
本发明属于油田化学技术领域，具体涉及一种缓蚀阻垢剂。
背景技术
油田进入含水期开发后，由于水的热力学不稳定性和化学不相容性，往往造成油井井筒、地面系统及注水地层的结垢问题，给生产带来极大的问题。并且在不同生产阶段，结垢还存在着动态变化和影响：
1、随着产出液中含水(原始地层水或注入的清水/海水、采出水)或三次采油中聚合物、其他气体等介质含量的由低到高；
2、注入水(介质)与地层水、或多层系产出液间的水型不配伍混合；
3、系统内温度和压力的降低、流态变化等。
同时由于原油中因含水增大、水质矿化度高，酸性气体(H2S、CO2)、腐蚀性细菌(SRB、TGB)等造成井筒腐蚀破漏严重，结垢和腐蚀问题共生共存，相互促进加剧，增加了油田生产作业成本。
为缓解腐蚀结垢造成的危害，常用的方法是加注单一的缓蚀剂和阻垢剂，或者缓蚀剂与阻垢剂二者复配剂，但是由于典型的商业阻垢剂普遍呈现较强酸性，缓蚀剂一般为阳离子体系，呈碱性，二者不相容，使用时易因电性中和而沉淀。
基于以上背景，提出一种缓蚀阻垢剂及其制备方法，在油井加注后可逐步释放、破乳，同时实现防腐防垢。
发明内容
本发明提供的缓蚀阻垢剂目的一是克服现有技术中常用的水溶性阻垢剂与油溶性缓蚀剂配伍性较差的问题；目的二是克服现有技术中典型的商业阻垢剂普遍呈现较强酸性，缓蚀剂一般为阳离子体系，呈碱性，二者不相容，使用时易因电性中和而沉淀，防腐防垢效果差，同时增加了油田生产作业成本的问题。
为此，本发明提供了一种缓蚀阻垢剂，它是由下列原料按下述质量百分比制成：水相阻垢剂1.6～10％，有机相缓蚀剂1～15％，增稠剂0.1～0.3％，乳化剂9～15％，油52～65％，余量为水。
所述原料各成分的质量百分含量为：水相阻垢剂5.8％，有机相缓蚀剂8％，增稠剂0.2％，乳化剂12％，油60％，余量为水。
所述水相阻垢剂为有机膦酸、聚羧酸类酸性阻垢剂，所述有机膦酸为氨基三甲基膦酸、2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸、二乙烯三胺五甲基膦酸中的一种或几种组合，聚羧酸类酸性阻垢剂为聚马来酸酐。
有机相缓蚀剂为咪唑啉衍生物类缓蚀剂、膦酸、膦羧酸、琉基苯并噻唑中的一种或几种组合；所述咪唑啉衍生物类缓蚀剂为油酸硫脲基咪唑啉、苯甲酸硫脲基咪唑啉中的一种或几种组合。
所述乳化剂为非离子表面活性剂失水山梨醇三硬脂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、烷基聚氧乙烯油醇醚中的一种或几种组合。
所述增稠剂为水溶性的能起增粘的植物胶类；所述水溶性的能起增粘的植物胶类为胍胶、羧甲基纤维素、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂中的一种或几种组合。
所述油为柴油、异构烷烃溶剂油、石油溶剂油和煤油中的一种或几种组合。
所述缓蚀阻垢剂的制备方法包括如下步骤：
1)首先，在乳化反应釜中依次加入质量百分数为1～15％有机相缓蚀剂和质量百分数为9～15％乳化剂，其次，将质量百分数为1～15％有机相缓蚀剂和质量百分数为9～15％乳化剂的混合液加热至50℃，最后加入质量百分数为52～65％油并使其搅拌分散成油相；
2)将质量百分数为1.6～10％的水相阻垢剂和质量百分数为0.1～0.3％的增稠剂溶解在水中形成均匀的水相溶液；
3)将步骤2)的水相溶液加入到步骤1)的油相中，常温下以50-80rpm的速度搅拌30-50min进行乳化反应；
4)使用高速剪切分散机将步骤3)乳化反应后的溶液剪切搅拌均匀，即得缓蚀阻垢剂。
所述缓蚀阻垢剂适用于井筒温度50-80℃的环境。
所述步骤4)的剪切搅拌转速为5000rpm以上，剪切搅拌时间为30秒以下。
本发明的有益效果：本发明提供的这种缓蚀阻垢剂，它是由下列原料按下述质量百分比制成：水相阻垢剂1.6～10％，有机相缓蚀剂1～15％，增稠剂0.1～0.3％，乳化剂9～15％，油52～65％，余量为水；
该缓蚀阻垢剂能同时对油井实现防腐防垢，室内试验表明：体系的缓蚀率＞90％，防垢率＞80％，效果明显，制备工艺简单；
2、本发明的乳化剂采用非离子表面活性剂失水山梨醇三硬脂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、烷基聚氧乙烯油醇醚中的一种或几种组合，相比括烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酚醚、聚氧乙烯烷基醇醚或烷基酚聚氧乙烯醚，本发明的表面活性剂可在金属表面有腐蚀产物或有垢沉积的情况下，相比现有缓蚀剂很难在此类情况下成膜，本发明的表面活性剂可促进本发明的缓蚀剂形成效果良好的缓蚀膜，帮助此类缓蚀剂成膜，成膜效果好，提高井筒的防腐和防垢效果。
3、本发明的增稠剂采用胍胶、羧甲基纤维素、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂中的一种或几种组合，该增稠剂可选择性大，稳定性高，促进改善水溶性阻垢剂与油溶性缓蚀剂配伍性差的问题，使本发明该缓蚀阻垢剂加注到井内后逐步释放、破乳。
4、该缓蚀阻垢剂具有高热力学及动力学稳定性，加注到井内后逐步释放、破乳，在保护井筒碳钢管柱防腐的作用时，还可以在产出水介质中均匀分散，实现井筒有效防垢，同时降低了油田生产作业成本。
具体实施方式
实施例1：
一种缓蚀阻垢剂，它是由下列原料按下述质量百分比制成：水相阻垢剂1.6～10％，有机相缓蚀剂1～15％，增稠剂0.1～0.3％，乳化剂9～15％，油52～65％，余量为水。
所述水相阻垢剂为有机膦酸、聚羧酸类酸性阻垢剂，所述有机膦酸为氨基三甲基膦酸、2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸、二乙烯三胺五甲基膦酸中的一种或几种组合，聚羧酸类酸性阻垢剂为聚马来酸酐。
有机相缓蚀剂为咪唑啉衍生物类缓蚀剂、膦酸、膦羧酸、琉基苯并噻唑中的一种或几种组合；所述咪唑啉衍生物类缓蚀剂为油酸硫脲基咪唑啉、苯甲酸硫脲基咪唑啉中的一种或几种组合。
所述乳化剂为非离子表面活性剂失水山梨醇三硬脂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、烷基聚氧乙烯油醇醚中的一种或几种组合。
所述增稠剂为水溶性的能起增粘的植物胶类；所述水溶性的能起增粘的植物胶类为胍胶、羧甲基纤维素、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂中的一种或几种组合。
所述油为柴油、异构烷烃溶剂油、石油溶剂油和煤油中的一种或几种组合。
所述缓蚀阻垢剂的制备方法包括如下步骤：
1)首先，在乳化反应釜中依次加入质量百分数为1～15％有机相缓蚀剂和质量百分数为9～15％乳化剂，其次，将质量百分数为1～15％有机相缓蚀剂和质量百分数为9～15％乳化剂的混合液加热至50℃，最后加入质量百分数为52～65％油并使其搅拌分散成油相；
2)将质量百分数为1.6～10％的水相阻垢剂和质量百分数为0.1～0.3％的增稠剂溶解在水中形成均匀的水相溶液；
3)将步骤2)的水相溶液加入到步骤1)的油相中，常温下以50-80rpm的速度搅拌30-50min进行乳化反应；
4)使用高速剪切分散机将步骤3)乳化反应后的溶液剪切搅拌均匀，即得缓蚀阻垢剂。
所述缓蚀阻垢剂适用于井筒温度50-80℃的环境。
所述步骤4)的剪切搅拌转速为5000rpm以上，剪切搅拌时间为30秒以下。
本发明的有益效果：
1)该缓蚀阻垢剂能同时对油井实现防腐防垢，室内试验表明：体系的缓蚀率＞90％，防垢率＞80％，效果明显，制备工艺简单；
2)该缓蚀阻垢剂具有高热力学及动力学稳定性，加注到井内后逐步释放、破乳，在保护井筒碳钢管柱防腐的作用时，还可以在产出水介质中均匀分散，实现井筒有效防垢，同时降低了油田生产作业成本。
实施例2：
一种缓蚀阻垢剂，它是由下列原料按下述质量百分比制成：水相阻垢剂2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸(PBTCA)8％，有机相缓蚀剂12％，所述有机相缓蚀剂为油酸硫脲基咪唑啉或膦酸或油酸硫脲基咪唑啉与膦酸的混合物，增稠剂0.2％，所述增稠剂为羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺中的一种或几种组合，乳化剂失水山梨醇三硬脂酸酯(Span-65)9％，柴油52％，余量为水。
所述缓蚀阻垢剂的制备方法包括如下步骤：
1)首先，在乳化反应釜中依次加入有机相缓蚀剂油酸硫脲基咪唑啉12％和乳化剂失水山梨醇三硬脂酸酯(Span-65)9％，其次，将有机相缓蚀剂和乳化剂的混合液加热至50℃，最后加入柴油52％并使其搅拌分散成油相；
2)将水相阻垢剂2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸(PBTCA)8％和增稠剂0.2％溶解在水中形成均匀的水相溶液；
3)将步骤2)的水相溶液加入到步骤1)的油相中，常温下以50-80rpm的速度搅拌30-50min进行乳化反应；
4)使用高速剪切分散机将步骤3)乳化反应后的溶液以5000rpm转速剪切搅拌30秒，剪切搅拌均匀，即得缓蚀阻垢剂。
用上述方法制备的缓蚀阻垢剂，外观为乳白色液体，乳液稳定性好，能同时起到缓蚀阻垢的作用。
实验结果测试：
采用实施例2的缓蚀阻垢剂，依照行业标准SY/T 5273-2000《油田采出水用缓蚀剂性能评价方法》，SY/T5673-93《油田用防垢剂性能评定方法》，使用油田Y55-43井采出水，总矿化度为79487.58mg/L，其中Cl-含量为48288.04mg/L，模拟井筒条件，进行缓蚀性能、阻垢性能评价。
Y55-43井水质(见表1)，加注缓蚀阻垢剂前腐蚀速率达到0.9mm/a，加注后腐蚀速率达到0.046mm/a，缓蚀率94.8％，碳酸钙阻垢率85.2％(见表2)，缓蚀阻垢性能较好。
表1现场取样水质表(mg/L)
表2常压失重挂片结果
实施例3：
一种缓蚀阻垢剂，它是由下列原料按下述质量百分比制成：水相阻垢剂氨基三甲基膦酸(ATMP)5.8％，有机相缓蚀剂8％，所述有机相缓蚀剂为苯甲酸硫脲基咪唑啉、膦羧酸、琉基苯并噻唑中的一种或几种组合，增稠剂0.2％，所述增稠剂为胍胶、阿拉伯树胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂中的一种或几种组合，乳化剂丙二醇脂肪酸酯(PO-50)12％，煤油60％，余量为水。
所述缓蚀阻垢剂的制备方法包括如下步骤：
1)首先，在乳化反应釜中依次加入有机相缓蚀剂苯甲酸硫脲基咪唑啉8％和乳化剂丙二醇脂肪酸酯(PO-50)12％，其次，将有机相缓蚀剂和乳化剂的混合液加热至50℃，最后加入煤油60％并使其搅拌分散成油相；
2)将水相阻垢剂氨基三甲基膦酸(ATMP)5.8％和增稠剂0.2％溶解在水中形成均匀的水相溶液；
3)将步骤2)的水相溶液加入到步骤1)的油相中，常温下以50-80rpm的速度搅拌30-50min进行乳化反应；
4)使用高速剪切分散机将步骤3)乳化反应后的溶液以5000rpm转速剪切搅拌30秒，剪切搅拌均匀，即得缓蚀阻垢剂。
用上述方法制备的缓蚀阻垢剂，外观为乳白色液体，乳液稳定性好，能同时起到缓蚀阻垢的作用。
实验结果测试：
缓蚀阻垢率测试：
采用实施例3的缓蚀阻垢剂，依照行业标准SY/T 5273-2000《油田采出水用缓蚀剂性能评价方法》，SY/T5673-93《油田用防垢剂性能评定方法》，使用油田Y45-28井采出水，总矿化度为78094.71mg/L，其中Cl-含量为49603.41mg/L，模拟井筒条件，进行缓蚀性能、阻垢性能评价。
Y45-28井水质(见表3)，加注缓蚀阻垢剂前腐蚀速率达到0.46mm/a，加注后腐蚀速率达到0.038mm/a，缓蚀率91％，碳酸钙阻垢率83.1％(见表4)，缓蚀阻垢性能较好。
表3现场取样水质表(mg/L)
表4常压失重挂片结果
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种缓蚀阻垢剂，其特征在于：它是由下列原料按下述质量百分比制成：水相阻垢剂1.6～10％，有机相缓蚀剂1～15％，增稠剂0.1～0.3％，乳化剂9～15％，油52～65％，余量为水。
2.如权利要求1所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述原料各成分的质量百分含量为：水相阻垢剂5.8％，有机相缓蚀剂8％，增稠剂0.2％，乳化剂12％，油60％，余量为水。
3.如权利要求1所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述水相阻垢剂为有机膦酸、聚羧酸类酸性阻垢剂，所述有机膦酸为氨基三甲基膦酸、2-膦酸丁烷-1、2、4-三羧酸、二乙烯三胺五甲基膦酸中的一种或几种组合，聚羧酸类酸性阻垢剂为聚马来酸酐。
4.如权利要求1所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于：有机相缓蚀剂为咪唑啉衍生物类缓蚀剂、膦酸、膦羧酸、琉基苯并噻唑中的一种或几种组合；所述咪唑啉衍生物类缓蚀剂为油酸硫脲基咪唑啉、苯甲酸硫脲基咪唑啉中的一种或几种组合。
5.如权利要求1所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述乳化剂为非离子表面活性剂失水山梨醇三硬脂酸酯、丙二醇脂肪酸酯、烷基聚氧乙烯油醇醚中的一种或几种组合。
6.如权利要求1所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述增稠剂为水溶性的能起增粘的植物胶类；所述水溶性的能起增粘的植物胶类为胍胶、羧甲基纤维素、淀粉、明胶、海藻酸钠、干酪素、瓜尔胶、甲壳胺、阿拉伯树胶、大豆蛋白胶、天然橡胶、羊毛脂、琼脂中的一种或几种。
7.如权利要求1所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述油为柴油、异构烷烃溶剂油、石油溶剂油和煤油中的一种或几种组合。
8.如权利要求1所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述缓蚀阻垢剂的制备方法包括如下步骤：
1)首先，在乳化反应釜中依次加入质量百分数为1～15％有机相缓蚀剂和质量百分数为9～15％乳化剂，其次，将质量百分数为1～15％有机相缓蚀剂和质量百分数为9～15％乳化剂的混合液加热至50℃，最后加入质量百分数为52～65％油并使其搅拌分散成油相；
2)将质量百分数为1.6～10％的水相阻垢剂和质量百分数为0.1～0.3％的增稠剂溶解在水中形成均匀的水相溶液；
3)将步骤2)的水相溶液加入到步骤1)的油相中，常温下以50-80rpm的速度搅拌30-50min进行乳化反应；
4)使用高速剪切分散机将步骤3)乳化反应后的溶液剪切搅拌均匀，即得缓蚀阻垢剂。
9.如权利要求8所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述缓蚀阻垢剂适用于井筒温度50-80℃的环境。
10.如权利要求8所述的缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述步骤4)的剪切搅拌转速为5000rpm以上，剪切搅拌时间为30秒以下。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200731 |
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