CN112266774A - 一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于天然气开采技术领域，具体提供了一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂及其制备方法，它是由下列组分按下述质量百分比制成：有机磷酸类缓蚀剂15～20％、有机膦缓蚀剂15～20％、季铵盐缓蚀剂25～30％、阻垢剂4～10％、乳化剂3～5％、两性表面活性剂15～20％、分散剂5～10％，解决了大气田针对井筒结垢、井筒腐蚀、气井排水采气等问题时，加注的传统阻垢剂、缓蚀剂和泡沫排水剂单一药剂性能比较单一，加注制度繁琐，加注药剂工作量较大，且不具备抗冻的功效问题，具有实现防垢、缓蚀、防腐、泡排、抗冻的功能，实现了“一剂多效”，提高药剂加注效率，减少药剂加注工作量，降低药剂加注过程中的安全风险，解决了传统药剂在冬季结冻问题。

Description

一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明属于天然气开采技术领域，具体涉及一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂及其制备方法。
背景技术
在油气田生产集输过程中，常常存在井筒结垢和腐蚀等问题。结垢可引起井筒堵塞，严重时甚至堵死气井，影响生产；而腐蚀一直是井筒所要解决的问题，腐蚀不预防会使井筒被盐水或酸性水腐蚀掉，严重影响安全与生产。
另外，随着气田的逐步开发，气藏能力、气井压力不断降低，气井生产过程中井筒容易积液，随着井筒积液量的增加，气井生产压差减小，导致气井产量下降甚至水俺停产。为了解决井筒积液问题，一般采用泡沫排水工艺进行排水采气。
目前，各大气田针对井筒结垢、井筒腐蚀、气井排水采气等问题，通过加注阻垢剂、缓蚀剂和泡沫排水剂来满足生产需求，而且取得很好的效果。但是单一药剂性能比较单一，加注制度繁琐，加注药剂工作量较大，而且传统阻垢剂、缓蚀剂和泡沫排水剂不具备抗冻的功效，尤其在北方极寒地区，药剂抗冻显得更为重要。
因此，我们发明一种同时具有缓蚀、泡排、抗冻性能的阻垢剂。加注一种新型复合药剂，同时满足气井防垢、防腐以及泡排排水的需求，以降低加注工作量。
发明内容
本发明提供的一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂及其制备方法目的是克服现有技术中解决大气田针对井筒结垢、井筒腐蚀、气井排水采气等问题时，加注的传统阻垢剂、缓蚀剂和泡沫排水剂单一药剂性能比较单一，加注制度繁琐，加注药剂工作量较大，且不具备抗冻的功效问题。
为此，本发明提供了一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，它是由下列组分按下述质量百分比制成：有机磷酸类缓蚀剂15～20％、有机膦缓蚀剂15～20％、季铵盐缓蚀剂25～30％、阻垢剂4～10％、乳化剂3～5％、两性表面活性剂15～20％、分散剂5～10％。
进一步的，所述有机磷酸类缓蚀剂为羟基乙叉二膦酸。
进一步的，所述有机膦缓蚀剂为2-羟基磷酰基乙酸。
进一步的，所述季铵盐缓蚀剂为烷基咪唑啉季铵盐。
进一步的，所述阻垢剂为膦机马来酸酐共聚物。
进一步的，所述乳化剂为磺化AEO3。
进一步的，所述两性表面活性剂为月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱。
进一步的，所述分散剂为聚羧酸盐。
一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
1)配制防垢主剂：称取质量百分比15～20％的有机磷酸类缓蚀剂与质量百分比4～10％的阻垢剂，并将上述称取物混合搅拌均匀；
2)配制缓蚀主剂：称取质量百分比15～20％的有机膦缓蚀剂与质量百分比25～30％的季铵盐缓蚀剂，并将步骤2)称取物混合搅拌均匀；
3)配制发泡主剂：称取质量百分比3～5％的乳化剂与质量百分比15～20％的两性表面活性剂，并将步骤3)称取物混合搅拌均匀；
4)将上述配制好的防垢主剂、缓蚀主剂、发泡主剂混合搅拌均匀，在40℃条件下反应2小时后，再加入质量百分比5～10％的分散剂，搅拌使其混合均匀，即得抗冻型缓蚀泡排阻垢剂。
本发明的有益效果：
1)本发明提供的这种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，通过质量百分比15～20％的羟基乙叉二膦酸与质量百分比4～10％的膦机马来酸酐共聚物配制防垢主剂，通过质量百分比15～20％的2-羟基磷酰基乙酸与质量百分比25～30％的烷基咪唑啉季铵盐配制缓蚀主剂，通过质量百分比3～5％的磺化AEO3与质量百分比15～20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱配制发泡主剂，最后将配制好的防垢主剂、缓蚀主剂、发泡主剂混合搅拌均匀，在40℃条件下反应2小时后，再加入质量百分比5～10％的聚羧酸盐，搅拌使其混合均匀，即得抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，所得的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂既可以实现防垢、缓蚀、防腐、泡排的功能，同时实现抗冻的性能，实现了“一剂多效”，提高药剂加注效率，减少药剂加注工作量，降低药剂加注过程中的安全风险，解决了传统药剂在冬季结冻问题。
2)本发明提供的这种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，羟基乙叉二膦酸在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解，耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机磷酸(盐)好，适用于冬季严寒地区，质量百分比15～20％的羟基乙叉二膦酸与质量百分比4～10％的膦机马来酸酐共聚物配制防垢主剂，在提高阻垢性能的同时，稳定性和抗冻性好；
2-羟基磷酰基乙酸具有优异的缓蚀性能，用于低硬度、低碱度、强腐蚀性水质中，显示出极强的缓蚀作用，2-羟基磷酰基乙酸(HPAA)与二价离子有很好的螯合作用，可作为金属离子稳定剂，有效地稳定水中的Fe2+、Fe3+、Mn2+、Al3+等离子，减少腐蚀与结垢，质量百分比15～20％的2-羟基磷酰基乙酸与质量百分比25～30％的烷基咪唑啉季铵盐复配缓释效果更佳；
月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱可广泛与阳离子、阴离子、非离子表面活性剂配伍，泡沫丰富而稳定，有优良的溶解性和配伍性、优良的发泡性和显著的增稠性、良好的抗硬水性、抗静电性及生物降解性；质量百分比3～5％的磺化AEO3与质量百分比15～20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱复配发泡性能更好，泡沫更丰富，泡沫稳定性更高；
质量百分比15～20％的羟基乙叉二膦酸与质量百分比4～10％的膦机马来酸酐共聚物、质量百分比3～5％的磺化AEO3与质量百分比15～20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、质量百分比3～5％的磺化AEO3与质量百分比15～20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱、质量百分比5～10％的聚羧酸盐复配，药剂之间配伍性好，实现了“一剂多效”，有效满足天然气井防垢、防腐、泡排排水和抗冻的需求，同时降低加注工作量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如下。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。
本发明保护了一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，它是由下列组分按下述质量百分比制成：有机磷酸类缓蚀剂15～20％、有机膦缓蚀剂15～20％、季铵盐缓蚀剂25～30％、阻垢剂4～10％、乳化剂3～5％、两性表面活性剂15～20％、分散剂5～10％。
进一步的，所述有机磷酸类缓蚀剂为羟基乙叉二膦酸。
进一步的，所述有机膦缓蚀剂为2-羟基磷酰基乙酸。
进一步的，所述季铵盐缓蚀剂为烷基咪唑啉季铵盐。
进一步的，所述阻垢剂为膦机马来酸酐共聚物。
进一步的，所述乳化剂为磺化AEO3。
进一步的，所述两性表面活性剂为月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱。
进一步的，所述分散剂为聚羧酸盐。
一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
1)配制防垢主剂：称取质量百分比15～20％的有机磷酸类缓蚀剂与质量百分比4～10％的阻垢剂，并将上述称取物混合搅拌均匀；
2)配制缓蚀主剂：称取质量百分比15～20％的有机膦缓蚀剂与质量百分比25～30％的季铵盐缓蚀剂，并将步骤2)称取物混合搅拌均匀；
3)配制发泡主剂：称取质量百分比3～5％的乳化剂与质量百分比15～20％的两性表面活性剂，并将步骤3)称取物混合搅拌均匀；
4)将上述配制好的防垢主剂、缓蚀主剂、发泡主剂混合搅拌均匀，在40℃条件下反应2小时后，再加入质量百分比5～10％的分散剂，搅拌使其混合均匀，即得抗冻型缓蚀泡排阻垢剂。
本发明提供的这种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，通过质量百分比15～20％的羟基乙叉二膦酸与质量百分比4～10％的膦机马来酸酐共聚物配制防垢主剂，通过质量百分比15～20％的2-羟基磷酰基乙酸与质量百分比25～30％的烷基咪唑啉季铵盐配制缓蚀主剂，通过质量百分比3～5％的磺化AEO3与质量百分比15～20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱配制发泡主剂，最后将配制好的防垢主剂、缓蚀主剂、发泡主剂混合搅拌均匀，在40℃条件下反应2小时后，再加入质量百分比5～10％的聚羧酸盐，搅拌使其混合均匀，即得抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，所得的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂既可以实现防垢、缓蚀、防腐、泡排的功能，同时实现抗冻的性能，实现了“一剂多效”，提高药剂加注效率，减少药剂加注工作量，降低药剂加注过程中的安全风险，解决了传统药剂在冬季结冻问题。
实施例1：
本实施例提供了一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，它是由下列组分按下述质量百分比制成：羟基乙叉二膦酸15％、2-羟基磷酰基乙酸20％、烷基咪唑啉季铵盐25％、膦机马来酸酐共聚物10％、磺化AEO3 5％、月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱15％、聚羧酸盐10％。
一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
1)配制防垢主剂：称取质量百分比15％的羟基乙叉二膦酸与质量百分比10％的膦机马来酸酐共聚物，并将上述称取物混合搅拌均匀；
2)配制缓蚀主剂：称取质量百分比20％的2-羟基磷酰基乙酸与质量百分比25％的烷基咪唑啉季铵盐，并将步骤2)称取物混合搅拌均匀；
3)配制发泡主剂：称取质量百分比5％的磺化AEO3与质量百分比15％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱，并将步骤3)称取物混合搅拌均匀；
4)将上述配制好的防垢主剂、缓蚀主剂、发泡主剂混合搅拌均匀，在40℃条件下反应2小时后，再加入质量百分比10％的聚羧酸盐，搅拌使其混合均匀，即得抗冻型缓蚀泡排阻垢剂。
表1抗冻型缓蚀泡排阻垢技术指标
Figure BDA0002733350450000071
由表1可知，该抗冻型缓蚀泡排阻垢剂在(-15±1℃)时原液仍有流动性，抗冻性好，气泡力持久，泡沫丰富，携液量大，泡排量大，防垢率≥75，缓蚀率≥80，防垢率和缓缓蚀性好。
实施例2：
本实施例提供了一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，它是由下列组分按下述质量百分比制成：羟基乙叉二膦酸20％、2-羟基磷酰基乙酸17％、烷基咪唑啉季铵盐30％、膦机马来酸酐共聚物4％、磺化AEO3 3％、月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱18％、聚羧酸盐8％。
一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
1)配制防垢主剂：称取质量百分比20％的羟基乙叉二膦酸与质量百分比4％的膦机马来酸酐共聚物，并将上述称取物混合搅拌均匀；
2)配制缓蚀主剂：称取质量百分比17％的2-羟基磷酰基乙酸与质量百分比30％的烷基咪唑啉季铵盐，并将步骤2)称取物混合搅拌均匀；
3)配制发泡主剂：称取质量百分比3％的磺化AEO3与质量百分比18％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱，并将步骤3)称取物混合搅拌均匀；
4)将上述配制好的防垢主剂、缓蚀主剂、发泡主剂混合搅拌均匀，在40℃条件下反应2小时后，再加入质量百分比8％的聚羧酸盐，搅拌使其混合均匀，即得抗冻型缓蚀泡排阻垢剂。
表2抗冻型缓蚀泡排阻垢技术指标
Figure BDA0002733350450000081
Figure BDA0002733350450000091
由表2可知，该抗冻型缓蚀泡排阻垢剂在(-15±1℃)时原液仍有流动性，抗冻性好，气泡力持久，泡沫丰富，携液量大，泡排量大，防垢率≥76，缓蚀率≥81，防垢率和缓缓蚀性好。
实施例3：
本实施例提供了一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，它是由下列组分按下述质量百分比制成：羟基乙叉二膦酸19％、2-羟基磷酰基乙酸15％、烷基咪唑啉季铵盐29％、膦机马来酸酐共聚物8％、磺化AEO3 4％、月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱20％、聚羧酸盐5％。
一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
1)配制防垢主剂：称取质量百分比19％的羟基乙叉二膦酸与质量百分比8％的膦机马来酸酐共聚物，并将上述称取物混合搅拌均匀；
2)配制缓蚀主剂：称取质量百分比15％的2-羟基磷酰基乙酸与质量百分比29％的烷基咪唑啉季铵盐，并将步骤2)称取物混合搅拌均匀；
3)配制发泡主剂：称取质量百分比4％的磺化AEO3与质量百分比20％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱，并将步骤3)称取物混合搅拌均匀；
4)将上述配制好的防垢主剂、缓蚀主剂、发泡主剂混合搅拌均匀，在40℃条件下反应2小时后，再加入质量百分比5％的聚羧酸盐，搅拌使其混合均匀，即得抗冻型缓蚀泡排阻垢剂。
表3抗冻型缓蚀泡排阻垢技术指标
Figure BDA0002733350450000092
Figure BDA0002733350450000101
由表3可知，该抗冻型缓蚀泡排阻垢剂在(-15±1℃)时原液仍有流动性，抗冻性好，气泡力持久，泡沫丰富，携液量大，泡排量大，防垢率≥78，缓蚀率≥84，防垢率和缓缓蚀性好。
实施例4：
本实施例提供了一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，它是由下列组分按下述质量百分比制成：羟基乙叉二膦酸17％、2-羟基磷酰基乙酸18％、烷基咪唑啉季铵盐25％、膦机马来酸酐共聚物10％、磺化AEO3 5％、月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱15％、聚羧酸盐10％。
一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
1)配制防垢主剂：称取质量百分比17％的羟基乙叉二膦酸与质量百分比10％的膦机马来酸酐共聚物，并将上述称取物混合搅拌均匀；
2)配制缓蚀主剂：称取质量百分比18％的2-羟基磷酰基乙酸与质量百分比25％的烷基咪唑啉季铵盐，并将步骤2)称取物混合搅拌均匀；
3)配制发泡主剂：称取质量百分比5％的磺化AEO3与质量百分比15％的月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱，并将步骤3)称取物混合搅拌均匀；
4)将上述配制好的防垢主剂、缓蚀主剂、发泡主剂混合搅拌均匀，在40℃条件下反应2小时后，再加入质量百分比10％的聚羧酸盐，搅拌使其混合均匀，即得抗冻型缓蚀泡排阻垢剂。
表4抗冻型缓蚀泡排阻垢技术指标
Figure BDA0002733350450000111
由表4可知，该抗冻型缓蚀泡排阻垢剂在(-15±1℃)时原液仍有流动性，抗冻性好，气泡力持久，泡沫丰富，携液量大，泡排量大，防垢率≥76，缓蚀率≥82，防垢率和缓缓蚀性好。
综上所述，本发明的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂可以实现防垢、缓蚀、防腐、泡排的功能，且防垢、缓蚀、防腐、泡排性能优于传动的剂型，同时实现抗冻的性能，实现了“一剂多效”，提高了药剂加注效率，减少了药剂加注工作量，降低药剂加注过程中的安全风险，解决了传统药剂在冬季结冻问题。
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 (9)

1.一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，其特征在于：它是由下列组分按下述质量百分比制成：有机磷酸类缓蚀剂15～20％、有机膦缓蚀剂15～20％、季铵盐缓蚀剂25～30％、阻垢剂4～10％、乳化剂3～5％、两性表面活性剂15～20％、分散剂5～10％。
2.如权利要求1所述的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，其特征在于：所述有机磷酸类缓蚀剂为羟基乙叉二膦酸。
3.如权利要求1所述的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，其特征在于：所述有机膦缓蚀剂为2-羟基磷酰基乙酸。
4.如权利要求1所述的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，其特征在于：所述季铵盐缓蚀剂为烷基咪唑啉季铵盐。
5.如权利要求1所述的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，其特征在于：所述阻垢剂为膦机马来酸酐共聚物。
6.如权利要求1所述的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，其特征在于：所述乳化剂为磺化AEO3。
7.如权利要求1所述的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，其特征在于：所述两性表面活性剂为月桂酰胺丙基磷酸甜菜碱。
8.如权利要求1所述的抗冻型缓蚀泡排阻垢剂，其特征在于：所述分散剂为聚羧酸盐。
9.一种抗冻型缓蚀泡排阻垢剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)配制防垢主剂：称取质量百分比15～20％的有机磷酸类缓蚀剂与质量百分比4～10％的阻垢剂，并将上述称取物混合搅拌均匀；
2)配制缓蚀主剂：称取质量百分比15～20％的有机膦缓蚀剂与质量百分比25～30％的季铵盐缓蚀剂，并将步骤2)称取物混合搅拌均匀；
3)配制发泡主剂：称取质量百分比3～5％的乳化剂与质量百分比15～20％的两性表面活性剂，并将步骤3)称取物混合搅拌均匀；
4)将上述配制好的防垢主剂、缓蚀主剂、发泡主剂混合搅拌均匀，在40℃条件下反应2小时后，再加入质量百分比5～10％的分散剂，搅拌使其混合均匀，即得抗冻型缓蚀泡排阻垢剂。
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