CN112410009A - 一种页岩气开发用气井缓蚀剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及缓蚀剂技术领域，具体涉及一种页岩气开发用气井缓蚀剂及制备方法，所述气井缓蚀剂原料包括双季铵盐类缓蚀剂、N‑甲基二乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、硫脲和去离子水，其中所述双季铵盐类缓蚀剂由N,N‑二甲基苯并三唑甲胺与1,2‑二溴乙烷反应制得；制备方法包括将双季铵盐类缓蚀剂、N‑甲基二乙醇胺、硫脲、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和去离子水混合均匀，得到所述气井缓蚀剂。该缓蚀剂具有更多的吸附中心，缓蚀效果更好。
Description
技术领域
本发明涉及缓蚀剂技术领域，具体涉及一种页岩气开发用气井缓蚀剂及制备方法。
背景技术
页岩气是一种赋存于富有机质泥页岩及其夹层中可供开采的天然气资源，具有清洁、高效、储量丰富的特点。页岩气的开发技术主要包括垂直井技术、水平井技术和压裂增产技术，其中以水平井配合压裂增产技术使用的方式增产效果最好。根据压裂介质的不同，压裂技术可分为以液氮或二氧化碳泡沫作为压裂剂的泡沫压裂和以清水作为压裂剂的水力压裂，而二氧化碳和水在一定程度上均会引起腐蚀。
基于此，有必要提出一种页岩气开发用气井缓蚀剂及其制备方法。
发明内容
针对压裂增产时使用的二氧化碳泡沫会对钢铁造成腐蚀，影响气井寿命的技术问题，本发明提供一种页岩气开发用气井缓蚀剂及制备方法，该缓蚀剂具有更多的吸附中心，缓蚀效果更好。
第一方面，本发明提供一种页岩气开发用气井缓蚀剂，所述气井缓蚀剂包括如下原料：
双季铵盐类缓蚀剂、N-甲基二乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、硫脲和去离子水；
其中，所述双季铵盐类缓蚀剂由N,N-二甲基苯并三唑甲胺与1,2-二溴乙烷反应制得。
进一步的，所述气井缓蚀剂包括如下重量份的原料：
5～10份双季铵盐类缓蚀剂、5～10份N-甲基二乙醇胺、0.5～2份硫脲、0.1～1份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和50～100份去离子水。
进一步的，所述双季铵盐类缓蚀剂的制备方法包括如下步骤：
将N,N-二甲基苯并三唑甲胺加入甲苯溶液中升温至80℃搅拌，使N,N-二甲基苯并三唑甲胺完全溶解，然后向溶液中滴加1,2-二溴乙烷，将反应液升温至回流，保温反应3h后，TLC监控反应直至原料反应完全，之后过滤分离得到反应析出固体，甲苯淋洗固体后干燥，得到双季铵盐类缓蚀剂。
进一步的，所述N,N-二甲基苯并三唑甲胺与1,2-二溴乙烷的摩尔比为2：1.1～1.3。
第二方面，本发明提供一种气井缓蚀剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
将双季铵盐类缓蚀剂、N-甲基二乙醇胺、硫脲、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和去离子水混合均匀，得到所述气井缓蚀剂；
其中所述双季铵盐类缓蚀剂由N,N-二甲基苯并三唑甲胺与1,2-二溴乙烷反应制得。
进一步的，所述制备方法包括如下步骤：
按照5～10：5～10：0.5～2：0.1～1：75～90的重量比称取原料双季铵盐类缓蚀剂、N-甲基二乙醇胺、硫脲、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和去离子水，将各原料混合均匀，得到所述气井缓蚀剂。
进一步的，所述制备方法还包括如下步骤：
将N,N-二甲基苯并三唑甲胺加入甲苯溶液中升温至80℃搅拌，使N,N-二甲基苯并三唑甲胺完全溶解，然后向溶液中滴加1,2-二溴乙烷，将反应液升温至回流，保温反应3h后，TLC监控反应直至原料反应完全，之后过滤分离得到反应析出固体，甲苯淋洗固体后干燥，得到双季铵盐类缓蚀剂。
进一步的，所述N,N-二甲基苯并三唑甲胺与1,2-二溴乙烷的摩尔比为2：1.1～1.3。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的页岩气开发用气井缓蚀剂原料包括双季铵盐类缓蚀剂(主缓蚀剂)、N-甲基二乙醇胺(吸收剂)、硫脲(次缓蚀剂)、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(清洁剂)和去离子水(溶剂)，其中双季铵盐类缓蚀剂为N,N-二甲基苯并三唑甲胺与1,2-二溴乙烷反应生成的产物，具有更多的吸附中心，含有N杂环结构，抗磨减摩和缓蚀效果好，相比于单季铵盐类缓蚀剂，本双季铵盐类缓蚀剂CMC更低，分散性更好；N-甲基二乙醇胺能够吸收酸性气体，从而减少CO2等的腐蚀作用；硫脲作为次缓蚀剂，与双季铵盐类缓蚀剂配合，能够发挥更好的协同作用效果；椰子油脂肪酸二乙醇酰胺为气井缓蚀剂赋予一定的清洁作用，加速污垢脱落。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种页岩气开发用气井缓蚀剂，所述气井缓蚀剂包括如下重量份数的原料：
8份双季铵盐类缓蚀剂、8份N-甲基二乙醇胺、2份硫脲、1份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和81份去离子水；
该气井缓蚀剂的制备方法包括如下步骤：
将N,N-二甲基苯并三唑甲胺加入甲苯溶液中升温至80℃搅拌，使N,N-二甲基苯并三唑甲胺完全溶解，然后向溶液中滴加1,2-二溴乙烷，N,N-二甲基苯并三唑甲胺和1,2-二溴乙烷的摩尔比为2：1.2，将反应液升温至回流，保温反应3h后，TLC监控反应直至原料反应完全，之后过滤分离得到反应析出固体，甲苯淋洗固体后干燥，得到双季铵盐类缓蚀剂；
按照8：8：2：1：81的重量比称取原料双季铵盐类缓蚀剂、N-甲基二乙醇胺、硫脲、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和去离子水，将各原料混合均匀，得到所述气井缓蚀剂。
实施例2
一种页岩气开发用气井缓蚀剂，所述气井缓蚀剂包括如下重量份数的原料：
5份双季铵盐类缓蚀剂、5份N-甲基二乙醇胺、0.5份硫脲、0.5份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和89份去离子水；
该气井缓蚀剂的制备方法包括如下步骤：
将N,N-二甲基苯并三唑甲胺加入甲苯溶液中升温至80℃搅拌，使N,N-二甲基苯并三唑甲胺完全溶解，然后向溶液中滴加1,2-二溴乙烷，N,N-二甲基苯并三唑甲胺和1,2-二溴乙烷的摩尔比为2：1.2，将反应液升温至回流，保温反应3h后，TLC监控反应直至原料反应完全，之后过滤分离得到反应析出固体，甲苯淋洗固体后干燥，得到双季铵盐类缓蚀剂；
按照5：5：0.5：0.5：89的重量比称取原料双季铵盐类缓蚀剂、N-甲基二乙醇胺、硫脲、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和去离子水，将各原料混合均匀，得到所述气井缓蚀剂。
为检验本发明气井缓蚀剂效果，使用高压反应釜模拟二氧化碳腐蚀环境，以新鲜的现场采出水(使用前需先用氮气驱氧，直至含氧量低于5×10-9以下)作为试验介质，以尺寸为50mm×10mm×3mm的Q235钢作为试片，试验温度为120℃，试验总压为6Mpa，二氧化碳分压为4.64Mpa，气井缓蚀剂的加入浓度为200mg/L。经试验，使用实施例1气井缓蚀剂的试片平均腐蚀速度为0.043mm/a，使用实施例2气井缓蚀剂的试片平均腐蚀速度为0.053mm/a。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种页岩气开发用气井缓蚀剂，其特征在于，所述气井缓蚀剂包括如下原料：
双季铵盐类缓蚀剂、N-甲基二乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、硫脲和去离子水；
其中，所述双季铵盐类缓蚀剂由N,N-二甲基苯并三唑甲胺与1,2-二溴乙烷反应制得。
2.如权利要求1所述的气井缓蚀剂，其特征在于，所述气井缓蚀剂包括如下重量份的原料：
5～10份双季铵盐类缓蚀剂、5～10份N-甲基二乙醇胺、0.5～2份硫脲、0.1～1份椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和50～100份去离子水。
3.如权利要求1所述的气井缓蚀剂，其特征在于，所述双季铵盐类缓蚀剂的制备方法包括如下步骤：
将N,N-二甲基苯并三唑甲胺加入甲苯溶液中升温至80℃搅拌，使N,N-二甲基苯并三唑甲胺完全溶解，然后向溶液中滴加1,2-二溴乙烷，将反应液升温至回流，保温反应3h后，TLC监控反应直至原料反应完全，之后过滤分离得到反应析出固体，甲苯淋洗固体后干燥，得到双季铵盐类缓蚀剂。
4.如权利要求3所述的气井缓蚀剂，其特征在于，所述N,N-二甲基苯并三唑甲胺与1,2-二溴乙烷的摩尔比为2：1.1～1.3。
5.一种页岩气开发用气井缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将双季铵盐类缓蚀剂、N-甲基二乙醇胺、硫脲、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和去离子水混合均匀，得到所述气井缓蚀剂；
其中所述双季铵盐类缓蚀剂由N,N-二甲基苯并三唑甲胺与1,2-二溴乙烷反应制得。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
按照5～10：5～10：0.5～2：0.1～1：75～90的重量比称取原料双季铵盐类缓蚀剂、N-甲基二乙醇胺、硫脲、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和去离子水，将各原料混合均匀，得到所述气井缓蚀剂。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括如下步骤：
将N,N-二甲基苯并三唑甲胺加入甲苯溶液中升温至80℃搅拌，使N,N-二甲基苯并三唑甲胺完全溶解，然后向溶液中滴加1,2-二溴乙烷，将反应液升温至回流，保温反应3h后，TLC监控反应直至原料反应完全，之后过滤分离得到反应析出固体，甲苯淋洗固体后干燥，得到双季铵盐类缓蚀剂。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述N,N-二甲基苯并三唑甲胺与1,2-二溴乙烷的摩尔比为2：1.1～1.3。
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