JP6578008B2 - 硫酸バリウムスケール防止剤、硫酸バリウムスケール防止方法、および、硫酸バリウムスケール防止剤組成物 - Google Patents
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Description
カルボキシル基含有単量体とスルホン酸基含有単量体を含む単量体組成物を重合して得られるスルホン酸基含有共重合体を含む硫酸バリウムスケール防止剤であって、
金属塩濃度が10質量%以上の高塩濃度水に対して固形分濃度で1質量%添加したときに該スルホン酸基含有共重合体が析出しない。
原油採掘における掘削配管中で硫酸バリウムスケールが形成することを防止する方法であって、
カルボキシル基含有単量体とスルホン酸基含有単量体を含む単量体組成物を重合して得られるスルホン酸基含有共重合体を含む硫酸バリウムスケール防止剤であり、金属塩濃度が1質量%以上の高塩濃度水に対して固形分濃度で1質量%添加したときに該スルホン酸基含有共重合体が析出しない硫酸バリウムスケール防止剤を、該掘削配管中に添加する。
水と、カルボキシル基含有単量体とスルホン酸基含有単量体を含む単量体組成物を重合して得られるスルホン酸基含有共重合体とを含む。
本発明の硫酸バリウムスケール防止剤は、カルボキシル基含有単量体とスルホン酸基含有単量体を含む単量体組成物を重合して得られるスルホン酸基含有共重合体を含む。
本発明の硫酸バリウムスケール防止方法は、原油採掘における掘削配管中で硫酸バリウムスケールが形成することを防止する方法である。
本発明の硫酸バリウムスケール防止剤組成物は、水とスルホン酸基含有共重合体とを含む。
重量平均分子量は下記の条件で測定した。
装置:株式会社日立製作所製 L−7000シリーズ
検出器:HITACHI RI Detector L−7490
カラム:株式会社昭和電工製 SHODEX Asahipak GF−310−HQ、GF−710−HQ、GF−1G 7B
カラム温度:40℃
流速:0.5ml/min
検量線:ソウワ化学社製 Polyacrylic acid standard
溶離液:0.1N酢酸ナトリウム/アセトニトリル=3/1(質量比)
100ccのビーカーにNaCl:10g、CaCl2:3gを投入し、さらに、67gのイオン交換水を投入して溶解した溶液を溶液(1)とし、別の100ccビーカーに実施例に記載の重合体を固形分換算で、イオン交換水を用いて10質量%濃度に希釈した液10gを溶液(2)とし、溶液(1)と溶液(2)を25℃にて200cc容器に投入し、マグネチックスタラーを用いて25℃にて2分間撹拌した。撹拌後の溶液を1分間、25℃にて静置後、目視にて透明状態の確認を行った。
温度計、還流冷却器、攪拌機を備えた容量5LのSUS316製のセパラブルフラスコに、純水979.4gを仕込み、攪拌下、87℃に昇温した(初期仕込み)。
次いで、攪拌下、87℃一定状態の重合反応系中に、80質量%アクリル酸水溶液(以下、80%AAと称す):1362.6g、40質量%3−アリルオキシ−2−ヒドロキシ−1−プロパンスルホン酸ナトリウム水溶液(以下、40%HAPSと称す):434.6g、15質量%過硫酸ナトリウム水溶液(以下、15%NaPSと称す):159.4g、35質量%重亜硫酸ナトリウム水溶液(以下、35%SBSと称す):163.9g、48%水酸化ナトリウム水溶液(以下、48%NaOHと称す):83.4g、0.6%モール塩水溶液(以下、0.6%モール塩と称す):11.3g(総仕込み量に対する鉄(II)の質量(ここで、総仕込み量とは、重合完結後の中和工程を含む、全ての投入物質量をいう。以下、同様とする。)に換算すると3ppm)、および35%過酸化水素水溶液(以下、35%HPと称す):5.5gを、それぞれ別個の滴下ノズルより滴下した。それぞれの滴下時間は、80%AAを180分間、40%HAPSを155分間、35%SBSを175分間、15%NaPSを200分間、48%NaOHを180分間、0.6%モール塩を一括、35%HPを5分間とした。また、滴下開始時間に関して、まず35%SBSを滴下し、その5分後に80%AA、40%HAPS、15%NaPS、および48%NaOHの滴下を開始し、35%SBS滴下開始15分後に0.6%モール塩を一括投入し、35%SBSの滴下開始190分後に35%HPの滴下を開始した。40%HAPSは87gを40%HAPS滴下開始後0分〜15分に一定の滴下速度で連続的に滴下し、残り347.6gを40%HAPS滴下開始後15分〜155分に一定の滴下速度で連続的に滴下した。80%AA、15%NaPS、35%SBS、48%NaOH、および35%HPは、それぞれの滴下時間の間、滴下速度は一定とし、連続的に滴下した。
滴下終了後、さらに60分間に渡って反応溶液を87℃に保持して熟成し、重合を完結せしめた。このようにして、重合体(1)と水を含む重合体組成物(1)を得た。
重合体(1)の重量平均分子量は11000であった。
結果を表1に記載した。
合成例1において、40%HAPSを167gとし、40%HAPS:30gの滴下を40%HAPS滴下開始後0分〜15分に、残りの40%HAPS:137gの滴下を40%HAPS滴下開始後15分〜155分に変更した以外は、合成例1と同様にして、重合体(2)と水を含む重合体組成物(2)を得た。
重合体(2)の重量平均分子量は9500であった。
結果を表1に記載した。
合成例1において、40%HAPSを908gとし、40%HAPS:180gの滴下を40%HAPS滴下開始後0分〜15分に、残りの40%HAPS:728gの滴下を40%HAPS滴下開始後15分〜155分に変更した以外は、合成例1と同様にして、重合体(3)と水を含む重合体組成物(3)を得た。
重合体(3)の重量平均分子量は11000であった。
結果を表1に記載した。
合成例1において、40%HAPSの代わりに、40%AMPS(アクリルアミドプロパンスルホン酸Naの40%水溶液):908gを使用し、35重量%重亜硫酸ナトリウム水溶液(35%SBS):250gを用いた以外は、合成例1と同様にして、重合体(4)と水を含む重合体組成物(4)を得た。
重合体(4)の重量平均分子量は5000であった。
結果を表1に記載した。
温度計、還流冷却器、攪拌機を備えた容量5LのSUS316製のセパラブルフラスコに、純水:622.7gと、モール塩:0.0171gを仕込み、攪拌下、85℃になるまで昇温した(初期仕込み)。
次いで、攪拌下、85℃一定状態の重合反応系中に、80%AA:900.0g、15%NaPS:46.2g、および35%SBS:125.7gを、それぞれ別個の滴下ノズルより滴下した。それぞれの滴下時間は、80%AAを120分間、15%NaPSを180分間、35%SBSを115分間とした。また、滴下開始時間に関しては、各滴下液はすべて同時に滴下を開始した。各滴下液はそれぞれの滴下時間の間、滴下速度は一定とし、連続的に滴下した。
滴下終了後、さらに30分間に渡って反応溶液を85℃に保持して熟成した後、35%HP:9.5gを加えた。このようにして、重合体(C1)と水を含む重合体組成物(C1)を得た。
重合体(C1)の重量平均分子量は6000であった。
結果を表1に記載した。
塩化バリウム:0.023gをイオン交換水:50gへ溶解し、試験液Aを調製した。
塩化マグネシウム:0.373g、塩化ナトリウム:5.08g、塩化カルシウム:0.45g、塩化カリウム:0.082g、硫酸ナトリウム:0.32g、合成例1で得られた重合体組成物(1)の0.1質量%水溶液(固形分換算):1gをイオン交換水:50gに溶解し、試験液Bを調製した。
試験液Aと試験液Bを加熱しながら撹拌混合し、スケール防止組成物(1)を得た。得られたスケール防止組成物(1)を10分間で80℃まで昇温した。80℃まで昇温後、ただちに80℃にて2時間静置を行い、その後、10分間で30℃まで降温し、上澄み液を採取し、ICP分析により、Ba濃度を測定した。加熱処理なしの試験液のBa濃度もICP分析により測定した。
下記の計算式にて、硫酸バリウムスケール防止能を算出した。
硫酸バリウムスケール防止能(%)
=[(加熱後のBa濃度)/(加熱前のBa濃度)]×100
結果を表2に記載した。
なお、下記の計算式にて、水に対する固形分換算の(メタ)アクリル酸系重合体の含有割合を計算したところ、10ppmであった。
水に対する固形分換算の(メタ)アクリル酸系重合体の含有割合(ppm)
=[重合体組成物中の固形分(g)/{試験液A(g)+試験液B(g)}]×1000000
また、高塩濃度水溶解性試験の結果も表2に示した。
実施例1において合成例1で得られた重合体組成物(1)のかわりに、合成例2で得られた重合体組成物(2)を用い、スケール防止組成物(1)に代えてスケール防止組成物(2)を得た以外は、実施例1と同様に実験を行い、硫酸バリウムスケール防止能を算出した。
結果を表2に記載した。
また、高塩濃度水溶解性試験の結果も表2に示した。
実施例1において合成例1で得られた重合体組成物(1)のかわりに、合成例3で得られた重合体組成物(3)を用い、スケール防止組成物(1)に代えてスケール防止組成物(3)を得た以外は、実施例1と同様に実験を行い、硫酸バリウムスケール防止能を算出した。
結果を表2に記載した。
また、高塩濃度水溶解性試験の結果も表2に示した。
実施例1において合成例1で得られた重合体組成物(1)のかわりに、合成例4で得られた重合体組成物(4)を用い、スケール防止組成物(1)に代えてスケール防止組成物(4)を得た以外は、実施例1と同様に実験を行い、硫酸バリウムスケール防止能を算出した。
結果を表2に記載した。
また、高塩濃度水溶解性試験の結果も表2に示した。
実施例1において合成例1で得られた重合体組成物(1)のかわりに、合成例5で得られた重合体組成物(C1)を用い、スケール防止組成物(1)に代えて組成物(C1)を得た以外は、実施例1と同様に実験を行い、硫酸バリウムスケール防止能を算出した。
結果を表2に記載した。
また、高塩濃度水溶解性試験の結果も表2に示した。
Claims (11)
- カルボキシル基含有単量体とスルホン酸基含有単量体を含む単量体組成物を重合して得られるスルホン酸基含有共重合体を含む硫酸バリウムスケール防止剤であって、
下記一般式(A)で表されるエーテル結合含有単量体(A)の該単量体組成物中の含有割合が5質量%未満であり、
金属塩濃度が10質量%以上の高塩濃度水に対して固形分濃度で1質量%添加したときに該スルホン酸基含有共重合体が析出しない、
硫酸バリウムスケール防止剤。
- 前記カルボキシル基含有単量体と前記スルホン酸基含有単量体の含有比率が、質量比で、カルボキシル基含有単量体/スルホン酸基含有単量体=71〜98/29〜2である、請求項1に記載の硫酸バリウムスケール防止剤。
- 原油採掘における掘削配管中で硫酸バリウムスケールが形成することを防止する方法であって、
カルボキシル基含有単量体とスルホン酸基含有単量体を含む単量体組成物を重合して得られるスルホン酸基含有共重合体を含む硫酸バリウムスケール防止剤であり、
下記一般式(A)で表されるエーテル結合含有単量体(A)の該単量体組成物中の含有割合が5質量%未満であり、
金属塩濃度が10質量%以上の高塩濃度水に対して固形分濃度で1質量%添加したときに該スルホン酸基含有共重合体が析出しない硫酸バリウムスケール防止剤を、該掘削配管中に添加する、
硫酸バリウムスケール防止方法。
- 前記掘削配管中に存在する高塩濃度水に対して、前記硫酸バリウムスケール防止剤の濃度が、固形分換算で0.1ppm〜1000ppmとなるように、該硫酸バリウムスケール防止剤を添加する、請求項4に記載の硫酸バリウムスケール防止方法。
- 前記カルボキシル基含有単量体と前記スルホン酸基含有単量体の含有比率が、質量比で、カルボキシル基含有単量体/スルホン酸基含有単量体=71〜98/29〜2である、請求項4または5に記載の硫酸バリウムスケール防止方法。
- 水と、カルボキシル基含有単量体とスルホン酸基含有単量体を含む単量体組成物を重合して得られるスルホン酸基含有共重合体とを含み、
下記一般式(A)で表されるエーテル結合含有単量体(A)の該単量体組成物中の含有割合が5質量%未満である、
硫酸バリウムスケール防止剤組成物。
- 前記硫酸バリウムスケール防止剤組成物中の前記スルホン酸基含有共重合体の含有割合が、前記水に対して、固形分換算で0.1ppm〜1000ppmである、請求項8に記載の硫酸バリウムスケール防止剤組成物。
- 前記スルホン酸基含有共重合体を金属塩濃度が10質量%以上の高塩濃度水に対して固形分濃度で1質量%添加したときに該スルホン酸基含有共重合体が析出しない、請求項8または9に記載の硫酸バリウムスケール防止剤組成物。
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