热稳定阻垢剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种热稳定聚合性阻垢剂组合物和其用途。所述聚合性阻垢剂优选是包含丙烯酸、甲基丙烯酸和苯乙烯磺酸的多羧酸共聚物。本发明专利技术的聚合性阻垢剂组合物特别适合于高压/高温阻垢处理油、气、地热生产井和/或地下地层。

Thermal stable scale inhibitor composition

The invention relates to a thermal stable polymerizing scale inhibitor composition and its uses. The polymerization scale inhibitor is preferably a polycarboxylic acid copolymer containing acrylic acid, methacrylic acid and styrene sulfonic acid. The polymerized scale inhibitor composition of the invention is especially suitable for high pressure / high temperature scale treatment of oil, gas and geothermal production wells and / or underground strata.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热稳定阻垢剂组合物
本专利技术涉及热稳定聚合性阻垢剂组合物和其用途。确切地说，所述组合物包含含有丙烯酸、甲基丙烯酸和苯乙烯磺酸的多羧酸。本专利技术的聚合性阻垢剂组合物特别适合于高压/高温应用以及与高钙浓度盐水一起使用。
技术介绍
阻垢聚合物通常用于水处理和油田应用中以最小化和/或防止垢沉积。由于含水碱土金属阳离子(诸如钙、钡、锶等)的存在以及阴离子(诸如磷酸根、硫酸根、碳酸根、硅酸根等)的存在，垢沉积可出现在水性混合物的运输及地下岩层中。当这些离子的浓度足够高时，会形成堆积在用于运输的管道内表面上或在限制相关介质(例如水或油)流动的地下岩层中的沉淀物。在油田应用中，常形成的垢包括硫酸钙、硫酸钡和/或碳酸钙垢，由于这些特定离子的浓度增加、水pH、压力和温度升高，这些垢通常会形成在用于油井增产的淡水或盐水中。另外，磷酸钙可以在通常用于处理井和管道腐蚀的磷酸盐存在的情况下形成。这些矿物沉淀物的堆积可以减少或阻塞管道和岩层中的流动以及引起其他问题。在许多情况下，大量垢沉积物存在的第一个警示可能是井性能的降低。在这些情况下，可能需要除垢技术。因此，需要包括停工时间在内的潜在大量成本来影响因结垢而导致的维修。通常在生产之前通过挤压处理使阻垢材料应用于岩层中。在这些应用中，添加相对浓缩形式的阻垢剂。使用所述方法，将阻垢剂泵入到产水区中并通过化学吸附或通过温度活化沉淀附着到地层。当井投入生产时，阻垢剂从地层岩石中渗出以提供阻垢作用。毛细管注入(Capillaryinjection)是另一种输送阻垢材料的方法。在毛细管注入中，在生产期间使相对浓缩形式的阻垢剂组合物连续泵入井中。由于能源使用和可用性模式的变化，勘探和生产在更深位置处进行。因此，用于增强油气生产的化学品经受升高的温度(即150℃到230℃)和压力(即25,000到30,000psi)，这些通常已知地都作为井深度函数而升高。许多通常用作阻垢剂的组合物具有酸性pH并且在高温和高压条件下不稳定。在这样的条件下，这些组合物降解并且不发挥其作为阻垢剂所需的功能。美国公开2012/0118575和美国公开2005/0096233涉及一种通过引入包含不可离子化的不饱和单体、乙烯磺酸和苯乙烯磺酸的水溶性聚合物来防止水系统中结垢的方法。尽管包含脂肪族磺酸(即磺酸乙烯酯)在其主要成分内的水溶性聚合性阻垢剂在形成方解石时表现出良好的抑制作用，但是在中等温度到高温下热老化时，所述抑制剂表现出显著的效力降低。需要一种用于高压/高温应用和高钙浓度盐水中的具有良好热稳定性的阻垢剂组合物。
技术实现思路
一种用于阻垢处理在油、气和地热生产井或地下地层中所使用的淡水或盐水的方法，其包含将水性阻垢组合物(aqueousscaleinhibitingcomposition)引入油气生产井或地下地层中的步骤，其中水性阻垢组合物包含多羧酸共聚物，所述多羧酸共聚物包含以下单体或基本上由以下单体组成或由以下单体组成：i)两种或超过两种单烯属不饱和酸和/或酸酐和/或其盐，优选a)丙烯酸，优选地呈50重量％到70重量％的量和b)甲基丙烯酸，优选地呈15重量％到25重量％的量，和ii)苯乙烯磺酸和/或其一种盐，优选4-苯乙烯磺酸，优选地呈15重量％到25重量％的量，其中重量百分比按单体的组合重量计。在本文上面所揭示的本专利技术方法的一个实施例中，多羧酸共聚物是包含丙烯酸、甲基丙烯酸和4-苯乙烯磺酸或基本上由丙烯酸、甲基丙烯酸和4-苯乙烯磺酸组成或由其组成的共聚物，其重量平均分子量优选地是1,000到50,000道尔顿。在本文上面所揭示的本专利技术方法的一个实施例中，通过挤压处理来引入水性阻垢组合物。在本文上面所揭示的本专利技术方法的另一个实施例中，通过毛细管注入处理来引入水性阻垢组合物。在本文上面所揭示的本专利技术方法的另一个实施例中，阻垢处理在230℃到260℃的温度条件下进行。在本文上面所揭示的本专利技术方法的另一个实施例中，淡水或盐水的钙浓度等于或大于15,000ppm。具体实施方式本专利技术的阻垢剂组合物包含多羧酸共聚物，其是包含以下单体、基本上由以下单体组成或由其组成的反应产物：i)两种或超过两种单烯属不饱和酸(以下称为第一单烯属不饱和酸和第二单烯属不饱和酸)和/或酸酐和/或其盐，和ii)苯乙烯磺酸和/或其一种盐。多羧酸聚合物和使其聚合的方法众所周知；参见美国专利5,294,686和美国专利6,001,940，所述案的全文都以引用的方式并入。可以使用任何合适的聚合方法来制备本专利技术的多羧酸共聚物，诸如自由基聚合法、水性本体/分散体聚合、溶液聚合或乳液聚合。共聚单体的共聚合可以在存在聚合引发剂的情况下进行，所述聚合引发剂包括但不限于过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮引发剂、偶氮二异丁腈(AIBN)、有机或无机过氧化物、硝酸铈铵、高氯酸盐等。如所属领域的技术人员所理解，按单体的总重量计，聚合引发剂通常呈约0.01重量％到约10重量％的量。在一些实施例中，本专利技术的多羧酸共聚物具有至少三种共聚单体，第一和第二单烯属不饱和酸和苯乙烯磺酸，在其他实施例中，除了这两种单烯属不饱和酸和苯乙烯磺酸外，所述共聚物可以具有一种或超过一种额外的共聚单体，换句话说，本专利技术的多羧酸共聚物可以具有三种、四种、五种、六种或更多种共聚单体。在一些实施例中，本专利技术的多羧酸共聚物仅具有三种共聚单体，即第一和第二单烯属不饱和酸和苯乙烯磺酸。合适的单烯属不饱和酸可以是一元酸、二元酸或多元酸，并且这些酸可以是羧酸、膦酸、盐或其组合。合适的单烯属不饱和酸例如是丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、乙烯基乙酸、酸和其碱金属盐和铵盐。合适的单烯属不饱和二羧酸和顺二羧酸的酸酐例如是马来酸、马来酸酐、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、3,6-环氧-1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐、二环[2.2.2]-5-辛烯-2,3-二羧酸酐、3-甲基-1,2,6-四氢邻苯二甲酸酐、2-甲基-1,3,6-四氢邻苯二甲酸酐、衣康酸、中康酸、富马酸、柠康酸和其碱金属盐和铵盐。其他合适的单烯属不饱和酸包括烯丙基膦酸、异丙烯基膦酸、乙烯基膦酸和其碱金属盐和铵盐。最优选地，两种或超过两种单烯属不饱和羧酸包括丙烯酸和甲基丙烯酸。合适的多羧酸共聚物可以包含与一种或多种单烯属不饱和无酸单体共聚合的一种或多种单烯属不饱和酸单体。合适的单烯属不饱和无酸单体包括丙烯酸或甲基丙烯酸的C1到C4烷基酯，诸如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸异丁酯；丙烯酸或甲基丙烯酸的羟烷基酯，诸如丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸羟基丙酯、甲基丙烯酸羟基乙酯和甲基丙烯酸羟基丙酯。其他单烯属不饱和无酸单体是丙烯酰胺和烷基取代的丙烯酰胺，包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-叔丁基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺和N,N-二甲基丙烯酰胺。单烯属不饱和无酸单体的其他实例包括丙烯腈、甲基丙烯腈、烯丙醇、甲基丙烯酸磷酸乙酯、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基咪唑、乙酸乙烯酯和苯乙烯。优选的共聚单体是马来酸与乙酸乙烯酯、丙烯酸与乙酸乙烯酯、丙烯酸与N-叔丁基丙烯酰胺、甲基丙烯酸与乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸与N-叔丁基丙烯酰胺，更优选丙烯酸与甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于阻垢处理油、气或地热生产井或地下地层中所使用的淡水或盐水的方法，其包括将水性阻垢组合物引入所述油、气或地热生产井或地下地层中的步骤，其中所述水性阻垢组合物包含含有以下单体的多羧酸共聚物：i)两种或超过两种单烯属不饱和酸和/或酸酐和/或其一种盐和ii)苯乙烯磺酸和/或其一种盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.07 US 62/2638931.一种用于阻垢处理油、气或地热生产井或地下地层中所使用的淡水或盐水的方法，其包括将水性阻垢组合物引入所述油、气或地热生产井或地下地层中的步骤，其中所述水性阻垢组合物包含含有以下单体的多羧酸共聚物：i)两种或超过两种单烯属不饱和酸和/或酸酐和/或其一种盐和ii)苯乙烯磺酸和/或其一种盐。2.根据权利要求1所述的方法，其中i)所述两种或超过两种单烯属不饱和酸和/或酸酐和/或其一种盐是a)丙烯酸和b)甲基丙烯酸和ii)所述苯乙烯磺酸和/或其一种盐是4-苯乙烯磺酸。3.根据权利要求2所述的方法，其中ia)所述丙烯酸以50重量％到70重量％的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·I·帕迪利亚阿塞韦多，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US