一种用于二氧化碳驱合并细菌酸化腐蚀抑制剂及其制备方法技术

技术编号:26019274 阅读:47 留言:0更新日期:2020-10-23 20:55
本发明专利技术公开了一种用于二氧化碳驱合并细菌酸化腐蚀抑制剂,包括以下组分:槟榔碱季铵盐1‑35重量%,混合油酸咪唑啉1‑20重量%,1,3,5‑三(2‑羟乙基)‑六氢均三嗪5‑15重量%,硫脲5‑10重量%,单乙醇胺1‑5重量%,2‑磷酸基‑1,2,4‑三羧酸丁烷10‑20重量%,水0‑70重量%。本发明专利技术制备的抑制剂可用于高温和高二氧化碳分压、富含有害微生物的油井,特别是多种有害细菌共存体系中,使用量少,效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于二氧化碳驱合并细菌酸化腐蚀抑制剂及其制备方法
本专利技术涉及石油开采
,具体涉及一种适应于高温和高二氧化碳分压、富含有害微生物的油井的抑制剂及其制备方法。
技术介绍
石油工业中,利用二氧化碳驱油技术是提高原油采收(EOR)的重要方法之一。事实已证明,用CO2驱油技术EOR-CO2,可使油田的可采量、日产量及采收率大大提高。这一技术已在国外得到广泛应用,也取得了明显成效。这方面,美国走在最前面,自本世纪60年代以来,美国就充分利用洛基山东麓发现的许多CO2气田(藏),在其附近含油气盆地的油田中广泛采用CO2驱油技术来进行三次采油,并收到了相当明显的效益。实践表明,利用EOR-CO2技术,可使油田的可采储量提高数倍。例如,蒙大拿斯威特格拉斯(Sweetgrass)隆起上的布雷迪(theBrady)油田,在利用该隆起顶点凯文森伯斯特(KevinSunburst)穹窿构造中丰富的高浓度二氧化碳充溢驱赶原油技术,使布雷迪油田的可采量提高4倍以上。另外,科罗拉多的MCElmoCO2气田及新墨西哥的布拉沃(Bravo)CO2气田等也早已用于其附近油田的三次采油工作。CO2驱油有两种方式:混相驱和非混相驱。混相驱是指在稀油油藏条件下CO2易与原油发生混相,在混相压力下,处于超临界状态的CO2可以降低所波及油水的界面张力,CO2注入浓度越大,油水相界面张力越小,原油越易被驱替。通过调整注入气体的段塞使CO2形成混相,可以提高原油采收率增加幅度。非混相CO2驱主要针对开采稠油,其主要机理是:降低原油黏度,改善油水流度比,使原油膨胀,乳化作用及降压开采。CO2在油中的溶解度随压力的增加而增加,当压力降低时,CO2从饱和CO2的原油中溢出并驱动原油,形成溶解气驱。气态CO2渗入地层与地层水反应产生的碳酸,能有效改善井筒周围地层的渗透率,提高驱油效率。与CO2驱相关的另一个开采机理是由CO2形成的自由气可以部分代替油藏中的残余油。在油藏条件下(如110℃,25MPa),二氧化碳在水中的溶解度很高,在油管和地面管线中,二氧化碳的溶解度要比在油藏条件下,降低81%-87%。随着二氧化碳在水中溶解度的降低,水中二氧化碳减少,碳酸盐的生成量增大。我国在大庆、胜利、华北、江苏等油田先后开展了二氧化碳驱油试验。用CO2驱油的油田,大多存在结垢问题,它们主要是无机化合物的二次沉淀,这些沉淀至少部分地是由于人为因素造成的。垢质附着在地面设备和管道壁上,严重影响生产的正常进行。应当指出,世界上没有任何两个油田形成结垢的条件是完全相同的,因此也没有任何一种方法可以解决所有油田的结垢问题。结垢的主要原因是介质中离子浓度的变化,而引起该变化的主要因素是温度、压力和pH值的改变。在许多工业中,以各种途径除去形成水垢的各种离子,使结垢问题明显减轻或消除了。但是这种方法很少在油田上应用,因为油田用水量大,会耗资很高,而且不能在井筒下面将产出水中的离子除去。油田中水体微生物含量高、种类繁多,先期采用二氧化碳驱油,环境变化有害微生物滋生严重,其中硫酸盐还原菌、铁细菌、假单胞菌等细菌数达到10的5次方数量级,生物成因的硫化物含量增加导致酸化和腐蚀现象发生,为此急需开发高效抑制水体酸化和腐蚀的抑制剂,以保证安全生产。微生物生长过程,就是一个生物矿化过程,胞外聚合物络合介质中的钙镁离子,然后沉积在细胞表面,聚合物充当了胶结剂,这样的垢层可以抵杀菌剂阻垢剂的渗透,导致三防药剂失效。中国专利ZL201310597223.6公开了一种在高矿化度下,抑制二氧化碳、硫化氢等对井、管腐蚀结垢的缓蚀阻垢剂,为一种多元混合物,由唑啉衍生物、硫脲、十六烷基氯化吡啶、十二烷基二甲基苄基氯化铵、氨基三亚甲基膦酸、羟基亚乙基二膦酸、六亚甲基四胺、甲醇组成。其适应于高矿化度,常压CO2、H2S水环境,使用浓度为100mg/L,其缓蚀效率小于90%。中国专利ZL201410720188.7公开了一种油田专用缓蚀阻垢剂,其主要由锌盐、季铵盐、有机膦酸、聚丙烯酸分散剂、助剂以及水组成。该专利技术复配的有机磷酸、聚丙烯酸分散剂、乙醇或者异丙醇等助剂使季铵盐和锌盐互溶,可以解决阻钡锶垢药剂与油田通用缓蚀剂咪唑啉相容的问题。但该专利技术并不适用于高温高压二氧化碳引起的腐蚀以及注入系统硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌、假单胞菌等微生物诱导酸化,或前期应用生物技术处理的油井。
技术实现思路
本专利技术针旨在一定程度上解决上述技术问题,提供了一种用于二氧化碳驱合并细菌酸化腐蚀抑制剂,可用于高温和高二氧化碳分压、富含有害微生物的油井(特别是多种有害细菌共存体系)中,使用量少,效果好。本专利技术第一方面公开了一种用于二氧化碳驱合并细菌酸化腐蚀抑制剂,包括以下组分:槟榔碱季铵盐1-35重量%混合油酸咪唑啉1-20重量%1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪5-15重量%硫脲5-10重量%单乙醇胺1-5重量%2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷10-20重量%水0-70重量%。作为本专利技术的一种优选的实施方式,所述的槟榔碱季铵盐通过下述方法合成:槟榔碱、溶剂同时加入到配有冷凝回流器的反应器中,在60-100℃下滴加氯乙酸钠,反应6-10小时,降温,加入溶剂搅拌,冷却后得到的产物即为槟榔碱季铵盐。作为本专利技术的一种优选的实施方式,其中槟榔碱、溶剂、氯乙酸钠重量比为3:2:1;溶剂是甲醇、乙醇、异丙醇、DMF、水或其混合物。作为本专利技术的一种优选的实施方式,所述混合油酸咪唑啉通过下述方法合成:将混合油酸与多乙烯多胺、羟基乙二胺混合,加入脱水剂进行反应,酰化温度为160-185℃,酰化时间为2-3小时,体系的真空度为3.55-5.93KPa,环化温度为230℃-240℃,环化时间为4-6小时。作为本专利技术的一种优选的实施方式,脱水剂为甲苯。作为本专利技术的一种优选的实施方式,在合成咪唑啉的环化阶段加入占总重量0.5-3%二乙烯三胺。本专利技术第二方面公开了上述用于二氧化碳驱合并细菌酸化腐蚀抑制剂的制备方法,包括以下步骤:S1:按比例将槟榔碱季铵盐和混合油酸咪唑啉加入到水中,混合均匀;S2:然后加入1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪、硫脲、单乙醇胺、2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷,混合均匀即得。作为本专利技术的一种优选的实施方式,控制水温为60℃。本专利技术第三方面公开了上述用于二氧化碳驱合并细菌酸化腐蚀抑制剂用于抑制代表性菌种硫酸盐还原菌的用途。作为本专利技术的一种优选的实施方式,将所述抑制剂配置成100mg/L的溶液。本专利技术的有益效果:(1)本专利技术制备抑制剂能在金属表面形成一层有效保护膜,防止高温高二氧化碳分压下高矿化度污水对金属的腐蚀,缓蚀率超过94.5%。(2)对引起水体酸化的主要菌种如硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌、假单胞菌等具有广谱抑制作用,从而减轻由于微生物带来的腐蚀结垢。(3)对碳钢具有较好的阻垢效率,阻垢率大于93%。(4)对污水介质中本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于二氧化碳驱合并细菌酸化腐蚀抑制剂,其特征在于,包括以下组分:/n槟榔碱季铵盐1-35重量%/n混合油酸咪唑啉1-20重量%/n1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪5-15重量%/n硫脲5-10重量%/n单乙醇胺1-5重量%/n2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷10-20重量%/n水0-70重量%。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于二氧化碳驱合并细菌酸化腐蚀抑制剂,其特征在于,包括以下组分:
槟榔碱季铵盐1-35重量%
混合油酸咪唑啉1-20重量%
1,3,5-三(2-羟乙基)-六氢均三嗪5-15重量%
硫脲5-10重量%
单乙醇胺1-5重量%
2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷10-20重量%
水0-70重量%。


2.根据权利要求1所述的抑制剂,其特征在于,所述混合油酸咪唑啉通过下述方法合成:将混合油酸与多乙烯多胺、羟基乙二胺混合,加入脱水剂进行反应,酰化温度为160-185℃,酰化时间为2-3小时,体系的真空度为3.55-5.93KPa,环化温度为230℃-240℃,环化时间为4-6小时。


3.根据权利要求1所述的抑制剂,其特征在于,所述的槟榔碱季铵盐通过下述方法合成:槟榔碱、溶剂同时加入到配有冷凝回流器的反应器中,在60-100℃下滴加氯乙酸钠,反应6-10小时,降温,加入溶剂搅拌,冷却后得到的产物即为槟榔碱季铵盐。


4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:时维才刘宏芳吕红梅余晓玲王军磊
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司江苏油田分公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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