一种耐高温酯化型复合防垢剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及石油化学助剂领域，公开了一种耐高温酯化型复合防垢剂及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：（1）复配：将聚丙烯酸3

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温酯化型复合防垢剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及油田开发用石油化学助剂
，具体涉及一种耐高温酯化型复合防垢剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，我国各主力油田均已进入开采中后期，随着开采年代的增长，采出液的含水率不断上升，有的区块产出液已达到90％以上。油田污水主要包括原油脱出水(又名油田采出水)、钻井污水及作业施工等其它类型的含油污水，不仅矿化度高（可溶盐含量，TDS），而且还含有大量的细菌、HCO3‑
根离子和Fe
2+
离子。油田污水的组成决定了它具有强腐蚀性、结垢倾向和水质稳定性差的特点。将产出液中大量的污水处理成油田注入水而注入地层是各油田的主要做法。然而，在采油及注水时处于各种环境和条件下的油田水可能存在着某些化学反应和物理变化，能导致生成沉淀物，这些沉淀物沉积或聚集在地层中、油套管上以及各种设备的表面上即为结垢，也叫做积垢或垢盐。在油田，结垢经常是含有杂质的几种垢盐的混后物，但其中总有一种垢盐在组分中占据优势，含量会超过80%，常用这种垢盐来表征整体结垢物。地面集输系统、油井管柱及地层（注水层或储集层）中的结垢是一个十分突出的问题,分析注水井垢的成因及机理意义重大。
[0003]现在我国很多油田都存在结垢问题：采油及注水中生成的垢主要种类有碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、亚硫酸钙、硅酸钙、硅酸镁、氢氧化镁、磷酸锌、氢氧化锌和碱式碳酸锌等。根据结垢部位不同，又分为地层垢、近井垢、井筒垢、设备垢。其中，注水采油中，由于水的热力学不稳定性和化学不相容性，促使其成垢速度非常快。其中最易生成的垢为碳酸钙垢，其次是硫酸钙垢。从水中析出碳酸钙等水垢的过程，就是微溶性盐从溶液中结晶沉淀的过程。按照结晶的动力学观点，结晶的过程首先是生成晶核，形成少量的微晶粒，然后这种微小的晶体在溶液中由于布郎运动而不断地相互碰撞，和金属器壁也不断地进行碰撞，碰撞的结果就提供了晶体生长的机会，使小晶体不断地变成大的晶体，即形成了垢层。垢层使得管道过流面积迅速减小，造成油井产液量下降，管线及加热炉堵塞；更为严重的是由于垢层的不均匀性，使得某些地方出现裸露的金属表面，在积垢与金属表面之间存在着间隙，这些微小的空间为盐水或细菌等微生物的生存与繁殖提供了有利的环境，正是在这些地方，金属容易被腐蚀，这类腐蚀多是局部腐蚀或者点蚀，致使设备穿孔、毁坏，增加了油井的起下作业，严重者造成油井停产或报废，造成巨大的经济损失。因此有必要根据每个油田具体的水质和管线条件，分析结垢的成因并提出切实有效的防护措施。
[0004]目前，采用防垢剂是解决油田结垢问题的主要措施。然而，常规普通防垢剂随着施工温度的上升（≥70℃），碳酸钙防垢率下降很大；常规普通防垢剂的pH为2.5左右，酸性产品在除垢防垢的同时会伴随设备部分腐蚀；常规普通防垢剂pH调制中性后，冬季易出现结晶、析出现象。
[0005]目前尚未见到pH为中性且高温情况下防垢性能良好的防垢剂的相关报道。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种耐高温酯化型复合防垢剂及其制备方法。
[0007]一种耐高温酯化型复合防垢剂的制备方法，其包括以下步骤：（1）复配：将聚丙烯酸3
‑
8质量份、羟基乙叉二磷酸15
‑
30质量份、硼酸酯5
‑
10质量份、2
‑
膦酸丁烷
‑
1、2、4
‑
三羧酸3
‑
8质量份及水20
‑
30质量份分别加入反应釜内；（2）准备滴加液：配制氢氧化钾水溶液并抽至滴加罐；（3）在搅拌中滴加：开启搅拌，向反应釜内滴加氢氧化钾水溶液，控制滴加速度，防止温度骤升；（4）补水并继续搅拌：滴加结束后补水至反应釜设定装料量，继续搅拌；（5）放料：搅拌均匀后进行放料。
[0008]所述步骤（2）氢氧化钾水溶液的质量浓度为5%。
[0009]所述氢氧化钾水溶液的滴加总量以1吨反应釜滴加15
‑
50升计算。
[0010]所述步骤（3）控制滴加速度是采用额定速度进料，进料速度与反应釜内温度连锁控制。
[0011]所述滴加速度以1吨反应釜按每分钟滴加0.5
‑
1升进行。
[0012]所述反应釜内温度在超过60℃的情况下第一时间报警提醒。
[0013]所述步骤（4）继续搅拌的时间为30
‑
50分钟。
[0014]所述步骤（1）聚丙烯酸的合成方法为：向反应釜内加入定量的去离子水；将丙烯酸按比例加入釜中，使丙烯酸水溶液浓度控制在10%
‑
30%；釜盖关闭，通氮气搅拌0.8
‑
1.2小时；控制温度在23
‑
27℃，加入过硫酸盐引发剂，过硫酸盐引发剂用量为丙烯酸质量的8%
‑
15%；通氮气20
‑
30分钟；关闭氮气，控制温度在23
‑
27℃，聚合反应2
‑
2.5小时。
[0015]所述氮气为高纯度氮气，其作为保护气，由具有自动检测能力的制氮机提供，保障氮气纯度达到99.9%以上。
[0016]一种耐高温酯化型复合防垢剂，采用上述的一种耐高温酯化型复合防垢剂的制备方法进行制备而获得。
[0017]与现有技术相比，本专利技术主要具有以下显著优势：1.本专利技术防垢剂在高温情况下具有良好的防垢性能。由于本专利技术防垢剂复配了硼酸酯及2
‑
膦酸丁烷
‑
1、2、4
‑
三羧酸（PBTCA）等材料，在120℃老化后，碳酸钙、硫酸钙阻垢率仍然达85%
‑
90%，表现出突出的耐高温特性。
[0018]2.本专利技术防垢剂pH6.5
‑
7，为近中性，可有效减少对设备及管道的腐蚀。
[0019]3.本专利技术防垢剂具有更强的稳定性。本专利技术防垢剂由于添加了硼酸酯，不受冬夏季温度变化影响，低温流动性效果明显，冬季不结晶、不析出。
[0020]4.本专利技术防垢剂比常规普通阻垢剂有更好的缓蚀、防锈功能。
[0021]5.本专利技术防垢剂的突出防垢性能可以有效减少油水井管柱结垢，防止调配工具失效，提高层段合格率和配注；减少地层结垢，降低水井注入压力，提高油井单井产量。
[0022]6.本专利技术防垢剂将聚丙烯酸、羟基乙叉二磷酸（HEDP）、硼酸酯、2
‑
膦酸丁烷
‑
1、2、4
‑
三羧酸（PBTCA）等材料合理配伍，具有很高的整体协同效应，同时羟基乙叉二磷酸（HEDP）及2
‑
膦酸丁烷
‑
1、2、4
‑
三羧酸（PBTCA）具有良好的络合增溶、溶限效应等性能，硼酸酯及聚
丙烯酸具有良好的分散作用，极大地提高了防垢剂的防垢能力。
附图说明
[0023]图1为本专利技术防垢剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温酯化型复合防垢剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）复配：将聚丙烯酸3
‑
8质量份、羟基乙叉二磷酸15
‑
30质量份、硼酸酯5
‑
10质量份、2
‑
膦酸丁烷
‑
1、2、4
‑
三羧酸3
‑
8质量份及水20
‑
30质量份分别加入反应釜内；（2）准备滴加液：配制氢氧化钾水溶液并抽至滴加罐；（3）在搅拌中滴加：开启搅拌，向反应釜内滴加氢氧化钾水溶液，控制滴加速度，防止温度骤升；（4）补水并继续搅拌：滴加结束后补水至反应釜设定装料量，继续搅拌；（5）放料：搅拌均匀后进行放料。2.根据权利要求1所述的一种耐高温酯化型复合防垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）氢氧化钾水溶液的质量浓度为5%。3.根据权利要求2所述的一种耐高温酯化型复合防垢剂的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钾水溶液的滴加总量以1吨反应釜滴加15
‑
50升计算。4.根据权利要求1所述的一种耐高温酯化型复合防垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）控制滴加速度是采用额定速度进料，进料速度与反应釜内温度连锁控制。5.根据权利要求4所述的一种耐高温酯化型复合防垢剂的制备方法，其特征在于，所述滴加速度以1吨反应釜按每分钟滴加0.5

【专利技术属性】
技术研发人员：夏辉，毕志锋，宗彦邦，高敏，王颖，刘园园，宋启明，柏喆，
申请(专利权)人：胜利油田胜利化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：