一种油气井井下用耐盐型缓蚀阻垢剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种油气井下用耐盐型缓蚀阻垢剂及其制备方法；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、羟基亚乙基二磷酸、六亚甲基四胺、甲醇组成；本缓蚀阻垢剂具很强的抗盐性能，高矿化度条件下（100000～200000mg/L），具有显著抑制金属腐蚀作用，缓蚀率可达80%以上，该药剂有机膦酸盐分子结构中含有双键结构，能与水中钙、镁离子鳌合形成稳定的络合物，吸附于晶种表面活性点，从而抑制结晶正常生长，阻垢效果显著，阻垢率可达94%以上，产品适用于抑制高矿化度下，含二氧化碳、硫化氢等复杂介质条件油气井杆、管腐蚀结垢现象。

【技术实现步骤摘要】
一种油气井井下用耐盐型缓蚀阻垢剂及其制备方法
本专利技术涉及油田采油设备防腐领域，特别涉及一种用于油气井下管柱的耐盐型缓蚀阻垢剂及其制备方法。
技术介绍
目前，油田部分油井产出介质中地层水含盐量高，氯根、钙、镁等离子含量高，且含H2S、CO2腐蚀性气体，pH值低，这种产出液具有很强的腐蚀和结垢倾向，造成杆、管腐蚀结垢作业频繁。这给油气井生产运行带来巨大的经济损失，成为油田正常生产的安全隐患。油田常采用防腐、阻垢技术包括：阴极保护、喷涂有机涂层、投加药剂等。其中化学药剂法操作简单、成本低、对后续的工艺管道还能起到一定程度防护作用，日益受到人们的关注。刘立等2006年专利技术了一种抑制油气田开采、集输过程中伴生气H2S、CO2对开采设备的腐蚀的缓蚀剂（CN1966774A）。该产品以咪唑啉季胺化合物和季铵盐为主，能在金属表面和设备表面形成有效防护层，防止含H2S、CO2高矿化度污水对设备的腐蚀。但是由于主剂季铵盐存在浓度效应，在低浓度下形成的防护膜不完整，容易引起金属表面的点蚀倾向。王波等2011年专利技术了一种缓蚀、阻垢剂（CN102863088A）采用丙烯酸作为该防腐阻垢剂的主要成分，异戊二烯磺酸钠作为水溶性聚合物的重要原料，该防腐阻垢剂稳定性较好，在高温密闭循环水系统中，不易分解、失效，甚至发生药剂性变，进而不会析出、沉淀在管壁上，从而避免了对管壁造成损害，保护了设备，有效延长了设备的使用寿命。但对于油气井下还存在H2S、CO2酸性气体，以及多种、复杂的腐蚀结垢物质，往往不能达到满意的防腐阻垢效果。现场多采用单一药剂进行油井腐蚀、结垢防护，既不能解决现场腐蚀结垢并存的难题，还会增加生产成本和工作量，以及存在药剂间不配伍的潜在问题。华北、双河等油田针对油井腐蚀结垢原因所研制的防腐阻垢剂，在现场应用中取得显著效果，但多用于矿化度100000mg/L以下，对于矿化度100000mg/L以上的油井防治效果不明显。这主要因为在高含盐条件下，现有缓蚀剂无法形成有效的保护膜，对金属防护性能不强。因此，为有效防止高矿化度水引起的油气井腐蚀、结垢现象，亟待研究出一种低成本、高效，且兼具缓蚀、阻垢功能的药剂。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发出一种耐盐型缓蚀、阻垢剂，主要解决高含盐油井采出液中细菌、CO2和H2S酸性气体、氯离子等造成的腐蚀问题，同时还具有良好的阻垢效果，从而达到减少油井作业提高生产时效的目的。本专利技术所述的油气井井下用耐盐型缓蚀阻垢剂及其制备方法。本专利技术采用的技术方案是：油气井专用的耐盐型缓蚀阻垢剂，各组分包括：1、咪唑啉衍生物，王中华主编的《油田化学品实用手册》一书，中国石化出版社，2010年5月，第574页；性质：两性离子型表面活性剂，呈浅色透明状，无毒、无味，对皮肤无刺激水溶性好，一种吸附成膜型缓蚀剂。用途：本品可用于油田污水回注处理系统及其管线防腐，也可用于原油和含水输油系统，也可作钻井液稀释剂。2、硫脲（工业品），吕百龄编著的《实用工业助剂全书》化学工业出版社，2001年8月第1版第1次印刷，第219页。性质：白色或浅黄色有光泽片状，能与重金属盐形成络合物。用途：医药、染料以及用作金属防锈蚀剂。生产厂家：上海试剂一厂。3、六亚甲基四胺（工业品），吕百龄编著的《实用工业助剂全书》化学工业出版社，2001年8月第1版第1次印刷，第973页。用途：作为机械加工用缓蚀剂，对钢铁在酸性介质中缓蚀效果较好。生产厂家：北京化工三厂。4、十六烷基氯化吡啶（工业品），刘程编著的《表面活性剂大全》化学工业出版社，1998年10月第1次印刷，第10页。用途：在医药工业中用作抑菌防腐剂和去污剂。生产厂家：北京化工厂。5、氨基三甲叉膦酸（工业品），别名：ATMP。王中华主编的《油田化学品实用手册》一书，中国石化出版社，2010年5月，第574页；性质：无色或微黄色透明液体。用途：本品可用于油田污水回注处理系统和含水输油系统，也可作钻井液稀释剂。生产厂家：南京市化工研究设计院。6、羟基亚乙基膦酸（工业品），别名：HEDPA。王中华主编的《油田化学品实用手册》一书，中国石化出版社，2010年5月，第418页；性质：淡黄色或无色液体，化学温度性好，耐高温、不易水解。用途：本品用于油田注水系统的防腐阻垢。生产厂家：天津化工研究设计院化工厂。7、十二烷基二甲基苄基氯化铵（工业品），别名：1227。黄洪周主编的《中国表面活性剂总览》一书，化学工业出版社，2003年9月第1版，第574页；性质：淡黄色液体。用途：高效广谱杀生剂，适用于碱性和含氮、氨化合物的水处理，属非氯化型杀生剂。生产厂家：南京市化工研究设计院。8、甲醇（工业品）。9、水。用于油井耐盐型缓蚀阻垢剂各组分重量比为：1、咪唑啉衍生物：30～40％；2、硫脲：2～3％；3、六亚甲基四胺：1.5～2％；4、氯化十六烷基吡啶：3.5～4.0％；5、氨基三亚甲基膦酸（ATMP）：1.5～5％；6、羟基亚乙基二膦酸（HEDPA）：1.5～5％；7、十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)：20～25％；8、甲醇：3～5％；9、其余为水，各组分重量百分比之和为百分之百。所述的咪唑啉衍生物制备：先将原料油酸和多乙烯多胺（二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、羟乙基乙二胺）共200份按摩尔比2.5∶1加入到搪瓷反应釜中，温度控制在100～110℃，充分搅拌使混合均匀，再缓慢升温至150℃，真空下反应1h。加入携水剂二甲苯进行酰化反应2h，然后缓慢升温至220℃进行环化反应，反应约9h后得到咪唑啉中间体。然后停止加热，待体系降温至50℃后，将85份氯乙酸缓慢加入反应釜中，控制釜内温度130～150℃。反应约4h后，当反应釜内无HCl气体生成时停止加热。待反应釜降温至60℃时，将130份30%NaOH溶液缓慢加入反应釜中，进行季铵化反应中和乙酸，并保温3h左右。最后，进行减压蒸馏操作，将反应物分离纯化得到目标产物咪唑啉衍生物。二、用于油井耐盐型缓蚀阻垢剂的生产方法主要设备：电加热反应釜、电动机、温控表、压力表、搅拌器。生产方法：首先，将咪唑啉衍生物、硫脲、六亚甲基四胺、氯化十六烷基吡啶四种药剂按重量百分比依次加入反应釜中，进行充分搅拌，并缓慢升温到35～45℃。不断搅拌下加入十二烷基二甲基苄基氯化铵和3%～5％的甲醇，继续搅拌30min。然后按重量比加入氨基三亚甲基膦酸、羟基亚乙基二磷酸，继续搅拌反应1～2h。最后，按重量百分比加入水，搅拌30min后停止加热。边冷却边搅拌，冷却到常温后得到黄褐色缓蚀阻垢剂产品。本专利技术属于水溶性缓蚀阻垢剂，合成的咪唑啉衍生物含有长链结构，且形成致密吸附膜能有效吸附金属表面，阻滞了氯离子的穿透，具有很强的抗盐性能。利用咪唑啉衍生物与硫脲复配，形成分子体系结构中的N，S杂原子均可以提供孤对电子与金属的空d轨道形成配位键，可以与铁原子形成多中心吸附，吸附膜层更加牢固，在低浓度时该配方对金属腐蚀具有较强的抑制作用。阻垢成分则兼具螯合作用、晶格畸变双重作用，不仅能与水溶液中钙、镁离子形成稳定络合物，还可阻止水中成垢离子结晶的正常生长，对碳酸钙垢、碳酸镁、硫酸钙产生较强抑制作用，具有显著的阻垢效果。将本产品定时、定量注入油套环空内可以对油井腐蚀结垢起到有效防护作用，当投加量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气井下用耐盐型缓蚀阻垢剂，其特征是：原料组分重量百分比为：其余为水，各组分重量百分比之和为百分之百。

【技术特征摘要】
1.一种油气井下用耐盐型缓蚀阻垢剂，其特征是：原料组分重量百分比为：其余为水，各组分重量百分比之和为百分之百。2.一种权利要求1所述的油气井下用耐盐型缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于：（1）咪唑啉衍生物的制备：先将原料油酸和二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或羟乙基乙二胺200份，按摩尔比2.5∶1加入到搪瓷反应釜中，温度控制在100～110℃，充分搅拌使混合均匀，再缓慢升温至150℃，真空下反应1h，加入携水剂二甲苯进行酰化反应2h，然后缓慢升温至220℃进行环化反应，反应9h后得到咪唑啉中间体；然后停止加热，待体系降温至50℃后，将85份氯乙酸缓慢加入反应釜中，控制釜内温度130～150℃，反应4h后，当反应釜...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云，杜清珍，吴刚，谢刚，李翠琴，姜伟祺，商芳，李刚梁，魏爱军，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11