复合缓蚀阻垢剂、油田水的缓蚀阻垢方法及采油方法技术

本发明专利技术涉及复合缓蚀阻垢剂、油田水的缓蚀阻垢方法及采油方法。其中的复合缓蚀阻垢剂，按质量份数计，包括：3～9份无机磷、4.5～10.5份含氮有机膦酸、3～10份无磷聚合物缓蚀阻垢剂、4～10份含硫聚合物阻垢分散剂和可选的锌盐。该复合缓蚀阻垢剂特别适用于苛刻环境下的油田水的缓蚀和阻垢处理。

Composite corrosion and scale inhibitor, oil field water corrosion and scale inhibition method and oil recovery method

The invention relates to a composite corrosion and scale inhibitor, an oil and water corrosion and scale inhibition method and an oil production method. The composite corrosion inhibitor included 3~9 inorganic phosphorus, 4.5 to 10.5 phr organic phosphonic acid, 3~10 phosphorus free polymer corrosion inhibitor, 4~10 sulfur containing polymer scale inhibitor, and optional zinc salt. The composite corrosion and scale inhibitor is especially suitable for corrosion inhibition and scale inhibition treatment of oilfield water under harsh conditions.

【技术实现步骤摘要】
复合缓蚀阻垢剂、油田水的缓蚀阻垢方法及采油方法
本专利技术涉及复合缓蚀阻垢剂、油田水的缓蚀阻垢方法及采油方法,特别涉及一种可用于高温、高氧环境的复合缓蚀阻垢剂、一种高温、高氧环境下的油田水的缓蚀阻垢方法和一种深井、超深井的采油方法。
技术介绍
油田开采出的原油伴随着大量的采出水。油井采出的原油和采出水经集输管道送至联合站进行油水分离，分离出的污水经污水处理系统处理达标后，送至脱氧站脱除水中的溶解氧，最后经注水站注水井回注地层，完成了油田采出水（以下简称油田水）的循环过程。油田水普遍矿化度高，通常溶解有CO2和H2S等腐蚀性气体，一般呈弱酸性（pH5.5～7.0），因此，油田水对油田设备和集输管线有较强的腐蚀作用。据初略估计，腐蚀给我国采油工业造成的损失约占行业总产值的6%，而采取合适的防腐措施，可挽回30%～40%的损失。在金属的多种防腐措施中，缓蚀剂的应用最为广泛，目前油田应用的缓蚀剂主要有咪唑啉、曼尼希碱、氮杂环的季铵盐、炔醇、吡啶、喹啉、硫脲等类型，这些缓蚀剂作用机理大多为吸附成膜机理，即缓蚀剂在金属表面形成一层连续或不连续的吸附膜，阻止腐蚀过程的阳极反应或阴极反应或同时阻止两个电极反应的进行，降低腐蚀速率。上述缓蚀剂各有其优缺点，如使用最普遍的咪唑啉类缓蚀效果较好，但在碱性环境中易水解。炔醇类虽具有缓蚀效果较好的优点，但其毒性大、添加量高、价格昂贵且易挥发。普通曼尼希碱类及季铵盐类也同样存在用量大成本较高、配伍性差的问题。上述缓蚀剂存在共同的缺点是耐温性不强，在高温下易发生热裂解，特别是在高温、高氧环境中，将彻底氧化成CO2而失去缓蚀作用，因此，上述缓蚀剂仅适用于油田中的低温、无氧环境，如集输系统、污水处理系统、注水系统和温度不高的浅油井井下设备等的防腐。井下温度和压力随井深增加而增大，近年来，随着深井（4500米～6000米）、超深井（6000米～9000米）的大量开发，对缓蚀剂的耐温性要求也就越来越高。为了提高原油采收率，在注水替油后期常通过往油井注气开采原油，注气开采的效果明显，但可能带来严重的井下腐蚀问题。造成该问题的一个重要原因是注气中含有一定浓度的氧，尽管以氮气代替空气已大幅减少了注气中的氧含量，但受制氮技术水平所限（膜制氮），氮气纯度仅能达到95.0%～97.5%，其中还含有2.5%～5.0%的氧气，仍会造成严重的氧腐蚀。迄今为止，本领域还难以解决该问题，原因在于：一方面，更换防腐材质、使用高纯氮气或使用脱氧剂的成本太高；另一方面，现有的缓蚀阻垢剂均不适用于这种苛刻的高温、高氧环境，在合理用量范围内，这些缓蚀阻垢剂的缓蚀率一般只有20%～30%。CN103030216A公开了一种具有乳化作用的耐高温油田阻垢剂及其制备方法。按重量分数计，六偏磷酸钠2%～9%，硫酸锌13%～20%，乳化剂OP-151%～3%，氨基三甲叉膦酸10%～18%，2-膦酸-1,2,4-三羧酸丁烷8%～16%和亚硫酸钠4%～6%。该剂在85℃、低氧条件下效果较好。CN102911651A公开了一种油田用复配型缓蚀剂。各组分的质量百分比为：钼酸钠5%～10%、磷酸钠10%～20%、AA-AMPS共聚物0.5%～1%、氨基三甲叉膦酸1%～2%、羟基亚乙基二膦酸1%～2%。该缓蚀剂在70℃、低氧条件下效果较好。CN104233310A公开了一种复合型咪唑啉季铵盐缓蚀剂及其制备方法，各组分的质量百分比为：烷基酸咪唑啉季铵盐30%～35%、含氮有机多元磷酸盐8%～10%、两性表面活性剂1%～2%、分散剂0.5%～1%、助溶剂1%～2%。该缓蚀剂在50℃、低氧条件下效果较好。迄今为止，在水介质防腐领域，未见有耐高温（＞100℃）的缓蚀剂，更未见有既耐高温、又耐氧化的缓蚀剂。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种复合缓蚀阻垢剂、一种油田水的缓蚀阻垢方法和一种采油方法，解决高温、含氧环境的油田水腐蚀问题。本专利技术的主要内容如下：1.一种复合缓蚀阻垢剂，按质量份数计，包括：3～9份无机磷、4.5～10.5份含氮有机膦酸、3～10份无磷聚合物缓蚀阻垢剂、4～10份含硫聚合物阻垢分散剂和可选的锌盐。2.按照1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述无机磷选自磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸、三聚磷酸钠、三聚磷酸钾、六偏磷酸钠和六偏磷酸钾中的至少一种。3.按照前述任一的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述含氮有机膦酸选自氨基三甲叉膦酸(ATMP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMPA)、二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP)、己二胺四甲叉膦酸(HDTMPA)、多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸(BHMTPMPA)中的至少一种；优选为氨基三甲叉膦酸(ATMP)和/或多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)。4.按照前述任一的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述无磷聚合物缓蚀阻垢剂选自聚环氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)和水解聚马来酸酐(HPMA)中的至少一种；优选为聚环氧琥珀酸(PESA)。5.按照前述任一的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述含硫聚合物阻垢分散剂选自丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸的二元共聚物(AA-AMPS)、马来酸酐与2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸的二元共聚物(MA-AMPS)、丙烯酸与烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的二元共聚物(AA-APES)、马来酸酐与烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的二元共聚物(MA-APES)、丙烯酸与马来酸酐以及2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸的三元共聚物(AA-MA-AMPS)、丙烯酸与马来酸酐以及烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的三元共聚物(AA-MA-APES)中的至少一种。6.按照前述任一的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述含硫聚合物阻垢分散剂选自丙烯酸与烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的二元共聚物(AA-APES)、马来酸酐与烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的二元共聚物(MA-APES)、丙烯酸与马来酸酐以及烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的三元共聚物(AA-MA-APES)中的至少一种。7.按照前述任一的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述锌盐选自氯化锌、硝酸锌和硫酸锌中的至少一种。8.按照前述任一的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，按质量份数计，所述复合缓蚀阻垢剂还含有58.5～85.5份的水。9.按照前述任一的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的复合缓蚀阻垢剂由无机磷、含氮有机膦酸、无磷聚合物缓蚀阻垢剂、含硫聚合物阻垢分散剂、可选的锌盐和水组成。10.一种复合缓蚀阻垢剂的制备方法，按质量份数计，将无机磷5～15份、含氮有机膦酸7.5～17.5份、3～10份无磷聚合物缓蚀阻垢剂、含硫聚合物阻垢分散剂4～10份和可选的锌盐与水混合，即得所述的复合缓蚀阻垢剂。11.按照10所述的制备方法，其特征在于，按质量份数计，水的用量为58.5～85.5份。12.按照10或11所述的制备方法，其特征在于，所述无机磷选自磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸、三聚磷酸钠、三聚磷酸钾、六偏磷酸钠和六偏磷酸钾中的至少一种。13.按照10～12任一所述的制备方法，其特征在于，所述含氮有机膦酸选自氨基三甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合缓蚀阻垢剂，按质量份数计，包括：3～9份无机磷、4.5～10.5份含氮有机膦酸、3～10份无磷聚合物缓蚀阻垢剂、4～10份含硫聚合物阻垢分散剂和可选的锌盐。

【技术特征摘要】
1.一种复合缓蚀阻垢剂，按质量份数计，包括：3～9份无机磷、4.5～10.5份含氮有机膦酸、3～10份无磷聚合物缓蚀阻垢剂、4～10份含硫聚合物阻垢分散剂和可选的锌盐。2.按照权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述无机磷选自磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸、三聚磷酸钠、三聚磷酸钾、六偏磷酸钠和六偏磷酸钾中的至少一种。3.按照权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述含氮有机膦酸选自氨基三甲叉膦酸、乙二胺四甲叉膦酸、二乙烯三胺五甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸、多氨基多醚基甲叉膦酸、双1，6-亚己基三胺五甲叉膦酸中的至少一种。4.按照权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述无磷聚合物缓蚀阻垢剂选自聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐中的至少一种。5.按照权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述含硫聚合物阻垢分散剂选自丙烯酸与2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸的二元共聚物、马来酸酐与2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸的二元共聚物、丙烯酸与烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的二元共聚物、马来酸酐与烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的二元共聚物、丙烯酸与马来酸酐以及2-丙烯酰胺基-2-甲基-丙磺酸的三元共聚物、丙烯酸与马来酸酐以及烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的三元共聚物中的至少一种。6.按照权利要求5所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述含硫聚合物阻垢分散剂选自丙烯酸与烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的二元共聚物、马来酸酐与烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的二元共聚物、丙烯酸与马来酸酐以及烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵的三元共聚物中的至少一种。7.按照权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述锌盐选自氯化锌、硝酸锌和硫酸锌中的至少一种。8.按照权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，按质量份数计，所述复合缓蚀阻垢剂含有58.5～85.5份的水。9.按照权利要求1所述的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述的复合缓蚀阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：余正齐，王金华，李本高，
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石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11