一種油田注水緩蝕劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種油田注水緩蝕劑，組分包括：以重量百分比計(jì)，30?80％曼尼希堿季銨化衍生物，10?60％溶劑，0?10％炔醇，0?10％堿金屬碘化物，0?5％OP?10，0?20％烏洛托品；并進(jìn)一步提供了上述油田注水緩蝕劑的制備方法。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，選擇低毒，容易獲取的合成原料，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明采用的原料本身就具有緩蝕性能，進(jìn)一步制備為緩蝕劑后緩蝕效果明顯，無(wú)需分離提純，使用方便，用量小緩蝕效果好。在油田注水系統(tǒng)中加入100mg/L本發(fā)明的緩蝕劑，可使N80鋼的腐蝕速率明顯降低，加入30mg/L本發(fā)明的緩蝕劑即可滿足石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329?2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》推薦的標(biāo)準(zhǔn)(<0.076mm/a)。
【專利說明】
一種油田注水緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及金屬腐蝕與防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及適用于油田污水管線、注水管線 及注水井油管表面防腐的一種油田注水緩蝕劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)油氣田開發(fā)的深入，油田開采面臨的環(huán)境越來(lái)越惡劣，諸多油井的產(chǎn)量 不斷下降，但所采出原油的含水量卻逐步增加，大部分油井含水率已高達(dá)90%以上。原油脫 水產(chǎn)生的油田污水量日益增大，污水的處理和排放成為一個(gè)大問題。就含油污水而言，無(wú)論 從經(jīng)濟(jì)角度還是從水資源與環(huán)境保護(hù)角度看，把油田污水作為注水源都是一舉兩得之事。 但是，由于含油污水的礦化度和水溫高，且往往攜帶H2S及溶解氧這些腐蝕性介質(zhì)，因此，對(duì) 污水處理裝置和注水管線的腐蝕十分嚴(yán)重，目前緩蝕劑的緩蝕效果有限，較大用量的情況 下也難以對(duì)金屬設(shè)備和管道實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種適用于油田注水介質(zhì)的油田注水緩蝕劑及其制備方 法，該緩蝕劑能夠在一定溫度的高礦化度污水環(huán)境中，對(duì)金屬設(shè)備和管道進(jìn)行有效保護(hù)。
[0004] -種油田注水緩蝕劑，組分包括：以重量百分比計(jì)，30-80 %曼尼希堿季銨化衍生 物，10-60 %溶劑，0-10 %炔醇，0-10 %堿金屬碘化物，0-5 % 0P-10; 0-20 %烏洛托品；
[0005] 其中，所述曼尼希堿季銨化衍生物包含如下結(jié)構(gòu)：
[0006]
[0007] 上述油田注水緩蝕劑的制備方法，其步驟包括：
[0008] A、制備曼尼希堿季銨化衍生物，其步驟包括:取反應(yīng)原料加入到溶劑中，所述反應(yīng) 原料為2-巰基苯并噻唑和苯甲醛、或2-巰基苯并噻唑和糠醛、或2-巰基苯并噻唑和肉桂醛， 攪拌，滴加苯胺，調(diào)節(jié)體系pH= 2~3,75~90 °C下反應(yīng)4~10h，得到曼尼希堿化合物;7令卻至 50-70°C，滴加氯化芐，繼續(xù)反應(yīng)2~3h，得到曼尼希堿季銨化衍生物；
[0009] B、將步驟A所得曼尼希堿季銨化衍生物按比例與炔醇、堿金屬碘化物、0P-10、烏洛 托品及溶劑混合均勻。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，選擇低毒，容易獲取的合成原料，最佳的 反應(yīng)條件及反應(yīng)物比例使制備工藝的產(chǎn)率高，無(wú)需進(jìn)行進(jìn)一步分離提純，制備過程更加簡(jiǎn) 單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明采用的原料本身就具有緩蝕性能，進(jìn)一步制備為緩蝕劑后 緩蝕效果明顯，無(wú)需分離提純，使用方便，緩蝕劑濃度較低的情況下緩蝕效果依舊良好。在 油田注水系統(tǒng)中加入l〇〇mg/L本發(fā)明的緩蝕劑，可使N80鋼的腐蝕速率明顯降低，加入30mg/ L緩蝕劑即可滿足石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329-2012《碎肩巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及 分析方法》推薦的標(biāo)準(zhǔn)(〈〇. 〇76mm/a)。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 本發(fā)明第一方面提供了一種油田注水緩蝕劑，組分包括：以重量百分比計(jì)，30- 80 %曼尼希堿季銨化衍生物，10-60 %溶劑，0-10 %炔醇，0-10 %堿金屬碘化物，0-5 % 0P- 10; 0-20 %烏洛托品；
[0012] 其中，所述曼尼希堿季銨化衍生物包含如下結(jié)構(gòu)：
[0013]
[0014] 曼尼希堿季銨化衍生物具有特定的分子結(jié)構(gòu)，其分子體積較大，有一定的空間位 阻，而其他組分分子體積較小，可以形成體積互補(bǔ)，增大吸附面積。碘離子在金屬上的化學(xué) 吸附，使得金屬表面負(fù)電性增強(qiáng)，可以增加各組分的靜電物理吸附作用，同時(shí)炔醇、0P-10和 烏洛托品可以通過自身電負(fù)性較強(qiáng)的氧、氮原子發(fā)生化學(xué)吸附，各組分通過共同吸附以及 體積互補(bǔ)，使各組分之間達(dá)到了緩蝕協(xié)同作用。
[0015] 優(yōu)選的，所述溶劑包括乙醇、異丙醇、乙二醇或水中的一種或幾種。
[0016] 優(yōu)選的，所述炔醇包括C3-C6醇。
[0017]本發(fā)明第二方面提供了上述油田注水緩蝕劑的制備方法，其步驟包括：
[0018] A、制備曼尼希堿季銨化衍生物，其步驟包括:取反應(yīng)原料加入到溶劑中，所述反應(yīng) 原料為2-巰基苯并噻唑和苯甲醛、或2-巰基苯并噻唑和糠醛、或2-巰基苯并噻唑和肉桂醛， 攪拌，滴加苯胺，調(diào)節(jié)體系pH= 2~3,75~90 °C下反應(yīng)4~10h，得到曼尼希堿化合物;7令卻至 50-70°C，滴加氯化芐，繼續(xù)反應(yīng)2~3h，得到曼尼希堿季銨化衍生物；
[0019] B、將步驟A所得曼尼希堿季銨化衍生物按比例與炔醇、堿金屬碘化物、0P-10、烏洛 托品及溶劑混合均勻。
[0020] 優(yōu)選的，所述2-巰基苯并噻唑與糠醛的摩爾比為1.0:1.0~1.8;所述2-巰基苯并 噻唑與肉桂醛的摩爾比為1.0:1.0~1.8;所述2-巰基苯并噻唑與肉桂醛的摩爾比為1.0 : 1.0~1.8。最佳比例應(yīng)保證反應(yīng)2-巰基苯并噻唑充分反應(yīng)，需其他反應(yīng)物摩爾量稍高，但又 不能過高，否則浪費(fèi)原料增加成本。
[0021] 更加優(yōu)選的，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述溶劑的添加量為反應(yīng)原料量的1.0~1.5倍。所 述溶劑包括乙醇。選取合適溶劑并嚴(yán)格控制用量，有利于保持反應(yīng)體系的均一性，維持反應(yīng) 物最佳反應(yīng)濃度，提高反應(yīng)產(chǎn)率。
[0022] 優(yōu)選的，所述苯胺的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.4~0.7倍。
[0023] 優(yōu)選的，所述氯化芐的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.4~0.7倍。
[0024] 下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的油田注水緩蝕劑及其制備方法予以進(jìn)一 步說明。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 本實(shí)施例提供了 一種油田注水緩蝕劑，其制備步驟包括以下步驟：
[0027] A、制備曼尼希堿季銨化衍生物，其步驟包括:將摩爾比為1.0:1.5的2-巰基苯并噻 唑、苯甲醛與乙醇混合后裝入三口燒瓶中，所述乙醇的質(zhì)量為2-巰基苯并噻唑、苯甲醛總質(zhì) 量的1.0倍，攪拌，然后緩慢滴加苯胺，所述苯胺的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.5倍， 攪拌均勾后用鹽酸調(diào)節(jié)體系pH至2~3,在80~85 °C下反應(yīng)7h，得到曼尼希堿化合物;冷卻至 60°C，滴加氯化芐，所述氯化芐的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.5倍，繼續(xù)反應(yīng)2~3h， 得到曼尼希堿季銨化衍生物，其分子式為
[0028] B、將步驟A所得曼尼希堿季銨化衍生物按比例與炔醇、堿金屬碘化物、0P-10、烏洛 托品及溶劑混合均勻，具體配比如下：
[0029] 以重量百分比計(jì)，30%曼尼希堿季銨化衍生物，25%乙醇，10%丁炔醇，10%NaI， 5%0P-10;20%烏洛托品；
[0030]以上方法制備的田注水緩蝕劑命名為JAH-1。對(duì)JAH-1的緩蝕性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè) 試方法參照SY/T5273-2000采用失重法評(píng)價(jià)緩蝕劑JAH-1的緩蝕性能，測(cè)試條件如下:在常 壓、40°C恒溫條件下，模擬油田現(xiàn)場(chǎng)注入水樣，試驗(yàn)所采用的介質(zhì)的總礦化度為1.86 X 105mg/L，Cr含量為7 X 104mg/L。測(cè)試結(jié)果如表1所示。
[0031 ]表1不同濃度下的緩蝕劑JAH-1靜態(tài)評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果
[0032]
[0033] 從表1數(shù)據(jù)可知，隨著緩蝕劑JAH-1濃度的增大，N80鋼在介質(zhì)中的腐蝕速率隨之減 小。當(dāng)緩蝕劑用量為30mg/L以上時(shí)，JAH-1能較好地滿足石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329- 2012《碎肩巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》推薦的標(biāo)準(zhǔn)(〈0.076mm/a)，以緩蝕劑用量 為100mg/L時(shí)效果最佳。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 本實(shí)施例提供了 一種油田注水緩蝕劑，其制備步驟包括以下步驟：
[0036] A、制備曼尼希堿季銨化衍生物，其步驟包括:將摩爾比為1.0:1.0的2-巰基苯并噻 唑、糠醛與乙醇混合后裝入三口燒瓶中，所述乙醇的質(zhì)量為2-巰基苯并噻唑、糠醛總質(zhì)量的 1.5倍，攪拌，然后緩慢滴加苯胺，所述苯胺的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.4倍，攪拌 均勾后用鹽酸調(diào)節(jié)體系pH至2~3,在80~90 °C下反應(yīng)9h，得到曼尼希堿化合物;冷卻至60 °C，滴加氯化芐，所述氯化芐的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.4倍，繼續(xù)反應(yīng)2~3h，得 到曼尼希堿季銨化衍生物，其分子式為
[0037] B、將步驟A所得曼尼希堿季銨化衍生物按比例與炔醇、堿金屬碘化物、0P-10、烏洛 托品及溶劑混合均勻，具體配比如下：
[0038] 以重量百分比計(jì)，50 %曼尼希堿季銨化衍生物，32 %異丙醇，5 %丙炔醇，5 %Nal， 3%0P-10;10%烏洛托品；
[0039]以上方法制備的田注水緩蝕劑命名為JAH-2。對(duì)JAH-2的緩蝕性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè) 試方法參照SY/T5273-2000采用失重法評(píng)價(jià)緩蝕劑JAH-2的緩蝕性能，測(cè)試條件如下:在常 壓、40°C恒溫條件下，模擬油田現(xiàn)場(chǎng)注入水樣，試驗(yàn)所采用的介質(zhì)的總礦化度為1.86 X 105mg/L，Cr含量為7 X 104mg/L。測(cè)試結(jié)果如表2所示。
[0040] 表2不同濃度下的緩蝕劑JAH-2靜態(tài)評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果
[0041]
[0042]從表2數(shù)據(jù)可知，隨著緩蝕劑JAH-2濃度的增大，N80鋼在介質(zhì)中的腐蝕速率隨之減 小。當(dāng)緩蝕劑用量為30mg/L以上時(shí)，JAH-1能較好地滿足石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329- 2012《碎肩巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》推薦的標(biāo)準(zhǔn)(〈0.076mm/a)，以緩蝕劑用量 為100mg/L時(shí)效果最佳。
[0043] 實(shí)施例3
[0044] 本實(shí)施例提供了 一種油田注水緩蝕劑，其制備步驟包括以下步驟：
[0045] A、制備曼尼希堿季銨化衍生物，其步驟包括:將摩爾比為1.0:1.8的2-巰基苯并噻 唑、肉桂醛與乙醇混合后裝入三口燒瓶中，所述乙醇的質(zhì)量為2-巰基苯并噻唑、肉桂醛總質(zhì) 量的1.2倍，攪拌，然后緩慢滴加苯胺，所述苯胺的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.7倍， 攪拌均勻后用鹽酸調(diào)節(jié)體系pH至2~3,在75~85°C下反應(yīng)10h，得到曼尼希堿化合物;冷卻 至60°C，滴加氯化芐，所述氯化芐的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.7倍，繼續(xù)反應(yīng)2~ 3h，得到曼尼希堿季銨化衍生物，其分子式為
〇
[0046] B、將步驟A所得曼尼希堿季銨化衍生物按比例與炔醇、堿金屬碘化物、0P-10、烏洛 托品及溶劑混合均勻，具體配比如下：
[0047] 以重量百分比計(jì)，40 %曼尼希堿季銨化衍生物，49 %乙二醇，2 %丙炔醇，2 %KI， 2%0P-10;5%烏洛托品；
[0048]以上方法制備的田注水緩蝕劑命名為JAH-3。對(duì)JAH-3的緩蝕性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè) 試方法參照SY/T5273-2000采用失重法評(píng)價(jià)緩蝕劑JAH-3的緩蝕性能，測(cè)試條件如下:在常 壓、40°C恒溫條件下，模擬油田現(xiàn)場(chǎng)注入水樣，試驗(yàn)所采用的介質(zhì)的總礦化度為1.86 X 105mg/L，Cr含量為7 X 104mg/L。測(cè)試結(jié)果如表3所示。
[0049] 表3不同濃度下的緩蝕劑JAH-3靜態(tài)評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果
[0050]
[0051]從表3數(shù)據(jù)可知，隨著緩蝕劑JAH-3濃度的增大，N80鋼在介質(zhì)中的腐蝕速率隨之減 小。當(dāng)緩蝕劑用量為30mg/L以上時(shí)，JAH-1能較好地滿足石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329- 2012《碎肩巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》推薦的標(biāo)準(zhǔn)(〈0.076mm/a)，以緩蝕劑用量 為100mg/L時(shí)效果最佳。
[0052] 實(shí)施例4
[0053]本實(shí)施例提供了 一種油田注水緩蝕劑，其制備步驟包括以下步驟：
[0054] A、制備曼尼希堿季銨化衍生物，其步驟包括:將摩爾比為1.0:1.2的2-巰基苯并噻 唑、肉桂醛與乙醇混合后裝入三口燒瓶中，所述乙醇的質(zhì)量為2-巰基苯并噻唑、肉桂醛總質(zhì) 量的1.4倍，攪拌，然后緩慢滴加苯胺，所述苯胺的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.6倍， 攪拌均勻后用鹽酸調(diào)節(jié)體系pH至2~3,在75~85°C下反應(yīng)10h，得到曼尼希堿化合物;冷卻 至65°C，滴加氯化芐，所述氯化芐的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.4倍，繼續(xù)反應(yīng)2~ 3h，得到曼尼希堿季銨化衍生物，其分子式為
[0055] B、將步驟A所得曼尼希堿季銨化衍生物按比例與炔醇、堿金屬碘化物、0P-10、烏洛 托品及溶劑混合均勻，具體配比如下：
[0056] 以重量百分比計(jì)，80%曼尼希堿季銨化衍生物，9%水，2%丁炔醇，2%NaI，2%0P- 10; 5%烏洛托品；
[0057] 對(duì)以上方法制備的田注水緩蝕劑的緩蝕性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試方法參照SY/ T5273-2000采用失重法評(píng)價(jià)緩蝕劑的緩蝕性能，測(cè)試條件如下:在常壓、40°C恒溫條件下， 模擬油田現(xiàn)場(chǎng)注入水樣，試驗(yàn)所采用的介質(zhì)的總礦化度為1.86 X 105mg/L，Cr含量為7 X 104mg/L。測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例3測(cè)試結(jié)果基本一致。
[0058] 實(shí)施例5
[0059]本實(shí)施例提供了 一種油田注水緩蝕劑，其制備步驟包括以下步驟：
[0060] A、制備曼尼希堿季銨化衍生物，其步驟包括:將摩爾比為1.0:1.6的2-巰基苯并噻 唑、肉桂醛與乙醇混合后裝入三口燒瓶中，所述乙醇的質(zhì)量為2-巰基苯并噻唑、肉桂醛總質(zhì) 量的1.4倍，攪拌，然后緩慢滴加苯胺，所述苯胺的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.5倍， 攪拌均勾后用鹽酸調(diào)節(jié)體系pH至2~3,在75~85 °C下反應(yīng)8h，得到曼尼希堿化合物;冷卻至 55°C，滴加氯化芐，所述氯化芐的添加量為2-巰基苯并噻唑質(zhì)量的0.7倍，繼續(xù)反應(yīng)2~3h， 得到曼尼希堿季銨化衍生物，其分子式為
[0061 ] B、將步驟A所得曼尼希堿季銨化衍生物按比例與溶劑混合均勻，具體配比如下： [0062] 以重量百分比計(jì)，65 %曼尼希堿季銨化衍生物，35 %乙醇；
[0063]對(duì)以上方法制備的田注水緩蝕劑的緩蝕性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試方法參照SY/ T5273-2000采用失重法評(píng)價(jià)緩蝕劑的緩蝕性能，測(cè)試條件如下:在常壓、40°C恒溫條件下， 模擬油田現(xiàn)場(chǎng)注入水樣，試驗(yàn)所采用的介質(zhì)的總礦化度為1.86 X 105mg/L，Cr含量為7 X 104mg/L。測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例2測(cè)試結(jié)果基本一致。
[0064]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種油田注水緩蝕劑，其特征在于:組分包括：W重量百分比計(jì)，30-80%曼尼希堿季 錠化衍生物，10-60 %溶劑，0-10 %烘醇，0-10 %堿金屬艦化物，0-5 % 0P-10; 0-20 %烏洛托 品； 其中，所述曼尼希堿季錠化衍生物包含如下結(jié)構(gòu)：2. 如權(quán)利要求1所述的油田注水緩蝕劑，其特征在于:所述溶劑包括乙醇、異丙醇、乙二 醇或水中的一種或幾種。3. 如權(quán)利要求1所述的油田注水緩蝕劑，其特征在于:所述烘醇包括C3-C6醇。4. 權(quán)利要求1所述油田注水緩蝕劑的制備方法，其步驟包括： A、 制備曼尼希堿季錠化衍生物，其步驟包括:取反應(yīng)原料加入到溶劑中，所述反應(yīng)原料 為2-琉基苯并嚷挫和苯甲醒、或2-琉基苯并嚷挫和慷醒、或2-琉基苯并嚷挫和肉桂醒，攬 拌，滴加苯胺，調(diào)節(jié)體系抑=2~3,75~90 °C下反應(yīng)4~lOh，得到曼尼希堿化合物;冷卻至55 ~65°C，滴加氯化節(jié)，繼續(xù)反應(yīng)2~化，得到曼尼希堿季錠化衍生物； B、 將步驟A所得曼尼希堿季錠化衍生物按比例與烘醇、堿金屬艦化物、0P-10、烏洛托品 及溶劑混合均勻。5. 如權(quán)利要求4所述的油田注水緩蝕劑的制備方法，其特征在于:所述2-琉基苯并嚷挫 與慷醒的摩爾比為1.0:1.0~1.8;所述2-琉基苯并嚷挫與肉桂醒的摩爾比為1.0:1.0~ 1.8;所述2-琉基苯并嚷挫與肉桂醒的摩爾比為1.0:1.0~1.8。6. 如權(quán)利要求5所述的油田注水緩蝕劑的制備方法，其特征在于質(zhì)量百分比計(jì)，所 述溶劑的添加量為反應(yīng)原料量的1.0~1.5倍。7. 如權(quán)利要求6所述的油田注水緩蝕劑的制備方法，其特征在于:所述溶劑包括乙醇。8. 如權(quán)利要求4所述的油田注水緩蝕劑的制備方法，其特征在于:所述苯胺的添加量為 2-琉基苯并嚷挫質(zhì)量的0.4~0.7倍。9. 如權(quán)利要求4所述的油田注水緩蝕劑的制備方法，其特征在于:所述氯化節(jié)的添加量 為2-琉基苯并嚷挫質(zhì)量的0.4~0.7倍。
【文檔編號(hào)】C09K8/54GK105838345SQ201610259485
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】王任芳, 蘭志威, 李克華, 楊冰冰
【申請(qǐng)人】長(zhǎng)江大學(xué)