CN103014718B - 天然气井速溶固体缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气井速溶固体缓蚀剂及其制备方法，所述缓蚀剂由以下质量百分比组分合成：主剂70～80%、有机盐20～30%；其中，主剂由以下质量百分比组分合成：油酸45～50%、四乙烯五胺25～33％、大蒜精油16～20％、阿拉伯胶5～10%。其具体制备方法如下：首先合成主剂：将油酸加入搅拌瓶中，再加入四乙烯五胺、大蒜精油和阿拉伯胶进行反应；固体缓蚀剂的制备：将合成好的主剂和有机盐混溶后注入模具挤压成型即得圆形实心柱状体成品。本发明操作简单，施工方便，综合缓蚀率高，加药周期长，极大的延长了生产设备的使用寿命，降低了生产成本，提高了工作效率，且环保无污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种气井防腐用的缓蚀剂及其制备方法，特别是一种气井井下设施和集输管线防腐用的速溶固体缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
在原油和天然气的开采过程中，地层水、含硫物质和一些酸性气体随原油的开采而产出，井液中的CO2、H2S、CI–等腐蚀介质含量较高以及一些化学施工措施所带来的腐蚀，使得井下设备受到严重的腐蚀。针对以上难题，传统的解决方法是往井中投加液体缓蚀剂，液体缓蚀剂具有使用方便，易于配制与复配等一系列优点，但是在油气田的使用过程中也暴露出一些缺点：（1）加注需要加药泵等设备，使用不方便；（2）在油管壁上易粘附，药剂消耗量大，造成不必要的损失；（3）间歇注入加药不均匀，有效保护时间短；（4）加药效果欠佳，加药成本大；（4）造成环境方面的负面影响。由于上述投加液体缓蚀剂防蚀效果存在的不足，研究开发固体缓蚀剂成为必要。
现有固体缓蚀剂中，中国专利公开第CN1594659A号中原料配比主要为高碳数烷基胺表面活性剂5～15％、三乙烯四胺2～10％、三乙醇胺2～10％、六偏磷酸钠20～40％、聚乙烯20～50％；中国专利申请第200510090151.1号中原料配比主要为某二元酸20～35％、二乙烯三胺5～15％、氯乙酸5～15％、以及十二烷基苯磺酸钠、六次甲基四胺、HPMA、聚环氧琥珀酸、环氧树脂、聚酰胺树脂等；中国专利申请第201110184247号中原料配比主要为硬脂酸4％～8％、硬脂酸钙8％～16％、缓蚀剂38％～44％、表面活性剂38％～44％和微生物，其中微生物的质量是前四种组分总质量的2％；中国专利第200910031813号中原料为天津若丁、乌洛托品、硫脲、苯并三氮唑和表面活性剂复配在一起粉碎搅拌而成，其重量百分含量分别为：50～80％、10～20％、10～20％、5～10％、1～5％。然以上现有的四种固体缓蚀剂均对环境有一定的影响，不够环保。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种天然气井速溶固体缓蚀剂及其制备方法，以克服上述技术问题。本发明缓蚀剂缓蚀性能好，释放周期比液体缓蚀剂长，价格低廉，在油气井防腐方面，能起到更为有效、经济、方便的效果，而且环保无污染。
为了实现上述数目，本发明所采用的技术方案如下：
天然气井速溶固体缓蚀剂，由以下质量百分比组分合成：主剂70～80%、有机盐20～30%；其中，主剂由以下质量百分比组分合成：油酸45～50%、四乙烯五胺25～33%、大蒜精油16～20％、阿拉伯胶5～10%。
本发明进一步的改进在于：所述的大蒜精油包括二烯丙基硫代磺酸酯、二烯丙基三硫化合物、二烯丙基二硫化合物中一种或几种。
本发明进一步的改进在于：所述有机盐为醋酸钠或四丁基溴化铵。
本发明进一步的改进在于：主剂的质量百分比为75%，有机盐为醋酸钠，醋酸钠的质量百分比为25%；主剂由以下质量百分比组分合成：油酸45%、四乙烯五胺33％、大蒜精油17％、阿拉伯胶5%。
天然气井速溶固体缓蚀剂的制备方法，包括如下步骤：
A、主剂的合成
（1）在装有搅拌器、回流管、温度计的三口烧瓶中，加入油酸，升温至120℃—150℃时，加入四乙烯五胺，搅拌升温至160℃—190℃；
（2）温度升温至160℃—190℃时，反应体系开始有水分蒸发出去，随着水分的蒸发，反应体系的温度不断的上升，当温度上升至250—280℃时，恒温回流反应1—1.5h；
（3）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至80℃—100℃，加入大蒜精油，恒温回流反应5—8h；
（4）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至40℃—60℃后，加入阿拉伯胶搅拌均匀，得到棕褐色粘稠液体，即为主剂；
B、固体缓蚀剂的制备
将主剂与有机盐搅拌混匀，注入模具挤压成型，即得天然气井速溶固体缓蚀剂。
本发明进一步的改进在于：所述天然气井速溶固体缓蚀剂为圆形实心柱状体。
本发明的有益效果在于：
1、操作简单，施工方便：打破传统的加药方法，使用时只需将该固体缓蚀剂垂直投入油气井中，随着采油地层水和原油气的涌出，速溶固体缓蚀剂的有效成分随流动的液体溶解释放，释放出的缓释分子附着在套管、油管、油杆、抽油泵等的表面形成保护膜，有效减缓CO2、H2S、CI-等腐蚀介质的腐蚀。
2、快速均匀的释放缓蚀组分：由于固体缓蚀剂具有速溶的特性，其有效成分在井下溶液中10天左右溶解完毕，在井下形成局部高浓度缓蚀剂段，之后随着缓蚀剂浓度的不断下降，在钢铁设备表面形成一层保护膜，有效阻止腐蚀介质的腐蚀，降低了生产成本，提高了工作效率。
3、缓蚀率高：本发明的综合缓蚀率可达到85%以上。保护了气井采气井下设备，增加了原气量，获得了显著的经济效果。
4、大蒜精油成膜性能更好，提高缓蚀剂缓蚀率。
附图说明
图1为本发明成品圆形实心柱状体的横截面剖示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明速溶固体缓蚀剂是由下述质量配比的原料合成的：
主剂合成原料质量配比：油酸47%、四乙烯五胺28%、大蒜精油18％、阿拉伯胶7%。
固体缓蚀剂制备原料质量配比：主剂70%、醋酸钠30%。
本发明所述的大蒜精油包括二烯丙基三硫化合物。
本发明所述的速溶固体缓蚀剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、主剂的合成
（1）在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加入油酸，升温至150℃时，加入四乙烯五胺，搅拌升温至170℃。
（2）温度升温至170℃时，反应体系开始有水分蒸发出去，随着水分的蒸发，反应体系的温度不断的上升，当温度上升至270℃时，恒温回流反应1h。
（3）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至90℃，加入大蒜精油，恒温回流反应7h。
（4）关闭降低加热套，使反应体系自然降温40℃后，加入阿拉伯胶搅拌均匀，得到棕褐色粘稠液体，即为主剂。
B、固体缓蚀剂的制备
将主剂与有机盐搅拌混匀，注入模具挤压成型，即得成品。可以直接投入井内使用。本发明成品为圆形实心柱状体，其横截面剖示意图如图1所示。
实施例2
本发明速溶固体缓蚀剂是由下述质量配比的原料合成的：
主剂合成原料质量配比：油酸49%、四乙烯五胺26％、大蒜精油20％、阿拉伯胶5%。
固体缓蚀剂制备原料质量配比：主剂80%、四丁基溴化铵20%。
本发明所述的大蒜精油包括二烯丙基硫代磺酸酯和二烯丙基三硫化合物。
本发明所述的速溶固体缓蚀剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、主剂的合成
（1）在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加入油酸，升温至140℃时，加入四乙烯五胺，搅拌升温至180℃。
（2）温度升温至180℃时，反应体系开始有水分蒸发出去，随着水分的蒸发，反应体系的温度不断的上升，当温度上升至260℃时，恒温回流反应1.5h。
（3）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至80℃，加入大蒜精油，恒温回流反应6h。
（4）关闭降低加热套，使反应体系自然降温60℃后，加入阿拉伯胶搅拌均匀，得到棕褐色粘稠液体，即为主剂。
B、固体缓蚀剂的制备
将主剂与有机盐搅拌混匀，注入模具挤压成型，即得成品。可以直接投入井内使用。
实施例3
本发明速溶固体缓蚀剂是由下述质量配比的原料合成的：
主剂合成原料质量配比：油酸45%、四乙烯五胺25％、大蒜精油20％、阿拉伯胶10%。
固体缓蚀剂制备原料质量配比：主剂80%、醋酸钠20%。
本发明所述的大蒜精油包括二烯丙基二硫化合物。
本发明所述的速溶固体缓蚀剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、主剂的合成
（1）在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加入油酸，升温至130℃时，加入四乙烯五胺，搅拌升温至190℃。
（2）温度升温至190℃时，反应体系开始有水分蒸发出去，随着水分的蒸发，反应体系的温度不断的上升，当温度上升至280℃时，恒温回流反应1.5h。
（3）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至160℃，加入大蒜精油，恒温回流反应5h。
（4）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至50℃后，加入阿拉伯胶搅拌均匀，得到棕褐色粘稠液体，即为主剂。
B、固体缓蚀剂的制备
将主剂与有机盐搅拌混匀，注入模具挤压成型，即得成品。可以直接投入井内使用。
实施例4
本发明速溶固体缓蚀剂是由下述质量配比的原料合成的：
主剂合成原料质量配比：油酸50%、四乙烯五胺25%、大蒜精油16%、阿拉伯胶8%。
固体缓蚀剂制备原料质量配比：主剂70%、醋酸钠30%。
本发明所述的大蒜精油主要为二烯丙基三硫化合物。
本发明所述的速溶固体缓蚀剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、主剂的合成
（1）在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加入油酸，升温至120℃时，加入四乙烯五胺，搅拌升温至160℃。
（2）温度升温至160℃时，反应体系开始有水分蒸发出去，随着水分的蒸发，反应体系的温度不断的上升，当温度上升至250℃时，恒温回流反应1h。
（3）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至85℃，加入大蒜精油，恒温回流反应5h。
（4）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至50℃后，加入阿拉伯胶搅拌均匀，得到棕褐色粘稠液体，即为主剂。
B、固体缓蚀剂的制备
将主剂与有机盐搅拌混匀，注入模具挤压成型，即得成品。可以直接投入井内使用。
实施例5
本发明速溶固体缓蚀剂是由下述质量配比的原料合成的：
主剂合成原料质量配比：油酸45%、四乙烯五胺33％、大蒜精油17％、阿拉伯胶5%。
固体缓蚀剂制备原料质量配比：主剂75%、醋酸钠25%。
本发明所述的大蒜精油包括二烯丙基硫代磺酸酯、二烯丙基三硫化合物和二烯丙基二硫化合物。
本发明所述的速溶固体缓蚀剂的具体制备方法包括如下步骤：
A、主剂的合成
（1）在装有搅拌器、回流管、温度计的500ml三口烧瓶中，加入油酸，升温至150℃时，加入四乙烯五胺，搅拌升温至180℃。
（2）温度升温至180℃时，反应体系开始有水分蒸发出去，随着水分的蒸发，反应体系的温度不断的上升，当温度上升至260℃时，恒温回流反应1h。
（3）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至85℃，加入大蒜精油，恒温回流反应5h。
（4）关闭降低加热套，使反应体系自然降温至60℃后，加入阿拉伯胶搅拌均匀，得到棕褐色粘稠液体，即为主剂。
B、固体缓蚀剂的制备
将主剂与有机盐搅拌混匀，注入模具挤压成型，即得成品。可以直接投入井内使用。
对本发明实施例5所制备的速溶固体缓蚀剂缓蚀性能测试，具体数据参见表1所示：
表1不同添加量的速溶固体缓蚀剂的缓蚀性能评价
从表1可以看出，加入本发明所制备的速溶固体缓蚀剂，可以在套管、油管、油杆、抽油泵等的表面形成保护膜，有效降低腐蚀速率；加入大蒜精油使得成膜性能更好，提高缓蚀剂缓蚀率。
Claims (5)
1.天然气井速溶固体缓蚀剂，其特征在于，由以下质量百分比组分合成：主剂70～80％、有机盐20～30％；
其中，主剂由以下质量百分比组分合成：油酸45～50％、四乙烯五胺25～33％、大蒜精油16～20％、阿拉伯胶5～10％；
所述有机盐为醋酸钠或四丁基溴化铵。
2.根据权利要求1所述的天然气井速溶固体缓蚀剂，其特征在于：所述的大蒜精油包括二烯丙基硫代磺酸酯、二烯丙基三硫化合物、二烯丙基二硫化合物中一种或几种。
3.根据权利要求1所述的天然气井速溶固体缓蚀剂，其特征在于：主剂的质量百分比为75％，有机盐为醋酸钠，醋酸钠的质量百分比为25％；主剂由以下质量百分比组分合成：油酸45％、四乙烯五胺33％、大蒜精油17％、阿拉伯胶5％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的天然气井速溶固体缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、主剂的合成
(1)在装有搅拌器、回流管、温度计的三口烧瓶中，加入油酸，升温至120℃—150℃时，加入四乙烯五胺，搅拌升温至160℃—190℃；
(2)温度升温至160℃—190℃时，反应体系开始有水分蒸发出去，随着水分的蒸发，反应体系的温度不断的上升，当温度上升至250—280℃时，恒温回流反应1—1.5h；
(3)关闭降低加热套，使反应体系自然降温至80℃—100℃，加入大蒜精油，恒温回流反应5—8h；
(4)关闭降低加热套，使反应体系自然降温至40℃—60℃后，加入阿拉伯胶搅拌均匀，得到棕褐色粘稠液体，即为主剂；
B、固体缓蚀剂的制备
将主剂与有机盐搅拌混匀，注入模具挤压成型，即得天然气井速溶固体缓蚀剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述天然气井速溶固体缓蚀剂为圆形实心柱状体。
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