CN103708629B - 油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂及其制备方法，属于用于油田水处理的化学品组合物，特别是油田污水处理、回注过程中抑制腐蚀和阻垢的组合物。该缓蚀阻垢剂，所用原料组成如下：浓度为40～60%的羟基乙叉二膦酸（HEDP）20～50%，浓度为40～60%的马来酸-丙烯酸共聚物20～50%，浓度为30～60%烷基咪唑啉缓蚀剂0～10%，硫酸锌0.1～10%，无机碱3～40%，六偏磷酸钠10～30%。以上原料经过捏合搅拌、蒸发浓缩、造型干燥、混合等工序得到本发明缓蚀阻垢剂，该制剂可用于有固体加药系统的油田回注水水质处理，可以有效降低制剂储存期六偏磷酸钠的分解，对回注水处理系统和运输系统有很好的防腐阻垢作用。
Description
技术领域
本发明属于用于油田水处理的化学品组合物，特别是油田污水处理、回注过程中抑制腐蚀和阻垢的组合物。
背景技术
我国油田采油目前普遍进入第三阶段，即通过回注水增加地压等综采方式采油。油田回注水一般为高矿化度的热水，注水系统容易腐蚀、结垢。为此，要向注水系统中加入缓蚀阻垢剂。目前所用的缓蚀阻垢剂通常为有机磷酸、聚合羧酸和聚合磷酸盐的复合体系，通常为水溶液体系。这一体系具有很好的极限效应和协效性，具有成本低、用量少、使用方便等优点，但是也存在以下缺点：
1、由于剂型为水溶液，需要用到大量的塑料包装桶，包装成本高、包装物重量大。为此需要回收包装物，增加了包装物的储存场地和管理运输成本。
2、配方中有50％以上为水分，这部分水分为无效组分，徒增物料的运输成本。
3、为了减少包装体积和运输成本，通常要配制成30％以上的高固含量的配方剂型，这种剂型在北方的冬天很容易结晶固化，给实际应用增加了诸多不便。
4、由于配方通常为酸性水溶液介质，在这种介质中，具有低成本高协效性的聚合磷酸盐(如六偏磷酸钠)非常容易水解，因此这种配方制剂保存期一般不超过一个月。为了解决这一问题，通常六偏磷酸钠要单独计量和存放，增加了操作的复杂性。
因此，开发高浓度的固体缓蚀阻垢剂，成为了油田回注水水处理的迫切需求。
CN101139718公开了多效固体缓蚀阻垢棒，通过高分子成型剂和粘结剂将缓蚀阻垢成分以及水分固化，做成一定的固体形状，用于井下缓慢释放，达到井套缓蚀阻垢的目的。
CN101613599公开了以有机膦酸盐和无机磷酸盐为主的磷系复合体系，该体系通过淀粉将缓蚀阻垢成分做成片剂，加入需要处理的体系中缓慢溶解。
CN101805597公开了以2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、六偏磷酸钠为主要缓蚀阻垢成分，以聚乙二醇、司班和硬脂酸为添加剂，通过挤压成型得到固体缓蚀阻垢剂，用于油井井下，达到一次加药、缓慢释放的目的。
以上发明虽然改变了现有缓蚀阻垢剂的剂型，但主要还是以缓释为目的，适合偏远油井的井下处理，优点是可以大大减少投药工作量，阻垢剂稳定性增加，但是也有如下不足：⑴受释放速度和水流量的变化其水溶液中的浓度不宜调节，⑵由于溶解速度慢，不适合大水量处理的固体加药设备。⑶添加了过多的辅助成分，降低了缓蚀阻垢成分的有效含量，增加了成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂，本发明的另一个目的是提供该固体缓蚀阻垢剂的制备方法。
本发明的技术方案为，一种油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂，是由如下重量百分比的原料，使用下述制备方法制成的产品：
油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤：
(1).在捏合机中加入羟基乙叉二膦酸简称HEDP、马来酸-丙烯酸共聚物、烷基咪唑啉缓蚀剂，常温搅拌均匀，
(2).分批加入无机碱，中和到pH＝6～8，加完后，常温下捏合搅拌25～30分钟，
(3).加热至100～130℃，捏合搅拌干燥至水分含量在20％～30％，
(4).通过螺杆挤出机将物料造型，烘干，
(5).将硫酸锌、六偏磷酸钠加入，搅拌混合25～30分钟即得成品。
所述的羟基乙叉二膦酸简称HEDP为市售产品，液体，有效成分以HEDP计，含量40～60％；
所述的羟基乙叉二膦酸简称HEDP为市售产品，液体，有效成分以HEDP计，含量≥50.0％；
所述的马来酸-丙烯酸共聚物为市售产品，棕黄色透明液体，有效成分含量40～60％；
所述的马来酸-丙烯酸共聚物为市售产品，棕黄色透明液体，有效成分含量≥45.0％；
所述的烷基咪唑啉缓蚀剂为市售产品，淡黄色液体，活性物的质量含量30～60％，所述的活性物是直链烷基咪唑啉或支链烷基咪唑啉或环烷基咪唑啉，或是其中一种或两种或多种的复合物，所述的直链烷基咪唑啉包括十二烷基咪唑啉、十四烷基咪唑啉、十六烷基咪唑啉、十八烷基咪唑啉其中一种或两种或多种的复合物，
所述的烷基咪唑啉缓蚀剂为市售产品，淡黄色液体，活性物的质量含量≥50.0％，所述的活性物是直链烷基咪唑啉或支链烷基咪唑啉或环烷基咪唑啉，或是其中一种或两种或多种的复合物，所述的直链烷基咪唑啉包括十二烷基咪唑啉、十四烷基咪唑啉、十六烷基咪唑啉、十八烷基咪唑啉其中一种或两种或多种的复合物，
所述的硫酸锌为工业产品，为无水硫酸锌、一水硫酸锌、七水硫酸锌，其中一种或两种或多种的复合物，其用量按照折算成无水硫酸锌的质量计量；
所述的无机碱是氢氧化钠、氢氧化钠水溶液、碳酸钠、碳酸氢钠其中一种或两种或多种的混合物，其用量按照与氢氧化钠等摩尔数折算成氢氧化钠的质量计量。
所述的制备方法，步骤(3)所述加热至100～130℃，捏合搅拌干燥至水分含量在20％～30％，可以根据挤出机需要，省略该步骤。
本发明的油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂可用一般内衬塑料袋的编织袋包装，便于储运和管理，保质期长，使用方便，可以直接用于目前油田的固体加药设备中。本发明配方制剂无毒、无害、中性，缓蚀率≥95％，阻垢率≥95％，用量为10～20mg/l。
本发明所述的缓蚀阻垢剂各组分具有很好的配伍性、互补性和协同性：羟基乙叉二膦酸具有很好的阻垢性能，为国内最常用的有机磷系缓蚀阻垢剂的代表，同时还兼有一定的缓蚀性能，且耐温性能好，特别适合油田高温回注水；马丙共聚物，对垢的产生和生长有很好的晶格分散作用；烷基咪唑啉属新型、高效、耐高温缓蚀剂，其ppm级的缓蚀率即可达到97％左右，经合理的复配缓蚀效果更好，用量更少；锌盐作为一种缓蚀助剂，它与HEDP协同搭配后，会提高HEDP的缓蚀能力。六偏磷酸钠是极限阻垢剂，与HEDP复配，具有极佳的协效性和极限效应，同时对缓蚀也有很好的协助性。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、缓蚀阻垢效果好。本发明油田回注水专用缓蚀阻垢剂缓蚀、阻垢效果好，用量少且制备工艺简单，缓蚀率≥95％，阻垢率>97％，用量为30～40mg/l。更好的防止和减缓了油田注水系统的腐蚀和结垢，延长了设备和管道的使用寿命，保证了原油生产的有效进行，提高了油藏采收率。
2、制剂为固体，产品的有效成分含量高，便于包装储运和使用。
3、可适用于油田现有的污水处理站和现场固体加药装置。
4、减少了包装设备的回收运输成本，符合绿色环保的要求。
5、制剂水分减少，稳定性提高，大大延长了制剂的有效期。
具体实施方式
本发明的具体实施方式是：
实施例1，一种油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂，是由如下重量百分比的原料，使用下述制备方法制成的产品：
油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤：
(1).在捏合机中加入羟基乙叉二膦酸简称HEDP、马来酸-丙烯酸共聚物、烷基咪唑啉缓蚀剂，常温搅拌均匀，
(2).分批加入无机碱，中和到pH＝6～8，加完后，常温下捏合搅拌25～30分钟，
(3).加热至100～130℃，捏合搅拌干燥至水分含量在20％～30％，
(4).通过螺杆挤出机将物料造型、烘干，
(5).将硫酸锌、六偏磷酸钠加入，搅拌混合25～30分钟即得成品。
所述的羟基乙叉二膦酸简称HEDP为市售产品，液体，有效成分以HEDP计，含量40～60％，其中优选≥50.0％；
所述的马来酸-丙烯酸共聚物为市售产品，棕黄色透明液体，有效成分含量40～60％，其中优选≥45.0％；
所述的烷基咪唑啉缓蚀剂为市售产品，淡黄色液体，活性物的质量含量30～60％，其中优选≥50.0％，所述的活性物是直链烷基咪唑啉或支链烷基咪唑啉或环烷基咪唑啉，或是其中一种或两种或多种的复合物，所述的直链烷基咪唑啉包括十二烷基咪唑啉、十四烷基咪唑啉、十六烷基咪唑啉、十八烷基咪唑啉其中一种或两种或多种的复合物，
所述的硫酸锌为工业产品，为无水硫酸锌、一水硫酸锌、七水硫酸锌，其中一种或两种或多种的复合物，其用量按照折算成无水硫酸锌的质量计量；
所述的无机碱是氢氧化钠、氢氧化钠水溶液、碳酸钠、碳酸氢钠其中一种或两种或多种的混合物，其用量按照与氢氧化钠等摩尔数折算成氢氧化钠的质量计量。
实施例2，一种油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂，是由如下重量百分比的原料，使用下述制备方法制成的产品：
油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤：
(1).在捏合机中加入羟基乙叉二膦酸简称HEDP、马来酸-丙烯酸共聚物、烷基咪唑啉缓蚀剂，常温搅拌均匀，
(2).分批加入无机碱，中和到pH＝6～8，加完后，常温下捏合搅拌25～30分钟，
(3).通过螺杆挤出机将物料造型，烘干，
(4).将硫酸锌、六偏磷酸钠加入，搅拌混合25～30分钟即得成品。
本实施例所使用的原料的规格要求同实施例1。
Claims (3)
1.一种油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂，其特征是：是由如下重量百分比的原料，使用下述制备方法制成的产品：
油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂的制备方法包括以下步骤：
(1).在捏合机中加入羟基乙叉二膦酸简称HEDP、马来酸-丙烯酸共聚物、烷基咪唑啉缓蚀剂，常温搅拌均匀，
(2).分批加入无机碱，中和到pH＝6～8，加完后，常温下捏合搅拌25～30分钟，
(3).加热至100～130℃，捏合搅拌干燥至水分含量在20％～30％，
(4).通过螺杆挤出机将物料造型、烘干，
(5).将硫酸锌、六偏磷酸钠加入，搅拌混合25～30分钟即得成品；
步骤(3)所述加热至100～130℃，捏合搅拌干燥至水分含量在20％～30％，或是根据挤出机需要，省略该步骤。
2.根据权利要求1所述的一种油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂，其特征是：所述的羟基乙叉二膦酸简称HEDP为市售产品，液体，有效成分以HEDP计，含量40～60％；
所述的马来酸-丙烯酸共聚物为市售产品，棕黄色透明液体，有效成分含量40～60％；
所述的烷基咪唑啉缓蚀剂为市售产品，淡黄色液体，活性物的质量含量30～60％，所述的活性物是直链烷基咪唑啉或支链烷基咪唑啉或环烷基咪唑啉，或是其中一种或两种或多种的复合物，所述的直链烷基咪唑啉包括十二烷基咪唑啉、十四烷基咪唑啉、十六烷基咪唑啉、十八烷基咪唑啉其中一种或两种或多种的复合物；
所述的硫酸锌为工业产品，为无水硫酸锌、一水硫酸锌、七水硫酸锌，其中一种或两种或多种的复合物，其用量按照折算成无水硫酸锌的质量计量；
所述的无机碱是氢氧化钠、氢氧化钠水溶液、碳酸钠、碳酸氢钠其中一种或两种或多种的混合物，其用量按照与氢氧化钠等摩尔数折算成氢氧化钠的质量计量。
3.根据权利要求2所述的一种油田回注水专用固体缓蚀阻垢剂，其特征是：所述的羟基乙叉二膦酸简称HEDP为市售产品，液体，有效成分以HEDP计，含量≥50.0％；
所述的马来酸-丙烯酸共聚物为市售产品，棕黄色透明液体，有效成分含量≥45％；
所述的烷基咪唑啉缓蚀剂为市售产品，淡黄色液体，活性物的质量含量≥50.0％，所述的活性物是直链烷基咪唑啉或支链烷基咪唑啉或环烷基咪唑啉，或是其中一种或两种或多种的复合物，所述的直链烷基咪唑啉包括十二烷基咪唑啉、十四烷基咪唑啉、十六烷基咪唑啉、十八烷基咪唑啉其中一种或两种或多种的复合物；
所述的硫酸锌为工业产品，为无水硫酸锌、一水硫酸锌、七水硫酸锌，其中一种或两种或多种的复合物，其用量按照折算成无水硫酸锌的质量计量；
所述的无机碱是氢氧化钠、氢氧化钠水溶液、碳酸钠、碳酸氢钠其中一种或两种或多种的混合物，其用量按照与氢氧化钠等摩尔数折算成氢氧化钠的质量计量。
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