[發明專利]一種耐高溫淀粉基阻垢劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310349428.2
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103449617A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張洪君;王浩;鄭猛;梁凌熏;張群;劉晶晶;柳燕麗;郭紅峰;李艷艷;夏楠;劉萬勇;陳楠;郭娜;匡韶華;邵占輝
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C02F5/12
• 分類號: C02F5/12;C08F251/00;C08F220/06;C08F220/58;C08F4/40
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

技術領域

本發明涉及一種耐高溫淀粉基阻垢劑及其制備方法與應用，屬于石油開采與環保材料技術領域。

背景技術

隨著油田產出液含水量的增加，結垢成為油田生產中不可避免的問題。結垢對于油田的危害是巨大的，主要包括以下幾點：其一、水垢在采油、集輸系統中的沉積會增加流體流動的阻力，從而增加能耗；其二、水垢的沉積可能會誘發各系統中設備的腐蝕，影響正常生產；其三、水垢在地層下的沉積會阻塞孔道。造成油田各系統結垢的因素很多，主要包括兩個方面：一是采出液與回注水不配伍造成的結垢；二是地層與地表的溫度、壓力不同，成垢離子溶解度不同造成的結垢。

以遼河油田興古潛山區塊為例。該區塊油藏埋藏較深，采出液含水較高，采出液過泵溫度達120℃以上，最高可達160℃，開井10天左右，下潛泵由于結垢不能正常運轉，嚴重影響油田的生產。該區塊的水垢主要以鈣垢、鎂垢為主。

由此可見，為了保證油田的穩定、增產，合理有效地清除結垢，成為油田開發中迫切需要解決的問題。目前，國內外最常用的阻垢方法為使用化學阻垢劑來抑制水垢的生成。常用的化學阻垢劑主要包括無機聚磷酸鹽、有機多元磷酸鹽、均聚物阻垢劑、共聚物阻垢劑等。但是，由于油田水質具有高溫、高硬度、高鹽度等特點，這些現有的化學阻垢劑在解決油田系統的結垢問題時，往往由于穩定性不足，而不能有效地清除結垢，最終影響油水井正常工作。

因此，研發出一種針對油田水質的耐高溫阻垢劑仍是本領域亟待解決的問題之一。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種耐高溫淀粉基阻垢劑及其制備方法與應用。本發明利用來源豐富、成本低廉的天然可再生淀粉作為原料之一，制備得到淀粉接枝共聚物類阻垢劑，其能夠針對油田水質高溫、高鹽、高硬度的特點，有效解決油田系統結垢問題。

為達上述目的，本發明提供一種耐高溫淀粉基阻垢劑，以重量百分比計，其原料組成包括：淀粉基體6-12%、丙烯酸（AA）12.6-14.7%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）3.6-9.6%、復合引發劑0.4-0.8%以及水余量；其中，所述復合引發劑包括過硫酸銨復合引發劑以及高錳酸鉀復合引發劑。

在上述耐高溫淀粉基阻垢劑中，優選地，所述丙烯酸和所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的質量比為6-8：2-4。最優選地，所述丙烯酸和所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的質量比為7：3。

在上述耐高溫淀粉基阻垢劑中，優選地，所述淀粉基體與所述丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的總量的質量比為2-4：6-8。最優選地，所述淀粉基體與所述丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的總量的質量比為3：7。

在上述耐高溫淀粉基阻垢劑中，優選地，所述淀粉基體包括玉米淀粉和/或羧甲基淀粉。當采用玉米淀粉和羧甲基淀粉的混合物作為淀粉基體時，二者以任意質量比混合。

在上述耐高溫淀粉基阻垢劑中，優選地，所述丙烯酸為提純后的丙烯酸。所述提純包括以下步驟：將丙烯酸原料放置于6℃的環境中，丙烯酸原料開始結晶，1-4h后，將未結晶的液體與已經結晶的晶體分離；使未結晶的液體在6℃的環境中繼續進行結晶，重復上述的步驟3次，共使未結晶的液體與已經結晶的晶體進行4次分離；將已經結晶的晶體放置于室溫下，該晶體變成液體，即為提純后的丙烯酸。因淀粉基體的反應活性非常低，因此，其對反應條件要求較為苛刻，有雜質的存在會使反應失敗，使接枝共聚難以進行，進而難以制備得到本申請的淀粉基阻垢劑。采用上述的結晶法對丙烯酸進行提純后，則可以大大降低反應過程中的雜質含量，使本申請的淀粉基阻垢劑能夠順利制備得到。

在上述耐高溫淀粉基阻垢劑中，優選地，所述過硫酸銨復合引發劑和所述高錳酸鉀復合引發劑的質量比為0.8-1：1-1.2。最優選地，所述過硫酸銨復合引發劑和所述高錳酸鉀復合引發劑的質量比為1：1。

在上述耐高溫淀粉基阻垢劑中，優選地，所述過硫酸銨復合引發劑包括過硫酸銨和尿素復合物、過硫酸銨和硫尿復合物、過硫酸銨和亞硫酸鈉復合物中的一種或幾種的組合，所述過硫酸銨與所述尿素、硫尿、亞硫酸鈉的質量比均為1：1-6。

在上述耐高溫淀粉基阻垢劑中，優選地，所述高錳酸鉀復合引發劑包括高錳酸鉀和硫酸復合物，所述高錳酸鉀和所述硫酸的質量比為0.8-1：1-1.2。在此需說明的是，高錳酸鉀和硫酸的質量比，以及作為制備耐高溫淀粉基阻垢劑的原料的含量均以純物質的量進行計算。

根據本發明的具體實施方式，優選地，以所述耐高溫淀粉基阻垢劑的總重量為基準，其固含量為28%-30%。