[發明專利]復合緩蝕阻垢劑、油田水的緩蝕阻垢方法及采油方法

有效

• 申請號: 201610933914.2
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN107973418B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 余正齊;王金華;李本高
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C02F5/08
• 分類號: C02F5/08;C02F5/14;E21B43/20;E21B37/06;C02F103/10
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本發明涉及復合緩蝕阻垢劑、油田水的緩蝕阻垢方法及采油方法。其中的復合緩蝕阻垢劑，按質量份數計，包括：3～9份無機磷、4.5～10.5份含氮有機膦酸、3～10份無磷聚合物緩蝕阻垢劑、4～10份含硫聚合物阻垢分散劑和可選的鋅鹽。該復合緩蝕阻垢劑特別適用于苛刻環境下的油田水的緩蝕和阻垢處理。

技術領域

本發明涉及復合緩蝕阻垢劑、油田水的緩蝕阻垢方法及采油方法,特別涉及一種可用于高溫、高氧環境的復合緩蝕阻垢劑、一種高溫、高氧環境下的油田水的緩蝕阻垢方法和一種深井、超深井的采油方法。

背景技術

油田開采出的原油伴隨著大量的采出水。油井采出的原油和采出水經集輸管道送至聯合站進行油水分離，分離出的污水經污水處理系統處理達標后，送至脫氧站脫除水中的溶解氧，最后經注水站注水井回注地層，完成了油田采出水（以下簡稱油田水）的循環過程。油田水普遍礦化度高，通常溶解有CO₂和H₂S等腐蝕性氣體，一般呈弱酸性（pH 5.5～7.0），因此，油田水對油田設備和集輸管線有較強的腐蝕作用。據初略估計，腐蝕給我國采油工業造成的損失約占行業總產值的6%，而采取合適的防腐措施，可挽回30%～40%的損失。在金屬的多種防腐措施中，緩蝕劑的應用最為廣泛，目前油田應用的緩蝕劑主要有咪唑啉、曼尼希堿、氮雜環的季銨鹽、炔醇、吡啶、喹啉、硫脲等類型，這些緩蝕劑作用機理大多為吸附成膜機理，即緩蝕劑在金屬表面形成一層連續或不連續的吸附膜，阻止腐蝕過程的陽極反應或陰極反應或同時阻止兩個電極反應的進行，降低腐蝕速率。

上述緩蝕劑各有其優缺點，如使用最普遍的咪唑啉類緩蝕效果較好，但在堿性環境中易水解。炔醇類雖具有緩蝕效果較好的優點，但其毒性大、添加量高、價格昂貴且易揮發。普通曼尼希堿類及季銨鹽類也同樣存在用量大成本較高、配伍性差的問題。上述緩蝕劑存在共同的缺點是耐溫性不強，在高溫下易發生熱裂解，特別是在高溫、高氧環境中，將徹底氧化成CO₂而失去緩蝕作用，因此，上述緩蝕劑僅適用于油田中的低溫、無氧環境，如集輸系統、污水處理系統、注水系統和溫度不高的淺油井井下設備等的防腐。

井下溫度和壓力隨井深增加而增大，近年來，隨著深井（4500米～6000米）、超深井（6000米～9000米）的大量開發，對緩蝕劑的耐溫性要求也就越來越高。為了提高原油采收率，在注水替油后期常通過往油井注氣開采原油，注氣開采的效果明顯，但可能帶來嚴重的井下腐蝕問題。造成該問題的一個重要原因是注氣中含有一定濃度的氧，盡管以氮氣代替空氣已大幅減少了注氣中的氧含量，但受制氮技術水平所限（膜制氮），氮氣純度僅能達到95.0%～97.5%，其中還含有2.5%～5.0%的氧氣，仍會造成嚴重的氧腐蝕。迄今為止，本領域還難以解決該問題，原因在于：一方面，更換防腐材質、使用高純氮氣或使用脫氧劑的成本太高；另一方面，現有的緩蝕阻垢劑均不適用于這種苛刻的高溫、高氧環境，在合理用量范圍內，這些緩蝕阻垢劑的緩蝕率一般只有20%～30%。

CN 103030216A公開了一種具有乳化作用的耐高溫油田阻垢劑及其制備方法。按重量分數計，六偏磷酸鈉2%～9%，硫酸鋅13%～20%，乳化劑OP-15 1%～3%，氨基三甲叉膦酸10%～18%，2-膦酸-1,2,4-三羧酸丁烷8%～16%和亞硫酸鈉4%～6%。該劑在85℃、低氧條件下效果較好。

CN102911651A公開了一種油田用復配型緩蝕劑。各組分的質量百分比為：鉬酸鈉5%～10%、磷酸鈉10%～20%、AA-AMPS共聚物0.5%～1%、氨基三甲叉膦酸1%～2%、羥基亞乙基二膦酸1%～2%。該緩蝕劑在70℃、低氧條件下效果較好。

CN104233310A公開了一種復合型咪唑啉季銨鹽緩蝕劑及其制備方法，各組分的質量百分比為：烷基酸咪唑啉季銨鹽30%～35%、含氮有機多元磷酸鹽8%～10%、兩性表面活性劑1%～2%、分散劑0.5%～1%、助溶劑1%～2%。該緩蝕劑在50℃、低氧條件下效果較好。

迄今為止，在水介質防腐領域，未見有耐高溫（＞100℃）的緩蝕劑，更未見有既耐高溫、又耐氧化的緩蝕劑。