[發明專利]一種油井緩蝕阻垢聚合物、油井緩蝕阻垢劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011080226.9
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN114426634B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 馬香麗;譚肖;張俊瑾;薛永新;徐海民;張永軍;曹言光;李楹
• 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中原油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C08F220/54
• 分類號: C08F220/54;C08F222/38;C08F228/02;C02F5/12;C02F103/10
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 郭佳效

本發明屬于阻垢劑領域，具體涉及一種油井緩蝕阻垢聚合物、油井緩蝕阻垢劑及其制備方法。該油井緩蝕阻垢聚合物具有式Ⅰ所示的結構。本發明的油井緩蝕阻垢聚合物，利用酰胺基團中的N元素吸附于井筒表面，N元素中的孤對電子與金屬空軌道生成配伍體，形成吸附膜，起緩蝕作用。由于吸附膜的存在，致使阻垢聚合物在井筒表面駐留，不被產出液帶出；在井筒環境條件下，酰胺鍵逐漸水解，生成具有羧基COO^?和磺酸基SO₃^?的聚合物，起阻垢作用，實現阻垢成分持續有效釋放，提高阻垢劑的利用率。

技術領域

本發明屬于油井井筒阻垢領域，具體涉及一種油井緩蝕阻垢聚合物、油井緩蝕阻垢劑及其制備方法。

背景技術

陸上部分油田地下水中結垢離子(Ca²⁺、SO₄^2-、HCO₃^-)的含量較高，在產出過程中，由于壓力、溫度、流速等變化，容易在油井井筒中形成無機垢(CaCO₃、CaSO₄)，導致泵筒、凡爾、油管等被垢堵塞、躺井，影響油井產量。阻止井筒結垢成為目前油井日常管理工作之一。

由于溫度、壓力、流速等的變化無法控制，最有效的阻垢方法是添加化學阻垢劑。化學阻垢劑基本原理有以下三種：一是鰲合機理，阻垢劑與產出液中結垢陽離子Ca²⁺形成穩定的絡合物，減少結垢陽離子Ca²⁺濃度，使其達不到形成垢的離子積，以防止垢的形成；二是晶格畸變機理，阻垢劑吸附于垢晶核上，打亂晶格的有序排列，使垢難以聚集、長大、沉積；三是分散機理，阻垢劑吸附于垢顆粒表面，使表面帶有電荷，在相同電荷相斥作用下，阻止垢的聚集、長大、沉積。

目前常用阻垢劑主要有三種類型：縮聚磷酸鹽類；有機膦酸鹽與有機膦酸酯類和聚合物類阻垢劑。前兩類由于含有P元素，可使水體污染，已逐步被替代。聚合物類阻垢劑，可兼具鰲合作用、晶格畸變作用和分散作用，最常用的是聚羧酸鹽類，當在分子鏈中引入磺酸基團，耐溫可達180℃，可滿足陸上油田阻垢需要。

在目前生產技術條件下，聚羧酸鹽類阻垢劑是質量分數30％～40％的水溶液，其制備工藝簡單方便，成本低。現場應用方法是在一定周期內間歇從油管與套管環形空間加入一周期用量的阻垢劑，阻垢劑與井筒中液面接觸，溶解于產出液中，分子中的COO^-與產出液中成垢陽離子Ca²⁺絡合，形成穩定物質，減少陽離子濃度，阻止垢形成。

目前聚羧酸鹽類阻垢劑在應用時存在兩個主要問題：一是阻垢劑有效利用率低。由于產出液是連續不斷的，井筒中加入的阻垢劑很快被產出，導致剛加入時阻垢劑量大，濃度超高，后續由于被產出，濃度很低或無，起不到阻垢效果；二是阻垢劑與其它添加劑配伍問題，主要是與緩蝕劑配伍問題。因為緩蝕劑是最常用的油井井筒添加劑，主要是防止管柱腐蝕，延長管柱壽命。當不配伍時，阻垢劑與緩蝕劑均達不到理想效果，如阻垢劑中-COO^-與季銨鹽類緩蝕劑中N⁺相互作用，生成沉淀，即不能起阻垢作用又不能起緩蝕作用。

申請公布號為CN104556426A的中國發明專利申請公開了無磷復合型緩蝕阻垢劑的制備方法，該緩蝕阻垢劑由20-30份酒石酸鈣、10-20份十八烷基糖苷、8-12份苯并三氮唑、3-5份雙(羥甲基)咪唑烷基脲、15-20份甲基硅烷醇、10-15份尿囊素、12-15份丙烯酸羥乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸鈉共聚物、8-10份甘油聚甲基丙烯酸酯和60-70份水組成。其是一種高分子聚合物與無機鹽組合的復合型緩蝕阻垢劑，優點是緩蝕阻垢劑組分中不含有機或無機磷，其中丙烯酸羥乙酯/丙烯酰二甲基牛磺酸鈉共聚物、甘油聚甲基丙烯酸酯起阻垢作用；苯并三氮唑、雙(羥甲基)咪唑烷基脲起緩蝕作用。缺陷是雖然解決了緩蝕劑與阻垢劑配伍性問題，但未解決阻垢劑有效利用率低問題。因為聚羧酸鹽工藝限制，其本身還是水溶液，當與液面接觸時，快速與液面混合，隨著產出液產出，有效利用率極低。

發明內容