本發(fā)明涉及阻垢劑，具體地說涉及一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、目前我國提高原油采收率的主要方法以化學(xué)驅(qū)為主，而國外主要以氣體混相驅(qū)為主。但隨著提高原油采收率技術(shù)的發(fā)展，co2驅(qū)油技術(shù)得到了關(guān)注與研究。研究發(fā)現(xiàn)，將co2氣體以某種技術(shù)注入到油田當(dāng)中，co2氣體的進(jìn)入有效地降低了原油的粘度，同時使得地層油水界面張力減小，原油采收率升高。co2驅(qū)油技術(shù)因其成本低廉、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，成為提高原油采收率(eor)的主要方法之一。雖然co2驅(qū)油技術(shù)當(dāng)今已進(jìn)入一個較為成熟的階段，但是在使用co2驅(qū)油技術(shù)采油的過程中仍存在許多需要解決的問題，而結(jié)垢和腐蝕問題是現(xiàn)在co2驅(qū)油技術(shù)面臨的主要難題。在co2驅(qū)油過程中，co2因其易溶于水等特性，使其在co2驅(qū)油過程中溶于水形成co2溶液形成碳酸，而碳酸會與管道內(nèi)部的鐵形成原電池發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，會對管道與采油工具帶來嚴(yán)重的腐蝕。同時在驅(qū)油過程中水中的hco3-、co32-等陰離子會與地層水體或油層中含有的結(jié)垢陽離子受到溫度、ph值以及壓力等各方面因素相互反應(yīng)從而產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象。結(jié)垢現(xiàn)象嚴(yán)重時會直接導(dǎo)致管道堵塞，致使原油采收率大大降低，后續(xù)除垢工作增大了采油成本，造成大量經(jīng)濟(jì)損失。而水垢中的主要成分為碳酸鈣垢，因此如何抑制碳酸鈣垢的生成是目前解決結(jié)構(gòu)現(xiàn)象出現(xiàn)的關(guān)鍵。

2、目前石油生產(chǎn)面臨的挑戰(zhàn)是如何在高溫、高壓和鹽堿條件下提高產(chǎn)量。具體來說，為了保證流動，阻垢劑的注入對控制結(jié)垢起著關(guān)鍵作用。

3、聚羧酸類阻垢劑是油田注水采油和水處理工業(yè)中最常用的阻垢劑之一，阻垢機(jī)理為合成的聚合物中含有大量羧酸基官能團(tuán)，可通過螯合作用與溶液中的金屬陽離子形成易溶于水的絡(luò)合物。聚羧酸類阻垢劑合成主要以馬來酸酐、丙烯酸為主，它們可與其他單體進(jìn)行共聚或均聚。羧酸類阻垢劑可通過吸附在晶體的活性位點(diǎn)上，干擾晶體的正常排列和阻礙晶體生長，通過雙電層作用產(chǎn)生靜電斥力，干擾碳酸鈣和硫酸鈣晶體的形成和生長。除此之外，該類阻垢劑還可對溶液中所含的固體雜質(zhì)，例如粉塵、泥土和部分管道腐蝕產(chǎn)物以及微生物排泄物或尸體起到分散和抗凝聚作用。

4、但現(xiàn)有的油氣田注采用阻垢劑存在一定缺陷，如對caco3的阻垢效果不佳，阻垢率較低。因此，如何提供一種阻垢效率高、效果好的油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑及其制備方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，為了解決現(xiàn)有的油氣田注采用阻垢劑對caco3的阻垢效果不佳，阻垢率較低的問題。本發(fā)明提供了一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑及其制備方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑，包括以下原料：馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿。

3、本發(fā)明選擇馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿四種單體聚合成一種新型聚合物阻垢劑，在阻垢劑中引入了磺酸基甜菜堿單體，該單體具有陽離子和陰離子，而二者具有相同等電點(diǎn)，不會影響整得電荷性能，同時陰離子引入了磺酸強(qiáng)極性基團(tuán)，提升阻垢劑的抗溫抗鹽性能，陽離子電荷可以提升阻垢劑的分散能力，能夠?qū)︹}垢的形成進(jìn)行有效的抑制，使得本發(fā)明的阻垢劑對caco3的阻垢效果較好，阻垢率較高，能夠有效解決現(xiàn)有的阻垢劑對caco3的阻垢效果不佳，阻垢率較低的問題。

4、進(jìn)一步，所述馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿的摩爾比為100-300:100-300:5-15:50-150。

5、優(yōu)選的，所述馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿的摩爾比為300:300:10:100。

6、進(jìn)一步，所述油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑還包括引發(fā)劑。

7、更進(jìn)一步，所述引發(fā)劑為2,2'-偶氮二異丁脒氫氯化物。

8、更進(jìn)一步，所述引發(fā)劑的用量為馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿質(zhì)量總和的0.5%-2.5%。

9、本發(fā)明還提供了上述油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑的制備方法，包括以下步驟：（1）按上述原料用量稱取各原料；（2）將馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿與去離子水混合均勻，充分溶解形成反應(yīng)體系；（3）將所述反應(yīng)體系置于預(yù)設(shè)溫度中進(jìn)行水浴，恒溫反應(yīng)預(yù)設(shè)時間后，冷卻至室溫得到合成聚合物，對合成聚合物進(jìn)行提純，烘干得到油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑。

10、進(jìn)一步，步驟（2）中馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿質(zhì)量綜合與去離子水的質(zhì)量比為1:3。

11、進(jìn)一步，步驟（2）中所述充分溶解形成反應(yīng)體系為將馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿與去離子水的混合液置于55-65?℃環(huán)境下溶解1-1.5h。

12、進(jìn)一步，步驟（3）中所述水浴溫度為55-65?℃，水浴時間為5-7h。

13、進(jìn)一步，步驟（3）中所述水浴之前還包括加入引發(fā)劑。

14、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供阻垢劑用于油氣田注采過程中，在阻垢劑中引入了磺酸基甜菜堿單體，該單體具有陽離子和陰離子，而二者具有相同等電點(diǎn)，不會影響整得電荷性能，同時陰離子引入了磺酸強(qiáng)極性基團(tuán)，提升阻垢劑的抗溫抗鹽性能，陽離子電荷可以提升阻垢劑的分散能力，從而提升阻垢劑阻垢效果，是一種新穎的含甜菜堿碳酸鈣垢阻垢劑。

15、本發(fā)明采用馬來酸酐單體與次磷酸鈉單體、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿單體，在引發(fā)劑2,2'-偶氮二異丁脒氫氯化物，以及適宜溫度的作用下，上述單體間發(fā)生自由基聚合，生成油氣田注采用阻垢劑。本發(fā)明制備的油氣田注采用阻垢劑對caco3有明顯的阻垢效果，阻垢率為95%以上，能夠用于油氣田注采用阻垢劑，方法簡單，便于操作。

16、本發(fā)明公開的油氣田注采用阻垢劑，由于制備的阻垢劑性能優(yōu)越，使得該制備方法應(yīng)用空間廣泛，具有較大的優(yōu)越性。

技術(shù)特征：

1.一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑，其特征在于，包括以下原料：馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑，其特征在于，所述馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿的摩爾比為100-300:100-300:5-15:50-150。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑，其特征在于，還包括引發(fā)劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑，其特征在于，所述引發(fā)劑為2,2'-偶氮二異丁脒氫氯化物。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑，其特征在于，所述引發(fā)劑的用量為馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿質(zhì)量總和的0.5%-2.5%。

6.一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑的制備方法，其特征在于，步驟（2）中所述充分溶解形成反應(yīng)體系為將馬來酸酐、次磷酸鈉、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿與去離子水的混合液置于55-65?℃環(huán)境下溶解1-1.5h。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述水浴溫度為55-65?℃，水浴時間為5-7h。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述水浴之前還包括加入引發(fā)劑。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種油氣田注采用碳酸鈣垢阻垢劑的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述提純?yōu)椋簩⒁掖嫉谷牒铣删酆衔镏谢旌希龀霭咨恋?，過濾將白色沉淀與液體分離，然后用乙醇洗滌白色沉淀，完成提純。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種油氣田注采用碳酸鈣阻垢劑及其制備方法，屬于阻垢劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用的原料包括馬來酸酐、次磷酸鈉、2?丙烯酰胺?2?甲基丙磺酸、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜堿，其摩爾比為（100?300）:（100?300）:（5?15）:（50?150）。本發(fā)明提供阻垢劑用于油氣田注采過程中，在阻垢劑中引入了磺酸基甜菜堿單體，該單體具有陽離子和陰離子，而二者具有相同等電點(diǎn)，不會影響整得電荷性能，同時陰離子引入了磺酸強(qiáng)極性基團(tuán)，提升阻垢劑的抗溫抗鹽性能，陽離子電荷可以提升阻垢劑的分散能力，從而提升阻垢劑阻垢效果，本發(fā)明提供的阻垢劑對CaCO<subgt;3</subgt;有較好的阻垢效果，阻垢率可達(dá)90%以上。

技術(shù)研發(fā)人員：崔艷艷,張治豪,向文軍,許東志,龍雨薇,宋剛,陳衛(wèi)國,夏丹,石永強(qiáng),全紅平,劉增鑫,劉學(xué)峰,王麗,艾力江·阿布都熱依木
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新疆克拉瑪依市采豐實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19