腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及油田化學(xué)產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗H2S、C02腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球能源供求日益激烈，世界各國紛紛開始拓展能源來源或調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)，來緩解不可再生能源與人們能源消耗日益增加的矛盾。石油天然氣作為重要的戰(zhàn)略資源一直受到世界各國的高度重視，但隨著新的油氣資源的不多開采，高含H2S、C02、C1—及水化物等多種更加惡劣介質(zhì)的油氣田相繼出現(xiàn)。
[0003]高含H2S、⑶2油氣田主要分布在四川盆地區(qū)域，該區(qū)域2/3的油氣田含H2S和⑶2，“十五”期間探明的天然氣中就有990億立方米為高含H2S氣體。高溫高酸油氣井下系統(tǒng)腐蝕環(huán)境十分惡劣，主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)高溫高壓和H2S+H2S+Cl—共存以及高礦化度地層水的交互作用對井下工具、井下管柱、井口設(shè)備及地面流程造成嚴(yán)重腐蝕；
(2)高產(chǎn)量下高速流體對管壁造成長期沖蝕；
(3 )高速流體的速度變化產(chǎn)生的橫向作用力的變化造成管壁爆裂等。
[0004]因此，研究一種緩蝕劑，由此保護油氣井下工具、管柱、井口設(shè)備以及井上管道，對促進油氣井的高效勘探開發(fā)和減少由腐蝕引起的經(jīng)濟損失具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法及其應(yīng)用，該緩蝕劑在高溫下即室溫至160°Cj#H2S、C02具有很好的抗腐蝕效果，且緩蝕效率在98%以上。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種抗!125{02腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法，該緩蝕劑的原料按摩爾配比百分比包括:三乙烯四胺10-26%、肉豆蔻酸10-26%、二甲苯20-36%、硫代氨基脲25-35%和多元醇10-30% ；
該緩蝕劑的制備方法包括以下步驟:
步驟1，采用肉豆蔻酸與三乙烯四胺發(fā)生酰胺化反應(yīng)獲得咪唑啉中間體；
步驟2，再將咪唑啉中間體與硫代氨基脲發(fā)生縮合反應(yīng)獲得該緩蝕劑；
該緩蝕劑對H2SXO2具有抗腐蝕效果。
[0007]其中，所述步驟I的具體步驟為:
步驟11，將10-26%的三乙烯四胺和10-26%劑量的肉豆蔻酸緩慢加入到20-36%的二甲苯中進行混合，將得到的上述混合物轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，并在溫度在40°C-160°C的加熱器中反應(yīng)3-5 h，使反應(yīng)中生成的水以共沸形式蒸出，酰胺化反應(yīng)完成；
步驟12，再將加熱器中的反應(yīng)溫度繼續(xù)升到200 oC -240 °e，用分水器將多余的水分出；當(dāng)分水器中無水滴出現(xiàn)時，將反應(yīng)物冷卻到100°C-120°C，在冷卻至100°C-120 °(:減壓條件下蒸餾出過量的三乙烯四胺和二甲苯，室溫冷卻得到半凝固狀的咪唑啉中間體。
[0008]其中，所述步驟2的具體步驟為:將咪唑啉中間體與25-35%硫代氨基脲投加入反應(yīng)器中，以10-30%多元醇為溶劑，在140°C-160°C下縮合反應(yīng)5-8 h;真空蒸餾脫和多次重結(jié)晶得到黃色固體，即為該緩蝕劑。
[0009]其中，所述緩蝕劑在室溫下為半凝固狀態(tài)。
[0010]其中，所述多元醇為丙三醇、季戊四醇或正辛醇。
[0011]其中，所述將I mol肉豆蔻酸和2 mol三乙烯四胺加入到I mol 二甲苯中，將上述混合物轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，在反應(yīng)器中130°C加熱反應(yīng)4 h，冷卻至110°C減壓蒸餾出過量三乙烯四胺和二甲苯后，得到咪唑啉中間體;再將I mol咪唑啉中間體與1.5 mol硫代氨基脲加入到I mol正辛醇中并轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中，在反應(yīng)器中140°C加熱反應(yīng)5h后，真空蒸餾多次重結(jié)晶得到黃色固體即為該緩蝕劑。
[0012]其中，所述將1.5 mol肉豆蔻酸和1.5 mol三乙烯四胺加入到1.5 mol 二甲苯中，將上述混合物轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，在反應(yīng)器中140°C加熱反應(yīng)3 h，冷卻至110°C減壓蒸餾出過量三乙烯四胺和二甲苯后，得到咪唑啉中間體;再將咪唑啉中間體與1.5 mol硫代氨基脲加入到1.5 mol正辛醇中并轉(zhuǎn)移至三口燒瓶中，在反應(yīng)器中130°C加熱反應(yīng)6h后，真空蒸餾多次重結(jié)晶得到黃色固體即為該緩蝕劑。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種抗!^、0)2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的應(yīng)用，其特征在于，采用失重法，在70°C下將Q235鋼在含有100mg/L緩蝕劑的共存的鹽酸溶液中，腐蝕處理72h;并與沒有加緩蝕劑的腐蝕處理的Q235鋼進行對比；失重測試結(jié)果顯示經(jīng)過加入緩蝕劑后，Q235鋼的腐蝕速率低于國家規(guī)定的腐蝕標(biāo)準(zhǔn)；
該緩蝕劑主要用于油氣田井下工具、管柱、井口設(shè)備以及井上管道。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的抗H2S、CO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法及其應(yīng)用，采用肉豆蔻酸與三乙烯四胺在高溫下發(fā)生酰胺化反應(yīng)獲得咪唑啉中間體，再將經(jīng)過提純后的咪唑啉中間體與硫代氨基脲發(fā)生縮合反應(yīng)，最后獲得緩蝕劑;該生產(chǎn)工藝簡單、無需特殊設(shè)備。該緩蝕劑在高溫下即室溫至160°Cj#H2S、C02具有很好的抗腐蝕效果，且緩蝕效率在98%以上，由此說明該緩蝕劑具有優(yōu)異的緩蝕效率，適用于高含H2S(30 mg/L以上)、⑶2(飽和)油氣井增產(chǎn)作業(yè)施工，加入緩蝕劑后鋼片的腐蝕速率低于
0.05 mm/a，腐蝕速率國家規(guī)定的腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。
[0015]該緩蝕劑的使用，有效避免油氣田井下工具、管柱、井口設(shè)備以及井上管道等地方出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，而且避免了管壁的爆裂。該緩蝕劑，保護油氣井下工具、管柱、井口設(shè)備以及井上管道，對促進油氣井的高效勘探開發(fā)和減少由腐蝕引起的經(jīng)濟損失起到了至關(guān)重要的作用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法的工藝流程圖；
圖2為本發(fā)明中五個實施例的實驗數(shù)據(jù)比較圖。
【具體實施方式】
[0017]為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地描述。
[0018]請參閱圖1，本發(fā)明的抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法，該緩蝕劑的原料按摩爾配比百分比包括:三乙烯四胺10-26%、肉豆蔻酸10-26%、二甲苯20-36%、硫代氨基脲25-35%和多元醇10-30%;
該緩蝕劑的制備方法包括以下步驟:
步驟SI，采用肉豆蔻酸與三乙烯四胺發(fā)生酰胺化反應(yīng)獲得咪唑啉中間體;該步驟具體為:步驟Sll，將10-26%的三乙烯四胺和10-26%劑量的肉豆蔻酸緩慢加入到20-36%的二甲苯中進行混合，將得到的上述混合物轉(zhuǎn)移到三口燒瓶中，并在溫度在40°C-160°C的加熱器中反應(yīng)3-5 h，使反應(yīng)中生成的水以共沸形式蒸出，酰胺化反應(yīng)完成；
步驟S12，再將加熱器中的反應(yīng)溫度繼續(xù)升到200 oC -240 °e，用分水器將多余的水分出；當(dāng)分水器中無水滴出現(xiàn)時，將反應(yīng)物冷卻到100°C-120°C，在冷卻至100°C-120 °C減壓條件下蒸餾出過量的三乙烯四胺和二甲苯，室溫冷卻得到半凝固狀的咪唑啉中間體；
步驟S2，再將咪唑啉中間體與硫代氨基脲發(fā)生縮合反應(yīng)獲得緩蝕劑。該步驟具體為:將咪唑啉中間體與25-35%硫代氨基脲投加入反應(yīng)器中，以10-30%多元醇為溶劑，在140°C-160°C下縮合反應(yīng)5-8 h;真空蒸餾脫和多次重結(jié)晶得到黃色固體，即為緩蝕劑。該緩蝕劑在室溫下為半凝固狀態(tài)。
[0019]該緩蝕劑在高溫下即室溫至160°C JtH2SXO2具有很好的抗腐蝕效果，且緩蝕效率在98%以上。
[0020]相較于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供的抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法，采用肉豆蔻酸與三乙烯四胺在高溫下發(fā)生酰胺化反應(yīng)獲得咪唑啉中間體，再將經(jīng)過提純后的咪唑啉中間體與硫代氨基脲發(fā)生縮合反應(yīng)，最后獲得緩蝕劑;該生產(chǎn)工藝簡單、無需特殊設(shè)備。制備獲得的緩蝕劑具有優(yōu)異的緩蝕效率，適用于高含H2S(30 mg/L以上)、C02(飽和)油氣井增產(chǎn)作業(yè)施工，加入緩蝕劑后鋼片的腐蝕速率低于0.05 mm/a，腐蝕速率國家規(guī)定的腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。國家規(guī)定的腐蝕速率標(biāo)準(zhǔn)為0.076mm/a。
[0021]該緩蝕劑的制備，有效避免油氣田井下工具、管柱、井口設(shè)備以及井上管道等地方出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，而且避免了管壁的爆裂。該緩蝕劑，保護油氣井下工具、管柱、井口設(shè)備以及井上管道，對促進油氣井的高效勘探開發(fā)和減少由腐蝕引起的經(jīng)濟損失起到了至關(guān)重要的作用。
[0022]在本實施例中，多元醇為丙三醇、季戊四醇或正辛醇。當(dāng)然本案中并不局限于多元醇的類型，可以根據(jù)實際情況選擇不同類型的多元醇。
[0023]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種抗出5、0)2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的應(yīng)用，采用失重法，在70°C下將Q235鋼在含有100mg/L緩蝕劑的共存的鹽酸溶液中，腐蝕處理72h;并與沒有加緩蝕劑的腐蝕處理的Q235鋼進行對比；失重測試結(jié)果顯示經(jīng)過加入緩蝕劑后，Q235鋼的腐蝕速率低于國家規(guī)定的腐蝕標(biāo)準(zhǔn);該緩蝕劑主要用于油氣田井下工具、管柱、井口設(shè)備以及井上管道。
[0024]相較于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明提供的抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的應(yīng)用，由于緩蝕劑具有優(yōu)異的緩蝕效率，適用于高含H2S(30 mg/L以上)、C02(飽和)油氣井增產(chǎn)作業(yè)施工，加入緩蝕劑后鋼片的腐蝕速率低于0.05 mm/a，腐蝕速率國家規(guī)定的腐蝕標(biāo)準(zhǔn);將本緩蝕劑用于油氣田井下工具、管柱、井口設(shè)備以及井上管道等場合之后，有效避免以下現(xiàn)象的發(fā)生: 1)避免對井下工具、井下管柱、井口設(shè)備及地面流程造成嚴(yán)重腐蝕；
2)避免高產(chǎn)量下高速流體對管壁造成長期沖蝕；