一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合物類鋇鍶鈣類阻垢劑及其制備方法，該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑由衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺三種物質(zhì)發(fā)生聚合反應(yīng)，并經(jīng)過引發(fā)反應(yīng)和交聯(lián)反應(yīng)制備而成，然后經(jīng)干燥、造粒得到該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑粉末。該聚合物類鋇鍶鈣類阻垢劑防垢效果良好，能夠有效阻止從水中析出的溶解度很小的無機(jī)復(fù)合垢，環(huán)保低毒，解決了油田管線表面、設(shè)備表面、地層表面沉積的無機(jī)垢，對(duì)提高油井的采收率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，并且該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑制備方法簡(jiǎn)單，制備原料來源廣泛，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】
一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及油田采油化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)油田，最常見的垢是碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、硫酸鍶垢和硫酸鋇垢，它們是在一定條件下從水中析出的溶解度很小的無機(jī)復(fù)合垢，這些垢在管線表面、設(shè)備表面或地層表面的沉積稱為結(jié)垢。通常我們用阻垢劑來防止或延緩水中成垢離子的成垢沉積。
[0003]目前，市面上有一些常見的阻垢劑，如縮聚磷酸鹽類、表面活性劑類，但是縮聚磷酸鹽類阻垢劑只在低于50°C以下使用，否則就會(huì)發(fā)生水解，產(chǎn)生正磷酸鹽，與二價(jià)金屬離子反應(yīng)而再次結(jié)垢，并且磷酸鹽類阻垢劑含有P元素，增加了后續(xù)污水處理的難度，也不建議使用。表面活性劑型阻垢劑，如硫酸鹽型熱穩(wěn)定性不好，容易發(fā)生水解反應(yīng);而磺酸鹽、羧酸鹽型表面活性劑的熱穩(wěn)定性雖然好于前者，但用量較大。
[0004]聚合物類阻垢劑是近年來新興起的一類阻垢劑，它的特點(diǎn)是用量低、熱穩(wěn)定性好，是一類理想的阻垢劑。目前，油田亟待研究帶羧基鏈節(jié)的均聚物和共聚物，將其用于阻垢防垢中，用于滿足油田生產(chǎn)中阻垢的要求，它的作用機(jī)理是靜電排斥機(jī)理，阻垢劑在垢表面吸附后，在垢的周圍形成擴(kuò)散雙電層，使垢表面帶有負(fù)電，抑制了垢晶體間的聚并，從而使那些不能相互聚并的垢晶體不能在垢表面沉積，因此達(dá)到了阻垢的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中阻垢劑不穩(wěn)定，阻垢效果差的問題。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑，其制備原料包括:丙烯酰胺15?40%，衣康酸5?15%，乙烯磺酸鹽2?10%，去離子水40?70%，占上述四種物質(zhì)總質(zhì)量I?1.5%的引發(fā)劑，占上述四種物質(zhì)總質(zhì)量0.1?0.3%的交聯(lián)劑，所述丙烯酰胺、衣康酸、乙烯磺酸鹽、去離子水的含量為質(zhì)量百分比含量，所述去離子水為液態(tài)，在應(yīng)用中需將質(zhì)量換算成體積進(jìn)行應(yīng)用。
[0007]進(jìn)一步的，引發(fā)劑包括氧化引發(fā)劑和還原引發(fā)劑。
[0008]進(jìn)一步的，交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。
[0009]進(jìn)一步的，氧化引發(fā)劑為過硫酸鈉或過硫酸銨，還原引發(fā)劑為亞硫酸氫鈉。
[0010]—種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟:
[0011](I)制備反應(yīng)母液:將衣康酸和乙烯磺酸鹽加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙?，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的pH值為7?8，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0012](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入引發(fā)劑，在10-20 °C恒溫下反應(yīng)15?20分鐘，然后加入交聯(lián)劑，在40-70 °C恒溫下反應(yīng)2.5-4小時(shí)；
[0013](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑。
[0014]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑及其制備方法，具有以下優(yōu)勢(shì):
[0015](I)本發(fā)明所述的一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑及其制備方法，該鋇鍶鈣阻垢劑防垢效果良好，能夠有效阻止從水中析出的溶解度很小的無機(jī)復(fù)合垢，環(huán)保低毒，解決了油田管線表面、設(shè)備表面、地層表面沉積的無機(jī)垢，對(duì)提高油井的采收率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0016](2)本發(fā)明所述的一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑及其制備方法，制備方法簡(jiǎn)便可行，所用原料來源廣泛，降低了生產(chǎn)成本。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)一步說明。
[0018]實(shí)施例一
[0019](I)制備反應(yīng)母液:將質(zhì)量百分含量為12%的衣康酸和質(zhì)量百分含量為9%的乙烯磺酸鹽加入到質(zhì)量百分含量為59%的去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入質(zhì)量百分含量為20%的丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙?，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的PH值為7.5，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0020](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量1.4%的過硫酸銨-亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，在15°C恒溫下，反應(yīng)20分鐘，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量0.175%的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，在60°C恒溫反應(yīng)3小時(shí)；
[0021](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑；
[0022](4)將步驟(3)中得到的聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑進(jìn)行測(cè)試，得該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的分子量小于5萬，與水、各種單體水溶液互溶，固體含量(％ )多85%。
[0023]實(shí)施例二
[0024](I)制備反應(yīng)母液:將質(zhì)量百分含量為8%的衣康酸和質(zhì)量百分含量為5%的乙烯磺酸鹽加入到質(zhì)量百分含量為57%的去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入質(zhì)量百分含量為30%的丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙猓缓蠹尤霘溲趸c調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的PH值為7.3，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0025](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量1.3%的過硫酸鈉-亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，在18°C恒溫下，反應(yīng)15分鐘，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量0.15%的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，在45 °C恒溫反應(yīng)3.5小時(shí)；
[0026](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑；
[0027](4)將步驟(3)中得到的聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑進(jìn)行測(cè)試，得該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的分子量小于5萬，與水、各種單體水溶液互溶，固體含量(％ )多86%。
[0028]實(shí)施例三
[0029](I)制備反應(yīng)母液:將質(zhì)量百分含量為10 %的衣康酸和質(zhì)量百分含量為2 %的乙烯磺酸鹽加入到質(zhì)量百分含量為48%的去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入質(zhì)量百分含量為40%的丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙猓缓蠹尤霘溲趸c調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的pH值為8，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0030](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量1%的過硫酸銨-亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，在17°C恒溫下，反應(yīng)18分鐘，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量0.1%的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，在70 °C恒溫反應(yīng)4小時(shí)；
[0031](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑；
[0032](4)將步驟(3)中得到的聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑進(jìn)行測(cè)試，得該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的分子量大于5萬且小于6萬，與水、各種單體水溶液互溶，固體含量(％)多88%。
[0033]實(shí)施例四
[0034](I)制備反應(yīng)母液:將質(zhì)量百分含量為15 %的衣康酸和質(zhì)量百分含量為10 %的乙烯磺酸鹽加入到質(zhì)量百分含量為60%的去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入質(zhì)量百分含量為15%的丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙猓缓蠹尤霘溲趸c調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的pH值為7.5，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0035](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量1.5%的過硫酸鈉-亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，在10°C恒溫下，反應(yīng)20分鐘，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量0.2%的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，在50°C恒溫反應(yīng)2.5小時(shí)；
[0036](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑；
[0037](4)將步驟(3)中得到的聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑進(jìn)行測(cè)試，得該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的分子量小于5萬，與水、各種單體水溶液互溶，固體含量(％ )多85%。
[0038]實(shí)施例五
[0039](I)制備反應(yīng)母液:將質(zhì)量百分含量為13%的衣康酸和質(zhì)量百分含量為7%的乙烯磺酸鹽加入到質(zhì)量百分含量為55%的去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入質(zhì)量百分含量為25%的丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙?，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的PH值為7，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0040](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量1.2%的過硫酸銨-亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，在20°C恒溫下，反應(yīng)17分鐘，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量0.125%的交聯(lián)劑N ,N-亞甲基雙丙烯酰胺，在65°C恒溫反應(yīng)3.5小時(shí)；
[0041](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑；
[0042](4)將步驟(3)中得到的聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑進(jìn)行測(cè)試，得該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的分子量近似5萬，與水、各種單體水溶液互溶，固體含量(％ )多86%。
[0043]實(shí)施例六
[0044](I)制備反應(yīng)母液:將質(zhì)量百分含量為5%的衣康酸和質(zhì)量百分含量為8%的乙烯磺酸鹽加入到質(zhì)量百分含量為52%的去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入質(zhì)量百分含量為35%的丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙?，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的PH值為8，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0045](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量1.1%的過硫酸鈉-亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，在18°C恒溫下，反應(yīng)15分鐘，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量0.1%的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，在45 V恒溫反應(yīng)4小時(shí)；
[0046](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑；
[0047](4)將步驟(3)中得到的聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑進(jìn)行測(cè)試，得該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的分子量略大于5萬且小于5.5萬，與水、各種單體水溶液互溶，固體含量(％)多88%。
[0048]實(shí)施例七
[0049](I)制備反應(yīng)母液:將質(zhì)量百分含量為10 %的衣康酸和質(zhì)量百分含量為10 %的乙烯磺酸鹽加入到質(zhì)量百分含量為63%的去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入質(zhì)量百分含量為17%的丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙猓缓蠹尤霘溲趸c調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的PH值為7.6，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0050](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量1.5%的過硫酸鈉-亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，在15°C恒溫下，反應(yīng)19分鐘，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量0.3%的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，在60°C恒溫反應(yīng)3小時(shí)；
[0051](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑；
[0052](4)將步驟(3)中得到的聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑進(jìn)行測(cè)試，得該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的分子量小于5萬，與水、各種單體水溶液互溶，固體含量(％ )多85%。
[0053]實(shí)施例八
[0054](I)制備反應(yīng)母液:將質(zhì)量百分含量為13%的衣康酸和質(zhì)量百分含量為10%的乙烯磺酸鹽加入到質(zhì)量百分含量為40%的去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入質(zhì)量百分含量為37%的丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙?，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的PH值為7.2，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0055](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量1.5%的過硫酸鈉-亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，在17°C恒溫下，反應(yīng)20分鐘，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量0.15%的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，在60°C恒溫反應(yīng)3.5小時(shí)；
[0056](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑；
[0057](4)將步驟(3)中得到的聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑進(jìn)行測(cè)試，得該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的分子量近似為5萬，與水、各種單體水溶液互溶，固體含量(％ )多87%。
[0058]實(shí)施例九
[0059](I)制備反應(yīng)母液:將質(zhì)量百分含量為9%的衣康酸和質(zhì)量百分含量為4%的乙烯磺酸鹽加入到質(zhì)量百分含量為70%的去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入質(zhì)量百分含量為17%的丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙?，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的PH值為7.7，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中；
[0060](2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量1%的過硫酸銨-亞硫酸氫鈉復(fù)合引發(fā)劑，在13°C恒溫下，反應(yīng)18分鐘，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸鹽、丙烯酰胺、去離子水四種物質(zhì)總質(zhì)量0.125%的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，在40°C恒溫反應(yīng)3小時(shí)；
[0061](3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑；
[0062](4)將步驟(3)中得到的聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑進(jìn)行測(cè)試，得該聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的分子量大于5萬且小于6萬，與水、各種單體水溶液互溶，固體含量(％)多86%。
[0063]以上所述僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明創(chuàng)造，凡在本發(fā)明創(chuàng)造的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑，其特征在于制備原料包括:丙烯酰胺15?40%，衣康酸5?15%，乙烯磺酸鹽2?10%，去離子水40?70%，占上述四種物質(zhì)總質(zhì)量I?1.5%的引發(fā)劑，占上述四種物質(zhì)總質(zhì)量0.1?0.3%的交聯(lián)劑，所述丙烯酰胺、衣康酸、乙烯磺酸鹽、去離子水的含量為質(zhì)量百分比含量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑，其特征在于所述引發(fā)劑包括氧化引發(fā)劑和還原引發(fā)劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑，其特征在于所述交聯(lián)劑為N，N-亞甲基雙丙烯酰胺。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑，其特征在于所述氧化引發(fā)劑為過硫酸鈉或過硫酸銨，還原引發(fā)劑為亞硫酸氫鈉。5.—種聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟: (1)制備反應(yīng)母液:將衣康酸和乙烯磺酸鹽加入到去離子水中，充分?jǐn)嚢鑼⒁驴邓岷鸵蚁┗撬猁}充分溶解，然后加入丙烯酰胺，充分?jǐn)嚢枋贡０烦浞秩芙?，然后加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)反應(yīng)母液的pH值為7?8，將反應(yīng)母液置入反應(yīng)容器中； (2)氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)母液中加入引發(fā)劑，在10-20°C恒溫下反應(yīng)15?20分鐘，然后加入交聯(lián)劑，在40-70 °C恒溫下反應(yīng)2.5-4小時(shí)； (3)將步驟(2)制備得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物類鋇鍶鈣阻垢劑。
【文檔編號(hào)】C02F5/10GK106045068SQ201610514253
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月1日
【發(fā)明人】劉音, 王紅科, 解洪祥, 陳世春, 牛增前, 常青, 靳劍霞
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司