一种新型防垢剂的合成及评价.pdf

种新型防垢剂的合成及评价
李明(中石化胜利油田有限公司石油工程技术研究院,山东东营257000)
摘要:介绍了一种ATMP改进产物氮氧基三亚甲基膦酸的
2.1.2反应时间对产物静态防垢率的影响
合成方法,并对其进行了室内防垢性能的评价。反应温度为
反应时间为3h时防垢效果较好,静态防垢率达到
60」,pH值为9,領基三亚甲基膦酸:H2O2=1:2.5,反应时间为86.72%。当时间少于3h时,反应时间不充足,原材料的转化程
3h。通过配伍性实验、防垢率、最低有效浓度和吸附-解吸性能度低,合成的有效物质含量不高,所以静态防垢率不高;当反应
试验评价该防垢剂的各项防垢性能
时间多于3h时,合成的有效物质部分活性变差,产生杂质,所以
关键词:结垢;防垢剂;合成;性能评价
防垢效果降低。
油田注水开发生产过程中,注入水以及开采层位中的生产
2.1.3反应温度对产物静态防垢率的影响
水中可能含有大量的钙镁离子和碳酸根、碳酸氢根以及硫酸根
60℃吋静态防垢率最高。温度低,反应速度慢,因此在终止
等离子。由于注入水和生产水的配伍性,以及生产过程中温反应时其生成的有效物质含量低;温度过高,破坏已生成的有
度、压力等条件的变化,钙镁离子很可能和一些阴离子反应生效物质结构,致使活性降低,防垢效果变差。
成难容的盐类沉淀,在近井地带、井筒以及地面集输系统形成
2.1.4物料配比对产物静态防垢率的影响
结垢现象,造成产能的下降以及后续的结垢腐独问题。
当氨基三亚甲基膦酸:H2O2=1:2.5时,防垢效果最好,静态
本实验应用NHC!、甲醛溶液、PCI1、NaOH溶液、双氧水合防垢率达到了90.27%。
成了氮氧基三亚甲基膦酸,用于防止油田生产中的结垢问题
综合考虑以上因素,确定氮氧基三亚甲基膦酸的最佳合成
室内性能评价指标均远远优于防垢剂ATMP。
条件(测试浓度均为20mgL):反应温度为60℃,pH值为9,氨基
1实验部分
三亚甲基膦酸:HO2=1:2.5,反应时间为3h。
1.1仪器与材料
2.2合成产物的性能评价
仪器:四口烧瓶,恒温水浴,电动搅拌器,冷凝管,加热器
ATMP(记为物质A)和氮氧基三亚甲基膦酸(记为物质B
滴液漏斗,温度计,红外光谱仪,动态岩心驱替装置,自动取样均以其提纯抽滤后固体粉末状态进行以下实验研究实验所用
器,ICP仪器,分析天平。
模拟地层水注入水为SI.油田现场取样。
材料:NH4C,甲醛溶液,PCL1,40%NaOH溶液,双氧水。
2.2.1动态最低有效防垢浓度(MIC)实验的结果与分析
1.2实验方法
空白结垢时间为57分钟,相同的结垢时间物质B比A的
以氯化铵、甲醛、三氯化磷为主要原料合成新型防垢剂的
IC值更低。
反应为 Mannich反应类型。其反应原理的第一步是三氯化磷
2.2.2防垢剂动态吸附实验结果与分析
水解生成亚磷酸,再把亚磷酸看作一般参与 Mannich反应的含
由物质A和B最佳吸附一解吸实验的实验浓度采用10mg
有C-且活泼氢化物的磷化物,最终合成ATMP。反应方程式见山,由实验数据可以看出,物质A有效返排体积为370PV时,而
式(1-1)和(1-2
物质B在返排体积为425PV时浓度则保持在20mgL左右,此值
作者简介:李明,男、助工,生于1983年,201年毕业于中仍高于该防垢剂的最低有效浓度(15mgL)。因此,由该实验可
国石油大学(华东油气井工程专业,现从事水平井修井完井研知物质B比A有较好的吸附-角解吸性能,可在岩心中长时间洲
究工作。
留,获得较长的使用寿命。
PCL; +3H20-HPO+3HC
(1-1
3结语
(1)氮氧基三亚甲基膦酸的最佳合成条件:反应温度60℃,
3H3 PO3+NHACH3HCHO H2O CH N
(32
CH2 POAH2
pH值为9,ATMP:H2O2=1:2.5,反应时间为3h。
在恒温水浴中,将ATMP品体加入到三口烧瓶中,再加入蒸
2)氮氧基三.亚甲基膦酸的静态防垢率高于ATMP,最低有
馏水,然后用质量分数409%的NaOH调节溶液plH;冷却至室温效使用浓度低于ATMP。
后缓慢滴加H2O2搅拌;滴加完毕后升温,反应一定时间即得氮
3)氮氧基三.亚甲基隣膦酸的有效返排体积更高为425PV。
氧基三亚甲基膦酸溶液:将产物趁热倒入已预热的无水乙醇溶参考文献
液中,搅拌后静置,溶液冷却后底层出现白色晶体,抽滤后得到
[]张吉明.油水井筒蚀结垢及防垢除垢工艺硏究].天
氮氧基三亚甲基隣酸晶体。
津:天津工业大学,2007
2结果与讨论
]王兵,李长俊,廛柄素,等,管道结垢原因分析及常用除垢
2.1氮氧基三亚甲基膦酸合成条件讨论
方法卟油气储运,2008,27(2):59-62
2.1.1pH值对产物静态防垢率的影响
作者简介:李明(1983-),男,助工,2011年毕业于中国石油大
实验结果表明,在pH=9时产物的防垢效果最好,可能是由学(华东)油气井工程专业,现从事水平井修井完井研究工作。
于ATMP在pH为9的条件下反应活性最大
1871化ェ置程2015年2月