專利名稱：一種高效水合物抑制劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水合物抑制劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用于深水鉆井中水合物抑制劑。
背景技術(shù)：
海洋深水作業(yè)環(huán)境惡劣，操作條件復(fù)雜，為油氣生產(chǎn)帶來了很多新的問題和挑戰(zhàn)， 其中之一就是天然氣水合物的形成。在深水條件下，淺部地層壓實(shí)程度低，存在大量淺層氣和氣體水合物，鉆遇淺層氣地層時(shí)，地層中的氣體進(jìn)入到鉆井液中在低溫、高壓環(huán)境下極易形成水合物。鉆井液中一旦形成天然氣水合物，便會(huì)堵塞井下防噴器、放噴閥門等，且不易解除，導(dǎo)致鉆井作業(yè)周期延長、鉆井成本增加。另外一方面，鉆井過程中，由于溫度和壓力發(fā)生變化，造成地層中的天然氣水合物發(fā)生分解，導(dǎo)致地層虧空引起坍塌，甚至?xí)绊懻麄€(gè)鉆井平臺(tái)的安全。因此，在深水鉆井過程中，水合物的防治問題是我國海洋油氣勘探開發(fā)必須面臨和解決的問題。目前防止鉆井液中水合物形成的常用的方法是使用抑制劑。一是熱力學(xué)抑制劑， 通過改變水合物成長的熱力學(xué)條件從而抑制水合物的生成，常用的熱力學(xué)抑制劑包括甲醇、乙二醇、NaCl和CaCl2等。熱力學(xué)抑制劑必須在高濃度條件下才能發(fā)揮作用，在水溶液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常高達(dá)20% -50%。高鹽含量的鉆井液會(huì)加快鉆井設(shè)備的腐蝕，而且隨著鹽含量的增加，鉆井液的性能維護(hù)和調(diào)控愈加困難。甲醇和乙二醇工業(yè)成本高、有毒、易燃， 由于用量高，相應(yīng)的存儲(chǔ)和注入的設(shè)備龐大，而且很難回收，面臨著環(huán)境保護(hù)的問題。二是動(dòng)力學(xué)抑制劑，加量雖然較小，但現(xiàn)有的動(dòng)力學(xué)抑制劑受過冷度限制，抑制效果有限。水合物一旦形成，其危害是災(zāi)難性的管道堵塞，高壓氣體發(fā)生爆炸，造成油氣滲漏，甚至?xí)鸬V藏爆炸。不但造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，嚴(yán)重威脅到海洋生物的生命，因此，水合物成了石油天然氣行業(yè)的一大威脅。研制出有效的水合物抑制劑具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效水合物抑制劑，以0. 5 1. 5%的低濃度加入深水鉆井液中，有效抑制水合物的生成。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的高效水合物抑制劑是由乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮、烯基磺酸與N-取代的丙烯酰胺反應(yīng)生成的共聚物。其中烯基磺酸是乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸或 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，N-取代的丙烯酰胺包括以下結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種水合物抑制劑，其特征在于，所述水合物抑制劑是由乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮、烯基磺酸與N-取代的丙烯酰胺反應(yīng)生成的共聚物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水合物抑制劑，其中烯基磺酸是乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水合物抑制劑，其中，N-取代的丙烯酰胺包括以下結(jié)構(gòu)R1 ^ C — CHo1丨 2O=CNHIR2式中，R1為H或者C1 Cltl，&為H或者C1 C1Q。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水合物抑制劑，其中，N-取代的丙烯酰胺為異丙基甲基丙烯酰胺，聚合物分子量在1000 1000000。
5.一種制備權(quán)利要求1-3任一所述的水合物抑制劑的制備方法，包括以下步驟步驟 (1)，將乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮加入裝有溶劑的反應(yīng)容器中，加熱升溫到一定溫度下，加入催化劑；將烯基磺酸的水溶液滴加到反應(yīng)容器中，反應(yīng)一定時(shí)間；步驟O)，向反應(yīng)容器中加入N-取代的丙烯酰胺，在一定溫度下反應(yīng)一定時(shí)間，得到反應(yīng)產(chǎn)物。產(chǎn)物冷卻到室溫后，將產(chǎn)物沉淀到過量己烷中，再溶解在四氫呋喃中，再沉淀到己烷中，然后真空干燥，得到抑制劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其中乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮、烯基磺酸與N-取代的丙烯酰胺的摩爾比為(1-30) (1-30) (1-20) (1_15)，優(yōu)選 (1-20) (1-20) (1-15) (1-10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6之一所述的制備方法，其中所述溶劑是水、苯、丙酮、甲醇、乙醇、 正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇或它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中所述催化劑是過氧化苯甲酰、過氧化氫、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨或偶氮二異丁腈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中步驟(1)和O)中所述溫度為30 150°C， 優(yōu)選50 90°C，所述反應(yīng)時(shí)間為3 M小時(shí)，優(yōu)選5 10小時(shí)。
10.一種水合物抑制劑，其是將權(quán)利要求1-4之一所述的水合物抑制劑與熱力學(xué)抑制劑復(fù)配，其中所述熱力學(xué)抑制劑選自鹽、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、二醇及其混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高效水合物抑制劑及其制備方法。本發(fā)明的水合物抑制劑是一種由乙烯基己內(nèi)酰胺、乙烯基吡咯烷酮、烯基磺酸與N-取代的丙烯酰胺反應(yīng)生成的共聚物。這種水合物抑制劑加量低，抑制性能良好，可以單獨(dú)使用，也可以與鹽、醇及其混合物共用，以防止深水鉆井液在低溫條件下形成水合物，能取得水合物抑制劑加量低，抑制性能良好的效果。
文檔編號(hào)C09K8/524GK102492407SQ201110383558
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月20日
發(fā)明者孔祥云, 徐加放, 曹杰, 江琳, 趙欣, 邱正松, 黃維安 申請(qǐng)人:中國石油大學(xué)(華東)