專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種用于油田注水處理的環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于工業(yè)水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于油田注水處理的環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)石油的需求越來(lái)越大，石油的生產(chǎn)己成為關(guān)系國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的重要行業(yè)。目前我國(guó)大部分油田都處于開(kāi)發(fā)的中后期，采用注水開(kāi)發(fā)已成為提高原油采收率的一種主要方式。但隨著開(kāi)采程度的加深，也給油田生產(chǎn)帶來(lái)了兩個(gè)重要的問(wèn)題一是注水量越來(lái)越大，注入水的水源問(wèn)題；二是含油污水量越來(lái)越大，污水的排放和處理問(wèn)題。在生產(chǎn)實(shí)踐中，人們認(rèn)識(shí)到油田污水回注是合理開(kāi)發(fā)和利用水資源，達(dá)到節(jié)水減排目標(biāo)的正確途徑。但是，油田污水水質(zhì)復(fù)雜，礦化度高，含有大量鈣、鎂等易成垢離子。在原有地層水中，Ca2+、Ba2+、S042—、C032—與巖石處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，而注入水使原有平衡遭到破壞，發(fā)生一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)。在這里除了注入水與地層水的不相容性，還有注入水與巖石的溶解反應(yīng)，嚴(yán)重破壞了地層各相間的平衡，造成了注入水與地層復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，從而在油井井筒、地面系統(tǒng)和注水地層發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象。結(jié)垢造成油井產(chǎn)液量下降，管線堵塞等。在油田中常見(jiàn)的垢為碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇。與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)相比，油田注水系統(tǒng)(1)礦化度高，鈣離子和碳酸氫根的含量比冷卻循環(huán)水中的含鈣量高的多，通常是冷卻循環(huán)水中含鈣量的5倍以上，這樣就會(huì)產(chǎn)生大量的碳酸鈣垢；(2)含有鋇離子和硫酸根離子，容易形成硫酸鈣和硫酸鋇垢；(3)大都為混合垢，很少見(jiàn)到單一的垢型。解決油田垢對(duì)采油作業(yè)危害的最好方法是防患于未然，預(yù)防結(jié)垢。防垢技術(shù)有化學(xué)法和物理法。物理法防垢是通過(guò)造成某種條件或改變外界條件來(lái)破壞成垢；化學(xué)法是通過(guò)投加阻垢分散劑的方法達(dá)到防垢的目的。由于化學(xué)防垢技術(shù)成本低、效果明顯，目前被油田普遍采用。阻垢分散劑經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展，目前已形成了有機(jī)膦阻垢劑和聚合物阻i后分散劑兩大系列，見(jiàn)表l?？梢钥闯?，隨著技術(shù)進(jìn)步，有機(jī)膦阻垢劑的磷含量逐漸降低，聚合物阻坂分散劑劑從生物難降解逐漸過(guò)渡到生物可降解。表l阻垢劑分類(lèi)及對(duì)環(huán)境的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>雖然目前市場(chǎng)上存在的阻垢劑品種繁多，但是當(dāng)其用于油田注水處理時(shí)仍然存在以—F幾個(gè)方面的問(wèn)題(l)阻垢劑的阻垢效果不夠理想。油田污水與循環(huán)冷卻水有很大的差異，油田污水中所含金屬離子濃度大大高于循環(huán)冷卻水中的金屬離子濃度，所以許多阻坭劑對(duì)其阻垢效果差。(2)油田污水中含有硫酸鋇，在水中溶解度小，許多阻垢劑對(duì)其阻坭效果差。(3)許多阻垢劑的阻垢效果單一，同時(shí)對(duì)油田污水中的所有垢都有較好阻垢效果的阻垢劑不多，只能對(duì)油田中的幾種垢中的一種或兩種有效果，例如PBTCA雖然對(duì)碳酸鈣有良好的阻垢性能，但對(duì)硫酸垢(鈣、鋇)沒(méi)有效果，PAA雖然對(duì)碳酸鈣、硫酸鈣有良好的阻垢性能，但對(duì)硫酸鋇的阻垢效果很差。(4)許多阻垢劑中或含磷，或生物難降解，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染。隨著人類(lèi)環(huán)保意識(shí)的提高，無(wú)磷、生物可降解的綠色阻垢分散劑聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸已成為研究的熱點(diǎn)。雖然聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸的開(kāi)發(fā)研究始于20世紀(jì)90年代初期，但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸的研究主要是集中在循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用研究。并且己公開(kāi)的專(zhuān)利中聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸用于油田注水處理的專(zhuān)利未見(jiàn)報(bào)道，而用于循環(huán)冷卻水水處理復(fù)合配方品種也不多，僅有幾例，如美國(guó)專(zhuān)利US.Pat.No.5256332提供了一種由聚環(huán)氧琥珀酸與正磷酸鹽、AA/AHPSE(丙烯酸/烯丙基羥丙基磺酸鹽醚共聚物)、TTA(甲基苯三氮唑)組成低磷配方處理工業(yè)冷卻水；美國(guó)專(zhuān)利US.Pat.No.5326478提供了一種由聚環(huán)氧琥珀酸與TTA(甲基苯三氮P^)、2—十二烷基檸檬酸組成的無(wú)磷配方處理工業(yè)冷卻水；美國(guó)專(zhuān)利US.Pat.No.6585933Bl提供了一種由聚環(huán)氧琥珀酸與AA/AHPSE(丙烯酸/烯丙基羥丙基磺酸鹽醚共聚物)、NBT{3,3'-(3,3'-二甲氧基-4,4'-聯(lián)苯)-雙-[2-對(duì)-硝基苯-雙氫-氯化四唑}組成的無(wú)磷配方處理工業(yè)冷卻水；美國(guó)專(zhuān)利US.Pat.No.6277302Bl提供了一種由聚天冬氨酸與鉬酸、Zn組成的無(wú)磷配方處理工業(yè)冷卻水；中國(guó)專(zhuān)利ZL200510001802.5提供了由聚環(huán)氧琥珀酸、鉬酸鹽、有機(jī)磷酸鹽、咪唑啉型組成的低磷配方處理工業(yè)循環(huán)冷卻水。目前以聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)為主要成分的用于油田注水的處理的配方還沒(méi)未見(jiàn)報(bào)道，對(duì)聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸之間的阻垢協(xié)同效應(yīng)的研究也未見(jiàn)報(bào)道，限制了聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸的在油田注水阻垢方面的推廣應(yīng)用。因此尋求開(kāi)發(fā)一種與聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸具有良好協(xié)同效應(yīng)的油田注水阻垢分散劑將具有十分重要的意義。本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)磷、生物可降解的用于油田注水處理的環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑，以克服現(xiàn)有的油田注水阻垢處理配方或含磷，排入水體中引起水體富營(yíng)養(yǎng)化；或不可生物降解，在環(huán)境中累積給環(huán)境帶來(lái)二次污染。本發(fā)明提出的用于油田注水處理的環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑，該阻垢分散劑以聚天冬氨酸鈉、聚環(huán)氧琥珀酸鈉和水解聚馬來(lái)酸酐為有效成分，其有效組分的總含量不低于35%,各有效組分的重量比為聚天冬氨酸鈉聚環(huán)氧琥珀酸鈉聚馬來(lái)酸為4-12.5:15:59。本發(fā)明中，所述聚天冬氨酸鈉(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PASP)為市售的液體制劑，固含量為40%，其分子結(jié)構(gòu)式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中，聚合度m、n為450的整數(shù)。本發(fā)明中，所述聚環(huán)氧琥珀酸鈉(以下簡(jiǎn)稱(chēng)PESA)為市售的液體制劑，固含量為40%，其分子結(jié)構(gòu)式如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中，聚合度n為450的整數(shù)。本發(fā)明中，所述水解聚馬來(lái)酸酐(以下簡(jiǎn)稱(chēng)HPMA)為市售的液體制劑，固含量為
發(fā)明內(nèi)容48%，其分子結(jié)構(gòu)式如下:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>式中，聚合度n為425的整數(shù)。本發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)PESA單獨(dú)用于油a注水處理時(shí)，雖然對(duì)碳酸鈣、硫酸鋇具有良好的阻垢性能，但對(duì)硫酸鈣的阻垢效果不佳；當(dāng)PASP單獨(dú)用于油田注水處理時(shí)，表現(xiàn)出對(duì)這四種垢都有良好的阻垢性能，但對(duì)碳酸鈣的阻垢性能要達(dá)到油田注水的要求用量比較大，經(jīng)濟(jì)上欠佳；當(dāng)HPMA單獨(dú)用于油田注水處理時(shí)，雖然對(duì)碳酸鈣、硫酸鈣具有良好的阻垢性能，但對(duì)硫酸鋇的沒(méi)有阻垢效應(yīng)。本發(fā)明人經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究還發(fā)現(xiàn)(1)當(dāng)PESA與PASP配合使用時(shí)，對(duì)碳酸鈣、硫酸鋇具有的協(xié)同阻垢效應(yīng)，比各自單獨(dú)使用效果要好；對(duì)硫酸鈣的阻垢性能雖然比PESA單獨(dú)使用要好得多好，但沒(méi)有PASP單獨(dú)使用的效果好，其阻硫酸鈣垢的效果隨著復(fù)合配方中PASP比例的增加而增加，要達(dá)到油田注水的要求用量比較大。(2)當(dāng)PESA與HPMA配合使用時(shí)，對(duì)碳酸鈣具有的協(xié)同阻垢效應(yīng)，比各自單獨(dú)使用效果要好；對(duì)硫酸鈣的阻^g性能比PESA單獨(dú)使用要好，但沒(méi)有HPMA單獨(dú)使用效果好，其阻硫酸鈣柜的效果隨著復(fù)合配方中HPMA比例的增加而增加，要達(dá)到油田注水的要求用量仍比較大；對(duì)硫酸鋇的阻垢性能比HPMA單獨(dú)使用要好，但沒(méi)有PESA單獨(dú)使用效果好，其阻硫酸鋇垢的效果隨著復(fù)合配方中PESA比例的增加而增加，要達(dá)到油田注水的要求用量仍比較大。(3)當(dāng)PASP與HPMA配合使用時(shí)，對(duì)碳酸鈣、硫酸鈣具有的協(xié)同阻垢效應(yīng)，比各自單獨(dú)使用效果要好；對(duì)硫酸鋇的阻垢性能比HPMA單獨(dú)使用要好，但沒(méi)有PASP單獨(dú)使用效果好，其阻硫酸鋇垢的效果隨著復(fù)合配方中PESA比例的增加而增加，要達(dá)到油田注水的要求用量仍比較大。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)當(dāng)PESA、PASP、HPMA組成三元配方配合使用時(shí)，對(duì)碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇具有顯著的協(xié)同阻垢效應(yīng)，不僅比各自單獨(dú)使用效果要好，而且比它們之間兩兩配合使用效果要好。本發(fā)明提供的用于油田注水阻垢處理的綠色環(huán)保型復(fù)合阻紫劑與現(xiàn)有的油田注水阻垢劑相比具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)本復(fù)合緩蝕阻垢劑屬于無(wú)磷配方，使用過(guò)程中所排發(fā)水不會(huì)對(duì)水體造成富營(yíng)養(yǎng)化污染。(2)本配方所用的聚合物聚環(huán)氧琥珀酸鈉、聚天冬氨酸鈉、水解聚馬來(lái)酸酐均為生物可降解產(chǎn)品，屬于環(huán)境友々f產(chǎn)品。(3)本配方中所用的聚合物聚環(huán)氧琥珀酸鈉、聚天冬氨酸鈉、水解聚馬來(lái)酸酐均具有良好的阻垢分散性能。(4)本配方中的聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸、聚馬來(lái)酸酐之間具有明顯的協(xié)同阻碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇垢的性能，因而大大降低了總藥劑使用濃度。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明的特點(diǎn)，但是這些實(shí)施例并不是用來(lái)以任何方式限制本發(fā)明的范圍。下面的實(shí)施例中，阻碳酸f丐、硫酸,丐、硫酸鋇坭性能的測(cè)試按照《中國(guó)石油天然氣股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——油田水處理用緩蝕阻垢劑技術(shù)要求Q/SY126——2005》所述的方法進(jìn)行。實(shí)施例1復(fù)合阻垢分散劑的制備配制環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑100.00g將20.84g固含量為48。"的水解聚馬來(lái)酸酐(HPMA)用50%的氫氧化鈉水溶液約9.60g調(diào)節(jié)到pH67，再分別加入56.25g固含量為40%的聚天冬氨酸鈉(PASP)和6.25g固含量為40%的聚環(huán)氧琥珀酸鈉(PESA)，然后加水，滿(mǎn)足總重量100.00g，即得有效成分為35.00%的復(fù)合阻垢劑100.00g。配好的復(fù)合阻垢劑按照《中國(guó)石油天然氣股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——油田水處理用緩蝕阻垢劑技術(shù)要求Q/SY126——2005》所述的方法進(jìn)行阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。表2:實(shí)驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例2復(fù)合阻垢分散劑的制備配制環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑100.00g將24.31g固含量為48%的水解聚馬來(lái)酸酐(HPMA)用50%的氫氧化鈉水溶液約U.20g調(diào)節(jié)到pH67，再分別加入48.61g固含量為40%的聚天冬氨酸鈉(PASP)和9.73g固含量為40%的聚環(huán)氧琥珀酸鈉(PESA)，然后加水，滿(mǎn)足總重量lOO.OOg，即得有效成分為35.00%的復(fù)合阻垢劑lOO.OOg。配好的復(fù)合阻垢劑《中國(guó)石油天然氣股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——油田水處理用緩蝕阻垢劑技術(shù)要求Q/SY126——2005》所述的方法進(jìn)行阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。表3:實(shí)驗(yàn)結(jié)果藥劑投加量mg/LCaC03坂CaS04*BaS04*(以液體原液-計(jì))阻垢爭(zhēng)(％)阻垢率(％)阻柜率(％)2093.1493.2291.552595.6196.1593.373098.2898.7495.31實(shí)施例3復(fù)合阻垢分散劑的制備配制環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑lOO.OOg將27.34g固含量為48%的水解聚馬來(lái)酸酐(HPMA)用50%的氫氧化鈉水溶液約12.60g調(diào)節(jié)到pH67，再分別加入45.57g固含量為40%的聚天冬氨酸鈉(PASP)和9.12g固含量為40%的聚環(huán)氧琥珀酸鈉(PESA)，然后加水，滿(mǎn)足總重量100.00g,即得有效成分為35.00%的復(fù)合阻垢劑100.00g。配好的復(fù)合阻垢劑《中國(guó)石油天然氣股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——-油田水處理用緩蝕阻垢劑技術(shù)要求Q/SY126——2005》所述的方法進(jìn)行阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。表4:實(shí)驗(yàn)結(jié)果藥劑投加量mg/L(以液體尿液計(jì))CaC03招阻垢率(％)CaS04標(biāo)阻塘率(％)BaS04垢阻坂率(％)20卯.1493.0190.452595.1296.1693.363096.2298.8795.32實(shí)施例4復(fù)合阻垢分散劑的制備配制環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑lOO.OOg將36.46g固含量為48%的水解聚馬來(lái)酸酐(HPMA)用50%的氫氧化鈉水溶液約16.90g調(diào)節(jié)到pH67，然后分別加入32.81g固含量為40%的聚天冬氨酸鈉(PASP)和10.94g固含量為40X的聚環(huán)氧琥珀酸鈉(PESA)，然后加水，滿(mǎn)足總重量lOO.OOg，即得有效成分為35.00%的復(fù)合阻垢劑lOO.OOg。配好時(shí)復(fù)合阻垢劑《中國(guó)石油天然氣股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——油田水處理用緩蝕阻垢劑技術(shù)要求Q/SY126——2005》所述的方法進(jìn)行阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。表5:實(shí)驗(yàn)結(jié)果藥劑投加量mg/LCaC03垢CaS04垢BaS04始(以液體原液計(jì))阻垢率(％)阻垢率(％)阻始率(％)82088.9391.2390.052592.2196.3395.563096.2299.8797.32實(shí)施例5復(fù)合阻垢分散劑的制備配制環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑lOO.OOg將32.40g固含量為48%的水解聚馬來(lái)酸酐(HPMA)用50%的氫氧化鈉水溶液約15.00g調(diào)節(jié)到pH67，再分別加入29.17g固含量為40%的聚天冬氨酸鈉(PASP)和19.45g固含量為40%的聚環(huán)氧琥珀酸鈉(PESA)，然后加水，滿(mǎn)足總重量100.00g，即得有效成分為35.00%的復(fù)合阻垢劑100.00g。配好的復(fù)合阻垢劑《中國(guó)石油天然氣股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——-油田水處理用緩蝕阻垢劑技術(shù)要求Q/SY126——2005》所述的方法進(jìn)行阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。表6:實(shí)驗(yàn)結(jié)果藥劑投加量mg/LCaCO，街CaS04據(jù)BaS04垢(以液體原液計(jì))阻垢率(％)阻港率(％)阻垢率(%)2090.9391.2390.052592.5192.9298.253096.2998.8799.32實(shí)施例6復(fù)合阻垢分散劑的制備配制環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑100.00g將36.46g固含量為48%的水解聚馬來(lái)酸酐(HPMA)用50%的氫氧化鈉水溶液約16.卯g調(diào)節(jié)到pH67，再分別加入21.88g固含量為40%的聚天冬氨酸鈉(PASP)和21.88g固含量為40%的聚環(huán)氧琥珀酸鈉(PESA)，然后加水，滿(mǎn)足總重量lOO.OOg,即得有效成分為35.00%的復(fù)合阻垢劑100.00g。配好的復(fù)合阻垢劑進(jìn)《中國(guó)石油天然氣股份有限公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-——油田水處理用緩蝕阻垢劑技術(shù)要求Q/SY126——2005》所述的方法進(jìn)行阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。表7:實(shí)驗(yàn)結(jié)果藥劑投加量mg/LCaC03塘CaS04提BaS04港(以液體原液計(jì))阻垢牟(％)阻垢率(％)阻提率(％)2093.9495.2388.052595.5396.7291.223098.2199.8793.139權(quán)利要求1、一種用于油田注水處理的環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑，其特征在于該阻垢分散劑以聚天冬氨酸鈉、聚環(huán)氧琥珀酸鈉和水解聚馬來(lái)酸酐為有效成分，其有效組分的總含量不低于35％，各有效組分的重量比為聚天冬氨酸鈉∶聚環(huán)氧琥珀酸鈉∶聚馬來(lái)酸為4～12.5∶1～5∶5～9。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于油田注水處理的環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑，其特征在于所述聚天冬氨酸鈉結(jié)構(gòu)式為式中，聚合度m、n為450的整數(shù)。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于油田注水處理的環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑，其特征在于所述聚環(huán)氧琥珀酸鈉結(jié)構(gòu)式為式中，聚合度n為450的整數(shù)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于油田注水處理的環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑，其特征在于所述水解聚馬來(lái)酸酐結(jié)構(gòu)式為式中，聚合度n為425的整數(shù)。全文摘要本發(fā)明屬于工業(yè)水處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于油田注水處理的環(huán)保型復(fù)合阻垢分散劑。該阻垢分散劑以聚天冬氨酸鈉、聚環(huán)氧琥珀酸鈉和水解聚馬來(lái)酸酐為有效成分，其有效組分的總含量不低于35％，各有效組分的重量比為聚天冬氨酸鈉∶聚環(huán)氧琥珀酸鈉∶聚馬來(lái)酸為4～12.5∶1～5∶5～9。該環(huán)保型阻垢分散劑無(wú)磷、無(wú)毒、生物可降解、使用成本低，能有效地阻止碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇的沉積，適用于油田注水系統(tǒng)的阻垢分散處理。文檔編號(hào)C02F5/12GK101508492SQ20091004730公開(kāi)日2009年8月19日申請(qǐng)日期2009年3月10日優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日發(fā)明者張義斌,張冰如,李風(fēng)亭申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)