[发明专利]一种含硫元素的双环咪唑啉衍生物缓蚀剂

说明书

技术领域

    本发明涉及一种含硫元素的双环咪唑啉衍生物缓蚀剂，用于降低油田高含水期CO₂驱油地面油气水多相流集输系统的腐蚀控制，提高油气水集输系统的使用寿命。

背景技术

一般干燥的CO₂对钢铁没腐蚀，但在潮湿环境或溶于水后，在相同pH值下对钢铁的腐蚀比盐酸更严重，低碳钢的腐蚀速率高达7mm/a，甚至更高，局部腐蚀严重，导致金属装备发生早期腐蚀损坏。在CO₂驱油过程中腐蚀问题不容忽视，如美国的Little Creeke油田在进行CO₂的驱油现场发现，未采取抑制CO₂的腐蚀措施的油井套管腐蚀速率高达12.7mm/a。CO₂驱体系严重的腐蚀问题一直威胁着该技术大规模的推广应用。近年来国内几大油田均进行了CO₂驱先导试验，但都存在不同程度的腐蚀问题，导致某些工艺设施使用寿命仅为1-2年。目前我国许多油田处于高含水开发后期，对于CO₂强化开采的腐蚀问题，如不采用经济可行有效的防护措施，腐蚀将成为影响CO₂驱大规模推广应用的关键问题之一。油田集输管线内的油气水多相流介质往往引起管线局部内腐蚀穿孔，由此将引发漏油、赔青、停产检修等诸多问题，造成巨大经济损失。特别是高含水期CO₂驱油田的开发将沿用目前在役的油水井和集输管网，含有大量CO₂的CO₂驱采出液直接进入在役集输支线和干线，由于集输系统含水率很高（达到70%以上），所以CO₂的大量溶入，将导致集输管线的腐蚀问题更加突出，严重影响油田生产。因此，开展油田集输管线多相流腐蚀控制集输研究，尤其是针对目前现场在役的集输系统，缓蚀剂的研发及添加是最经济有效而直接的腐蚀控制措施。

发明内容

本发明的目的是提供一种含硫元素的双环咪唑啉衍生物缓蚀剂，解决油田高含水期CO₂驱油地面油气水多相流集输系统的腐蚀控制，延长集输管网的使用寿命。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：                                                              

一种含硫元素的双环咪唑啉衍生物缓蚀剂，包括占总质量份数的60_~90的含硫元素的双环咪唑啉衍生物和占总质量份数的10_~40的增溶剂，按上述比例将两种原料先后投入反应釜中，在80℃条件下将其搅拌均匀即可冷却后出料，制成含硫元素的双环咪唑啉衍生物缓蚀剂。

含硫元素的双环咪唑啉衍生物包括脂肪酸、二乙烯三胺，脂肪酸与二乙烯三胺在反应釜内反应，脂肪酸占总质量份数的60-80，二乙烯三胺，占总质量份数的20-40，此反应中二甲苯作为携水剂，携水剂的用量占总反应物质量份数的10-20%。在150℃-160℃条件下脱一分子水发生酰胺化反应，继续升温在200℃-220℃条件下再脱一分子水发生环化反应生成咪唑啉；生成的咪唑啉再与二硫化碳反应，生成含硫的双环咪唑啉衍生物；其中咪唑啉占总质量份数的75-85，二硫化碳占总质量份数的15-25；该剂的极性基团中除N、O外，还含有S元素，在含CO₂的油气水多相腐蚀介质中具有较好的缓蚀性能。

增溶剂为含有磺化基团的阴离子表面活性剂或含12-16个碳的烷醇酰胺类非离子表面活性剂。

本发明与已有技术相比具有更适合油田高含水期CO₂驱油的地面油气水多相流集输系统的腐蚀控制，缓蚀率可达85%以上。

具体实施方式

为进一步公开本发明的技术方案，下面通过实施例作详细说明：

一种含硫元素的双环咪唑啉衍生物缓蚀剂，包括占总质量份数的60_~90的含硫元素的双环咪唑啉衍生物和占总质量份数的10_~40的增溶剂，按上述比例将两种原料先后投入反应釜中，在80℃条件下将其搅拌均匀即可冷却后出料，制成含硫元素的双环咪唑啉衍生物缓蚀剂。