[发明专利]一种油气田用缓蚀阻垢用一体化试剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种油气田用缓蚀阻垢用一体化试剂及其制备方法。所述一体化试剂兼具缓蚀性能和阻垢性能，是由硫脲基咪唑啉均聚物组成制备方法主要包括三步：第一步：由烷基酸和多胺化合物反应，制备咪唑啉中间体，再与硫脲反应生成硫脲基咪唑啉。第二步：所制备的硫脲基咪唑啉与聚天冬氨酸高温酰化反应，生成含硫脲基咪唑啉的聚合物。第三步：通过减压蒸馏分离出未反应完的小分子原料。所制备的含硫脲基咪唑啉均聚物通过控制反应原料配比，既保留聚天冬氨酸的阻垢性能，又能发挥硫脲基咪唑啉缓蚀性能。

技术领域

本发明涉及一种油气田用缓蚀阻垢用一体化试剂及其制备方法。本发明属于油气田水处理剂技术领域。

背景技术

利用CO₂驱油是一种极具前途的三次采油方法，既可减少CO₂的排放，又能有效提高石油采收率。在CO₂气体注入地层后，会导致注采井筒和地面集输腐蚀严重，随CO₂分压增加，腐蚀结垢加剧。结垢、腐蚀共存情况下，加剧管材腐蚀的发生，从而对油气运输管道产生了巨大威胁。

油田结垢问题随着油田含水的上升和合采层系的增加变得越来越突出，给油田开发带来了例如垢下腐蚀、阻塞管道等严重危害，并已成为制约油田降本增效、提高开发管理水平的重要因素之一。目前国内外的阻垢研究大多集中在传统的钙、镁垢上，而对于Ba²⁺、Sr²⁺与SO₄^2-结垢机理研究较少。

常规的缓蚀阻垢剂多用于中性或偏碱性环境，目前针对存在CO₂腐蚀及结垢环境，多采用分别添加CO₂缓蚀剂与阻垢剂的方式来解决腐蚀与结垢问题。但是这种方式需要添加缓蚀剂和阻垢剂等两种药剂，不仅增加了工艺难度与成本，同时也会由于缓蚀剂与阻垢剂在不同位置浓度不一定，导致两者无法协同发挥作用。

因此制备一种油气田用缓蚀阻垢一体化剂，并有效抑制CO₂腐蚀和油田结垢问题，这将有助于原油开采和运输工艺的管线得到安全、高效的保障。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种油气田用缓蚀阻垢一体化剂。

本发明的另一个目的是提供一种油气田用缓蚀阻垢一体化试剂的制备方法。

本发明提供的油气田用缓蚀阻垢一体化试剂，能够有效抑制二氧化碳给输油管线带来的腐蚀，同时对油田地层水中结垢产生明显的抑制作用。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

一种油气田用缓蚀阻垢一体化试剂，具有下式(I)的结构式：

其中n＝1、2、3；m、q为聚天冬氨酸聚合度，m、q选自20-50；R为芳基、直链烷基；R优选为苯基、C₁₁-C₁₇直链烷基。

作为本发明的进一步改进，聚天冬氨酸聚合度m、q选自25-40。

作为本发明的进一步改进，聚天冬氨酸的均聚物分子量为8000-10000。

上述油气田用缓蚀阻垢一体化试剂的制备方法，包括下述步骤：

a.以摩尔比为1:1的脂肪酸、多乙烯多胺为原料，反应生成具有式(II)的咪唑啉；再以摩尔比为1:1的式(II)咪唑啉与硫脲反应，生成式(Ⅲ)的硫脲基咪唑啉；

其中，R选自苯基、油酸基、芥酸基、硬脂酸基、月桂基、肉豆蔻基，n＝1、2、3；

b.以摩尔比为1:(2～5)的式(Ⅲ)硫脲基咪唑啉与聚天冬氨酸反应，生成式(I)的含硫脲基咪唑啉均聚物；