[发明专利]一种油井硅酸盐垢防垢剂

说明书

技术领域：

本发明涉及油田采油领域中一种防垢剂，尤其是一种用于三元复 合驱油井中硅酸盐垢的防垢剂。

背景技术：

目前，三元复合驱技术是大庆油田高含水后期进一步提高采收率 的重要手段。随着三元体系的注入，采出井硅酸盐结垢现象越来越严 重，普通的防垢剂对硅酸盐垢的防垢率很低，持续的结垢会导致卡泵、 断杆等现象发生，严重影响油田的正常生产和三元复合驱的整体经济 效益。

发明内容：

为了克服背景技术中的不足，本发明提供一种油井硅酸盐垢防垢 剂。本发明用于三元复合驱油井的防垢，能有效地阻止硅酸盐结垢， 保证三元采出井的正常生产。

本发明所采用的技术方案是：该油井硅酸盐防垢剂由组分A、组 分B和水按质量比1∶1∶2的比例复配而成，其中，组分A是侧链带 有羧酸、磺酸和羧酸酯官能团的三元无规共聚物，组分B为含有磷酸 基团-PO(OH)₂和羧酸基团-COOH的膦基羧酸类化合物。

其防垢剂原理是：通过合成具有特定分子量的高分子螯合剂，通 过物理吸附或化学反应包裹在晶核表面，将晶核由“硬粒子”变成“软 离子”，阻止晶核的生长或导致晶核畸变生长，达到阻垢的目的；另 一方面螯合剂的官能团可以进攻SiO₂中略显正电性硅离子，相当于把 硅离子螯合起来，阻止晶核的形成。

合成A组分所需单体为丙烯酸、某种丙烯酸酯和带有磺酸基团的 丙烯衍生物，结构式如下：

其中，R₁为H或CH₃、CH₂CH₃；R₂为或

将所需单体和次亚磷酸钠按质量比100∶1混合均匀后，滴加过 硫酸铵，过硫酸铵的加入量为单体的1％(摩尔百分比)，在60℃～ 90℃条件下，在溶液中聚合反应3-4小时即得组分A。A的重均分子 量在1000～2000000时使用效果较好，在10000～150000之间效果更 好。上述方法中三种单体的质量比为1∶1∶1。

合成B组分所需单体为亚磷酸二甲酯、马来酸二甲酯、丙烯酸甲 酯，结构式如下：

将亚磷酸二甲酯和马来酸二甲酯按1∶(1.03～1.07)摩尔比， 在甲醇钠的催化下常温下反应成膦酰基琥珀酸四甲酯。此产物四甲酯 不经精制，常温下每摩尔直接与1～1.07mol的丙烯酸甲酯反应5-7 小时。催化剂为溶于甲醇中的甲醇钠，甲醇钠浓度30％(质量百分比)。 甲醇的添加量按每制备1molB加入0.6mol甲醇计。生成的2-膦基丁 烷-1，2，4-三羧酸五甲酯于105～130℃的温度范围内，酸性水解生 成B。

将反应制备的A组分、B组分和水按1∶1∶2质量比配制得到三 元复合驱硅酸盐防垢剂SY-KD。

本发明具有如下有益效果：现有的垢防垢剂使用浓度高，在油田 地下水、温度、pH和矿化度等条件下对硅酸盐垢的防垢率较低，不 能满足三元复合驱采出井防垢要求。本发明涉及的硅酸盐垢防垢剂与 现有的防垢剂相比具有如下优点：

①地层配伍性强，对地层的温度、矿化度、pH值适应范围大， 适用的硅离子浓度为10～1500mg/L，地层温度为20～60℃，矿化度 为0～10000mg/L，pH范围为5～11；

②使用浓度低，防垢效果好，在100mg/L时防垢率可达80％以上；

③水溶解性能好，药剂温度在0℃以上不会结晶。

附图说明：

图1硅酸盐垢防垢剂防垢率对浓度变化曲线；

图2硅酸盐防垢剂现场试验效果。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明：