[发明专利]一种钡锶垢阻垢剂

说明书

技术领域：

本发明涉及一种钡锶垢阻垢剂，属工业水处理剂设计技术领域，尤其适用于油田中含钡锶垢及含钙钡锶复合垢水体。

背景技术：

结垢是一种普遍的现象，在热力学上是一种自发的过程。油田结垢会给生产带来很多问题，油层及近井地带结垢，会堵塞油气通道，降低油层渗透率，使油井产液量下降；注水系统结垢会使注水压力上升，能耗增加而生产能力降低；管道和设备表面结垢，会造成垢下腐蚀甚至穿孔。随着油田开发的深入进行，地层水和油田产出水中钡、锶离子含量日益增多，当它们与硫酸根离子结合生成难溶解沉淀时，会严重堵塞岩石孔隙、油水井渗流通道以及地面集输管线，给油田的正常生产带来极大的危害。硫酸钡锶垢溶解度小，常温下仅2.5mg/L，而且垢质坚硬难以除去，是目前油田生产过程中急需解决的“老大难”问题。

添加阻垢剂进行阻垢处理是众多方法中相对简便和高效的一种。中国专利CN101012090A公开了一种钡锶阻垢剂，但因其为膦酸共聚物，易对环境造成污染而使其使用受到限制。中国专利CN1491908A公开了一种钡锶阻垢剂，由三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸等多种物质组成，制备方法繁琐且使用时成本较高。

发明内容:

为了克服现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种钡锶垢阻垢剂，能有效用于油田防钡锶垢及含钙、钡锶复合垢，具有阻钡锶垢性能优异、制备方法简单、成本较低、抗盐、稳定性好的特点，可解决油田开采、集输过程中产生的各种钡锶结垢或含钙、钡锶复合垢的问题。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。

本发明所提供的一种钡锶垢阻垢剂，其组成为三元共聚物和聚环氧琥珀酸钠，由三元共聚物和聚环氧琥珀酸钠按质量百分比1:0.1～5.0复配而成；

所述的三元共聚物是在马来酸酐中加入丙烯酸或甲基丙烯酸和丙烯酸酯，在引发剂过硫酸钾的作用下共聚反应制得；其中马来酸酐、丙烯酸或甲基丙烯酸、丙烯酸酯的摩尔比为1:0.2～0.8:0.4～0.8，反应方程式如下所示：

式中：R₁:H，CH₃；R₂：CH₃，CH₂CH₃

x,y,z为聚合度。

所述的聚环氧琥珀酸钠是在马来酸酐与氢氧化钠的水解产物中加入催化剂钨酸钠和氧化剂双氧水，反应生成环氧琥珀酸钠；然后，在环氧琥珀酸钠中加入引发剂钙钠复合碱，聚合生成聚环氧琥珀酸钠；其中：钙钠复合碱中的氢氧化钙：氢氧化钠=0.3～0.5:0.7～0.5，引发剂钙钠复合碱与马来酸酐的摩尔比为0.05～0.1:1；反应方程式如下所示：

式中：r为聚合度。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明钡锶垢阻垢剂中不含磷，具有环境友好性。

2、本发明钡锶垢阻垢剂使用时量少效宏，仅为30～40mg/L，节省使用成本。

3、本发明钡锶垢阻垢剂在加量为30mg/L时，对单一钡(Ba²⁺:370mg/L)、锶(Sr²⁺:4000mg/L)垢阻垢率分别为97.46％、70.82％,阻垢效果优异；对含钙钡锶(Ca²⁺:500mg/L、Ba²⁺:200mg/L、Sr²⁺:2000mg/L)复合垢水体也有较好的阻垢效果，加量为40mg/L时水体完全澄清，阻垢率近100％。

附图说明:

图1为三元共聚物的红外光谱图。

图2为聚环氧琥珀酸钠的红外光谱图。

图3为聚环氧琥珀酸钠的¹HNMR光谱图（D₂O为溶剂）。

具体实施方式:

（1）、三元共聚物的制备

①在装有电动搅拌器、两只滴液漏斗和回流冷凝管的四口烧瓶中加入0.5mol马来酸酐和1.0～4.5mol蒸馏水，搅拌溶解并加热至60～75℃。

②将0.1～0.3mol丙烯酸或甲基丙烯酸和0.25～0.5mol丙烯酸酯混合物、0.01～0.03mol过硫酸钾溶液分别装入两只滴液漏斗，搅拌状态下同时向烧瓶中滴加这两种溶液，并在0.5～1.5小时内滴加完毕。

③将②中混合反应物继续加热至80～95℃，再恒温反应3～6小时，冷却至室温得淡黄色透明液体，并用50％氢氧化钠溶液调pH=7，即得所需三元共聚物。