[发明专利]一种聚合物缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化学化工领域，涉及缓蚀剂，具体涉及一种聚合物缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

酸化压裂是油井增产、水井增注的重要措施之一。挤入油层的酸液通过对地层岩石、堵塞物的化学溶蚀作用，以及酸液的水力作用，可扩大油流孔道和提高地层渗透率，从而达到油井增产、水井增注的目的。

目前，国内外酸化施工中使用的酸液种类很多。但是，不管使用哪一种酸，酸的注入都可能造成油气井管材和井下金属设备的表面坑蚀、氢脆和失重腐蚀，有时还可能导致井下管材突发性破裂事故，造成严重经济损失，同时被酸溶蚀的金属铁离子又可能对地层造成伤害。

为抑制和减缓酸化时酸液对金属设备及金属管线的腐蚀，在进行酸化作业时最常用且最有效的方法是向酸液中添加缓蚀剂。目前，国内生产的酸化缓蚀剂多为咪唑啉季胺盐、醛酮胺化合物、喹啉季胺盐类及吡啶季铵盐等，均存在着缓蚀效果差、特别是酸溶性和水溶解性不好等缺陷。因此，迫切需要研制高效、酸溶性及水溶解性好的酸化缓蚀剂。

发明内容：

本发明的任务是提供一种聚合物缓蚀剂，该缓蚀剂具有好的缓蚀效果，及很好的酸溶解性和水溶解性。

本发明另一个任务是提供这种聚合物缓蚀剂的制备方法。

实现本发明的技术方案是：

本发明提供的聚合物缓蚀剂具有以下式(I)结构通式：

其中：

X为卤素，具体可以是氯、溴或碘；n为1至15的正整数，优选为2至10的正整数；R₁、R₂、R₃、R₄和R₅各自独立或分别为取代或未取代的烷基或氢，其中至少2个为氢，且R₁、R₂、R₃、R₄和R₅不同时为氢；优选R₁、R₂、R₃、R₄和R₅为取代或未取代的C1-C5烷基或氢；进一步优选R₁、R₂、R₃、R₄和R₅为未取代的C1-C3烷基或氢；作为特别优选R₁、R₂、R₃、R₄和R₅为甲基或氢。

本发明提供的聚合物缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

在容器中加入引发剂、催化剂与卤代环氧丙烷于0～25℃下混合反应3～10小时，再加入烷基吡啶，于90～150℃下回流冷凝反应2～6小时，得到上述的聚合物缓蚀剂；其中所述的引发剂、催化剂、卤代环氧丙烷与烷基吡啶的质量用量比为1～2∶1～2∶40～100∶10～50；作为优选，引发剂、催化剂、卤代环氧丙烷和烷基吡啶的质量用量比为1～1.5∶1～1.5∶50～80∶25～40。

上述方法中，所述引发剂为醇类，此处作为引发剂的醇类可以是甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或两种以上的混合物，优选为乙二醇；所述的催化剂为三氟化硼、四氢呋喃、六氟化磷、三乙基氧盐、三氟化硼乙醚中的一种或两种以上的混合物，优选为三氟化硼乙醚；所述的卤代环氧丙烷为环氧氯丙烷、环氧溴丙烷和环氧碘丙烷中的一种或两种以上的混合物，优选为环氧氯丙烷；所述的烷基吡啶为2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2，3-二甲基吡啶、2，4-二甲基吡啶、2，5-二甲基吡啶、3，4-二甲基吡啶、2，3，5-三甲基吡啶、2，4，6-三甲基吡啶中的一种或两种以上的混合物，优选为2-甲基吡啶和/或2，4-二甲基吡啶。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

(1)该聚合物缓蚀剂能任意比例溶于水或酸液中。

(2)该聚合物缓蚀剂的缓蚀效果显著，当投加量为0.3％时，腐蚀速率能达到国家一级标准。

(3)该聚合物缓蚀剂合成原料来源广泛，价格适中，生产工艺简单。

具体实施方式

实施例1

在容器中，加入甲醇、三氟化硼乙醚与环氧溴丙烷于0℃下混合反应10小时，再加入2-甲基吡啶，于90℃下回流冷凝反应4小时，得到产物A。其中，甲醇、三氟化硼乙醚与环氧溴丙烷、2-甲基吡啶加入的质量比为1∶1∶40∶10；

实施例2