[发明专利]复合缓蚀阻垢剂、油田水的缓蚀阻垢方法及采油方法

说明书

本发明涉及复合缓蚀阻垢剂、油田水的缓蚀阻垢方法及采油方法。其中的复合缓蚀阻垢剂，按质量份数计，包括：5～15份无机磷、7.5～17.5份含氮有机膦酸、4～10份含硫聚合物阻垢分散剂和可选的锌盐。该复合缓蚀阻垢剂特别适用于苛刻环境下的油田水的缓蚀和阻垢处理。

技术领域

本发明涉及复合缓蚀阻垢剂、油田水的缓蚀阻垢方法及采油方法,特别涉及一种可用于高温、高氧环境的复合缓蚀阻垢剂、一种高温、高氧环境下的油田水的缓蚀阻垢方法和一种深井、超深井的采油方法。

背景技术

油田开采出的原油伴随着大量的采出水。油井采出的原油和采出水经集输管道送至联合站进行油水分离，分离出的污水经污水处理系统处理达标后，送至脱氧站脱除水中的溶解氧，最后经注水站注水井回注地层，完成了油田采出水(以下简称油田水)的循环过程。油田水普遍矿化度高，通常溶解有CO₂和H₂S等腐蚀性气体，一般呈弱酸性(pH 5.5～7.0)，因此，油田水对油田设备和集输管线有较强的腐蚀作用。据初略估计，腐蚀给我国采油工业造成的损失约占行业总产值的6％，而采取合适的防腐措施，可挽回30％～40％的损失。在金属的多种防腐措施中，缓蚀剂的应用最为广泛，目前油田应用的缓蚀剂主要有咪唑啉、曼尼希碱、氮杂环的季铵盐、炔醇、吡啶、喹啉、硫脲等类型，这些缓蚀剂作用机理大多为吸附成膜机理，即缓蚀剂在金属表面形成一层连续或不连续的吸附膜，阻止腐蚀过程的阳极反应或阴极反应或同时阻止两个电极反应的进行，降低腐蚀速率。

上述缓蚀剂各有其优缺点，如使用最普遍的咪唑啉类缓蚀效果较好，但在碱性环境中易水解。炔醇类虽具有缓蚀效果较好的优点，但其毒性大、添加量高、价格昂贵且易挥发。普通曼尼希碱类及季铵盐类也同样存在用量大成本较高、配伍性差的问题。上述缓蚀剂存在共同的缺点是耐温性不强，在高温下易发生热裂解，特别是在高温、高氧环境中，将彻底氧化成CO₂而失去缓蚀作用，因此，上述缓蚀剂仅适用于油田中的低温、无氧环境，如集输系统、污水处理系统、注水系统和温度不高的浅油井井下设备等的防腐。

井下温度和压力随井深增加而增大，近年来，随着深井(4500米～6000米)、超深井(6000米～9000米)的大量开发，对缓蚀剂的耐温性要求也就越来越高。为了提高原油采收率，在注水替油后期常通过往油井注气开采原油，注气开采的效果明显，但可能带来严重的井下腐蚀问题。造成该问题的一个重要原因是注气中含有一定浓度的氧，尽管以氮气代替空气已大幅减少了注气中的氧含量，但受制氮技术水平所限(膜制氮)，氮气纯度仅能达到95.0％～97.5％，其中还含有2.5％～5.0％的氧气，仍会造成严重的氧腐蚀。迄今为止，本领域还难以解决该问题，原因在于：一方面，更换防腐材质、使用高纯氮气或使用脱氧剂的成本太高；另一方面，现有的缓蚀阻垢剂均不适用于这种苛刻的高温、高氧环境，在合理用量范围内，这些缓蚀阻垢剂的缓蚀率一般只有20％～30％。

CN 103030216A公开了一种具有乳化作用的耐高温油田阻垢剂及其制备方法。按重量分数计，六偏磷酸钠2％～9％，硫酸锌13％～20％，乳化剂OP-15 1％～3％，氨基三甲叉膦酸10％～18％，2-膦酸-1,2,4-三羧酸丁烷8％～16％和亚硫酸钠4％～6％。该剂在85℃、低氧条件下效果较好。

CN102911651A公开了一种油田用复配型缓蚀剂。各组分的质量百分比为：钼酸钠5％～10％、磷酸钠10％～20％、AA-AMPS共聚物0.5％～1％、氨基三甲叉膦酸1％～2％、羟基亚乙基二膦酸1％～2％。该缓蚀剂在70℃、低氧条件下效果较好。

CN104233310A公开了一种复合型咪唑啉季铵盐缓蚀剂及其制备方法，各组分的质量百分比为：烷基酸咪唑啉季铵盐30％～35％、含氮有机多元磷酸盐8％～10％、两性表面活性剂1％～2％、分散剂0.5％～1％、助溶剂1％～2％。该缓蚀剂在50℃、低氧条件下效果较好。

迄今为止，在水介质防腐领域，未见有耐高温(＞100℃)的缓蚀剂，更未见有既耐高温、又耐氧化的缓蚀剂。

发明内容