[发明专利]一种气井水溶性缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种气井水溶性缓蚀剂及其制备方法，按照质量分数，其原料由20‑30％的主剂和70‑80％的复配物组成，其中，主剂为氨基双分子酸咪唑啉，复配物以气井水溶性缓蚀剂总质量计，复配物由10‑12％烷基胺、4‑6％芳香基硫脲、10‑15％丙烯酸共聚物、2‑4％表面活性剂、33‑54％溶剂组成。本发明中氨基双分子酸咪唑啉能够在含有CO₂气体的气井环境中，对碳钢油管和设备具有优异的保护。该产品在含有高矿化度水的气井应用过程中，具有良好的水溶性、对凝析油不乳化、防腐效果优异、无刺激性气味、加量少、缓蚀效率高、吸附成膜致密均匀、可防止局部腐蚀等优点。

技术领域

本发明涉及油气井钻井，生产和储存中的铁金属的腐蚀，属于石油石化领域油井及设备防护技术领域，更具体的涉及一种气井水溶性缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

石油和天然气井钻井和生产系统中金属的腐蚀是一个严重的问题，因为注入和产出水中存在的H₂S、O₂、CO₂，有机酸，无机酸和盐，使腐蚀行为加剧。由此导致腐蚀加快。

尽管多年来已开发出许多物质来抑制钻井，生产和储存系统中的腐蚀，但仍需要开发新的缓蚀剂。

缓蚀剂对油气井设备进行保护，主要防腐原理是缓蚀剂中含有N、O、S原子的有机物能够牢固吸附在金属表面，减缓腐蚀介质对金属的攻击，从而达到防腐的目的。

近年来，国内外虽然针对油气田集气管线腐蚀的缓蚀剂研究取得了较大的进展，如专利一种水溶性咪唑啉酰胺缓蚀剂及其制备、使用方法(CN101705112A)，其主要针对CO₂防腐效果较好，主要成分是咪唑啉酰胺；一种油田用注水缓蚀剂(CN1277241)，其主要针对油田回注水开发，主要应用于油气田的污水回注系统。一种抗H₂S/CO₂联合作用下的缓蚀剂(CN1966774)，其主要是针对集输管线使用。

以上几种咪唑啉类缓蚀剂针对集输管线或者污水管线具有很好的防腐效果，但这几种配方在气井油管中由于温度的升高缓蚀剂吸附能力下降，防腐效果下降明显。

发明内容

本发明提供一种气井水溶性缓蚀剂及其制备方法，用以解决现有的咪唑啉类缓蚀剂在气井油管中由于温度的升高缓蚀剂吸附能力下降，防腐效果下降明显的问题。

本发明的技术解决方案是：一种气井水溶性缓蚀剂，按照质量分数，其原料由20-30％的主剂和70-80％的复配物组成，其中，所述主剂为氨基双分子酸咪唑啉，其结构式为：

所述R1为2-氨基丁二基、2-氨基戊二基或2-氨基癸二基之一，

所述R2为羟基丙基、乙基、羟乙基或四羟乙基之一，

所述复配物以气井水溶性缓蚀剂总质量计，所述复配物由10-12％烷基胺、4-6％芳香基硫脲、10-15％丙烯酸共聚物、2-4％表面活性剂、33-54％溶剂组成；

所述主剂是按照如下步骤合成的产物：

将氨基酸、多胺按摩尔比1:2.2-2.5加到反应釜中，再加入氨基酸和多胺总物料量的10-12％携水剂二甲苯，加热搅拌升温至150-160℃保温3-4小时，加热速度不高于15-20℃/10min，反应过程中有水从反应釜顶冷凝管流出，此时生成的是酰胺，继续升温至210-220℃，加热速度不高于20℃/10min，再脱出一分子的水，进行环化，此温度下保温3-4h，冷却至50℃以下，取样化验酸值，小于5mg/kg为合格，得到Gemini氨基双分子酸咪唑啉。

所述氨基酸选用为2-氨基丁二酸、2-氨基戊二酸、2-氨基癸二酸中的一种。

所述多胺选用羟乙基乙二胺、乙基乙二胺、羟基丙基乙二胺和四羟乙基乙二胺中的一种。