[发明专利]一种用于油田的碳酸钙防垢剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于油田的碳酸钙防垢剂的制备方法，包括以下步骤：将一定量的水、马来酸酐、柠檬酸加入反应器，将反应器置于电热套上控温进行加热，在一定温度下滴加氨水，继续加热，反应一段时间，即可得到共聚物，冷却后，用一定浓度的碱溶液水解PSI共聚物，得到的红棕色澄清液即为聚天冬氨酸共聚物的盐溶液，用稀盐酸调至中性，加入乙醇混合，形成红棕色的沉淀，沉淀物经过滤，干燥得聚天冬氨酸共聚物。本发明还对聚天冬氨酸防垢剂进行了性能评价，并测定了对钙垢的防垢率，以及分别测定了温度、pH值、浓度对钙垢防垢率的影响。

技术领域

本发明涉及防垢剂技术领域，尤其涉及一种用于油田的碳酸钙防垢剂及其制备方法。

背景技术

结垢的危害显而易见，结垢会造成油气产量下降，注水压力上升，井下及地面设备甚至使油气井停产、报废。据报道，美国每年油气井及地面设备因结垢而造成的经济损失就达10亿美元。碳酸盐垢是油气田生产中最为常见的垢物，但易被酸化去除，危害相对较小，而硫酸盐垢一般方法很难清除，因此危害很大。本文结合近年来国内外有关资料着重就油田结垢的原因和过程以及防垢剂的发展及性能做进一步的介绍，通过对防垢剂的制备和除垢的机理分析及相关探讨，从而深入地研究防垢剂的合成与除垢机理。

据报道，国外目前在开发一种易于生物降解的防垢剂-聚天冬氨酸盐，该产品已开始在北海油田采油及欧洲煤矿开采中进行现场试验。试验结果表明，天冬氨酸盐聚合物防垢剂用于阻止CaCO₃和BaSO₄结垢的分子量在3000Mw～4000Mw之间最为有效，分子量在1000Mw～2000Mw之间时，最适合于CaSO₄垢的预防。同时，天冬氨酸盐聚合物还具有防腐作用，特别是对油田CO₂腐蚀环境中的防腐作用更为突出。另据报道，为延长防垢剂的处理有效期，国外开发了多种长效防垢剂，如莫比尔石油公司最近开发了一种用于防止油井结垢的长效防垢剂。该防垢剂由垢抑制剂、多价金属离子和热敏性pH增加剂组成，能缓慢释放有效组分。

聚天冬氨酸(PASP)属于聚氨基酸中的一类。聚天冬氨酸因其结构主链上的肽键易受微生物、真菌等作用而断裂，最终降解产物是对环境无害的氨、二氧化碳和水。聚天冬氨酸用途广泛。在水处理、医药、农业、日化等领域都能找到它的用途。作为水处理剂，它的主要作用是阻垢和/或分散，兼有缓蚀作用。作为阻垢剂，特别适合于抑制冷却水、锅炉水及反渗透处理中的碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸钡垢和磷酸钙垢的形成。

本发明通过对油田水的组成和性质、油田水垢形成的机理分析和防垢剂的分类研究，发现聚天冬氨酸作为防垢剂效果好，本身是生物降解的，几乎没有排放的公害污染。以马来酸酐、柠檬酸、氨水为原料合成了聚天冬氨酸，并且测定其溶解性、固含量、防垢率，以及研究讨论药品浓度、pH值、温度对其防垢率的影响。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于油田的碳酸钙防垢剂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种用于油田的碳酸钙防垢剂的制备方法，包括以下步骤：将一定量的水、马来酸酐(MA)、柠檬酸加入反应器，将反应器置于电热套上控温进行加热，在一定温度下滴加氨水，继续加热，反应一段时间，即可得到共聚物，冷却后，用一定浓度的碱溶液水解PSI共聚物，得到的红棕色澄清液即为聚天冬氨酸共聚物的盐溶液，用稀盐酸调至中性，加入乙醇混合，形成红棕色的沉淀，沉淀物经过滤，干燥得聚天冬氨酸共聚物，即为用于油田的碳酸钙防垢剂。

优选的，所述的制备过程中，各原料的比例如下：n(马来酸酐)/n(氨)/n(柠檬酸)＝1/2.34/0.1。

优选的，所述的制备过程中，反应温度为180℃。

优选的，所述的制备过程中，反应时间为10min。

优选的，所述的防垢剂在使用时的质量浓度为1.0％-2.0％。