硫酸钡防垢剂MMS的制备及其性能评价

采用水溶液聚合方式制备了硫酸钡防垢剂MMS。最佳工艺条件为:n(MA)∶n(MAA)∶n(SAS)=1∶0.8∶0.1,引发剂用量1%,单体质量分数20.48%,pH=2、温度80℃,反应时间5h。在不同条件下评价防垢剂性能,防垢率最高可达99%。并根据MMS分子结构特点探讨了对硫酸钡的防垢机理。     

硫酸钡防垢剂的制备与性能评价*

油田结垢通常会导致地层及管线堵塞,导致开发成本增加,采收率降低。针对这一问题,将低分子量聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐和聚天冬氨酸3种防垢性能较好的螯合剂复配制得硫酸钡防垢剂,评价了防垢剂对硫酸钡垢的防垢性能、悬浮性能和对管线的腐蚀性能等。结果表明,硫酸钡防垢剂中低分子量聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酐和聚天冬胺酸的最佳质量比为2∶2∶3。在钡离子质量浓度为300 mg/L、温度为50℃的条件下,防垢剂加量高于12.5 mg/L时即具有优良的防垢效果,防垢剂加量为100 mg/L时的防垢率可达到95%以上。防垢剂的耐温性较好,对管线的腐蚀性较低。防垢剂可影响硫酸钡垢的沉降和垢晶核的正常生长,使所得垢结构规律且更加松散,有利于后续的机械清垢处理,满足油田的正常生产需要。图7表1参13     

含磺酸基硫酸钡防垢剂的制备与性能评价

为防止油田开发过程中硫酸钡垢的形成、提高防垢剂的耐温性和耐盐性,从防垢功能基团以及有机物相对分子质量两方面考虑,选取丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸酐(MA)、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酸(MMA)为原料,以过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成了硫酸钡防垢剂,对原料配比进行了优化,研究了防垢剂加量、温度、pH值对防垢率的影响及防垢剂与地层水的配伍性。结果表明,当AA、MA、AMPS和MMA占总反应物质量比分别为30%、52.5%、5%和12.5%,过硫酸铵用量为反应单体总量的1.5%时,制得的硫酸钡防垢剂相对分子质量接近9640.69,产物纯度为62.3%。在50℃的集输管线温度下,防垢剂在加量高于12.5 mg/L时即有优良的硫酸钡防垢效果,加量为100 mg/L时的防垢率可达85%以上。防垢剂在弱碱性环境中有较好的防垢效果。防垢剂耐温性良好,在低浓度下能有效防止硫酸钡晶体的生长和附着。防垢剂与地层水的配伍性良好,与含有多种阳离子的模拟地层水在50℃下混合静置24 h无沉淀生成,满足油田使用要求。图6表4参16     

硫酸钡防垢剂FGJ-2的合成与性能评价

根据目前油气田使用防垢剂的现状,选用马来酸酐（MA）、丙烯酸甲酯（MAC）和一种功能性单体（SS）进行三元共聚得到硫酸钡防垢剂FGJ-2。通过正交实验研究出防垢剂FGJ-2的最优合成条件为：单体配比MA：SS：MAC为1：0．4：0．6,引发剂（H202）用量为12％,反应温度为80℃,反应时间为3h。同时对防垢剂FCJ-2进行性能评价：防垢剂FGJ-2加量为20mg／L、pH值为8时,防垢率达97％以上,具有最好的防垢效果;防垢剂具有长效性,防垢时间可达22h;当防垢温度达90℃时,防垢率仍大于85％。图4表3参9     

硫酸钡防垢剂FBR的合成与性能评价

以顺丁烯二酸酐、丙烯酸和丙烯酸甲酯为原料进行共聚反应,制备了防垢剂FBR.考察了防垢剂加量、温度、防垢时间、体系pH值及矿化度对防垢性能的影响.结果表明,在70 ℃下防垢时间为16 h时防垢率在97%以上,80 ℃下防垢率仍可达95%以上;在高成垢离子浓度条件下,FBR仍具有较好的防垢能力.     

硫酸钡防垢剂FT-1的制备与性能评价

介绍了以马来酸酐、丙烯酸和磺化单体为原料,双氧水为引发剂,合成防垢剂FT-1的方法。考察了防垢剂浓度、溶液温度、防垢时间、溶液pH对防垢剂性能的影响。结果表明,在防垢时间16h,防垢剂浓度15mg／L,溶液pH7,溶液温度70℃时,防垢剂的防垢率达98％以上;溶液温度80℃时,防垢率仍可达95％以上。在高成垢离子浓度条件下,防垢剂FT-1仍能达到一定的防垢效果。     

高含钡地层条件下硫酸钡垢防垢剂FX的性能评价

针对高含钡地层条件,以有机酸A和有机酸B为主要原料,制备了防垢剂FX。考察了防垢剂加量、防垢时间、温度、氯化钠含量、体系pH值对高含钡地层条件下硫酸钡垢防垢效果的影响。结果表明,防垢剂FX是一种很好的硫酸钡垢防垢剂,当防垢剂FX加量为26mg/L、体系pH值大于9、温度小于70℃、防垢时间为18h时．防垢剂FX的防垢率可达80％以上。     

硫酸钡防垢剂MPS-1的性能研究

石油开采时回注水与地层水不配伍会生成硫酸钡垢,易堵塞油管,造成油管报废。以马来酸酐(MA)、聚环氧琥珀酸钠(PESA)、甲基丙烯磺酸钠(SMS)为单体,过硫酸铵为引发剂,制备了防垢剂MPS-1。通过正交实验得到最佳合成条件:单体质量配比m(MA)∶m(PESA)∶m(SMS)=1.6∶1.0∶0.6,反应温度为96℃,反应时间为6h,引发剂用量占单体总质量的8%,阻垢率达到99.61%。并测试了产品的抗温、抗盐性能都较强,配伍性较好。     

新型防垢剂的合成及性能评价

以丙烯酸(AA)、顺丁烯二酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和次磷酸钠为原料合成了四元共聚物防垢剂,通过正交试验确定了最佳合成条件:n(AA)∶n(MA)∶n(AMPS)=2∶1∶0.38,次磷酸钠加量10%,引发剂加量8%,反应时间3 h,反应温度90℃.考察了防垢剂加量、温度、防垢时间、体系pH值及矿化度对防垢性能的影响.结果表明,该防垢剂耐温性能好,在70℃以下防垢16 h,防垢率达94%以上;在90℃时防垢率仍接近90%.     

新型硫酸盐垢防垢剂的制备与性能评价

根据油田中常用硫酸盐防垢剂的分子结构,设计了一种二元共聚物防垢剂。以马来酸酐（MA）和乙酸乙烯酯（VAC）为单体,氧化还原体系为引发剂,采用自由基水溶液聚合,制得共聚物,再复配以第三单体和增效剂,得到防垢剂产品。分析了合成条件对防垢性能的影响,评价了防垢剂对硫酸钡垢和硫酸钙垢的防垢性能。实验表明,作为油田水处理剂,该防垢剂产品对硫酸盐垢有较好的防垢效果。当马来酸酐与乙酸乙烯酯的摩尔比为6：4,引发剂用量为单体质量的10％,单体与水的质量比为1：2时,在75℃下反应所得的共聚物防垢效果较好。在聚合体系中加入第三单体A1、A3和增效剂时,得到的聚合物防垢率增加,加入第三单体A2后得到的聚合物防垢率较低。     

硫酸钡阻垢剂的合成及其性能

以衣康酸(IA)、马来酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体、(NH_4)_2S_2O_8-NaHSO_3为氧化-还原引发剂,采用水溶液聚合法得到IA/MA/AMPS三元共聚物(PIMA)。利用IR,~1H NMR,SEM等方法分析了PIMA的结构、确定了合成PIMA适宜的反应条件、考察了PIMA对BaSO_4垢的阻垢能力及分散能力并探讨了PIMA的防垢机理。表征结果显示,合成的PIMA为目标聚合物,黏均相对分子质量约为4 900。实验结果表明,合成PIMA适宜的反应条件为:反应温度65℃,单体用量25%(w)(基于反应体系),引发剂用量为1.0%(w)(基于反应体系),体系pH=9~10;当PIMA用量为100 mg/L时,PIMA对BaSO_4的阻垢能力和分散能力效果较好,阻垢率为88.7%,悬浮率大于80.0%。PIMA阻垢剂的作用机理主要包括络合作用、晶格畸变作用和吸附分散作用。     

胜利油田硫酸钡锶垢阻垢剂BR的研究

针对胜利油田纯梁采油厂输水管道结垢严重的问题,研制合成了硫酸钡锶垢阻垢剂BR。以顺丁烯二酸酐/烯丙基磺酸钠合成低相对分子质量顺丁烯二酸酐/烯丙基磺酸钠共聚物,其再和次磷酸钠、丙烯酸钠进行嵌段共聚,合成了硫酸钡锶垢阻垢剂BR。考察了反应温度、反应时间、基团比例对阻垢效果的影响,确定最佳合成条件为：反应温度110～120℃,反应时间5 h,阻垢剂BR中n(磺酸基)：n(羧酸基)：n(磷酸基)=1：7：2。并且考察了阻垢剂BR用量、温度、矿化度等条件对阻垢性能的影响,结果表明,阻垢剂BR具有较好的耐温性和抗盐性。在胜利油田纯梁采油厂纯47—5井输水管道中进行阻垢剂BR的阻垢性能评价试验,结果表明,阻垢剂BR能有效阻止硫酸钡锶垢生成。     

硫酸盐垢聚合物阻垢剂研究进展

硫酸盐垢往往造成油井井筒、地面系统及注水地层的结垢问题,给生产带来极大危害。阐述了国内外丙烯酸硫酸盐垢聚合物阻垢剂的发展现状,介绍了国内外阻硫酸盐垢均聚物阻垢剂、阻硫酸盐垢二元聚合物阻垢剂、阻硫酸盐垢三元聚合物阻垢剂和阻硫酸盐垢三元以上聚合物阻垢剂的主要产品。总结了硫酸盐垢聚合物阻垢剂的阻垢机理,即螯合增容作用、阀值效应、凝聚与分散作用、晶格畸变作用、再生-自解脱膜假说、双电层作用机理,指出阻硫酸盐垢聚合物阻垢剂对硫酸钡及硫酸钙的阻垢机理不同,并对造成阻垢机理不同的原因进行分析。     

环保型阻垢剂聚天冬氨酸的合成及性能评价

以马来酸酐和铵盐为原料,磷酸为催化剂,合成了聚天冬氨酸（PASP）阻垢剂。确定了PASP最佳合成工艺条件：铵盐为碳酸铵,铵离子与马来酸酐摩尔比为1．2：1,氨化时间2h,马来酸酐用量为9．8g时,水解碱（2mol／LNaOH溶液）加量45mL。阻垢性能评价表明,当PASP加量为10mg／L时,对硫酸钙的阻垢率达98．3％;在80℃时,阻垢率仍达90％以上。     

新型反渗透膜阻垢剂SEDMP的阻垢性能

采用静态阻垢评价法和动态阻垢评价法对新型反渗透膜阻垢剂SEDMP的阻垢性能进行评价。静态阻垢评价结果表明,阻垢剂SEDMP的阻CaCO3垢性能优良,阻垢剂质量浓度为12mg／L时阻CaCO3垢率为74．5％,优于相同浓度的国外阻垢剂PTP0100（52.3％）。动态阻垢评价结果表明,2,3,4mg／L的SEDMP维持水通量不变的时间分别为36,68,122h,比相同质量浓度PTP0100的时间长（0,6,10h）;水通量下降10％的时间分别为52,94,142h,比PTP0100时间长（28,40,48h）。     

硫酸钙防垢剂的合成与性能评价

以顺丁烯二酸酐、内烯酸和烯丙基磺酸钠为原料,以过硫酸铵为引发剂,经共聚应就制得硫酸钙防垢剂聚顺丁烯二酸酐-丙烯酸-烯丙基磺酸钠三元共聚物(BSI);专察了BSI含量、温度、时间、体系pH、NaCl含量、成垢离子(Ca~(2+)和SO_4~(2-)))浓度对防垢率的影响,同时考察了BSI含量对高浓度成垢离子溶液防垢率的影响。实验结果表明,在70℃、25 h、ρ(BSI)=3mg/L、c(Ca~(2+))=c(SO_4~(2-))=0.1 mol/L、体系pH=8、ρ(NaCl)=7.5 g/L的条件下,防垢率为99.0%。成垢离子浓度对BSI的防垢率影响很大,对于高浓度成垢离子溶液,增加BSI用量仍可使其具有较好的防垢效果;当溶溶剂化物中(Ca~(2+))=c(SO_4~(2-)=0.6 mol/L、ρ(BSI)=220 mg/L时,防垢率仍可达到99.0%。根据BSI的分子结构特点,分析了BSI与Ca~(2+)形成络合物的络合机理,还进一步探讨了BSI的分散絮凝和晶格畸变作用机理。