防垢剂PTA-AA的合成及性能评价研究

结垢对于油气田开采、注水及排水工艺的实施危害极大。碳酸盐垢是油气田开发生产中最常见的无机垢,研制新型碳酸盐垢防垢剂,有极其重要的理论和实际意义。使用马来酸酐、乙醇胺以及丙烯酸为原料,按照一定的配比,采用自由基水溶液聚合,制备出防垢剂PTAAA。利用正交试验和单因素分析方法,研究了各反应条件对产品防垢性能的影响;采用红外光谱法表征了产品的分子结构;探讨了防垢剂加量、温度、时间、溶液pH值、溶液矿化度等因素对产品防碳酸钙垢性能的影响,以及防垢剂的防碳酸镁垢、防碳酸钡垢性能。发现防垢剂PTA-AA对CaCO3垢和MgCO3垢具有较好的防垢性能,对BaCO3垢防垢效果不佳。     

新型硫酸钡防垢剂的制备及性能评价

以马来酸酐、丙烯酸和有机酸酯为原料,以过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法制备了一种新型硫酸钡防垢剂,并通过评价不同单体配比、引发剂加量、反应温度和反应时间对防垢剂性能的影响,确定了最佳合成反应条件,具体为：马来酸酐、丙烯酸和有机酸酯三种单体摩尔比为 １∶５∶２,引发剂加量为单体总质量的5％,反应温度为60 ℃,反应时间为 5ｈ。防垢剂性能评价结果表明,当硫酸钡防垢剂加量为100 ｍｇ／Ｌ时,对硫酸钡的防垢率可以达到92.8 ％;硫酸钡防垢剂的抗温性能较好,当温度为90 ℃时,对硫酸钡垢的防垢率仍大于90 ％;随着溶液pH值的不断增大,硫酸钡防垢剂对硫酸钡的防垢率呈现出先增大后减小的趋势,防垢剂在中性至弱碱性溶液中能发挥最佳的防垢效果。     

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。     

耐温抗盐型硫酸盐垢防垢剂的制备及性能评价

针对油气田注水开发过程中易产生硫酸盐垢堵塞地层的问题,室内以顺丁烯二酸酐、丙烯酸和长链疏水单体为原料,通过水溶液聚合法合成了一种耐温抗盐型硫酸盐垢防垢剂TMS-11,并对其防垢性能进行了评价.结果表明:在防垢剂加量为50 mg/L时,对硫酸钡的防垢率可以达到90.3％,对硫酸锶的防垢率可以达到95.2％;溶液pH值的越...     

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     

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。     

一种新型耐高温耐高矿化度防垢剂的室内研究

针对目前防垢剂主要以膦酸盐为主,合成了低磷的二元缩聚物“多胺缩聚物羧酸盐”防垢剂,提高了环保效果。通过配伍性实验、静态最低有效浓度实验及不同温度和矿化度条件下的高温高矿化度实验对防垢剂的防垢效果进行研究。实验结果表明,多胺缩聚物羧酸盐在温度100^oC、实验溶液矿化度为1000000mg/L,防
垢剂浓度在10mg/L时,防垢率可达90%以上,具有良好的耐高温、耐高矿化度性能;将“多胺缩聚物羧酸盐” 防垢剂与聚丙烯酸类防垢剂进行复配实验,在温度130⁰C, 实验溶液矿化度为130000mg/L时,多胺缩聚物羧酸盐与聚丙烯酸类防垢剂在比例为1：1时,防垢率可达90%以上,复配后可显著提高防垢剂的耐高温、耐高矿化度性能。     

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     

三元共聚物MA/AA/MA-β-CD的合成及其硅垢阻垢性能

以马来酸酐(MA)和β-环糊精(β-CD)为原料,合成了一种环糊精羧酸类单体MA-β-CD。以MA-β-CD、MA及丙烯酸(AA)为原料,通过自由基水溶液共聚的方法合成了三元共聚物防垢剂MA/AA/MA-β-CD,采用FTIR对其结构进行了表征。以硅垢防垢率为评价标准,利用单因素法讨论了单体配比、引发剂加量、反应时间、反应温度对共聚物防垢性能的影响,得出最佳聚合条件。评价结果表明,合成的MA/AA/MA-β-CD具有良好的防垢效果。共聚物加量为100 mg/L时,防垢剂对硅垢的防垢率为74.33%。对共聚物进行的复配实验结果表明,MA/AA/MA-β-CD与聚环氧琥珀酸(PESA)具有良好的协同增效作用,当MA/AA/MA-β-CD加量为60 mg/L、PESA加量为40 mg/L时,硅垢防垢率达到83.62%。     

一种新型防垢剂的研制

将丙烯酰胺（ＡＭ）、丙烯酸（ＡＡ）和甲基丙烯酸（ＭＡＡ）共聚,合成了一种新的防垢剂,测定了合成产品针对ＣａＣＯ３成垢体系和ＣａＳＯ４成垢体系的防垢率,并评价了成垢体系离子浓度、体系温度、体系平衡时间对防垢率的影响．结果表明,产品具有很强的防垢、抗温及持久作用能力．     

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。     

无磷有机阻垢剂的性能和作用机理

综述了羧酸盐型聚合物、磺酸盐型聚合物和聚醚型聚合物3种无磷有机阻垢剂对碳酸钙、磷酸钙的阻垢性能和阻垢机理,从结构和阻垢性能的关系方面探讨了3类阻垢剂的阻垢特点。羧酸根与碳酸钙晶体表面的钙离子螯合,使碳酸钙晶体畸变为松散结构,抑制了碳酸钙的结垢;羧酸根与磺酸根或聚乙烯氧基链的协同作用抑制了磷酸钙的结垢。其中,羧酸根通过螯合作用锚定在无定型磷酸钙纳米颗粒的表面,磺酸根使无定型磷酸钙带负电荷从而分散磷酸钙垢,聚乙烯氧基链增加了磷酸钙的溶解性。对无磷有机阻垢剂的发展趋势进行了展望。     

油田用阻垢剂评价研究

阻垢剂在油田中的应用日益广泛,文章介绍了油田生产中常用的几类阻垢剂。综述了阻垢剂的阻垢机理,除了经典的阻垢机理外,目前又提出了许多新的看法,有表面吸附作用、去活化作用、再生-自解脱膜假说等。讨论了研究阻垢机理的常用方法。论述了影响阻垢剂阻垢性能的七个因素,例如阻垢剂分子组成、溶液pH值、溶液温度等。最后对阻垢剂的研究方向提出了看法。     

油田注水系统高效阻垢剂的研制

针对油田注水系统结垢危害进行了详细探讨,并结合目前阻垢剂研制的现状,合成开发出新型SW—639阻垢剂,该产品具有优良的阻垢分散性能、缓蚀性能及耐温性较好等特点,在延长油田注水系统中得到很好的应用。     

一种沥青分散剂的研制及其对油浆阻垢性能的评价

采用聚异丁烯基丁二酰亚胺、咪唑和水杨醛为原料制备了一种新型沥青分散剂,考察了原料配比、反应温度和反应时间对产品阻垢性能的影响;采用傅里叶红外光谱对产品结构进行表征;采用经典失重法考察产品的缓蚀性能,对其进行热重分析,并考察了阻垢剂各组分配比对油浆阻垢性能的影响。结果表明：沥青分散剂的最佳合成条件为：n（聚异丁烯基丁二酰亚胺）：n（咪唑）：n（水杨醛）=2:2:1,反应温度140 ℃,反应时间5 h;红外光谱分析表明合成的样品为目的产物;合成的沥青分散剂具有良好的热稳定性,在200～380 ℃内未出现热失重情况;具有较好的阻垢性能,当加入量（w）为150 μg/g时,对油浆的阻垢率可达79.0 ％;并具有较好的缓蚀性能,缓蚀率为84.6%。     

膦酰基羧酸的合成及阻垢性能研究

以亚磷酸（H3PO3），丙烯酸（AA）和2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸（AMPS）为单体，水为溶剂，过硫酸钠为引发剂，合成了膦酰基羧酸。通过正交实验对膦酰基羧酸的合成工艺进行了优化，并通过碳酸钙沉积法和磷酸钙沉积法对合成的膦酰基羧酸的阻垢性能进行评价。筛选出的膦酰基羧酸的最佳合成工艺条件是：AA与AMPS的质量比为1：1，H3PO3占AA和AMPS总质量的15%，Na2S2O8占AA和AMPS总质量的20%，最佳反应温度为100℃，最佳反应时间是5h。最佳工艺合成的阻垢分散剂膦酰基羧酸在投加量为15mg/L的条件下，对磷酸钙的阻垢率为100%，对碳酸钙的阻垢率为91.65%。     

油田硫酸钡阻垢剂的制备与性能评价

以马来酸(MaA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、亲水性长链分子(A-501)为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了硫酸钡阻垢剂.考察了单体质量比、反应温度、反应时间对阻垢效果的影响,结果表明,在A-501/MaA/AMPS单体质量比为8∶1∶10.4,反应温度80℃,反应时间5h条件下,共聚物阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率可达92％.考察了阻垢剂浓度对阻垢性能的影响,结果表明,在共聚物浓度为128 mg/L时,共聚物阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率达90％以上.电导率法初步探讨了阻垢剂对硫酸钡晶体的影响,结果表明,阻垢剂的加入能延长硫酸钡结晶时的诱导期,对硫酸钡晶核生成有抑制作用.     

马来酸酐／丙烯酸／丙烯酸甲酯共聚物阻垢剂的合成与性能评价

以马来酸酐（MA）、丙烯酸（AA）、丙烯酸甲酯（MAC）为原料,以过硫酸铵为引发剂,在水相中进行聚合反应,制备了MA／AA／MAC三元共聚物阻垢剂。通过正交实验确定了共聚反应的最佳反应条件：m（MA）：m（AA）：m（MAC）=1：0．4：0．6、引发剂用量（以单体总质量计）14％、反应温度90℃、反应时间4h。对合成的MA／AA／MAC三元共聚物进行了阻垢性能评价,结果表明：该三元共聚物对钙垢没有阻垢作用,但对硫酸钡垢阻垢效果优异。当制备的三元共聚物阻垢剂加量为60mg／L时,对标准浓度为370mg／L的硫酸钡阻垢率达97．23％。     

MA-SAS-AA阻垢剂研制

以马来酸酐（MA）、烯丙基磺酸钠（SAS）、丙烯酸（AA）为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了MA—SAS—AA水溶性聚合物阻垢剂,考察了合成条件对共聚物阻垢率的影响,结果表明,在MA：SAS：AA摩尔比为1：0．4：0．3,引发剂用量为单体总质量的10％,反应体系pH4．0,反应温度80℃,反应时间4h条件下,MA—SAS—AA共聚物阻垢剂对碳酸钙垢的阻垢率可达93．7％。同时考察了应用条件对共聚物阻垢率的影响,结果表明,在共聚物浓度10mg／L,成垢溶液pH8．0,溶液温度50～60℃条件下,共聚物对碳酸钙垢的阻垢率达90％以上。     

电导法评价新型反渗透阻垢剂YSM-14性能研究

采用电导法研究了新型反渗透阻垢剂YSM-14的阻垢性能,并考察了Ca2+质量浓度和温度对阻垢剂YSM-14性能的影响。实验结果表明,当质量浓度为2~32 mg/L时,阻垢剂YSM-14的碳酸钙临界过饱和度为1.90~5.15,阻垢性能明显好于工业常用阻垢剂Titan ASD 200SC和Flocon Plus。