一种钡锶铁防垢剂

摘要

一种钡锶铁专用防垢剂及其制备工艺，包括如下组分：以组合物质量100％计算，反应釜中先加入二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物30～55％，然后依次加入乙二胺四乙酸5～10％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物15～30％，搅拌均匀后加热至40～60℃，缓慢滴加氨水，当溶液pH达到7.3～7.7时，停止滴加氨水，继续搅拌反应2小时后，加入一定量的清水，搅拌均匀既得钡锶铁专用防垢剂；本发明防止注入水与油层水混合产生大量硫酸钡锶结垢与氧化铁沉淀，能够满足油田注水系统注入水性质差异大与不断变化的需要，而且对钡锶结垢与氧化铁沉淀的抑制效果好，成本低；加药量达到200mg/L时，防垢率均在90％以上。

权利要求

1.一种钡锶铁专用防垢剂，其特征在于，包括如下组分：以组合物质量100％计算，二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物1～70％，乙二胺四乙酸1～30％，丙烯酸与

2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物1～40％，用氨水调节pH值为7.0～8.5，其余为水；

所述的二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物，其合成工艺方法是：反应釜中加入二己烯三胺，然后加入氮川三乙酸，60～90℃下搅拌反应1～3小时，再加入水，温度控制在25～50℃，搅拌均匀后慢慢的滴加甲醛溶液，滴加过程反应釜中通冷凝水降温，使整个滴加甲醛的反应过程温度控制在35～60℃以内，甲醛滴加完后升温至80～130℃，反应

2～5小时，然后降温至25℃～60℃，再滴加三氯化磷，温度控制在30～60℃以内，三氯化磷滴加完后升温至80℃～130℃，在搅拌条件下回流反应2～6小时，冷却后得二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物；上述物料摩尔比为二己烯三胺：氮川三乙酸：水：甲醛：三氯化磷＝1：(0.9～1.1)：(9～13)：(2.9～3.5)：(2.9～3.2)。

2.根据权利要求1所述的一种钡锶铁专用防垢剂，其特征在于，包括如下组分：以组合物质量100％计算，二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物30～55％，乙二胺四乙酸5～10％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物15～30％，用氨水调节pH值为

7.3～7.7，其余为水。

3.根据权利要求1或2所述的一种钡锶铁专用防垢剂，其特征 在于，所述的二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物，其优化后的合成工艺方法是：反应釜中加入二己烯三胺，然后加入氮川三乙酸，75～85℃下搅拌反应1.8～2.2小时，再加入水，温度控制在30～40℃，搅拌均匀后慢慢的滴加甲醛溶液，滴加过程反应釜中通冷凝水降温，使整个滴加甲醛的反应过程温度控制在35～50℃以内，甲醛滴加完后升温至95～120℃，反应2.5～

3.5小时，然后降温至30℃～45℃，再滴加三氯化磷，温度控制在35～50℃以内，三氯化磷滴加完后升温至95℃～120℃，在搅拌条件下回流反应3.5～4.5小时，冷却后得二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物；优化后的物料摩尔比为二己烯三胺：氮川三乙酸：水：甲醛：三氯化磷＝1：(1～1.005)：(10.5～11.5)：(3.0～3.1)：(3.0～3.02)。

4.根据权利要求1或2所述的一种钡锶铁专用防垢剂，其特征在于，所述的丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物，其结构式为结构式中其n＝15～17，m＝9～11。

说明书

一种钡锶铁防垢剂

技术领域

[0001] 本发明涉及一种油田除垢剂，特别涉及防止硫酸钡锶结垢与氧化铁沉淀的一种钡锶铁防垢剂及其制备工艺。技术背景

[0002] 延长油田在生产的过程中，随着开采时间的延长，所开采的油井其油层压力不断下降，导致产油量急剧下降，依靠弹性采油不能满足生产的要求，需要对所开采的油层进行注水，补充油层亏空的压力，由于原油产出液分离水水量有限，加之延长油田地处陕北，地理环境差，一部分原油产出液的分离水无法集中进行处理回注，注入水严重不能满足配注要求，为了能够有效的补充油层能量，维持油田的稳定生产，需要采用洛河水代替污水的方法解决注水水源不足问题，从调查与测试数据反映洛河水中含有较高的碳酸氢根，pH值大于7，含有较高的氧，含量达到4mg/L左右，特别是硫酸根含量非常高，达到了1300mg/L左右，而延长组油层的油层水含有较高的亚铁离子，含量达到30～50mg/L，含有较高的钙离子，含量达到7000～12000mg/L，含有较高的钡离子，含量达到1200mg/L以上，含有较高的锶离子，含量达到1300mg/L以上。当二者混合时，在油层温度下产生碳酸钙结垢，产生大量的硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶结垢，洛河水中的氧将油层水中的亚铁离子氧化产生大量的氧化铁沉淀，由于碳酸 盐结垢、硫酸盐结垢与氧化铁沉淀的产生，导致延长组油层注入洛河水压力上升幅度大，上升速度快，注水井注水量大幅度下降，不能完成配注要求，严重影响油田注水稳产措施的实施效果，制约了油田注水增油可持续发展与经济效益的提高。

[0003] 目前市场上的大量缓蚀阻垢剂，阻垢效果单一，不能有效控制高含量硫酸根、高含氧清水与高含量钡锶离子、高含量亚铁离子的污水混合结垢与沉淀。

[0004] 因此需要针对延长油田延长组油层水性质与延长油田所辖油区洛河水性质，开发相应的能够控制洛河水与延长组油层水混合产生硫酸钡锶结垢与氧化铁沉淀的钡锶铁专用防垢剂。

发明内容

[0005] 为了克服上述现有缓蚀阻垢剂技术的缺陷，本发明的目的是提供一种钡锶铁防垢剂及其制备工艺，防止注入水与油层水混合产生大量硫酸钡锶结垢与氧化铁沉淀，能够满足油田注水系统注入水性质差异大与不断变化的需要，而且对钡锶结垢与氧化铁沉淀的抑制效果好，成本低。

[0006] 为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

[0007] 一种钡锶铁专用防垢剂，包括如下组分：以组合物质量100％计算，二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物1～70％，乙二胺四乙酸1～30％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物1～40％，用氨水调节pH值为7.0～8.5，其余为水。

[0008] 一种钡锶铁专用防垢剂，包括如下组分：以组合物质量100％计 算，二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物30～55％，乙二胺四乙酸5～10％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物15～30％，用氨水调节pH值为7.3～7.7，其余为水。

[0009] 所述的二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物，其合成工艺方法是：反应釜中加入二己烯三胺，然后加入氮川三乙酸，60～90℃下搅拌反应1～3小时，再加入水，温度控制在25～50℃，搅拌均匀后慢慢滴加甲醛溶液，滴加过程反应釜中通冷凝水降温，使整个滴加甲醛的反应过程温度控制在35～60℃以内，甲醛滴加完后升温至80～130℃，反应2～5小时，然后降温至25℃～60℃，再滴加三氯化磷，温度控制在30～60℃以内，三氯化磷滴加完后升温至80℃～130℃，在搅拌条件下回流反应2～6小时，冷却后得二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物；上述物料摩尔比为二己烯三胺：氮川三乙酸：
水：甲醛：三氯化磷＝1：(0.9～1.1)：(9～13)：(2.9～3.5)：(2.9～3.2)。

[0010] 所述的二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物，其优化后的合成工艺方法是：反应釜中加入二己烯三胺，然后加入氮川三乙酸，75～85℃下搅拌反应1.8～2.2小时，再加入水，温度控制在30～40℃，搅拌均匀后慢慢的滴加甲醛溶液，滴加过程反应釜中通冷凝水降温，使整个滴加甲醛的反应过程温度控制在35～50℃以内，甲醛滴加完后升温至95～120℃，反应2.5～3.5小时，然后降温至30℃～45℃，再滴加三氯化磷，温度控制在35～50℃以内，三氯化磷滴加完后升温至95℃～120℃，在搅拌条件下回流反应 3.5～4.5小时，冷却后得二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物；优化后的物料比为二己烯三胺：氮川三乙酸：水：甲醛：三氯化磷(摩尔比)＝1：(1～1.005)：(10.5～11.5)：(3.0～3.1)：(3.0～3.02)。

[0011] 所述的丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物，其结构式为

[0012]

[0013] 优化后的结构式中其N＝15～17，M＝9～11。

[0014] 上述钡锶铁专用防垢剂的制备工艺：

[0015] 在搅拌条件下依次加入乙二胺四乙酸、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成衍生物，搅拌均匀后加热至50℃，滴加氨水使得溶液pH达到7.3～7.7时停止滴加，继续搅拌反应2小时后，加入清水，搅拌均匀，既得钡锶铁专用防垢剂，上述反应物质以物质量100％计算，二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物1～70％，乙二胺四乙酸1～30％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物1～40％，用氨水调节pH值为7.0～8.5，其余为水。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 解决了洛河水注入延长组油层与油层水混合产生严重的硫酸钡锶结垢与氧化铁沉淀问题，防止了洛河水注入对延长组油层孔喉的堵 塞，为油田注水开发拓展了水源，确保了油田后期生产对注入水配注任务的完成。

[0018] 解决了市场上缓蚀阻垢剂无法满足洛河水注入延长组油层硫酸钡锶结垢与氧化铁沉淀对延长的堵塞问题。

[0019] 成本低：主要表现在合成工艺简单，药剂效果好，现场应用加药成本低，投入产出比高。

具体实施方式

[0020] 1、洛河水与延长组油井产出液的取样方法：

[0021] a)、用干净的小口塑料桶(25Kg)取样；

[0022] b)、在室内先用高纯氮气赶净塑料桶内的空气，并立即拧紧密闭好，放置过程及运输过程保持倒立(桶盖朝下)；

[0023] c)、取样时，先打开取样点的取样阀门，以变速方式(阀门开启大小变化)放空，以冲击阀门周围的沉积物，大致放空1分钟左右；

[0024] d)、关掉取样阀门，接好取样管线；

[0025] e)、将塑料取样桶平放，拧开桶盖，迅速将取样管线插入桶中；

[0026] f)、打开取样阀门，逐渐小排量放出水样或产出液；

[0027] g)、随着塑料桶中水样或产出液增加逐步将桶扶正；

[0028] h)、取完水样或产出液，立即将塑料桶盖好密封。

[0029] 2、延长组油井产出液分离水的制取

[0030] 将现场所取的油井产出液小心的倒入一个用高纯氮气赶氧的不锈钢容器中(根据油井产出液含水与实验需用量选择容器大小)，产出液充满容器，然后将容器密闭，在75～80℃下恒温24小时，冷却 至室温，静止放置4小时后用高纯氮气将不锈钢容器中底部的脱出水压出密封保存。

[0031] 3、防止硫酸钡锶结垢与氧化铁沉淀的实验评价方法

[0032] 先将一定量钡锶铁专用防垢剂加入到用高纯氮气赶氧的500mL不锈钢容器中，然后立即加入洛河水至500mL，密闭，水浴锅中加热至60℃，恒温4小时。

[0033] 将延长组产出液分离水小心的加入到用高纯氮气赶氧的500mL不锈钢容器中，加入量500mL，密闭，水浴锅中加热至60℃，恒温4小时。

[0034] 然后将加热后的2个不锈钢容器中的介质用高纯氮气挤压至一个1000mL的不锈钢容器中，密闭、摇匀，在60℃烘箱中恒温24小时后，冷却至室温，用0.1um的钟头过滤器从不锈钢容器中吸取溶液，用原子吸收光谱测定溶液中的钡离子、锶离子、铁离子含量，计算钡锶铁专用防垢剂对硫酸钡锶结垢的防垢效果与对氧化铁沉淀的防垢效果。

[0035] 防垢率计算公式：

[0036] η(％)＝C1*100/C2

[0037] C2＝(LC+YC)/2

[0038] 式中：η―――防垢率％；

[0039] C1―――实验后混合水中测试的钡离子或锶离子或铁离子含量mg/L；

[0040] C2―――实验前混合水中的钡离子或锶离子或铁离子理 论含量mg/L；

[0041] LC―――洛河水中测试的钡离子或锶离子或铁离子含量mg/L；

[0042] YC―――油井产出液分离水中测试的钡离子或锶离子或铁离子含量mg/L。

[0043] 下面通过实例进一步说明本发明的特点。

[0044] 实施例一

[0045] 配方组成：二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物45％，乙二胺四乙酸7％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物17％，用氨水调节pH值为7.5，其余为水。

[0046] 其中二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物的合成工艺方法是：反应釜中加入一定量的二己烯三胺，然后加入氮川三乙酸，80℃下搅拌反应2小时，再加入一定量的水，温度控制在32～35℃，搅拌均匀后慢慢的滴加甲醛溶液，滴加过程反应釜中通冷凝水降温，使整个滴加甲醛的反应过程温度控制在42～45℃以内，甲醛滴加完后升温至100～110℃，反应3小时，然后降温至35℃～40℃，慢慢滴加三氯化磷，温度控制在42～45℃以内，三氯化磷滴加完后慢慢升温至100℃～115℃，在搅拌条件下回流反应4小时，冷却后得二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物。物料比为二己烯三胺：氮川三乙酸：水：甲醛：三氯化磷(摩尔比)＝1：1：11：3.1：3.01。

[0047] 其中丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物，其结构式中的 N＝15，M＝10。

[0048] 本实施例钡锶铁专用防垢剂的配方制备工艺：在搅拌条件下依次加入乙二胺四乙酸、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成衍生物，搅拌均匀后加热至50℃，滴加氨水使得溶液pH达到7.3～7.7时停止滴加，继续搅拌反应2小时后，加入清水，搅拌均匀，既得钡锶铁专用防垢剂，上述反应物质以物质量100％计算，二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物45％，乙二胺四乙酸7％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物17％，用氨水调节pH值为7.5，其余为水。

[0049] 配方的效果测试：

[0050]

[0051] 实施例二

[0052] 配方组成：二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物45％，乙二胺四乙酸6％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物20％，用氨水调节pH值为7.3，其余为水。

[0053] 其中二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物的合成工艺方法是：反应釜中加入一定量的二己烯三胺，然后加入氮川三乙酸，80℃下搅拌反应2小时，再加入一定量的水，温度控制在32～35℃，搅拌均匀后慢慢的滴加甲醛溶液，滴加过程反应釜中通冷凝水 降温，使整个滴加甲醛的反应过程温度控制在42～45℃以内，甲醛滴加完后升温至100～110℃，反应3小时，然后降温至35℃～40℃，慢慢滴加三氯化磷，温度控制在42～45℃以内，三氯化磷滴加完后慢慢升温至100℃～115℃，在搅拌条件下回流反应4小时，冷却后得二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物。物料比为二己烯三胺：氮川三乙酸：水：甲醛：三氯化磷(摩尔比)＝1：1：11：3.1：3.01。

[0054] 其中丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物，其结构式中的N＝16，M＝11。

[0055] 本实施例钡锶铁专用防垢剂的配方制备工艺是：在搅拌条件下依次加入乙二胺四乙酸、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成衍生物，搅拌均匀后加热至50℃，滴加氨水使得溶液pH达到7.3～7.7时停止滴加，继续搅拌反应2小时后，加入清水，搅拌均匀，既得钡锶铁专用防垢剂，上述反应物质以物质量100％计算，二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物45％，乙二胺四乙酸6％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物20％，用氨水调节pH值为7.3，其余为水。

[0056] 配方的效果测试：

[0057]

[0058] 实施例三

[0059] 配方组成：二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物40％，乙二胺四乙酸8％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物25％，用氨水调节pH值为7.5，其余为水。

[0060] 其中二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物的合成工艺方法是：反应釜中加入一定量的二己烯三胺，然后加入氮川三乙酸，80℃下搅拌反应2小时，再加入一定量的水，温度控制在32～35℃，搅拌均匀后慢慢的滴加甲醛溶液，滴加过程反应釜中通冷凝水降温，使整个滴加甲醛的反应过程温度控制在42～45℃以内，甲醛滴加完后升温至100～110℃，反应3小时，然后降温至35℃～40℃，慢慢滴加三氯化磷，温度控制在42～45℃以内，三氯化磷滴加完后慢慢升温至100℃～115℃，在搅拌条件下回流反应4小时，冷却后得二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物。物料比为二己烯三胺：氮川三乙酸：水：甲醛：三氯化磷(摩尔比)＝1：1：11：3.1：3.01。

[0061] 其中丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物，其结构式中的N＝16，M＝11。

[0062] 本实施例钡锶铁专用防垢剂的配方制备工艺是：在搅拌条件下依次加入乙二胺四乙酸、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成衍生物，搅拌均匀后加热至50℃，滴加氨水使得溶液pH达到7.3～7.7时停止滴加，继续搅拌反应2小时后，加入清水，搅拌均匀，既得钡锶铁专用防垢剂，上述反应物质以物质量100％计算，二己烯三胺， 氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物40％，乙二胺四乙酸8％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物25％，用氨水调节pH值为7.5，其余为水。

[0063] 配方的效果测试：

[0064]

[0065] 实施例四

[0066] 配方组成：二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物45％，乙二胺四乙酸5％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物20％，用氨水调节pH值为7.7，其余为水。

[0067] 其中二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物的合成工艺方法是：反应釜中加入一定量的二己烯三胺，然后加入氮川三乙酸，80℃下搅拌反应2小时，再加入一定量的水，温度控制在32～35℃，搅拌均匀后慢慢的滴加甲醛溶液，滴加过程反应釜中通冷凝水降温，使整个滴加甲醛的反应过程温度控制在42～45℃以内，甲醛滴加完后升温至100～110℃，反应3小时，然后降温至35℃～40℃，慢慢滴加三氯化磷，温度控制在42～45℃以内，三氯化磷滴加完后慢慢升温至100℃～115℃，在搅拌条件下回流反应4小时，冷却后得二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物。物料比为二己烯三胺：氮川三乙酸：水：甲醛：三氯化磷(摩尔比)＝1：1： 11：3.1：3.01。

[0068] 其中丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物，其结构式中的N＝15，M＝11。

[0069] 本实施例钡锶铁专用防垢剂的配方制备工艺：在搅拌条件下依次加入乙二胺四乙酸、丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成衍生物，搅拌均匀后加热至50℃，滴加氨水使得溶液pH达到7.3～7.7时停止滴加，继续搅拌反应2小时后，加入清水，搅拌均匀，既得钡锶铁专用防垢剂，上述反应物质以物质量100％计算，二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物45％，乙二胺四乙酸5％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物20％，用氨水调节pH值为7.7，其余为水。

[0070] 配方的效果测试：

[0071]

[0072] 实施例五

[0073] 配方组成：二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物38％，乙二胺四乙酸5％，丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸合成物25％，用氨水调节pH值为7.7，其余为水。

[0074] 其中二己烯三胺，氮川三乙酸，甲醛，三氯化磷合成衍生物的合 成工艺方法是：反