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油田用绿色高效阻垢分散剂的研究及应用

高清河  
【摘要】:油田结垢是油田生产面临的普遍问题。水驱系统垢主要是碳酸盐垢、硫酸盐垢、氧化物、有机垢或混合垢;三元复合驱系统垢主要是以硅酸盐为主的混合垢。结垢现象的存在,增大了油田生产成本,是制约油田高效益、低投入快速发展的关键因素之一。 本文以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、2–丙烯酰胺基–2–甲基丙磺酸(AMPS)等为单体,H_2O_2-NaH_2PO_2为引发剂,铁盐为催化剂,水为溶剂合成MA-AA-AMPS三元共聚物阻垢分散剂。研究了单体配比、引发剂配比及用量、滴加时间、反应时间、反应温度等影响因素。 阻垢分散剂最佳合成工艺:m(MA) : n(AA) : n(AMPS) : n(NaH_2PO_2) : n(H_2O_2)=0.7:0.30:0.03:0.20:0.7,反应温度105℃,滴加时间1.5h、继续反应2.0h时。红外光谱分析结果表明:三元共聚物阻垢分散剂中含羧基、羟基、磺酸基和膦酰基等官能团。 实验结果表明,SY-1阻垢分散剂具有以下优良性能:(1)耐高温性能,耐温可达100℃;(2)耐高pH值,在pH=12时,仍能保持其良好的性能;(3)低剂量效应,阻碳酸钙垢在5mg/L的阻垢率达到94.0%,分散氧化铁能力达到35.5%;(4)与其他油田助剂具有良好配伍性;(5)对三元复合驱,防垢率达到85.0%;(6)具有良好的缓蚀性能:10mg/L缓蚀率大于20%,50mg/L缓蚀率达到65.2%;(7)生产以水为溶剂,无废物排放,实现了生产过程的绿色化;含磷量低(以PO_4~(3-)计小于3%),且磷以膦酰基形式存在于聚合物中,不易水解为正磷酸盐,使用过程中不会危害生态环境。 现场实验结果表明,SY-1#适用于三元复合驱系统防垢。在三元复合驱系统结垢高峰期,应用后大大延长了油井检泵周期。因此,阻垢分散剂在油田生产中具有广泛的应用前景。


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