一种聚合物类钡锶钙阻垢剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚合物类钡锶钙类阻垢剂及其制备方法，该聚合物类钡锶钙阻垢剂由衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺三种物质发生聚合反应，并经过引发反应和交联反应制备而成，然后经干燥、造粒得到该聚合物类钡锶钙阻垢剂粉末。该聚合物类钡锶钙类阻垢剂防垢效果良好，能够有效阻止从水中析出的溶解度很小的无机复合垢，环保低毒，解决了油田管线表面、设备表面、地层表面沉积的无机垢，对提高油井的采收率具有重要的现实意义，并且该聚合物类钡锶钙阻垢剂制备方法简单，制备原料来源广泛，降低了生产成本。
【专利说明】
一种聚合物类钡锶钙阻垢剂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及油田采油化学领域，尤其涉及一种聚合物类钡锶钙阻垢剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]国内油田，最常见的垢是碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸锶垢和硫酸钡垢，它们是在一定条件下从水中析出的溶解度很小的无机复合垢，这些垢在管线表面、设备表面或地层表面的沉积称为结垢。通常我们用阻垢剂来防止或延缓水中成垢离子的成垢沉积。
[0003]目前，市面上有一些常见的阻垢剂，如缩聚磷酸盐类、表面活性剂类，但是缩聚磷酸盐类阻垢剂只在低于50°C以下使用，否则就会发生水解，产生正磷酸盐，与二价金属离子反应而再次结垢，并且磷酸盐类阻垢剂含有P元素，增加了后续污水处理的难度，也不建议使用。表面活性剂型阻垢剂，如硫酸盐型热稳定性不好，容易发生水解反应;而磺酸盐、羧酸盐型表面活性剂的热稳定性虽然好于前者，但用量较大。
[0004]聚合物类阻垢剂是近年来新兴起的一类阻垢剂，它的特点是用量低、热稳定性好，是一类理想的阻垢剂。目前，油田亟待研究带羧基链节的均聚物和共聚物，将其用于阻垢防垢中，用于满足油田生产中阻垢的要求，它的作用机理是静电排斥机理，阻垢剂在垢表面吸附后，在垢的周围形成扩散双电层，使垢表面带有负电，抑制了垢晶体间的聚并，从而使那些不能相互聚并的垢晶体不能在垢表面沉积，因此达到了阻垢的目的。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明旨在提出一种聚合物类钡锶钙阻垢剂及其制备方法，以解决现有技术中阻垢剂不稳定，阻垢效果差的问题。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:一种聚合物类钡锶钙阻垢剂，其制备原料包括:丙烯酰胺15?40%，衣康酸5?15%，乙烯磺酸盐2?10%，去离子水40?70%，占上述四种物质总质量I?1.5%的引发剂，占上述四种物质总质量0.1?0.3%的交联剂，所述丙烯酰胺、衣康酸、乙烯磺酸盐、去离子水的含量为质量百分比含量，所述去离子水为液态，在应用中需将质量换算成体积进行应用。
[0007]进一步的，引发剂包括氧化引发剂和还原引发剂。
[0008]进一步的，交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。
[0009]进一步的，氧化引发剂为过硫酸钠或过硫酸铵，还原引发剂为亚硫酸氢钠。
[0010]—种聚合物类钡锶钙阻垢剂的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤:
[0011](I)制备反应母液:将衣康酸和乙烯磺酸盐加入到去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的pH值为7?8，将反应母液置入反应容器中；
[0012](2)氮气保护下，向反应母液中加入引发剂，在10-20 °C恒温下反应15?20分钟，然后加入交联剂，在40-70 °C恒温下反应2.5-4小时；
[0013](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂。
[0014]相对于现有技术，本发明所述的一种聚合物类钡锶钙阻垢剂及其制备方法，具有以下优势:
[0015](I)本发明所述的一种聚合物类钡锶钙阻垢剂及其制备方法，该钡锶钙阻垢剂防垢效果良好，能够有效阻止从水中析出的溶解度很小的无机复合垢，环保低毒，解决了油田管线表面、设备表面、地层表面沉积的无机垢，对提高油井的采收率具有重要的现实意义。
[0016](2)本发明所述的一种聚合物类钡锶钙阻垢剂及其制备方法，制备方法简便可行，所用原料来源广泛，降低了生产成本。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明的内容进一步说明。
[0018]实施例一
[0019](I)制备反应母液:将质量百分含量为12%的衣康酸和质量百分含量为9%的乙烯磺酸盐加入到质量百分含量为59%的去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入质量百分含量为20%的丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的PH值为7.5，将反应母液置入反应容器中；
[0020](2)氮气保护下，向反应母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量1.4%的过硫酸铵-亚硫酸氢钠复合引发剂，在15°C恒温下，反应20分钟，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量0.175%的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在60°C恒温反应3小时；
[0021](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂；
[0022](4)将步骤(3)中得到的聚合物类钡锶钙阻垢剂进行测试，得该聚合物类钡锶钙阻垢剂的分子量小于5万，与水、各种单体水溶液互溶，固体含量(％ )多85%。
[0023]实施例二
[0024](I)制备反应母液:将质量百分含量为8%的衣康酸和质量百分含量为5%的乙烯磺酸盐加入到质量百分含量为57%的去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入质量百分含量为30%的丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的PH值为7.3，将反应母液置入反应容器中；
[0025](2)氮气保护下，向反应母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量1.3%的过硫酸钠-亚硫酸氢钠复合引发剂，在18°C恒温下，反应15分钟，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量0.15%的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在45 °C恒温反应3.5小时；
[0026](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂；
[0027](4)将步骤(3)中得到的聚合物类钡锶钙阻垢剂进行测试，得该聚合物类钡锶钙阻垢剂的分子量小于5万，与水、各种单体水溶液互溶，固体含量(％ )多86%。
[0028]实施例三
[0029](I)制备反应母液:将质量百分含量为10 %的衣康酸和质量百分含量为2 %的乙烯磺酸盐加入到质量百分含量为48%的去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入质量百分含量为40%的丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的pH值为8，将反应母液置入反应容器中；
[0030](2)氮气保护下，向反应母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量1%的过硫酸铵-亚硫酸氢钠复合引发剂，在17°C恒温下，反应18分钟，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量0.1%的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在70 °C恒温反应4小时；
[0031](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂；
[0032](4)将步骤(3)中得到的聚合物类钡锶钙阻垢剂进行测试，得该聚合物类钡锶钙阻垢剂的分子量大于5万且小于6万，与水、各种单体水溶液互溶，固体含量(％)多88%。
[0033]实施例四
[0034](I)制备反应母液:将质量百分含量为15 %的衣康酸和质量百分含量为10 %的乙烯磺酸盐加入到质量百分含量为60%的去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入质量百分含量为15%的丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的pH值为7.5，将反应母液置入反应容器中；
[0035](2)氮气保护下，向反应母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量1.5%的过硫酸钠-亚硫酸氢钠复合引发剂，在10°C恒温下，反应20分钟，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量0.2%的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在50°C恒温反应2.5小时；
[0036](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂；
[0037](4)将步骤(3)中得到的聚合物类钡锶钙阻垢剂进行测试，得该聚合物类钡锶钙阻垢剂的分子量小于5万，与水、各种单体水溶液互溶，固体含量(％ )多85%。
[0038]实施例五
[0039](I)制备反应母液:将质量百分含量为13%的衣康酸和质量百分含量为7%的乙烯磺酸盐加入到质量百分含量为55%的去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入质量百分含量为25%的丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的PH值为7，将反应母液置入反应容器中；
[0040](2)氮气保护下，向反应母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量1.2%的过硫酸铵-亚硫酸氢钠复合引发剂，在20°C恒温下，反应17分钟，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量0.125%的交联剂N ,N-亚甲基双丙烯酰胺，在65°C恒温反应3.5小时；
[0041](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂；
[0042](4)将步骤(3)中得到的聚合物类钡锶钙阻垢剂进行测试，得该聚合物类钡锶钙阻垢剂的分子量近似5万，与水、各种单体水溶液互溶，固体含量(％ )多86%。
[0043]实施例六
[0044](I)制备反应母液:将质量百分含量为5%的衣康酸和质量百分含量为8%的乙烯磺酸盐加入到质量百分含量为52%的去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入质量百分含量为35%的丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的PH值为8，将反应母液置入反应容器中；
[0045](2)氮气保护下，向反应母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量1.1%的过硫酸钠-亚硫酸氢钠复合引发剂，在18°C恒温下，反应15分钟，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量0.1%的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在45 V恒温反应4小时；
[0046](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂；
[0047](4)将步骤(3)中得到的聚合物类钡锶钙阻垢剂进行测试，得该聚合物类钡锶钙阻垢剂的分子量略大于5万且小于5.5万，与水、各种单体水溶液互溶，固体含量(％)多88%。
[0048]实施例七
[0049](I)制备反应母液:将质量百分含量为10 %的衣康酸和质量百分含量为10 %的乙烯磺酸盐加入到质量百分含量为63%的去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入质量百分含量为17%的丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的PH值为7.6，将反应母液置入反应容器中；
[0050](2)氮气保护下，向反应母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量1.5%的过硫酸钠-亚硫酸氢钠复合引发剂，在15°C恒温下，反应19分钟，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量0.3%的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在60°C恒温反应3小时；
[0051](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂；
[0052](4)将步骤(3)中得到的聚合物类钡锶钙阻垢剂进行测试，得该聚合物类钡锶钙阻垢剂的分子量小于5万，与水、各种单体水溶液互溶，固体含量(％ )多85%。
[0053]实施例八
[0054](I)制备反应母液:将质量百分含量为13%的衣康酸和质量百分含量为10%的乙烯磺酸盐加入到质量百分含量为40%的去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入质量百分含量为37%的丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的PH值为7.2，将反应母液置入反应容器中；
[0055](2)氮气保护下，向反应母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量1.5%的过硫酸钠-亚硫酸氢钠复合引发剂，在17°C恒温下，反应20分钟，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量0.15%的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在60°C恒温反应3.5小时；
[0056](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂；
[0057](4)将步骤(3)中得到的聚合物类钡锶钙阻垢剂进行测试，得该聚合物类钡锶钙阻垢剂的分子量近似为5万，与水、各种单体水溶液互溶，固体含量(％ )多87%。
[0058]实施例九
[0059](I)制备反应母液:将质量百分含量为9%的衣康酸和质量百分含量为4%的乙烯磺酸盐加入到质量百分含量为70%的去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入质量百分含量为17%的丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的PH值为7.7，将反应母液置入反应容器中；
[0060](2)氮气保护下，向反应母液中加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量1%的过硫酸铵-亚硫酸氢钠复合引发剂，在13°C恒温下，反应18分钟，然后加入占衣康酸、乙烯磺酸盐、丙烯酰胺、去离子水四种物质总质量0.125%的交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺，在40°C恒温反应3小时；
[0061](3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂；
[0062](4)将步骤(3)中得到的聚合物类钡锶钙阻垢剂进行测试，得该聚合物类钡锶钙阻垢剂的分子量大于5万且小于6万，与水、各种单体水溶液互溶，固体含量(％)多86%。
[0063]以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
【主权项】
1.一种聚合物类钡锶钙阻垢剂，其特征在于制备原料包括:丙烯酰胺15?40%，衣康酸5?15%，乙烯磺酸盐2?10%，去离子水40?70%，占上述四种物质总质量I?1.5%的引发剂，占上述四种物质总质量0.1?0.3%的交联剂，所述丙烯酰胺、衣康酸、乙烯磺酸盐、去离子水的含量为质量百分比含量。2.根据权利要求1所述的一种聚合物类钡锶钙阻垢剂，其特征在于所述引发剂包括氧化引发剂和还原引发剂。3.根据权利要求1所述的一种聚合物类钡锶钙阻垢剂，其特征在于所述交联剂为N，N-亚甲基双丙烯酰胺。4.根据权利要求2所述的一种聚合物类钡锶钙阻垢剂，其特征在于所述氧化引发剂为过硫酸钠或过硫酸铵，还原引发剂为亚硫酸氢钠。5.—种聚合物类钡锶钙阻垢剂的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤: (1)制备反应母液:将衣康酸和乙烯磺酸盐加入到去离子水中，充分搅拌将衣康酸和乙烯磺酸盐充分溶解，然后加入丙烯酰胺，充分搅拌使丙烯酰胺充分溶解，然后加入氢氧化钠调节反应母液的pH值为7?8，将反应母液置入反应容器中； (2)氮气保护下，向反应母液中加入引发剂，在10-20°C恒温下反应15?20分钟，然后加入交联剂，在40-70 °C恒温下反应2.5-4小时； (3)将步骤(2)制备得到的聚合物烘干、粉碎、造粒得到聚合物类钡锶钙阻垢剂。
【文档编号】C02F5/10GK106045068SQ201610514253
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月1日
【发明人】刘音, 王红科, 解洪祥, 陈世春, 牛增前, 常青, 靳剑霞
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司