一种加入含氟表面活性剂的金属缓蚀剂配方及生产工艺的制作方法

本发明涉及油田化学防腐技术领域，尤其是 一种加入含氟表面活性剂的金属缓蚀剂配方及生产工艺。

背景技术：

腐蚀严重影响到油田的正常开发，缩短了油田设备和集输管线的使用寿命,造成井下以及地面设备管线甚至油气井停产或报废。加强该领域的腐蚀与防护研究,可避免巨大的经济损失。油田设备的使用条件主要是承载和环境,承载流体的电化学性能、苛刻的使用环境,使腐蚀成为最主要的破坏形式。油田开采的腐蚀介质主要是高温高压条件下的H₂S、CO₂、O₂、Cl^-、微生物、水等。随着油田生产系统腐蚀情况的日益加剧，油田采油、集输系统逐步实现了普遍使用缓蚀剂。随着油田开采技术的提高，深井高温井的开发成了趋势。有很多高温井的流体温度达到150℃，现用缓蚀剂耐温性能最高达到100℃，在150℃时，基本丧失了缓蚀性能。为了有效控制150℃高温情况下油田设备管线的腐蚀，从源头对高温状态下的金属设备进行防护，提高使用寿命，开展了该项目的研究与应用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种加入含氟表面活性剂的金属缓蚀剂配方及生产工艺，使金属设备设施在150℃高温情况下，能够保持缓蚀性能，对金属进行有效防护，增长设备维修周期，提高设备使用寿命。由于氟是所有元素中电负性最大的，而范德华原子半径又是除氢以外最小的，且原子极化率又是最低的，氟原子形成的单键比碳原子与其它原子形成的单键健能大，健长短，导致含氟表面活性剂具有较高的热稳定性和高化学稳定性。将其添加到金属缓蚀剂中，可以在150℃下，保持缓蚀率大于90%，达到理想的耐高温性能。

本发明所采用的技术方案是：

加入含氟表面活性剂的金属缓蚀剂的配方，其各组分的重量百分比配比为：含氟辛酸咪唑啉20%～25%，六次甲基四胺5%～8%,丙炔醇5%，其余为水。

其中，含氟辛酸咪唑啉的合成各组分摩尔比为：辛酸咪唑啉：含氟表面活性剂：三乙胺=1:0.6:0.4。

本发明所采用的生产工艺为：

（1）、将辛酸咪唑啉、三乙胺按照比例加至反应釜内，缓慢升温至55℃，恒温搅拌；

（2）、按比例往反应釜内滴加含氟表面活性剂，滴加完毕后，恒温搅拌20小时，结束反应，得到含氟辛酸咪唑啉，取样检验；

（3）、将上述含氟辛酸咪唑啉、六次甲基四胺、丙炔醇、水按照比例投入反应釜中，升温至45℃，搅拌2小时至均匀溶液，自然降温，最终产物为具有抗高温性能的一种加入含氟表面活性剂的金属缓蚀剂。

依照此工艺所得的抗高温含氟金属缓蚀剂的主要物化参数（见图1）。

含氟辛酸咪唑啉合成反应方程式（见图2）。

与现有技术相比，本发明的特点是：

（1）、由于合成了含氟辛酸咪唑啉，该金属缓蚀剂最显著的特点就是耐温性，在150℃环境下，缓蚀率可达到90%以上，而一般金属缓蚀剂在150℃时的缓蚀率只能达到20%；

（2）、该金属缓蚀剂是复配型药剂，可产生协同作用，具有缓蚀、防垢、杀菌多种效果，一剂多能；

（3）、该金属缓蚀剂可以形成稳定致密的层吸附膜，紧紧地粘附在金属表面，有效保护金属表层，有效防护周期长；

（4）、生产工艺简单、产率高、成本低、易降解、无毒无公害安全环保，使用方便；

（5）、对高腐蚀性、高矿化度液体具有显著的缓蚀效果，对温度、矿化度、酸性的适应性优于常规缓蚀剂；

（6）、适用于深井高温井的设备管线防护，是油田高温井开发的理想防腐产品。

附图说明

图1为本发明缓蚀剂的主要物化参数图；

图2为本发明含氟辛酸咪唑啉合成反应方程式图。

具体实施方式

1.静态挂片试验：

挂片处理参照中国石油化工集团公司企业标准Q/SHCG40-2012《油田采出水处理用缓蚀剂技术要求》。在腐蚀体系中加人缓蚀剂，放入挂片，计算腐蚀速率和缓蚀率。

试验条件：150℃，挂片时间7天，加药浓度30ppm。

结果：含氟金属缓蚀剂表现出了较好的缓蚀效果，腐蚀速率0.0275mm/a，缓蚀率92%。

2.配伍性试验

(1)、与阻垢剂配伍性：将30ppm的含氟金属缓蚀剂与阻垢剂分别加入到腐蚀介质中，以确定含氟金属缓蚀剂有无抵消各处理剂效果的作用及各处理剂有无抵消含氟金属缓蚀剂效果的作用。阻垢率评价采用中国石油化工集团公司企业标准Q／SH 0356-2010《油田采出水用防垢剂技术要求》。

结果：加入含氟金属缓蚀剂时，阻垢率增加5%。这表明含氟金属缓蚀剂不影响在用阻垢剂的阻垢效果，同时与阻垢剂具有协同效果，增强了阻垢效果。

(2)、与破乳剂配伍性：分别在2支50mL的具塞比色管中加入50mL腐蚀介质和49mL腐蚀介质及1mL含氟金属缓蚀剂，再分别加入100ppm现场在用的破乳剂，振荡100次，静置1min，3min，5min，10min后观察油相、水相及油水界面的情况并读取相应的体积。

结果：加入含氟金属缓蚀剂后出水量保持不变，没有影响破乳剂效果，不产生乳化层。表明该产品不会影响原油破乳。

现场应用结果：该药剂广泛应用于胜利油田、长庆油田、吐哈油田、塔河油田，对于油田套管、油管的防腐做出了杰出贡献，保障了经常穿孔的管线正常运行，获得用户一致好评。应用实例：吐哈油田的油井一般都在3000米以上，井筒流体温度可达150℃，同时含硫化氢、二氧化碳摩尔百分比较高，该含氟金属缓蚀剂在吐哈油田使用了一年（2014.2-2015.2），高温油井套管及油水输送管线没有腐蚀穿孔现象，也没有出现因腐蚀而引起的停产检修事件，现场工艺系统的生产保持稳定，缓蚀率高达90.0％。这充分说明该含氟金属缓蚀剂评价方法的有效性和适用性，同时也表明该含氟金属缓蚀剂对高温油井的腐蚀防护非常有效，能满足油田高温井设备设施的防护需要。