抑制硫化物结垢的方法
【专利摘要】本发明提供了共聚物用于抑制和/或分散无机硫化物结垢的用途，所述共聚物包含：a)基于所述共聚物的重量计，0.1-10mol％的衍生自乙烯基膦酸或其盐的结构单元，b)基于所述共聚物的重量计，40-80mol％的衍生自式(1)化合物的结构单元，c)基于所述共聚物的重量计，1-50mol％的衍生自式(5)化合物的结构单元，其中X为OH或NR3R4，且R3和R4彼此独立地为H或C1-C4烷基；和用于抑制和/或分散无机硫化物结垢的方法，所述方法包括向处于含油或含气地层中的水中添加所述共聚物。
【专利说明】抑制硫化物结垢的方法 发明领域
[0001] 本发明涉及通过使用合成共聚物抑制和/或分散无机硫化物结垢的方法。本发明 的共聚物特别可用于抑制和/或分散硫化锌、硫化铅和硫化铁。
[0002] 背景
[0003] 来自天然来源的水通常含有溶解的矿物质，其中存在可观的离子如Ca2+、Mg 2+，且 在油田地层水的情况下，存在Ba2+、Sr2+、Zn 2+、Pb2+和Fe2+。在温度或pH改变的条件下，二氧 化碳从与其它含不同矿物质含量的水的溶液或混合物中损失，相对不溶的物质如碳酸盐、 硫酸盐和硫化物可作为结垢从溶液中沉积出来。在海上油田中，当泵入地下以有助于采油 的含硫酸盐的海水与地层水接触时，该沉积可能特别严重。
[0004] 除此之外，如果地层水含有硫离子，则由于（但不限于）油藏中存在硫化氢（h2s) 气体，可由于含锌、铅或铁的盐水混合在一起而形成硫化锌（ZnS)、硫化铅（PbS)和硫化铁 (FeS、FeS 2)结垢。
[0005] 沉积的结垢妨碍了采油，甚至可变得足够严重以至于堵塞油井。因此，存在一个常 规程序，即用阻垢剂处理油井以使结垢沉积最小化或防止结垢沉积。必须小心地获得性能 平衡。所述阻垢剂不仅必须控制结垢，而且另一方面，还必须在满足能充填至井中的温度下 在水中具有足够的溶解度。
[0006] 外来结垢如硫化锌、硫化铅和硫化铁可以使用酸处理来除去，从而恢复采油速率。 然而，新的硫化物结垢会在短时间内沉积在井中，从而导致再次处理。由于在井中产生h 2s 气体，因此外来结垢的酸处理产生严重的风险。 现有技术
[0007] US4762626公开了丙烯酸羟乙酯/丙烯酸共聚物在油井开采过程中作为硫化锌阻 垢剂的用途。该共聚物具有1，000-20, 000道尔顿的平均分子量。典型地可用2-100 ppm 的共聚物（基于活性物）处理油井。
[0008] US5171459公开了包含磷酸酯或膦酸酯的阻垢剂用于CaC03抑制中的用途，并结合 烷基二苯醚磺酸盐以分散硫化物结垢/沉积物。所述硫化物分散剂包括单和/或二磺化烷 基二苯醚，其中所述烷基取代基具有4-30个碳原子且可为支链或直链的。所述分散剂和阻 垢剂各自以l_5〇ppm的量处理且可处理具有至多约200ppm锌和/或铅浓度的水。
[0009] US2005/0067164A1公开了衍生自阳离子单体的共聚物，所述共聚物抑制并控制在 将溴化锌盐水用作完井液时形成的硫化锌和硫化铁结垢。该发明中的共聚物含有丙烯酰胺 单元及其二烯丙基二甲基铵盐。所述共聚物具有500, 000-5, 000, 000道尔顿的平均分子 量。该发明的共聚物也可用于处理钙、钡、镁等的结垢，如硫酸钡、硫酸钙和碳酸钙。当处理 油井时，所述共聚物作为携带液的一部分以15-100, OOOppm的量存在。当存在于盐水中时， 所述共聚物典型地为〇· 02-2 mol%。
[0010] US2009/0143252A1公开了一种具有通式（如该专利所述）的单体，其中该单体的 一部分（该通式中的"A"）可为具有1-10个碳原子的直链或支链烷基链，所述单体为均聚 物的一部分，或者为诸如丙烯酸酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的单体的共聚物的一部分，从 而在金属硫化物形成结垢前分散它们。也可将二甲基二烯丙基铵盐、丙烯酸2-羟丙酯和丙 烯酸的三元共聚物用于该目的。该发明中的均聚物和共聚物具有5000-5, 000, 000道尔顿 的平均分子量。该发明描述了以1-10, 〇〇〇 ppm的浓度引入原油中的处理方法。
[0011] 本发明的目的在于提供可用于抑制和/或分散无机硫化物结垢的共聚物。本发明 的共聚物应特别可用于抑制和/或分散硫化锌、硫化铅和硫化铁。与现有技术的共聚物相 t匕，它们由于改进的生物降解性而应当值得注意。
[0012] 现已发现包含磺酸丙烯酸类单元、丙烯酰胺单元和膦酸单元以及任选的环状酰胺 单元的共聚物以期望的方式起作用。
[0013] 因此，本发明提供了共聚物用于抑制和/或分散无机硫化物结垢的用途，所述共 聚物包含：
[0014] a)基于所述共聚物的重量计，0. l-10m〇l %的衍生自乙烯基膦酸或其盐的结构单 元，
[0015] b)基于所述共聚物的重量计，40-80mol%的衍生自式（1)化合物的结构单元，
[0016]
【权利要求】
1. 共聚物用于抑制和/或分散无机硫化物结垢的用途，所述共聚物包含： a) 基于所述共聚物的重量计，0. l-10m〇l %的衍生自乙烯基膦酸或其盐的结构单元， b) 基于所述共聚物的重量计，40-80mol%的衍生自式（1)化合物的结构单元，
c) 基于所述共聚物的重量计，l_50m〇l %的衍生自式（5)化合物的结构单元，
其中X为OH或NR3R4,且R3和R4彼此独立地为Η或烷基。
2. 根据权利要求1的用途，其中所述共聚物额外包含基于所述共聚物的重量计， l-10mol%的式（2)的结构单元，
其中η为3、4或5。
3. 根据权利要求1和/或2的用途，其中所述共聚物额外包含l-10m〇l %的式（3)的 结构单元，
其中R1和R2彼此独立地为氢或烷基。
4. 根据权利要求1-3中任一项或多项的用途，其中所述共聚物包含少于lmol %的包含 烯属不饱和烃取代的铵盐基团的单体，其中用语"烃"包括含氧的基团。
5. 根据权利要求1-4中任一项或多项的用途，其中在所述共聚物中，乙烯基膦酸或其 盐的重量比例为0· 8-6mol%。
6. 根据权利要求1-5中任一项或多项的用途，其中在所述共聚物中，衍生自式（1)化合 物的结构单元的比例为45-70mol%。
7. 根据权利要求1-6中任一项或多项的用途，其中在所述共聚物中，衍生自式（5)化合 物的结构单元的比例为5-45mol%。
8. 根据权利要求1-7中任一项或多项的用途，其中式（5)表示丙烯酸和/或丙烯酰胺。
9. 根据权利要求1-8中任一项或多项的用途，其中式（5)表示丙烯酰胺且其比例为 5_45mol% 〇
10. 根据权利要求1-8中任一项或多项的用途，其中式（5)表示丙烯酸和丙烯酰胺的混 合物，且丙烯酸的比例为l-l〇mol%，丙烯酰胺的比例为l-40mol%。
11. 根据权利要求1-10中任一项或多项的用途，其中衍生自式（3)化合物的结构单元 的比例为l-l〇mol%。
12. 根据权利要求1-11中任一项或多项的用途，其中衍生自式（2)化合物的结构单元 的比例为l-l〇mol%。
13. 根据权利要求1-12中任一项或多项的用途，其中所述共聚物的分子量（数均）为 100, 000-10, 000, 000g/mol，通过GPC相对于作为标样的聚丙烯酸测定。
14. 根据权利要求1-13中任一项或多项的用途，其中还存在常规阻垢剂。
15. 根据权利要求14的用途，其中存在包含25-30重量％的水或溶剂、0. 5-10重量％ 的如权利要求1-13中任一项或多项所定义的共聚物、1-25重量％的常规阻垢剂和5-50重 量％的二醇基溶剂的组合物。
16. 根据权利要求14或15的用途，其中所述常规阻垢剂选自二亚乙基三胺五（亚甲 基膦酸）、次氮基（亚甲基膦酸）、甲基丙烯酸二膦酸盐均聚物、丙烯酸-烯丙基乙醇胺二膦 酸盐共聚物、SVS (乙烯基硫酸钠）-丙烯酸-烯丙基氨二膦酸盐三元共聚物、丙烯酸-马来 酸-DETA(二亚乙基三胺）烯丙基膦酸盐三元共聚物、聚天冬氨酸和聚羧酸盐/酯。
17. 抑制和/或分散无机硫化物结垢的方法，所述方法包括向处于含油或含气地层中 的水中添加共聚物，所述共聚物包含： a) 0. l-10mol %的衍生自乙烯基膦酸或其盐的结构单元， b) 40-80mol%的衍生自式（1)化合物的结构单元，
c) l-50mol%的衍生自式（5)化合物的结构单元，
其中X为0H或NR3R4,且R3和R4彼此独立地为Η或烷基。
【文档编号】C08F220/06GK104105725SQ201380009009
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2012年4月13日
【发明者】M·陶德, C·斯特拉陈, G·摩尔, J·果而丁 申请人:科莱恩金融(Bvi)有限公司