一种缓蚀剂及其制备方法与流程

本发明属于油田用助剂，具体涉及一种油气井用缓蚀剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着我国油气田开采过程中腐蚀所造成的油套管腐蚀、穿孔等失效问题已不容忽视。特别是近几年酸性油气田的不断开发，使得油井用设备面临着越来越严重的腐蚀问题。在油井开发过程中，其腐蚀通常是由于采出液中含有大量的无机盐，同时，在一些环境中，还会携带部分的硫化氢气体，这些无机盐、硫化氢是造成金属腐蚀的重要影响因素。目前，而对于一些高腐蚀环境，比如高温高盐高含硫油藏，常规的缓蚀剂特别是复配缓蚀剂的成分会发生变化，甚至有部分组分会析出，导致其在高温高盐高含硫油藏环境下的缓蚀效果相对不足。

技术实现思路

1、为解决上述至少一种问题，本发明提出了一种缓蚀剂的制备方法，该方法简单，同时制备的缓蚀剂能够应用于高温高盐高硫环境。

2、本发明的技术方案如下：一种缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、取对羟基苯甲醛溶于第一溶剂中，加入1,2-二溴乙烷和缚酸剂，在60～80℃条件下反应10～24h，反应完毕后，对其进行分离提纯即得第一单体，其中，1,2-二溴乙烷的摩尔量大于对羟基苯甲醛的摩尔量；

4、s2、取第一单体和叔胺，加入乙醇中，在50～80℃条件下反应1～3h，反应结束后，加入小分子醚胺，继续反应2～5h，反应结束后，除去乙醇即得；其中，第一单体、叔胺和小分子醚胺的摩尔比为1：0.6～1.0：1～1.5；所述小分子醚胺是指分子量小于150、含有一个伯胺和至少一个醚键的醚胺；所述叔胺的分子式如下所示：

5、式中r1、r2、r3分别独立的为ch3、ch3ch2、ch3ch2ch2或hoch2ch2中的一种。

6、具体的，本发明中，s1的目的是制备出一种同时含有苯环、醛基、醚键和卤原子的第一单体，因此，在该过程中，其反应方程式如下所示：

7、

8、加入缚酸剂，是为了使得反应向右进行，增加产率。

9、在得到第一单体后，使第一单体和叔胺进行反应，由于第一单体中含有相应的卤原子，因此，第一单体能够和叔胺进行季铵化反应，生成季铵盐，生成的季铵盐能够吸附于金属表面，达到缓蚀的效果；同时，之所以限定第一单体和叔胺的摩尔比为1：0.6～1.0，是为了便于后续的反应。

10、当第一单体和叔胺反应后，加入小分子醚胺，由于小分子醚胺上含有伯胺基团，因此，该伯胺基团即能够和上一步未完全反应的卤原子反应，同时，还能够和醛基进行席夫碱反应，席夫碱反应生成的亚胺基团，同样能够吸附于金属表面形成保护膜，以达到缓蚀效果；同时，小分子醚胺和烷基卤反应后，还能够生成仲胺和叔胺(反应产物较为复杂)。

11、上述合成的产物中，同时含有醚键、季铵基团和亚氨基，通过多种基团的协同作用，能够增加产物在金属表面的吸附性能；同时，上述产物还包括烷基和苯环等疏水基团，当该产物吸附于金属表面后，疏水基团会阻碍水进一步与金属表面接触，从而增加其缓蚀效果。

12、同时，在s2中，之所以仅需要简单的除去溶剂即可，是由于：对于一些未反应的原料，比如醚胺和叔胺，其是一种页岩抑制剂，且不会对井内流体造成影响。

13、本发明的一种实施方式在于，所述第一溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇中的一种，从获得难易程度来讲，优选为乙醇。

14、本发明的一种实施方式在于，所述缚酸剂为碳酸钠、碳酸钾中的一种，且所述缚酸剂的加量大于所述对羟基苯甲醛的摩尔量。缚酸剂的作用是吸收反应过程中产生的酸，使得反应向右进行，因此，对于缚酸剂，通常选择碱，从成本以及后续除去难度来讲，优选难溶或者不溶于第一溶剂的碱。

15、本发明的一种实施方式在于，s1中，分离提纯步骤具体为：将反应后的产物进行过滤，取滤液加入有机溶剂和浓度为1～3mol/l的氢氧化钠水溶液，混合后取有机层，用饱和氯化钠洗涤至中性，除去溶剂即得。事实上，此处可以为氢氧化钾、氢氧化钠等强碱的水溶液，但是考虑到成本问题，采用氢氧化钠。在此处，有机溶剂通常选择乙酸乙酯。同时，在该过程中，将产物过滤后，可将第一溶剂除去，以避免其体积过大，影响后续的萃取过程。

16、本发明的一种实施方式在于，s1中，所述1,2-二溴乙烷的摩尔量为所述对羟基苯甲醛的摩尔量的3～5倍。

17、本发明的一种实施方式在于，所述小分子醚胺为2-甲氧基乙胺、2-乙氧基乙胺、3-甲氧基丙胺、3-乙氧基丙胺中的一种。

18、本发明的一种实施方式在于，所述第一单体、叔胺和小分子醚胺的摩尔比为1：0.7～0.8：1.1～1.2，在该情况下，制备的缓蚀剂的效果更好。

19、一种缓蚀剂，利用上述任一方法制备而成，其能够有效的减缓高温、高盐以及高硫化氢的采出水对金属的腐蚀。

20、本发明的有益效果在于：

21、本发明的缓蚀剂，其通过两步反应制得，且其制备条件较为温和，不涉及高温以及带压环节，同时其制备方法较为简单。制备得到的缓蚀剂，具有较好的缓蚀效果，在矿化度为5万、硫化氢等效含量约为0.12g/l、温度为90℃的条件下，其最大缓蚀效果可达到95％以上，且其加量仅为200ppm。

技术特征：

1.一种缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一溶剂为乙醇、丙醇或异丙醇中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缚酸剂为碳酸钠、碳酸钾中的一种，且所述缚酸剂的加量大于所述对羟基苯甲醛的摩尔量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中，分离提纯步骤具体为：将反应后的产物进行过滤，取滤液加入有机溶剂和浓度为1～3mol/l的氢氧化钠水溶液，混合后取有机层，用饱和氯化钠洗涤至中性，除去溶剂即得。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中，所述1,2-二溴乙烷的摩尔量为所述对羟基苯甲醛的摩尔量的3～5倍。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述小分子醚胺为2-甲氧基乙胺、2-乙氧基乙胺、3-甲氧基丙胺、3-乙氧基丙胺中的一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一单体、叔胺和小分子醚胺的摩尔比为1：0.7～0.8：1.1～1.2。

8.一种缓蚀剂，利用权利要求1～7任一所述的方法制备而成。

技术总结
本发明提供了一种缓蚀剂及其制备方法，涉及油田用助剂技术领域。该缓蚀剂的制备方法包括以下步骤：取对羟基苯甲醛溶于第一溶剂中，加入1,2‑二溴乙烷和缚酸剂，在60～80℃条件下反应10～24h，反应完毕后，对其进行分离提纯即得第一单体，其中，1,2‑二溴乙烷的摩尔量大于对羟基苯甲醛的摩尔量；取第一单体和叔胺，加入乙醇中，在50～80℃条件下反应1～3h，反应结束后，加入小分子醚胺，继续反应2～5h，反应结束后，除去乙醇即得。本发明的缓蚀剂，其制备条件较为温和，不涉及高温以及带压环节，同时其制备方法较为简单。制备得到的缓蚀剂，具有较好的缓蚀效果，在矿化度为5万、硫化氢等效含量约为0.12g/L、温度为90℃的条件下，其最大缓蚀效果可达到95％以上，且其加量仅为200ppm。

技术研发人员：曹飞
受保护的技术使用者：桥封科技（成都）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14