新型硫酸鋇鍶垢阻垢劑的制備與應(yīng)用.pdf

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1、理論·實(shí)踐新型硫酸鋇鍶垢阻垢劑的制備與應(yīng)用田宇謝進(jìn)宜王吉(中海石油(中國)有限公司湛江分公司潿洲油田作業(yè)區(qū),廣東湛江524057)摘要：以丙烯酸(AA)，甲基丙烯酸(MAA)，甲基丙烯酸乙氧基乙酯(EEMA)，烯丙基磺酸鈉(SAS)單體為原料，自由基水溶液共聚合成一種鋇鍶垢阻垢劑。研究了單體、引發(fā)劑用量對阻垢劑性能的影響，確定了鋇鍶垢阻垢劑的最佳合成配方，結(jié)果表明，m(AA)∶m(SAS)∶m(EEMA)∶m(MAA)=15.0∶6.8∶2.0∶3.4，引發(fā)劑用量占單體質(zhì)量的1.2%，硫酸鋇垢的阻垢率達(dá)到95%以上。關(guān)鍵詞：阻垢劑；合成；應(yīng)用；油田0引言當(dāng)

2、添加量大于6.8g時(shí),阻垢率開始下降。這是因?yàn)?磺酸鹽是強(qiáng)離子性基團(tuán),影響阻垢劑分子對金屬離子的絡(luò)合吸附程度。潿洲油田現(xiàn)場應(yīng)用結(jié)果表明,當(dāng)鋇鍶垢阻垢劑的加注量不當(dāng)磺酸鹽的加入量較少時(shí),阻垢劑分子對鋇鍶等金屬離子的絡(luò)小于30mg/L時(shí),硫酸鋇與硫酸鍶垢的阻垢率在90%以上,油合吸附能力低。隨磺酸鹽加入量的增加,阻垢劑分子對鋇鍶等井管線的結(jié)垢情況得到了很大的改善。金屬離子的絡(luò)合吸附能力增加,藥劑的阻垢率提高。但是隨著1實(shí)驗(yàn)部分摻加量的繼續(xù)增加,阻垢率呈現(xiàn)下降趨勢,這是由于SAS很難1.1主要試劑與儀器聚合,當(dāng)聚合到主鏈分子中的單體達(dá)到飽和,剩余SAS就相當(dāng)藥品

3、:丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸乙于在阻垢劑中增添了雜質(zhì)分子,摻加定量的阻垢劑時(shí),相應(yīng)的氧基乙酯(EEMA)、烯丙基磺酸鈉(SAS)、過硫酸鉀,均為分析有效組分減少,使阻垢能力變差;EEMA對阻垢劑的影響不是純試劑;很大,這是因?yàn)镋EMA主要利用其空間位阻很好地分散結(jié)垢儀器:FA1004分析天平,上海精科;76-1恒溫水浴電動分子,降低結(jié)垢反應(yīng)的動力學(xué)速率。EEMA用量增加,阻垢效果攪拌機(jī),華巖儀器;DZF-305干燥箱,上海精宏。增加,但是隨著EEMA含量的繼續(xù)增加,則會減少酸的用量,進(jìn)1.2實(shí)驗(yàn)方法而降低共聚體中羧基含量,使帶有活性電

4、荷的基團(tuán)含量減少,電荷斥力作用減弱,阻垢效果降低;隨著MAA用量的增加,將各反應(yīng)物質(zhì)配制成濃度為20%的水溶液,然后在四頸阻垢劑的阻垢性能也隨著增加,當(dāng)MAA用量超過3.4g時(shí),阻瓶中加入SAS水溶液,裝好溫度計(jì)、攪拌器及滴加裝置,不斷攪垢率逐漸下降,產(chǎn)品中含有一些白色懸浮物,這可能是由于其拌并升溫至80℃,緩慢滴加單體的混合溶液及過硫酸銨溶液進(jìn)競聚率較大發(fā)生均聚生成了大分子,分子量偏高而阻垢性能行反應(yīng),控制滴加速度在兩小時(shí)內(nèi)滴加完畢,然后維持恒溫繼降低。續(xù)反應(yīng)4h,反應(yīng)結(jié)束生成淡黃色的溶液,冷卻至室溫,用40%的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值到7,得到棕黃色水溶

5、液產(chǎn)物,測其固含結(jié)合實(shí)際情況:制備阻垢劑的最佳單體配比為A2B2C2,量為21.0Wt%。即單體用量比為:m(AA)∶m(SAS)∶m(EEMA)∶m(MAA):=15.0∶6.8∶2.0∶3.4。2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.2引發(fā)劑用量對阻垢率的影響2.1單體用量對阻垢率的影響通過引發(fā)劑的用量來控制聚合度對阻垢劑的性能是十分固定丙烯酸的用量為15.0g,引發(fā)劑APS用量為單體質(zhì)重要的。共聚反應(yīng)在水溶液中進(jìn)行,故選擇無機(jī)過氧化物引發(fā)量的1.0%,確定SAS、EEMA、MAA三個(gè)因素的用量對硫酸劑APS,其引發(fā)分解溫度在75℃。鋇垢阻垢率的影響,采用正交試驗(yàn)方案,以

6、硫酸鋇垢阻垢率為試驗(yàn)結(jié)果表明,隨著引發(fā)劑用量的增加,阻垢率先增加后指標(biāo),確定合適的單體配比。選用L9(34)正交表,表1給出了降低,在引發(fā)劑用量為1.2%時(shí)阻垢率達(dá)到最大值。原因可能因素水平。表1L9(34)正交試驗(yàn)因素水平是,當(dāng)引發(fā)劑用量少時(shí),阻垢劑分子量大,鏈段的運(yùn)動能力較差,羧基和磺酸基的作用得不到充分發(fā)揮,導(dǎo)致阻垢劑分子對水平SAS/gEEMA/gMAA/g鋇鍶等金屬離子的螯合吸附能力減弱,阻垢能力減小。另一方(因素A)(因素B)(因素C)面,當(dāng)引發(fā)劑的用量大于1.2%時(shí),會使共聚物的分子量過小,16.41.03.0空間位阻效應(yīng)不能有效發(fā)揮,阻垢效

7、果顯著降低。因此,APS最26.82.03.4適宜用量為單體質(zhì)量的1.2%。37.23.03.8正交試驗(yàn)的結(jié)果可知,各單體的加入量對阻垢率的影響大2.3阻垢劑的紅外光譜分析-1小的次序?yàn)?A>C>B,即SAS的加入量是主要的影響因素?？稍诓〝?shù)3425cm附近的收帶是阻垢劑中羥基的伸縮振-1以看出隨著SAS添加量的增加,藥劑的阻垢率顯著增大,但是動,1722cm處為-COO-結(jié)構(gòu)中-C=O的伸縮振動吸收峰,192

8、2015年10月-11165cm處為-CH2-O-CH2-中C-O-C結(jié)構(gòu)的伸縮振動吸-1-1收峰,1403～1377cm和815cm處出現(xiàn)磺酸基

9、-OSO3H的特征峰。FTIR分析結(jié)果表明,參與聚合反應(yīng)的單體通過