一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及油气田开采化学防腐蚀应用，具体涉及一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着各大油田开发进入中后期，油井套管损坏成为制约油田降本增效的主要影响因素。在井下复杂的流体介质及温压条件下，随着油气井开采时间的延长，管套及油管等碳钢材质的生产管柱都会出现不同程度的腐蚀，严重的会导致油井管套变形，穿孔，引发重大安全事故及经济损失。

2、在众多防腐蚀措施中，添加缓蚀剂是最便捷且有效的方式防腐蚀方法之一。例如公开号为cn106467730a的专利“一种适用于油田水处理的专用缓蚀剂”记载：在油田二次采油中，需要大量的水，为保护环境，现代油田大都采用注水处理后回注的方式，由于回注水中一般矿化度都很高、部分酸化液中部分酸会残留在地层中、油田中微生物的生命活动会产生部分对钢铁有危害的有机物、回注水处理不当会导致水中含氧量上升，由于地下温度较高，以上因素都极易对油田注水管线造成腐蚀，严重时会导致油田管线穿孔。这些都给油田生产运行造成巨大的经济损失。因此，一般都需要在污水回注前投加杀菌剂和缓蚀阻垢剂进行预处理。国内现在的油田回注水缓蚀剂成分单一，加药量大，处理效果差，而国外油田回注水缓蚀剂虽然效果很好，但价格比较高昂，所以，开发一种耐高温、适合高硬度水质的油田回注水缓蚀剂是十分必要的，具有极大的经济效益和社会效益。经过不懈的努力和无数次试验，申请人发明了一种高效油田回注水缓蚀剂。本发明缓蚀剂的制备方法是：将硫脲与水充分溶解后，按比例加入苯骈噻唑类衍生物，搅拌15分钟后加入咪唑啉及其衍生物，继续搅拌40分钟至完全溶解，放入过滤器中过滤，即得产品。本发明缓蚀剂中，咪唑啉及其衍生物的作用是在金属表面形成单分子吸附膜，改变氢离子的氧化还原电位，同时也可以吸附部分氧化性物质，避免金属腐蚀。本发明缓蚀剂中，苯骈噻唑类衍生物的作用是与金属界面产生一种化学吸附作用，或发生螯合作用从而形成一层致密而牢固的保护膜。本发明缓蚀剂中，硫脲的作用主要是起一部分杀菌作用，并且可以增加由咪唑啉及其衍生物和苯骈噻唑类衍生物形成的膜的坚固性。本发明缓蚀剂的使用方法：将本品按照比例复配后，通过在线连续投加的方法投加油田注水中，通过注水与管壁接触达到缓蚀的目的。再如公开号为cn104449654a的专利“一种油田专用缓蚀剂的制备方法”记载：本发明的目的在于：提供一种油田专用缓蚀剂，针对油田高含硫、高二氧化碳油气集输管线及油气井进行酸化压裂时的使用时，能产生很好的效果。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一种油田专用缓蚀剂的制备方法，该制备方法由以下步骤组成：第一步，中间体合成：材料按重量份数比由十二十四叔胺20-25份、甲醛25-30份、苯乙酮15-20份、丙烯酸5-10份、甲醇20-35份组成；制备：将上述材料依次置于带搅拌的反应釜中，起始温度控制在10-30℃，搅拌溶解28-32min，在搅拌条件下加入盐酸或氢氧化钠，调整ph值在2±0.5，然后逐渐升温为80±1℃，反应5-7h后，即得中间体，备用；第二步，产品制备：材料由第一步完成的中间体30-40份、“1227”5-10份、咪唑啉聚醚15-20份、硫脲2-5份、甲醇35-38份组成；将材料成分用泵依次抽入反应釜；搅拌28-32min后出料，即得缓蚀剂产品。

3、随着人们环保意识的增强，许多毒性大、对环境造成污染的缓蚀剂的使用受到了限制。而能从虾蟹等节肢动物外壳中直接提取的壳聚糖，因其分子结构上含有大量的羟基和氨基等活性基团，被认为是潜在的天然缓蚀剂。然而壳聚糖自身的溶解性较差，导致其很难作为缓蚀剂直接使用，因此通过壳聚糖分子链上的活性基团对其进行化学改性具有重要的研究意义。席夫碱是由含氨基化合物与含醛基化合物反应生成具有特殊官能团-c＝n的一类化合物，因结构中的杂原子与杂环存在，使得这类化合物能在金属表面上自发吸附，有效的抑制金属的腐蚀。因此，利用壳聚糖上的氨基与含醛基物质反应形成具有大共轭体系的壳聚糖席夫碱缓蚀剂，并探究其在油田输油管线环境中的缓蚀性能具有重要意义与研究价值。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂及其制备方法和应用，其技术方案如下：

2、一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法，其包括以下步骤：

3、(1)在合成装置中依次加入壳聚糖和对甲苯磺酸水溶液，充分搅拌均匀；

4、(2)将步骤(1)搅拌均匀的药品在惰性氛围中加热反应；

5、(3)将步骤(2)反应后产物放在真空干燥箱中干燥，得到壳聚糖对甲苯磺酸盐；

6、(4)将步骤(3)得到的壳聚糖对甲苯磺酸盐溶于去离子水中，逐渐滴加水杨醛乙醇溶液，搅拌均匀；

7、(5)将步骤(4)搅拌均匀的溶液放入微波反应器中加热，得到产品。

8、所述步骤(1)壳聚糖与对甲苯磺酸的质量比为(2:1)～(4:1)。

9、所述步骤(2)加热温度为70～85℃，反应时间为15～24h。

10、所述步骤(3)干燥温度为25～35℃，干燥时间为18～24h。

11、所述步骤(4)壳聚糖对甲苯磺酸盐与水杨醛的质量比为(5:1)～(10:1)。

12、所述步骤(4)滴加操作在15～30min内完成。

13、所述步骤(5)微波反应器的反应功率为600～800w。

14、所述步骤(5)加热时间为3.5～5min。

15、一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂，该绿色酸化席夫碱缓蚀剂由上述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法进行制备而获得。

16、一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂在油田开采及运输化学防腐中的应用。

17、与现有技术相比，本发明主要具有以下有益技术效果：

18、1.本发明以壳聚糖、对甲苯磺酸和水杨醛为原料，制备得到的绿色酸化席夫碱缓蚀剂为壳聚糖离子液体席夫碱缓蚀剂，水溶性较好，共轭程度高，具有高分子结构，能在金属表面形成大面积强覆盖吸附膜，附着能力强，能有效地减缓金属的腐蚀，能对金属基体提供好的保护作用。

19、2.本发明绿色酸化席夫碱缓蚀剂在油田井下环境中具有良好的缓蚀性能。实验表明，在模拟油田井下不同温度工况条件下，当环境温度为80℃、缓蚀剂使用浓度为200mg/l时，腐蚀速率最高可降低85.05％；当环境温度为150℃、缓蚀剂使用浓度为300mg/l时，腐蚀速率最高可降低72.82％。

20、3.本发明绿色酸化席夫碱缓蚀剂具有合成方法简单、易于工业化大规模生产、成本低、绿色环保等特点。

技术特征：

1.一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）壳聚糖与对甲苯磺酸的质量比为（2:1）～（4:1）。

3.根据权利要求1所述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）加热温度为70～85℃，反应时间为15～24h。

4.根据权利要求1所述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）干燥温度为25～35℃，干燥时间为18～24h。

5.根据权利要求1所述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）壳聚糖对甲苯磺酸盐与水杨醛的质量比为（5:1）～（10:1）。

6.根据权利要求1所述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）滴加操作在15～30min内完成。

7.根据权利要求1所述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）微波反应器的反应功率为600～800w。

8.根据权利要求1所述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）加热时间为3.5～5min。

9.一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂，其特征在于，该绿色酸化席夫碱缓蚀剂由权利要求1-8任一所述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂的的制备方法进行制备而获得。

10.根据权利要求9所述的一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂在油田开采及运输化学防腐中的应用。

技术总结本发明涉及油气田开采化学防腐蚀应用技术领域，公开了一种适合油田井下环境的绿色酸化席夫碱缓蚀剂及其制备方法和应用。该方法包括以下步骤：在合成装置中依次加入壳聚糖和对甲苯磺酸水溶液，充分搅拌均匀；将搅拌均匀的药品在惰性氛围中加热反应；将反应后产物放在真空干燥箱中干燥，得到壳聚糖对甲苯磺酸盐；将壳聚糖对甲苯磺酸盐溶于去离子水中，逐渐滴加水杨醛乙醇溶液，搅拌均匀；将搅拌均匀的溶液放入微波反应器中加热，得到产品。本发明制备的绿色酸化席夫碱缓蚀剂具有高分子结构，能在金属表面形成大面积强覆盖吸附膜，缓蚀效果优良，且合成简单，无毒，成本低廉，具有广阔的市场应用前景。技术研发人员：李薛,龚俊,齐光峰,孙振华,魏旭,赵雷,王炳升,周海刚,孙麟,顾嫣受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11