一种共聚物类防垢剂及其制备方法

本发明涉及油田化学应用领域，具体涉及一种以马来酸酐、丙烯酰胺和丙烯酸羟丙酯为单体进行三元共聚，过硫酸钾作为引发剂，提供了一种共聚物类防垢剂及其制备方法。

背景技术：

1、近年来我国经济快速发展，对石油和天然气需求持续增长。大多数陆上油气田已进入开发的中、晚期，地层能量不断亏损。为补充地层能量，油气田普遍采用注水开发方式，但由于水资源短缺，常使用含油废水进行注水，导致油气田进入高含水阶段。注入水与地层水配伍性差易破坏储层稳定性，造成水垢沉积，尤其在低渗透油层易堵塞孔隙，降低渗透率和采收率。同时，高温、高压和ph变化以及油田废水中高浓度的钙离子和碳酸氢根离子均加速碳酸钙垢的生成。

2、现有油田防垢技术以化学防垢为主，成本低廉且操作简便，主要包括磷酸盐、天然、共聚物和绿色环保四类防垢剂。磷酸盐防垢剂效果佳但会引发水体富营养化；天然防垢剂来源广但效果有限需改性；绿色环保防垢剂环保但合成工艺复杂难以大规模应用；共聚物类防垢剂的作用机理是通过分子链上的阴离子基团通过螯合作用和晶格畸变作用影响水垢晶体的正常生成过程，促使水垢的晶型发生变化，堆积体积变小而不易聚集，使水垢随水的流动而带走。故可以更加有效地防止水垢的生成。

技术实现思路

1、本发明主要解决的技术问题是：针对现有防垢剂效果不佳，加量大的问题，提供了一种聚合物型防垢剂，将丙烯酰胺、马来酸酐和丙烯酸羟丙酯在水中聚合得到聚合物型防垢剂，向聚合物中引入的酯基可以通过其疏水性质和空间位阻效应，增强共聚物对成垢金属离子的络合能力；引入的酰胺基可以使分子吸附在碳酸钙晶核的表面上，阻碍晶核正常生长。相较于现有防垢剂其具备有效浓度高、粘度低、加量少、阻垢效果优异等优点。

2、本发明提供了一种聚合物型防垢剂的制备方法，制备工艺简单，其结构式如下：

3、

4、本发明具体制备方法如下：

5、(1)向三口烧瓶中加入马来酸酐(ma)单体，升温至50℃，待其完全溶解于蒸馏水后，加入丙烯酰胺(am)和丙烯酸羟丙酯(hpa)，单体质量浓度为20～40％；

6、(2)待温度升至60℃时，加入0.1～1％的引发剂过硫酸钾，在恒温水浴70～90℃条件下搅拌反应5～8小时，反应结束后呈现淡黄色透明溶液，即得到一种共聚物类防垢剂。

7、本发明于现有技术比较，其有益效果是：

8、(1)本发明能够有效抑制碳酸钙水垢在地层和管道内壁的沉积，破坏碳酸钙晶体的正常形成过程，阻止了碳酸钙晶体的聚集和生长，使微小的碳酸钙晶核被水流带走；

9、(2)本发明的共聚物类防垢剂在应用过程中加量小、防垢效果好，与常规的防垢剂相比，可以有效地抑制碳酸钙垢的生成，极大地减小了水垢对地层以及集输管道的堵塞，且所需成本较低，现场施工工艺简单；

10、(3)本发明所制备的共聚物类防垢剂呈现弱酸性，不会腐蚀油套管，贮存稳定、制备简单、使用方便；

11、(4)本发明的复合抑制剂原材料易得、来源广泛。

技术特征：

1.一种共聚物类防垢剂，其结构式如下。

2.如权利要求1所述一种共聚物类防垢剂其制备包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述一种共聚物类防垢剂，其特征在于：马来酸酐、丙烯酸羟丙酯和丙烯酰胺的比例为3～7:1～4:1～2。

4.一种共聚物类防垢剂，其特征在于：向分子中引入的酯基可以通过其疏水性质和空间位阻效应，增强共聚物对成垢金属离子的络合能力从而具有良好的防垢性能。

5.一种共聚物类防垢剂，其特征在于：向分子链中引入的酰胺基可以使分子吸附在碳酸钙晶核的表面上，阻碍晶核正常生长，从而具有良好的防垢性能。

技术总结本发明公开了一种共聚物类防垢剂及其制备方法，属于油气田开发领域，其技术方案是：向三口烧瓶中加入马来酸酐单体，升温溶解后加入丙烯酰胺和丙烯酸羟丙酯，单体质量浓度为20～40％，当温度升至60℃时，加入0.1～1％的引发剂过硫酸钾，在恒温水70～90℃条件下搅拌反应8～5h，反应结束后呈现淡黄色透明液体，即得到一种共聚物类防垢剂。本发明的共聚物类防垢剂能够影响碳酸钙晶体的形成过程，导致碳酸钙晶型由稳定的方解石晶型，转变为不稳定的文石和霰石晶型而被水流冲刷，阻止碳酸钙在管道内壁结块，具有良好的防垢效果。技术研发人员：郑存川,吉健坡,张太亮,但波,黄文,蔡申翔受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/10/17