CN109837546A - 一种海上油田采出油管道中使用的过硫酸铵缓蚀剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海上油田采出油管道中使用的过硫酸铵缓蚀剂及其应用，由无机钝化剂、有机羧酸、金属离子抑制剂和水按一定比例复配而成，该缓蚀剂在60℃条件下，0.3%～2%的添加量于3%～5%过硫酸氨溶液中，缓蚀效果优异。

Description

一种海上油田采出油管道中使用的过硫酸铵缓蚀剂及其应用

技术领域

本发明属于石油添加剂技术领域，具体涉及一种海上油田采出油管道中使用的过硫酸铵缓蚀剂及其应用。

背景技术

海底采油装置:采用钻水下井口的办法，将井口安装在海底，开采出的油气用管线直接送往陆上或输入海底集油气设施。在油田开采过程中，由于地层的非均质性，常产生水浸问题，需要进行堵水，其实质是改变水在地层中的渗流状态，以达到减少油田产水、保持地层能量、提高油田最终采收率的目的。其中用到的堵水剂，最常用的是各种高分子量的聚丙烯酰胺絮凝剂类物质，此类有机高分子物质，在海底60℃的温度条件，与石油中的复杂成分易形成胶团状物质，若不处理长久于地下，一方面影响后续开采石油，一方面会造成水质污染。

处理该胶团物质，目前最有效的并且不产生明显气味的是3%过硫酸铵水溶液。该方法是利用过硫酸铵的强氧化性，氧化胶团中的有机高分子物质，使其降解。但海上硫酸铵溶液的储存和输送装备大多含有金属材质，最多的是N80碳钢，过硫酸铵一旦接触碳钢，即使在常温下，其中的Fe几分钟之内就被氧化为Fe³⁺，Fe³⁺的出现，又继续加速Fe的腐蚀，半小时之内，碳钢表面便出现的坑蚀，水溶液变成红黄色，因此，必须在过硫酸铵溶液中加入有效的缓蚀剂以缓解其对碳钢的腐蚀。查阅资料，未见过硫酸铵缓蚀剂的相关报道。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种海上油田采出油管道中使用的过硫酸铵缓蚀剂及其应用。

本发明采用如下技术方案：一种海上油田采出油管道中使用的过硫酸铵缓蚀剂，由以下配方组成，无机钝化剂3～15%，有机羧酸1～3%，金属离子抑制剂1～10%，其余为水，均以质量分数计。

进一步，所述的无机钝化剂是钼酸盐和硼砂或硅酸钠的组合物，其中，钼酸盐是不可少的，优选为钼酸钠。硼砂或硅酸钠与钼酸钠的质量比大于2:1。实验发现，钼酸盐与在硼酸根或硅酸根存在的条件下，对碳钢的缓蚀性更强。

所述的有机羧酸为酒石酸、葡萄糖酸、柠檬酸中的一种、两种或三种组合。加入有机酸的目的是保证最终加入过硫酸铵溶液中后的弱酸性环境，因为过硫酸铵在碱性溶液中易水解而弱化其氧化性。之所以选择有机羧酸，主要考虑不在配方中引入磷、氨氮等与技术绿色发展要求相悖的物质，选择其中的酒石酸、葡萄酸、柠檬酸主要是因为其不仅溶解性好、配制方便，并且具有一定的缓蚀性，因此作为缓蚀剂的一种辅助组分，对本发明的缓蚀剂的缓蚀性有正向协同作用。

所述的金属离子抑制剂为中性或酸性物质，优选植酸、乙二胺四亚甲基膦酸及其盐中的一种或多种。植酸广泛存在于植物种子内，属天然营养品，其最显著的特征是与金属离子有极强络合作用而起到抑制自由金属离子的作用；乙二胺四亚甲基膦酸及其盐水溶液中能离解成8个正负离子，因而可以与多个金属离子形成多个单体结构大分子网状络合物，松散地分散于水中，并且无毒无污染，耐温性极强，200℃以上依然有显著的缓蚀性及抗硬水性。本发明配方引入此类物质，使其与溶液中的高价铁离子和水中的钙镁离子络合，一方面降低腐蚀性，另一方面使配制水可为高硬度水。

本发明还保护所述过硫酸铵缓蚀剂的应用，将上述制得的硫酸铵缓蚀剂以0.3%-2%的质量百分比加入到3%-5%质量浓度的过硫酸铵溶液，并在60℃的环境下使用。

与现有技术相比，使用本发明的过硫酸铵缓蚀剂具有以下技术特点：

1、弱酸性。弱酸性缓蚀剂加入过硫酸铵溶液中，降低过硫酸铵的水解，从而保证其强氧化性。

2、强缓蚀性。一般施工作业4个小时，60℃的环境，该缓蚀剂足够满足该作业的缓蚀效果。

3、安全性。该缓蚀剂所使用的原料均无臭无毒，施工安全便捷。

具体实施方式

实施例1：

缓蚀剂配比： 钼酸钠3%，硼砂10%，酒石酸10%，植酸2%，乙二胺四亚甲基膦酸钠5%，其余为水。

配液槽：金属或塑料储液槽；

具体操作：将配好的缓蚀剂以0.3%的浓度加入3%的过硫酸铵溶液中，通过输油管线打入60℃的海底层，作用于有机胶团物质。

效果：4小时后，N80碳钢试片表面形成一层致密的灰黑色膜层。将该试片即使放入20%氯化钠溶液中，80℃的条件下，48h依然无腐蚀现象。

实施例2：

清洗剂配比：钼酸钠3%，硅酸钠6%，柠檬酸3%，乙二胺四亚甲基膦酸钠10%，其余为水。

清洗液容器：塑料或金属储液槽；

具体实操作：将配好的缓蚀剂以2%的浓度加入5%的过硫酸铵溶液中，通过输油管线打入60℃的海底层，作用于有机胶团物质。

效果：4小时后，N80碳钢试片表面形成一层致密的灰黑色膜层。将该试片即使放入20%氯化钠溶液中，80℃的条件下，48h依然无腐蚀现象。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种海上油田采出油管道中使用的过硫酸铵缓蚀剂，其特征在于，由以下配方组成，无机钝化剂3～15%，有机羧酸1～3%，金属离子抑制剂1～10%，其余为水，均以质量分数计。

2.根据权利要求1所述的过硫酸铵缓蚀剂，其特征在于，所述的无机钝化剂是钼酸盐和硼砂或硅酸钠的组合物，其中，钼酸盐是不可少的。

3.根据权利要求2所述的过硫酸铵缓蚀剂，其特征在于，所述的钼酸盐为钼酸钠，硼砂或硅酸钠与钼酸钠的质量比大于2:1。

4.根据权利要求1所述的过硫酸铵缓蚀剂，其特征在于，所述的有机羧酸为酒石酸，葡萄糖酸，柠檬酸中一种、两种或三种组合。

5.根据权利要求1所述的过硫酸铵缓蚀剂，其特征在于，所述的金属离子抑制剂为中性或酸性物质。

6.根据权利要求5所述的过硫酸铵缓蚀剂，其特征在于，所述的金属离子抑制剂选自植酸、乙二胺四亚甲基膦酸及其盐中的一种或多种。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的过硫酸铵缓蚀剂的应用，其特征在于，将所述的硫酸铵缓蚀剂以0.3%-2%的质量百分比加入到3%-5%质量浓度的过硫酸铵溶液，并在60℃的环境下使用。