腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法及其應用
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及油田化學產品技術領域，尤其涉及一種抗H2S、C02腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法及其應用。
【背景技術】
[0002]隨著全球能源供求日益激烈，世界各國紛紛開始拓展能源來源或調整能源消費結構，來緩解不可再生能源與人們能源消耗日益增加的矛盾。石油天然氣作為重要的戰略資源一直受到世界各國的高度重視，但隨著新的油氣資源的不多開采，高含H2S、C02、C1—及水化物等多種更加惡劣介質的油氣田相繼出現。
[0003]高含H2S、⑶2油氣田主要分布在四川盆地區域，該區域2/3的油氣田含H2S和⑶2，“十五”期間探明的天然氣中就有990億立方米為高含H2S氣體。高溫高酸油氣井下系統腐蝕環境十分惡劣，主要體現在以下幾個方面:
(1)高溫高壓和H2S+H2S+Cl—共存以及高礦化度地層水的交互作用對井下工具、井下管柱、井口設備及地面流程造成嚴重腐蝕；
(2)高產量下高速流體對管壁造成長期沖蝕；
(3 )高速流體的速度變化產生的橫向作用力的變化造成管壁爆裂等。
[0004]因此，研究一種緩蝕劑，由此保護油氣井下工具、管柱、井口設備以及井上管道，對促進油氣井的高效勘探開發和減少由腐蝕引起的經濟損失具有重要意義。
【發明內容】
[0005]針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法及其應用，該緩蝕劑在高溫下即室溫至160°Cj#H2S、C02具有很好的抗腐蝕效果，且緩蝕效率在98%以上。
[0006]為實現上述目的，本發明提供一種抗!125{02腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法，該緩蝕劑的原料按摩爾配比百分比包括:三乙烯四胺10-26%、肉豆蔻酸10-26%、二甲苯20-36%、硫代氨基脲25-35%和多元醇10-30% ；
該緩蝕劑的制備方法包括以下步驟:
步驟1，采用肉豆蔻酸與三乙烯四胺發生酰胺化反應獲得咪唑啉中間體；
步驟2，再將咪唑啉中間體與硫代氨基脲發生縮合反應獲得該緩蝕劑；
該緩蝕劑對H2SXO2具有抗腐蝕效果。
[0007]其中，所述步驟I的具體步驟為:
步驟11，將10-26%的三乙烯四胺和10-26%劑量的肉豆蔻酸緩慢加入到20-36%的二甲苯中進行混合，將得到的上述混合物轉移到三口燒瓶中，并在溫度在40°C-160°C的加熱器中反應3-5 h，使反應中生成的水以共沸形式蒸出，酰胺化反應完成；
步驟12，再將加熱器中的反應溫度繼續升到200 oC -240 °e，用分水器將多余的水分出；當分水器中無水滴出現時，將反應物冷卻到100°C-120°C，在冷卻至100°C-120 °(:減壓條件下蒸餾出過量的三乙烯四胺和二甲苯，室溫冷卻得到半凝固狀的咪唑啉中間體。
[0008]其中，所述步驟2的具體步驟為:將咪唑啉中間體與25-35%硫代氨基脲投加入反應器中，以10-30%多元醇為溶劑，在140°C-160°C下縮合反應5-8 h;真空蒸餾脫和多次重結晶得到黃色固體，即為該緩蝕劑。
[0009]其中，所述緩蝕劑在室溫下為半凝固狀態。
[0010]其中，所述多元醇為丙三醇、季戊四醇或正辛醇。
[0011]其中，所述將I mol肉豆蔻酸和2 mol三乙烯四胺加入到I mol 二甲苯中，將上述混合物轉移到三口燒瓶中，在反應器中130°C加熱反應4 h，冷卻至110°C減壓蒸餾出過量三乙烯四胺和二甲苯后，得到咪唑啉中間體;再將I mol咪唑啉中間體與1.5 mol硫代氨基脲加入到I mol正辛醇中并轉移至三口燒瓶中，在反應器中140°C加熱反應5h后，真空蒸餾多次重結晶得到黃色固體即為該緩蝕劑。
[0012]其中，所述將1.5 mol肉豆蔻酸和1.5 mol三乙烯四胺加入到1.5 mol 二甲苯中，將上述混合物轉移到三口燒瓶中，在反應器中140°C加熱反應3 h，冷卻至110°C減壓蒸餾出過量三乙烯四胺和二甲苯后，得到咪唑啉中間體;再將咪唑啉中間體與1.5 mol硫代氨基脲加入到1.5 mol正辛醇中并轉移至三口燒瓶中，在反應器中130°C加熱反應6h后，真空蒸餾多次重結晶得到黃色固體即為該緩蝕劑。
[0013]為實現上述目的，本發明還提供一種抗!^、0)2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的應用，其特征在于，采用失重法，在70°C下將Q235鋼在含有100mg/L緩蝕劑的共存的鹽酸溶液中，腐蝕處理72h;并與沒有加緩蝕劑的腐蝕處理的Q235鋼進行對比；失重測試結果顯示經過加入緩蝕劑后，Q235鋼的腐蝕速率低于國家規定的腐蝕標準；
該緩蝕劑主要用于油氣田井下工具、管柱、井口設備以及井上管道。
[0014]本發明的有益效果是:與現有技術相比，本發明提供的抗H2S、CO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法及其應用，采用肉豆蔻酸與三乙烯四胺在高溫下發生酰胺化反應獲得咪唑啉中間體，再將經過提純后的咪唑啉中間體與硫代氨基脲發生縮合反應，最后獲得緩蝕劑;該生產工藝簡單、無需特殊設備。該緩蝕劑在高溫下即室溫至160°Cj#H2S、C02具有很好的抗腐蝕效果，且緩蝕效率在98%以上，由此說明該緩蝕劑具有優異的緩蝕效率，適用于高含H2S(30 mg/L以上)、⑶2(飽和)油氣井增產作業施工，加入緩蝕劑后鋼片的腐蝕速率低于
0.05 mm/a，腐蝕速率國家規定的腐蝕標準。
[0015]該緩蝕劑的使用，有效避免油氣田井下工具、管柱、井口設備以及井上管道等地方出現嚴重腐蝕現象，而且避免了管壁的爆裂。該緩蝕劑，保護油氣井下工具、管柱、井口設備以及井上管道，對促進油氣井的高效勘探開發和減少由腐蝕引起的經濟損失起到了至關重要的作用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法的工藝流程圖；
圖2為本發明中五個實施例的實驗數據比較圖。
【具體實施方式】
[0017]為了更清楚地表述本發明，下面結合附圖對本發明作進一步地描述。
[0018]請參閱圖1，本發明的抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法，該緩蝕劑的原料按摩爾配比百分比包括:三乙烯四胺10-26%、肉豆蔻酸10-26%、二甲苯20-36%、硫代氨基脲25-35%和多元醇10-30%;
該緩蝕劑的制備方法包括以下步驟:
步驟SI，采用肉豆蔻酸與三乙烯四胺發生酰胺化反應獲得咪唑啉中間體;該步驟具體為:步驟Sll，將10-26%的三乙烯四胺和10-26%劑量的肉豆蔻酸緩慢加入到20-36%的二甲苯中進行混合，將得到的上述混合物轉移到三口燒瓶中，并在溫度在40°C-160°C的加熱器中反應3-5 h，使反應中生成的水以共沸形式蒸出，酰胺化反應完成；
步驟S12，再將加熱器中的反應溫度繼續升到200 oC -240 °e，用分水器將多余的水分出；當分水器中無水滴出現時，將反應物冷卻到100°C-120°C，在冷卻至100°C-120 °C減壓條件下蒸餾出過量的三乙烯四胺和二甲苯，室溫冷卻得到半凝固狀的咪唑啉中間體；
步驟S2，再將咪唑啉中間體與硫代氨基脲發生縮合反應獲得緩蝕劑。該步驟具體為:將咪唑啉中間體與25-35%硫代氨基脲投加入反應器中，以10-30%多元醇為溶劑，在140°C-160°C下縮合反應5-8 h;真空蒸餾脫和多次重結晶得到黃色固體，即為緩蝕劑。該緩蝕劑在室溫下為半凝固狀態。
[0019]該緩蝕劑在高溫下即室溫至160°C JtH2SXO2具有很好的抗腐蝕效果，且緩蝕效率在98%以上。
[0020]相較于現有技術的情況，本發明提供的抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的制備方法，采用肉豆蔻酸與三乙烯四胺在高溫下發生酰胺化反應獲得咪唑啉中間體，再將經過提純后的咪唑啉中間體與硫代氨基脲發生縮合反應，最后獲得緩蝕劑;該生產工藝簡單、無需特殊設備。制備獲得的緩蝕劑具有優異的緩蝕效率，適用于高含H2S(30 mg/L以上)、C02(飽和)油氣井增產作業施工，加入緩蝕劑后鋼片的腐蝕速率低于0.05 mm/a，腐蝕速率國家規定的腐蝕標準。國家規定的腐蝕速率標準為0.076mm/a。
[0021]該緩蝕劑的制備，有效避免油氣田井下工具、管柱、井口設備以及井上管道等地方出現嚴重腐蝕現象，而且避免了管壁的爆裂。該緩蝕劑，保護油氣井下工具、管柱、井口設備以及井上管道，對促進油氣井的高效勘探開發和減少由腐蝕引起的經濟損失起到了至關重要的作用。
[0022]在本實施例中，多元醇為丙三醇、季戊四醇或正辛醇。當然本案中并不局限于多元醇的類型，可以根據實際情況選擇不同類型的多元醇。
[0023]為實現上述目的，本發明還提供一種抗出5、0)2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的應用，采用失重法，在70°C下將Q235鋼在含有100mg/L緩蝕劑的共存的鹽酸溶液中，腐蝕處理72h;并與沒有加緩蝕劑的腐蝕處理的Q235鋼進行對比；失重測試結果顯示經過加入緩蝕劑后，Q235鋼的腐蝕速率低于國家規定的腐蝕標準;該緩蝕劑主要用于油氣田井下工具、管柱、井口設備以及井上管道。
[0024]相較于現有技術的情況，本發明提供的抗H2SXO2腐蝕的高溫高壓緩蝕劑的應用，由于緩蝕劑具有優異的緩蝕效率，適用于高含H2S(30 mg/L以上)、C02(飽和)油氣井增產作業施工，加入緩蝕劑后鋼片的腐蝕速率低于0.05 mm/a，腐蝕速率國家規定的腐蝕標準;將本緩蝕劑用于油氣田井下工具、管柱、井口設備以及井上管道等場合之后，有效避免以下現象的發生: 1)避免對井下工具、井下管柱、井口設備及地面流程造成嚴重腐蝕；
2)避免高產量下高速流體對管壁造成長期沖蝕；