抑制硫化物結垢的方法
2023-10-27 22:18:32 6
抑制硫化物結垢的方法
【專利摘要】本發明提供了共聚物用於抑制和/或分散無機硫化物結垢的用途，所述共聚物包含：a)基於所述共聚物的重量計，0.1-10mol％的衍生自乙烯基膦酸或其鹽的結構單元，b)基於所述共聚物的重量計，40-80mol％的衍生自式(1)化合物的結構單元，c)基於所述共聚物的重量計，1-50mol％的衍生自式(5)化合物的結構單元，其中X為OH或NR3R4，且R3和R4彼此獨立地為H或C1-C4烷基；和用於抑制和/或分散無機硫化物結垢的方法，所述方法包括向處於含油或含氣地層中的水中添加所述共聚物。
【專利說明】抑制硫化物結垢的方法 發明領域
[0001] 本發明涉及通過使用合成共聚物抑制和/或分散無機硫化物結垢的方法。本發明 的共聚物特別可用於抑制和/或分散硫化鋅、硫化鉛和硫化鐵。
[0002] 背景
[0003] 來自天然來源的水通常含有溶解的礦物質，其中存在可觀的離子如Ca2+、Mg 2+，且 在油田地層水的情況下，存在Ba2+、Sr2+、Zn 2+、Pb2+和Fe2+。在溫度或pH改變的條件下，二氧 化碳從與其它含不同礦物質含量的水的溶液或混合物中損失，相對不溶的物質如碳酸鹽、 硫酸鹽和硫化物可作為結垢從溶液中沉積出來。在海上油田中，當泵入地下以有助於採油 的含硫酸鹽的海水與地層水接觸時，該沉積可能特別嚴重。
[0004] 除此之外，如果地層水含有硫離子，則由於（但不限於）油藏中存在硫化氫（h2s) 氣體，可由於含鋅、鉛或鐵的鹽水混合在一起而形成硫化鋅（ZnS)、硫化鉛（PbS)和硫化鐵 (FeS、FeS 2)結垢。
[0005] 沉積的結垢妨礙了採油，甚至可變得足夠嚴重以至於堵塞油井。因此，存在一個常 規程序，即用阻垢劑處理油井以使結垢沉積最小化或防止結垢沉積。必須小心地獲得性能 平衡。所述阻垢劑不僅必須控制結垢，而且另一方面，還必須在滿足能充填至井中的溫度下 在水中具有足夠的溶解度。
[0006] 外來結垢如硫化鋅、硫化鉛和硫化鐵可以使用酸處理來除去，從而恢復採油速率。 然而，新的硫化物結垢會在短時間內沉積在井中，從而導致再次處理。由於在井中產生h 2s 氣體，因此外來結垢的酸處理產生嚴重的風險。 現有技術
[0007] US4762626公開了丙烯酸羥乙酯/丙烯酸共聚物在油井開採過程中作為硫化鋅阻 垢劑的用途。該共聚物具有1，000-20, 000道爾頓的平均分子量。典型地可用2-100 ppm 的共聚物（基於活性物）處理油井。
[0008] US5171459公開了包含磷酸酯或膦酸酯的阻垢劑用於CaC03抑制中的用途，並結合 烷基二苯醚磺酸鹽以分散硫化物結垢/沉積物。所述硫化物分散劑包括單和/或二磺化烷 基二苯醚，其中所述烷基取代基具有4-30個碳原子且可為支鏈或直鏈的。所述分散劑和阻 垢劑各自以l_5〇ppm的量處理且可處理具有至多約200ppm鋅和/或鉛濃度的水。
[0009] US2005/0067164A1公開了衍生自陽離子單體的共聚物，所述共聚物抑制並控制在 將溴化鋅鹽水用作完井液時形成的硫化鋅和硫化鐵結垢。該發明中的共聚物含有丙烯醯胺 單元及其二烯丙基二甲基銨鹽。所述共聚物具有500, 000-5, 000, 000道爾頓的平均分子 量。該發明的共聚物也可用於處理鈣、鋇、鎂等的結垢，如硫酸鋇、硫酸鈣和碳酸鈣。當處理 油井時，所述共聚物作為攜帶液的一部分以15-100, OOOppm的量存在。當存在於鹽水中時， 所述共聚物典型地為〇· 02-2 mol%。
[0010] US2009/0143252A1公開了一種具有通式（如該專利所述）的單體，其中該單體的 一部分（該通式中的"A"）可為具有1-10個碳原子的直鏈或支鏈烷基鏈，所述單體為均聚 物的一部分，或者為諸如丙烯酸酯、丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺的單體的共聚物的一部分，從 而在金屬硫化物形成結垢前分散它們。也可將二甲基二烯丙基銨鹽、丙烯酸2-羥丙酯和丙 烯酸的三元共聚物用於該目的。該發明中的均聚物和共聚物具有5000-5, 000, 000道爾頓 的平均分子量。該發明描述了以1-10, 〇〇〇 ppm的濃度引入原油中的處理方法。
[0011] 本發明的目的在於提供可用於抑制和/或分散無機硫化物結垢的共聚物。本發明 的共聚物應特別可用於抑制和/或分散硫化鋅、硫化鉛和硫化鐵。與現有技術的共聚物相 t匕，它們由於改進的生物降解性而應當值得注意。
[0012] 現已發現包含磺酸丙烯酸類單元、丙烯醯胺單元和膦酸單元以及任選的環狀醯胺 單元的共聚物以期望的方式起作用。
[0013] 因此，本發明提供了共聚物用於抑制和/或分散無機硫化物結垢的用途，所述共 聚物包含：
[0014] a)基於所述共聚物的重量計，0. l-10m〇l %的衍生自乙烯基膦酸或其鹽的結構單 元，
[0015] b)基於所述共聚物的重量計，40-80mol%的衍生自式（1)化合物的結構單元，
[0016]
【權利要求】
1. 共聚物用於抑制和/或分散無機硫化物結垢的用途，所述共聚物包含： a) 基於所述共聚物的重量計，0. l-10m〇l %的衍生自乙烯基膦酸或其鹽的結構單元， b) 基於所述共聚物的重量計，40-80mol%的衍生自式（1)化合物的結構單元，
c) 基於所述共聚物的重量計，l_50m〇l %的衍生自式（5)化合物的結構單元，
其中X為OH或NR3R4,且R3和R4彼此獨立地為Η或烷基。
2. 根據權利要求1的用途，其中所述共聚物額外包含基於所述共聚物的重量計， l-10mol%的式（2)的結構單元，
其中η為3、4或5。
3. 根據權利要求1和/或2的用途，其中所述共聚物額外包含l-10m〇l %的式（3)的 結構單元，
其中R1和R2彼此獨立地為氫或烷基。
4. 根據權利要求1-3中任一項或多項的用途，其中所述共聚物包含少於lmol %的包含 烯屬不飽和烴取代的銨鹽基團的單體，其中用語"烴"包括含氧的基團。
5. 根據權利要求1-4中任一項或多項的用途，其中在所述共聚物中，乙烯基膦酸或其 鹽的重量比例為0· 8-6mol%。
6. 根據權利要求1-5中任一項或多項的用途，其中在所述共聚物中，衍生自式（1)化合 物的結構單元的比例為45-70mol%。
7. 根據權利要求1-6中任一項或多項的用途，其中在所述共聚物中，衍生自式（5)化合 物的結構單元的比例為5-45mol%。
8. 根據權利要求1-7中任一項或多項的用途，其中式（5)表示丙烯酸和/或丙烯醯胺。
9. 根據權利要求1-8中任一項或多項的用途，其中式（5)表示丙烯醯胺且其比例為 5_45mol% 〇
10. 根據權利要求1-8中任一項或多項的用途，其中式（5)表示丙烯酸和丙烯醯胺的混 合物，且丙烯酸的比例為l-l〇mol%，丙烯醯胺的比例為l-40mol%。
11. 根據權利要求1-10中任一項或多項的用途，其中衍生自式（3)化合物的結構單元 的比例為l-l〇mol%。
12. 根據權利要求1-11中任一項或多項的用途，其中衍生自式（2)化合物的結構單元 的比例為l-l〇mol%。
13. 根據權利要求1-12中任一項或多項的用途，其中所述共聚物的分子量（數均）為 100, 000-10, 000, 000g/mol，通過GPC相對於作為標樣的聚丙烯酸測定。
14. 根據權利要求1-13中任一項或多項的用途，其中還存在常規阻垢劑。
15. 根據權利要求14的用途，其中存在包含25-30重量％的水或溶劑、0. 5-10重量％ 的如權利要求1-13中任一項或多項所定義的共聚物、1-25重量％的常規阻垢劑和5-50重 量％的二醇基溶劑的組合物。
16. 根據權利要求14或15的用途，其中所述常規阻垢劑選自二亞乙基三胺五（亞甲 基膦酸）、次氮基（亞甲基膦酸）、甲基丙烯酸二膦酸鹽均聚物、丙烯酸-烯丙基乙醇胺二膦 酸鹽共聚物、SVS (乙烯基硫酸鈉）-丙烯酸-烯丙基氨二膦酸鹽三元共聚物、丙烯酸-馬來 酸-DETA(二亞乙基三胺）烯丙基膦酸鹽三元共聚物、聚天冬氨酸和聚羧酸鹽/酯。
17. 抑制和/或分散無機硫化物結垢的方法，所述方法包括向處於含油或含氣地層中 的水中添加共聚物，所述共聚物包含： a) 0. l-10mol %的衍生自乙烯基膦酸或其鹽的結構單元， b) 40-80mol%的衍生自式（1)化合物的結構單元，
c) l-50mol%的衍生自式（5)化合物的結構單元，
其中X為0H或NR3R4,且R3和R4彼此獨立地為Η或烷基。
【文檔編號】C08F220/06GK104105725SQ201380009009
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年3月26日 優先權日:2012年4月13日
【發明者】M·陶德, C·斯特拉陳, G·摩爾, J·果而丁 申請人:科萊恩金融(Bvi)有限公司