本发明涉及一种离子调控剂及其制备方法与应用,属于油田开采。
背景技术:
1、油田采出水通常含有大量的离子,比如ca2+、mg2+等。随着石油开采的深入,高温高盐油井逐渐增多,采出水中的离子浓度增大,造成严重的结垢和腐蚀,为石油开采过程带来经济损失和安全问题。
2、现有的控制采出水中离子聚结沉积的方法是向采出水中加入阻垢药剂。例如cn104479663a提出一种油田回注水阻垢剂,包括按照重量份数计的如下组分:海金沙1-2份、烟樨0.5-3份、泊洛沙姆1-2份、聚维酮2-4份、三氯叔丁醇0.5-1份、双三氟甲烷磺酰亚胺8-12份、烟酸3-6份、柠檬酸钠4-6份、乙醇20-30份、水50-65份,该油田回注水阻垢剂对氧化铁和锌盐具有良好的分散和稳定的作用,但不能得知是否对钙盐、镁盐等是否具有一定的阻垢作用,特别是该阻垢剂的成分复杂,难以满足现场施工的高效需求。又如现有技术cn1306944a公开了一种复合缓蚀阻垢剂包括如下组分:以组合物重量100%计,羟基膦基乙酸化合物1~20%、异丙烯基膦酸聚合物1~25%、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酸共聚物1~35%,锌盐(以锌计)1~10%,其余是水。该阻垢剂对采出水具有一定的阻垢效果。
3、但现有技术的设计思路均是螯合采出水中的阳离子,从而达到控制结垢的目的,这些方法不仅增加了防腐防垢成本,又使得采出水中的离子未得到有效利用,特提出一种能够通过络合和电荷作用的双重作用下稳定采出水中的离子的离子调控剂。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种离子调控剂,既可以结合采出水中的离子避免结垢现象,又可以实现聚结颗粒尺寸可控,且制备方法简单,离子调控迅速有效。实现对采出水中的离子利用,降低生产成本。
2、本发明提供的离子调控剂,由羧酸与蛋白质经氢键连接形成;
3、所述羧酸为丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸中的一种或者多种;
4、所述蛋白质为乳清蛋白、大豆蛋白和胶原蛋白中的一种或者多种。
5、本发明还提供了所述离子调控剂的制备方法,包括如下步骤:
6、在惰性气氛中,所述羧酸和过硫酸铵在水中进行反应ⅰ,然后加入所述蛋白质和三乙胺继续反应ⅱ即得。
7、优选地,所述过硫酸铵以其水溶液的形式加入,其质量浓度为2~3%,添加量为与所述羧酸的物料比为1ml:2~3g。
8、优选地,所述反应ⅰ的时间为1~1.5h,所述反应ⅱ的时间为1~1.5h;
9、所述反应ⅰ和所述反应ⅱ的温度均为50~70℃。
10、优选地,所述羧酸、所述蛋白质与所述三乙胺的质量比为20~30:10~15:1~3。
11、本发明离子调控剂能够用于预防油管结垢;
12、应用时,所述离子调控剂与待处理溶液的混合时间为10~30min。
13、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
14、本发明离子调控剂可以结合水中阳离子,防止结垢,避免油管腐蚀;本发明离子调控剂属于羧酸类化合物,能够有效调控聚结颗粒的生成,而氢键连接的蛋白质大分子中的低电荷有机质能够与二价阳离子进行螯合,从而稳定流体中的离子,控制其聚结过程,进而能够预防结垢。同时结合离子形成纳米颗粒,实现聚结颗粒尺寸可控,且聚结颗粒可用于封堵,将高价离子“变废为宝”。
1.一种离子调控剂,由羧酸与蛋白质经氢键连接形成。
2.根据权利要求1所述的离子调控剂,其特征在于:所述羧酸为丙烯酸、巴豆酸和肉桂酸中的一种或者多种。
3.根据权利要求1或2所述的离子调控剂,其特征在于:所述蛋白质为乳清蛋白、大豆蛋白和胶原蛋白中的一种或者多种。
4.权利要求1-3中任一项所述离子调控剂的制备方法,包括如下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述过硫酸铵以其水溶液的形式加入,其质量浓度为2~3%,添加量为与所述羧酸的物料比为1ml:2~3g。
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其特征在于:所述反应ⅰ的时间为1~1.5h,所述反应ⅱ的时间为1~1.5h;
7.根据权利要求4-6中任一项所述的制备方法,其特征在于:所述羧酸、所述蛋白质与所述三乙胺的质量比为20~30:10~15:1~3。
8.权利要求1-3中任一项所述离子调控剂在预防油管结垢中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述离子调控剂与待处理溶液的混合时间为10~30min。