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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811042133.X (22)申请日 2018.09.07 (71)申请人 北京华旭起源科技有限公司 地址 100724 北京市西城区六铺炕二区甲 11号 (72)发明人 邓春光刘莉朱建华张帅 唐正轶 (51)Int.Cl. C09K 8/52(2006.01) C09K 8/54(2006.01) C23F 11/18(2006.01) (54)发明名称 油田井下缓释型阻垢缓蚀剂及生产工艺 (57)摘要 本发明提供一种油田井下缓释型阻垢缓蚀 剂产品及其生产工艺。 将石英。
2、砂、 纯碱、 钠盐、 钾 盐、 锌盐、 铝盐及硼砂， 按照一定的比例混合， 在 12001450条件下， 由固相转化为液相， 经过 澄清、 均化后冷却成型， 然后经退火消除热应力 后得到缓释型阻垢缓蚀剂产品。 产品施放于油田 井下抽油管尾管的套管中， 被介质缓慢溶解后直 接作用于抽油管和抽油泵， 减缓抽油管及抽油泵 的结垢腐蚀， 维持采油及输油设备的正常运行。 它解决了现行产品作用周期短、 操作复杂、 占用 人力、 持续添加等问题， 是集缓释、 阻垢及缓蚀性 能为一体的多功能产品。 产品主要成分为无机 物， 性能稳定， 且无毒、 无味、 无污染， 对井下设备 及环境无影响， 原料来源丰富， 生。
3、产技术成熟， 能 够满足大批量生产的需求。 权利要求书1页 说明书4页 CN 109135701 A 2019.01.04 CN 109135701 A 1.一种油田井下缓释型阻垢缓蚀剂， 是由以下原料按质量分数配比制得的： 石英砂3545、 纯碱3045、 钠盐620、 钾盐310、 锌盐27、 铝盐25 及硼砂15。 2.根据权利要求1所述的一种油田井下缓释型阻垢缓蚀剂， 其特征在于， 是由以下原料 按照质量分数配比制得的： 石英砂42、 纯碱36、 钠盐10、 钾盐4、 锌盐3、 铝盐3及硼砂2。 3.根据权利要求1所述的一种油田井下缓释型阻垢缓蚀剂， 其特征在于， 所述钠盐包括 氯化钠。
4、、 硫酸钠及磷酸钠， 所述钾盐包括氯化钾、 氧化钾与硫酸钾， 所述锌盐包括氯化锌、 氧 化锌与硫酸锌， 所述铝盐包括氯化铝、 氧化铝与硫酸铝。 4.根据权利要求1、 2、 3所述的油田井下缓释型阻垢缓蚀剂的生产工艺， 该工艺方法的 步骤如下： 按照上述质量分数分别称取原料， 充分混合后， 在12001300条件下进料， 经 历固相缓慢融化转化为液相过程， 之后升高温度为13001450， 在澄清剂的存在下经历 澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降温至300500注入模具成型， 成型 后的产品置于退火炉内退火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再 以。
5、一定的速率进行冷却， 直至室温。 5.根据权利要求4所述的油田井下缓释型阻垢缓蚀剂， 其特征在于， 所述生产工艺中需 要的澄清剂是氯化钾、 氯化锌、 氯化铝、 硫酸钠及硫酸钾中的一种或多种。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109135701 A 2 油田井下缓释型阻垢缓蚀剂及生产工艺 技术领域 0001 本发明提供一种油田井下缓释型阻垢缓蚀剂及其生产工艺， 涉及利用无机物制备 缓释型阻垢缓蚀剂及采油油井用水化学处理技术领域。 背景技术 0002 我国大部分油田已进入以水驱或化学驱的中后期开采阶段， 产出液中游离氧的氧 化腐蚀作用及成垢离子富集成垢将使采油设备结垢腐蚀， 严重影响采油设备和输。
6、油设备的 正常运行， 不得不投入大量的人力和财力进行检修， 频繁的检修不仅需要花费高昂的费用， 还需要停产。 0003 传统使用的缓蚀和阻垢剂， 性能单一， 缓蚀不防垢， 防垢不缓蚀。 使用液体阻垢缓 蚀剂时需要占用人力连续加注并需配备特定的加药器， 具有作用时效期短、 收效有限、 投入 大等问题； 现行的有机阻垢缓蚀剂需要特定的聚合物骨架， 价格昂贵， 所添加的有效物质会 造成与原油难以分离等问题。 发明内容 0004 本发明提供一种油田井下缓释型阻垢缓蚀剂， 适用于油气田油井的产、 集、 输含油 污水介质和注水系统、 进入中晚期采油的油井、 使用化学驱特别是三元复合驱的油井、 高氯 含量的。
7、油井等。 适用于油田井下新老设备， 阻垢剂中的成分可直接与铁锈结合， 具有优异的 阻垢和缓蚀效果。 0005 本发明提供一种油田井下缓释型阻垢缓蚀剂的生产工艺， 工艺简单、 技术成熟， 能 够满足大规模生产的需求。 0006 本发明提供一种油田井下缓释型阻垢缓蚀剂， 是由以下原料按质量分数配比制得 的： 0007 石英砂3545、 纯碱3045、 钠盐620、 钾盐110、 锌盐27、 铝盐2 5及硼砂15。 0008 本发明提供的油田井下缓释型阻垢缓蚀剂的优选配比为： 0009 石英砂42、 纯碱36、 钠盐10、 钾盐4、 锌盐3、 铝盐3及硼砂2。 0010 本发明所述钠盐包括氯化钠、 。
8、硫酸钠及磷酸钠， 所述钾盐包括氯化钾、 氧化钾及硫 酸钾， 所述锌盐包括氯化锌、 氧化锌及硫酸锌， 铝盐包括氯化铝、 氧化铝及硫酸铝。 0011 本发明提供一种油田井下缓释型阻垢缓蚀剂的生产工艺， 该工艺方法步骤如下： 按照上述质量分数分别称取原料， 充分混合， 进料在12001300条件下， 经历固相缓慢熔 化转化为液相的过程， 之后升高温度到13001450， 在澄清剂的存在下经历澄清、 均化过 程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降温到350500后， 注入模具成型， 成型后的产品 置于退火炉内退火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再以一定的 速率进行冷却。
9、， 直至室温。 0012 本发明提供的油田井下缓释型阻垢缓蚀剂的生产工艺， 所述的高温炉加热温度分 说明书 1/4 页 3 CN 109135701 A 3 为两段， 第一段温度为12001300， 有利于固体融化为液体转化并促进组分间的反应； 第 二段温度为13001450， 有利于澄清、 均化。 所述的退火过程也分为两段， 第一段是先要 给成型产品加热， 使其温度稍高于应变点温度； 第二段是设置一定的退火速率直至室温， 在 退火炉内各点温度的分布按照工艺要求设定， 进口温度高， 然后逐步升高， 再缓慢降温直至 达到室温. 0013 本发明提供的油田井下缓释型阻垢缓蚀剂的生产工艺， 所述澄清。
10、剂为钾盐、 锌盐、 铝盐中的一种或几种的混合物， 加入的硼砂可使产品的稳定性大幅提高， 且保证后期成型 过程中不炸裂、 不开裂。 0014 本发明原料中加入的铝盐与锌盐可控制油田井下缓释型阻垢缓蚀剂的溶解速度， 锌盐、 铝盐对硅氧网络起到补网作用， 由于减少了网络中非桥氧的数目， 故可增大硅酸盐结 构的紧密程度， 进而提升其耐水性与稳定性， 根据实际情况可通过调整它们的添加量得到 适宜的溶解速度， 保证其在井下的释放周期。 0015 本发明独特的成型工艺， 在澄清、 均化后降温至350500， 然后注入模具成型， 成型后的产品放置于退火炉退火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点。
11、温 度， 再以一定的速率进行冷却， 直至室温， 根据不同的模具与不同的退火工艺可以制备出不 同形状的缓释型阻垢缓蚀剂产品， 供油田选择。 0016 本发明可以单独施放于油田井下抽油管尾管的套管中， 被介质缓慢溶解后直接作 用于抽油管和抽油泵， 减缓抽油管与抽油泵的结垢腐蚀， 维持采油设备及输油设备的正常 运行， 也可与配套的装置组成缓释型阻垢缓蚀器， 其施放位置灵活， 专门定制的装置使其释 放速率得到进一步控制， 有效地控制了阻垢缓蚀剂在介质中的浓度， 可取得更好的阻垢及 缓蚀效果。 0017 本发明的缓释型阻垢缓蚀剂在介质中溶解后会形成特定的胶态负离子， 特定的胶 态负离子起到阻垢作用， 阻。
12、垢机理如下： 一方面胶态负离子是一种典型的胶体化学物质， 以 它为核心会吸附介质中带正电荷的离子形成一个较为静止的电层， 再往外会吸附更多的带 负电荷的离子或难溶物质离子形成一个动电层， 这两个电层即亥姆霍兹双电层。 在两个电 层之间会产生一个动电势， 增大了难溶物质的过饱和度， 使其不易形成晶核， 从而抑制了结 垢； 另一方面胶态负离子中的羟基与金属氧化物具有强的亲合力， 使胶态粒子能够穿透原 本已经成垢的垢层与金属表面的腐蚀产物作用， 形成吸附产物保护膜而取代原本沉积在金 属表面的垢层， 使垢层变得疏松， 在流动介质的冲刷作用下易脱落排出。 0018 本发明的缓蚀机理是： 一方面由于生成的。
13、胶态负离子与采油设备表面具有强的亲 和力， 它能与金属表面的铁离子生成纳米级半嵌式胶体保护膜， 可以阻止流体中的游离氧 对设备表面氧化锈的腐蚀和流体中硬离子结垢物的沉积而防垢， 从而起到缓蚀作用， 抑制 设备腐蚀； 另一方面其缓蚀作用还具有 “自身限制” 和 “自身修补” 的特点： 由于表面形成一 层薄膜， 抑制了金属腐蚀， 阻止进一步生成腐蚀产物， 也就停止了膜的继续生长， 即 “自身限 制” 机理； 一旦表面膜出现破损， 金属表面会再度被腐蚀， 产生的腐蚀产物与水中的硅酸盐 又生成薄膜， 这就是膜的 “自身修补” 特点。 0019 本发明的有益效果是， 本发明是一种油田井下缓释型阻垢缓蚀剂。
14、， 集缓释、 阻垢及 缓蚀性能于一体， 以某油田采出水为介质， 采用失重法测定样品的溶解速度； 根据Q/SY126- 2005 油田水处理用缓蚀阻垢剂技术要求 标准测定样品的阻垢率； 根据SY/T5273-2000 油 说明书 2/4 页 4 CN 109135701 A 4 田采出水用缓蚀剂性能评价办法 测定样品的缓蚀率。 所得结果表明其在某油田的释放周 期6个月， 当阻垢缓蚀剂的浓度为1015mg/L时， 阻垢率95， 缓蚀率50。 具体实施方式 0020 为了更好地理解本发明的发明内容， 下面结合具体实施方式进行进一步的阐述。 本发明所用原料， 如石英砂、 纯碱、 钠盐、 钾盐、 锌盐及。
15、铝盐等， 均为工业级。 0021 实施例1 0022 称取石英砂42kg、 纯碱36kg、 钠盐10kg、 钾盐4kg、 锌盐及铝盐各3kg及硼砂2kg， 充 分混合均匀， 在1300的条件下进料， 经历固相缓慢熔化转化为液相过程， 之后升高温度为 1450， 在澄清剂的作用下经历澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降温至 450注入模具成型， 成型尺寸为5830110mm的圆环柱体， 成型后的产品放置于退 火炉内退火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再在530、 470、 420 三个不同的退火温度条件下各退火8h， 然后冷却至室温取出产品。 0。
16、023 实施例2 0024 称取石英砂38kg、 纯碱38kg、 钠盐10kg、 钾盐2kg、 锌盐4kg、 铝盐5kg及硼砂3kg， 充 分混合均匀， 在1200的条件下进料， 经历固相缓慢熔化转化为液相过程， 之后升高温度为 1400， 在澄清剂的作用下经历澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降低至 400注入模具成型， 成型尺寸为7230110mm的圆环柱体， 成型后的产品放置于退 火炉内退火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再在550、 500、 400 三个不同的退火温度条件下各退火14h， 然后冷却至室温取出产品。 0025 实施例3 。
17、0026 称取石英砂39kg、 纯碱32kg、 钠盐15kg、 钾盐2kg、 锌盐5kg、 铝盐4kg及硼砂3kg， 充 分混合均匀， 在1300的条件下进料， 经历固相缓慢熔化转化为液相过程， 之后升高温度为 1400， 在澄清剂的存在下经历澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降低至 400注入模具成型， 成型尺寸为7230110mm的圆环柱体， 成型后的产品放置于退 火炉内退火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再在550、 480、 400 三个不同的退火温度条件下各退火14h， 然后冷却至室温取出产品。 0027 实施例4 0028 称取石英。
18、砂42kg、 纯碱30kg、 钠盐15kg、 钾盐5kg、 锌盐2kg、 铝盐3kg及硼砂3kg， 充 分混合均匀， 在1300的条件下进料， 经历固相缓慢熔化转化为液相过程， 之后升高温度为 1450， 在澄清剂的作用下经历澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降温至 400注入模具成型， 成型尺寸为72110mm的圆环柱体， 成型后的产品放置于退火炉内 退火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再在530、 470、 400三个 不同的退火温度条件下各退火18h， 然后冷却至室温取出产品。 0029 实施例5 0030 称取石英砂39kg、 纯碱37。
19、kg、 钠盐12kg、 钾盐2kg、 锌盐4kg、 铝盐3kg及硼砂3kg， 充 分混合均匀， 在1200的条件下进料， 经历固相缓慢熔化转化为液相过程， 之后升高温度为 1400， 在澄清剂的作用下经历澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降温至 450注入模具成型， 成型尺寸为5830110mm的圆环柱体， 成型后的产品放置于退 说明书 3/4 页 5 CN 109135701 A 5 火炉退火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再在500、 470、 430 三个不同的退火温度条件下各退火8h， 然后冷却至室温取出产品. 0031 实施例6 00。
20、32 称取石英砂39kg、 纯碱32kg、 钠盐9kg、 钾盐10kg、 锌盐4kg、 铝盐3kg及硼砂3kg， 充 分混合均匀， 在1300的条件下进料， 经历固相缓慢熔化转化为液相过程， 之后升高温度为 1450， 在澄清剂的作用下经历澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降温至 400注入模具成型， 成型尺寸为7230110mm的圆环柱体， 成型后的产品放置于退 火炉退火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再在530、 470、 400 三个不同的退火温度条件下各退火18h， 然后冷却至室温取出产品。 0033 实施例7 0034 称取石英砂37。
21、kg、 纯碱37kg、 钠盐12kg、 锌盐8kg、 铝盐3kg及硼砂3kg， 充分混合均 匀， 在1200的条件下进料， 经历固相缓慢熔化转化为液相过程， 之后升高温度为1450， 在澄清剂的作用下经历澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降温至450注 入模具成型， 成型尺寸为5830110mm的圆环柱体， 成型后的产品放置于退火炉退 火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再在500、 470、 430三个不 同的退火温度条件下各退火8h， 然后冷却至室温取出产品。 0035 实施例8 0036 称取石英砂39kg、 纯碱30kg、 钠盐15kg、。
22、 钾盐2kg、 锌盐5kg、 铝盐4kg及硼砂5kg， 充 分混合均匀， 在1300的条件下进料， 经历固相缓慢熔化转化为液相过程， 之后升高温度为 1450， 在澄清剂的作用下经历澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降温至 400注入模具成型， 成型尺寸为100mm的球体， 成型后的产品放置于退火炉退火， 在退火 炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点温度， 再在550、 500、 430三个不同的退火温 度条件下各退火18h， 然后冷却至室温取出产品。 0037 实施例9 0038 称取石英砂42kg、 纯碱30kg、 钠盐5kg、 钾盐15kg、 锌盐2kg、 铝。
23、盐3kg及硼砂3kg， 充 分混合均匀， 在1200的条件下进料， 经历固相缓慢熔化转化为液相过程， 之后升高温度为 1350， 在澄清剂的存在下经历澄清、 均化过程， 清除条纹、 气泡及不均匀体， 再冷却降温至 450注入模具成型， 成型尺寸为58110mm的圆环柱体， 成型后的产品放置于退火炉退 火， 在退火炉内先加热成型产品， 使其温度稍高于应变点的温度， 再在500、 4700、 400三个 不同的退火温度条件下各退火10h， 然后冷却至室温取出产品。 0039 需要说明的是， 以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限制； 尽管 参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明， 本领域的普通技术人员应当能够理解： 其 依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征 进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技 术方案的范围。 说明书 4/4 页 6 CN 109135701 A 6 。