喹啉型衍生物和缓蚀阻垢剂及其应用和油田注水井筒防蚀阻垢方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201510205455.1	申请日：	2015.04.27
公开号：	CN106146396A	公开日：	2016.11.23
当前法律状态：	实审	有效性：	审中
法律详情：	实质审查的生效IPC(主分类):C07D 215/14申请日:20150427\|\|\|公开
IPC分类号：	C07D215/14; C09K8/52; C09K8/54; E21B37/06; C08G65/28	主分类号：	C07D215/14
申请人：	中国石油化工股份有限公司; 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院
发明人：	王秀
地址：	100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号
优先权：
专利代理机构：	北京润平知识产权代理有限公司 11283	代理人：	刘国平;顾映芬
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内容摘要

本发明公开了一种式I所示的喹啉型衍生物。本发明还公开了一种缓蚀阻垢剂及其应用，所述缓蚀阻垢剂含有式I所示的喹啉型衍生物、咪唑啉型衍生物、有机膦以及硫酸锌。本发明进一步公开了一种油田注水井筒防蚀阻垢方法，该方法包括将所述缓蚀阻垢剂送入油田注水井筒中。根据本发明的缓蚀阻垢剂具有良好的缓蚀阻垢性能，即使在较低的使用剂量下，也能有效地抑制在高温高压环境下与高氯高盐水接触的金属构件的发生腐蚀和形成水垢的趋势，在油田注水井筒缓蚀阻垢中具有广泛的应用前景。

权利要求书

1.一种喹啉型衍生物，该喹啉型衍生物的结构式如式I所示，
(式I)
式I中，A₁为氧化乙烯取代基，R₁为氢或C₁-C₁₀的烷基，R₂为C₁-C₁₀
的烷基或C₇-C₁₀的芳烷基，X₁为卤素原子。
2.根据权利要求1所述的喹啉型衍生物，其中，所述喹啉型衍生物为

或者
3.根据权利要求1或2所述的喹啉型衍生物，其中，R₁为C₁-C₆的烷
基，优选为C₁-C₃的烷基；
R₂为C₁-C₅的烷基或C₇-C₁₀的芳烷基，优选为C₇-C₁₀的芳烷基；
X₁为氯原子。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的喹啉型衍生物，其中，氧化乙
烯取代基中氧化乙烯单元的平均重复单元数为1以上，优选在1-30的范围
内，更优选在5-20的范围内。
5.一种缓蚀阻垢剂，该缓蚀阻垢剂含有至少一种喹啉型衍生物、至少
一种咪唑啉型衍生物、至少一种有机膦以及硫酸锌，
所述喹啉型衍生物为权利要求1-4中任意一项所述的喹啉型衍生物，
所述咪唑啉型衍生物选自咪唑啉型季铵盐和双咪唑啉。
6.根据权利要求5所述的缓蚀阻垢剂，其中，相对于100重量份喹啉
型衍生物，所述咪唑啉型衍生物的含量为1-60重量份，优选为10-55重量份，
更优选为30-50重量份，所述有机膦的含量为1-70重量份，优选为10-60重
量份，更优选为30-50重量份，所述硫酸锌的含量为0.5-40重量份，优选为
10-35重量份，更优选为20-30重量份。
7.根据权利要求5或6所述的缓蚀阻垢剂，其中，所述咪唑啉型季铵
盐选自具有式VI所示结构的咪唑啉型季铵盐和具有式VII所示结构的咪唑
啉型季铵盐，
(式VI)
式VI中，R₄和R₅相同或不同，各自为C₁-C₁₀的烷基、C₇-C₁₀的芳烷基、
-R₇OH、-R₈NH₂或者-R₉COOH，R₇、R₈和R₉各自为C₁-C₁₀的亚烷基；R₆为
氢或C₈-C₂₀的烃基，优选为C₁₀-C₂₀的链烯基；X₂为卤素原子；
(式VII)
式VII中，R₁₀为氢或C₈-C₂₀的烃基，优选为C₁₀-C₂₀的链烯基，R₁₁为
C₇-C₁₀的芳烷基，X₃为卤素原子。
8.根据权利要求5-7中任意一项所述的缓蚀阻垢剂，其中，所述有机
膦选自分子结构中含有羧基和/或羟基的有机膦。
9.根据权利要求5-7中任意一项所述的缓蚀阻垢剂，其中，所述有机
膦为选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基-乙撑二膦酸、2-羟基膦基乙酸和多
元醇磷酸酯中的一种或两种以上。
10.权利要求5-9中任意一项所述的缓蚀阻垢剂在金属构件防蚀阻垢中
的应用。
11.根据权利要求10所述的应用，其中，所述金属构件与矿化度为
6000mg/L以上的含水混合物接触。
12.一种油田注水井筒防蚀阻垢方法，该方法包括将权利要求5-9中任
意一项所述的缓蚀阻垢剂送入油田注水井筒中。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述缓蚀阻垢剂的用量为
10-50mg/L，优选为12-40mg/L，更优选为15-30mg/L。

说明书

喹啉型衍生物和缓蚀阻垢剂及其应用和油田注水井筒防蚀阻垢方法

技术领域

本发明涉及一种喹啉型衍生物，本发明还涉及一种含有所述喹啉型衍生
物的缓蚀阻垢剂及其应用，本发明进一步涉及一种油田注水井筒防蚀阻垢方
法。

背景技术

目前，我国大部分油田已经进入中后期开发阶段，普遍采用注水采油。
在水资源严重短缺的情况下，采油污水回注既解决了水资源短缺的问题，又
解决了采油污水外排造成的环境污染问题。但是，采油污水含有大量的微生
物、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-等易腐蚀结垢离子，极易造成设施的腐蚀结垢，
尤其在注水井井筒高温高压条件下，腐蚀与结垢情况更加严重。腐蚀结垢不
仅使油井管线和配套设施严重腐蚀不能正常运行，而且堵塞油层孔隙，降低
油层渗透率，严重影响油田的生产开采。

因此，开发能有效抑制注水井筒腐蚀的缓蚀剂成为研究热点。

CN101629072A公开了一种油田酸化高温缓蚀剂，包括主剂和助剂，所
述主剂为N-苄基氯化喹啉，其结构通式为：

主剂与助剂的复配比例为：15-20％N-苄基氯化喹啉、5-10％乳化剂、
3-5％丙炔醇、20-30％甲醛和35-57％乙醇，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、
辛基酚聚氧乙烯醚中的一种或其混合物。

CN1277241A公开了一种油田注水缓蚀剂，所述缓蚀剂包括：(A)70-80
重量％咪唑啉季铵化衍生物，(B)5-10重量％炔醇，(C)3-5重量％碱金属
碘化物1，(D)0.5-1重量％碱金属碘化物2，(E)10-20重量％溶剂，其中，
炔醇为C₃-C₆醇，溶剂为乙醇、异丙醇、乙二醇或水；所述咪唑啉季铵化衍
生物的结构通式为：

其中，R为C₁₂-C₂₀烷基或烯基。

CN102021583A公开了一种油井缓蚀剂，该缓蚀剂由以下组分组成：5-15
重量％N-烷氨基-2-全氟烷基咪唑啉季铵盐，0-5重量％碳氢咪唑啉及其衍生
物，10-20重量％三乙醇胺，0-5重量％尿素及55-85重量％溶剂，其中，N-
烷氨基-2-全氟烷基咪唑啉季铵盐的分子结构如下式(1)和(2)所示，式(1)
和式(2)中，R¹为CF₃-(CF₂)_n，n＝3-11，R²为C_1-10烷基、C_2-10链烯基、C_3-7
环烷基或任意取代的芳基、芳烷基或芳杂基之一，

其中，n≥1；

其中，n≥1。

CN102167450A公开了一种油田回注水专用缓蚀阻垢剂，由如下重量百
分比的原料复配而成：5-20％2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷，15-30％聚马来酸，
10-25％油酸基双环咪唑啉缓蚀剂，2-5％硫酸锌，3-10％亚硫酸钠，余量为去
离子水。

CN102321464A公开了一种用于高含水期油井缓蚀阻垢剂，各组分重量
比为：3.25-4.0％二邻甲基硫脲，12.5-13.5％乙二胺四亚甲基膦酸盐，8.0-8.5％
十二烷基丁胺甲基硫醚，3.0-3.25％十四烷基三丁基氯化鏻，15.0-16.2％
DN-3212丙烯酸、有机膦及磺酸共聚物，5.25-5.75％M-505A缓蚀剂，
6.85-7.25％SL-2系列缓蚀阻垢剂，5.0-7.5％甲醇，3.4-3.75％乌洛托品，
0.05-0.055％维生素A，其余为水。

尽管已经开发了一些用于油田注水井筒的缓蚀阻垢剂，但是已有的缓蚀
阻垢剂的组成复杂，增加了现场操作的难度，并且一些成分对环境具有明显
不利影响；而且，随着原油开采难度加大，大量使用蒸汽驱油提高采收率，
对缓蚀阻垢剂耐高温高压性能的要求越来越高，要求缓蚀阻垢剂即使在较高
的温度(如150℃)下仍能稳定发挥作用。

综上，亟需开发具有更好的耐高温高压性能的缓蚀阻垢剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓蚀阻垢剂，该缓蚀阻垢剂在较低的使用剂
量下即可对处于高氯高盐以及高温高压环境下的油田回注水系统具有优异
的缓蚀阻垢性能。

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种喹啉型衍生物，该喹啉型
衍生物的结构式如式I所示，

式I中，A₁为氧化乙烯取代基，R₁为氢或C₁-C₁₀的烷基，R₂为C₁-C₁₀
的烷基或C₇-C₁₀的芳烷基，X₁为卤素原子。

根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种缓蚀阻垢剂，该缓蚀阻垢
剂含有至少一种喹啉型衍生物、至少一种咪唑啉型衍生物、至少一种有机膦
以及硫酸锌，

所述喹啉型衍生物为本发明提供的喹啉型衍生物，

所述咪唑啉型衍生物选自咪唑啉型季铵盐和双咪唑啉。

根据本发明的第三个方面，本发明提供了所述缓蚀阻垢剂在金属构件防
蚀阻垢中的应用。

根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种油田注水井筒防蚀阻垢方
法，该方法包括将根据本发明的缓蚀阻垢剂送入油田注水井筒中。

根据本发明的缓蚀阻垢剂具有良好的缓蚀阻垢性能，即使在较低的使用
剂量下，也能有效地抑制在高温高压环境下与高氯高盐水接触的金属构件发
生腐蚀并形成水垢的趋势，在油田注水井筒缓蚀阻垢中具有广泛的应用前
景。

具体实施方式

根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种喹啉型衍生物，该喹啉型
衍生物的结构式如式I所示，

式I中，A₁为氧化乙烯取代基。

式I中，氧化乙烯取代基的端基没有特别限定，例如可以为羟基封端的
氧化乙烯取代基或者烷基(如C₁-C₅的烷基，包括C₁-C₅的直链烷基和C₃-C₅
的支链烷基，其具体实例可以包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、
正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基和新戊基)封
端的氧化乙烯取代基。氧化乙烯取代基中，氧化乙烯单元的平均重复单元数
可以为1以上，优选在1-30的范围内，更优选在5-20的范围内。氧化乙烯
单元的平均重复单元数采用核磁共振氢谱(¹H NMR)确定。

式I中，R₁为氢或C₁-C₁₀的烷基。C₁-C₁₀的烷基包括C₁-C₁₀的直链烷基
和C₃-C₁₀的支链烷基，其具体实例可以包括但不限于：甲基、乙基、正丙基、
异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、叔戊基、新
戊基、己基及其异构体、庚基及其异构体、辛基及其异构体和癸基及其异
构体。R₁优选为C₁-C₆的烷基，更优选为C₁-C₃的烷基。

式I中，R₂为C₁-C₁₀的烷基或C₇-C₁₀的芳烷基。C₁-C₁₀的烷基包括C₁-C₁₀
的直链烷基和C₃-C₁₀的支链烷基，其具体实例可以包括但不限于：甲基、乙
基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、
叔戊基、新戊基、己基及其异构体、庚基及其异构体、辛基及其异构体和
癸基及其异构体。本发明中，芳烷基是指烷基中的至少一个氢原子被芳基取
代形成的基团。C₇-C₁₀的芳烷基的实例可以包括但不限于：苯基甲基、苯基
乙基和苯基正丙基。优选地，R₂为C₁-C₅的烷基或C₇-C₁₀的芳烷基，更优选
为C₇-C₁₀的芳烷基，进一步优选为苄基。

式I中，X₁为卤素原子，如氯原子或溴原子，优选为氯原子。

式I中，A₁和R₁的取代位置没有特别限定。具体地，所述喹啉型衍生
物可以为

或者

所述喹啉型衍生物的具体实例可以包括但不限于：2-甲基-5-聚氧乙烯基
-喹啉型季铵盐、2-甲基-6-聚氧乙烯基-喹啉型季铵盐、2-甲基-7-聚氧乙烯基-
喹啉型季铵盐、2-甲基-8-聚氧乙烯基-喹啉型季铵盐、3-甲基-5-聚氧乙烯基-
喹啉型季铵盐、3-甲基-6-聚氧乙烯基-喹啉型季铵盐、3-甲基-7-聚氧乙烯基-
喹啉型季铵盐、3-甲基-8-聚氧乙烯基-喹啉型季铵盐、4-甲基-6-聚氧乙烯基-
喹啉型季铵盐、4-甲基-7-聚氧乙烯基-喹啉型季铵盐和4-甲基-8-聚氧乙烯基-
喹啉型季铵盐。

式I所示的喹啉型衍生物可以采用常规方法制备。具体地，可以将相应
的喹啉化合物进行季铵化，从而得到式I所示的喹啉型衍生物。在一种优选
的实施方式中，式I所示的喹啉型衍生物可以采用包括以下步骤的方法制得：
在季铵化反应条件下，将式II所示的喹啉化合物与式III所示的季铵化试剂
接触，

式II中，A₁和R₁的定义与式I中A₁和R₁的定义相同；

R₂-X₁ (式III)

式III中，R₂和X₁的定义与式I中R₂和X₁的定义相同。

式II所示的喹啉化合物可以商购得到，也可以采用常规方法合成。具体
地，可以采用包括以下步骤的方法制备式II所示的喹啉化合物：将式IV所
示的喹啉与环氧乙烷进行加成反应，

式IV中，R₁的定义与式I中R₁的定义相同。

式IV所示的喹啉与环氧乙烷之间的摩尔比可以根据式II的取代基A₁
中氧化乙烯单元的平均重复单元数进行选择。一般地，式IV所示的喹啉与
环氧乙烷的摩尔比可以为1以上，优选在1：1-30的范围内。

在反应过程中或者反应完成后，可以加入一种或多种封端剂，以对式II
中的取代基A₁的端基的类型进行调控。

所述加成反应可以在110-300℃、优选120-150℃的温度下进行。进行加
成反应时，反应器内的压力可以为0.15-0.3MPa，优选为0.15-0.3MPa。

所述加成反应优选在催化剂存在下进行。所述催化剂可以为无机碱和/
或有机碱，优选无机碱。所述催化剂的具体实例可以包括但不限于氢氧化钠
和氢氧化钾。催化剂的用量可以为式IV所示喹啉的0.1-1重量％。

式II所示的喹啉化合物与式III所示的季铵化试剂之间的比例可以为常
规选择。一般地，式II所示的喹啉化合物与式III所示的季铵化试剂之间的
摩尔比可以为1：1.05-1.5，优选为1：1.1-1.2。

所述季铵化反应条件可以常规选择，只要足以使式II所示的喹啉化合物
与式III所示的季铵化试剂发生季铵化反应即可。一般地，季铵化反应可以
在40-100℃、优选50-80℃的温度下进行。

所述季铵化反应优选在至少一种溶剂中进行。所述溶剂可以为常用的既
能溶解式II所示的喹啉化合物和式III所示的季铵化试剂，又能溶解生成的
式I所示的喹啉型衍生物的液体物质。优选地，所述溶剂为低碳醇(如C₁-C₅
的脂肪醇)。更优选地，所述溶剂为甲醇和/或乙醇。所述溶剂的用量可以为
常规选择。一般地，所述溶剂的用量可以为式II所示的喹啉化合物的1-10
倍。

根据本发明的喹啉型衍生物具有良好的缓蚀阻垢性能，可以单独用作缓
蚀阻垢剂，也可以与其它成分配合用作缓蚀阻垢剂。

由此，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种缓蚀阻垢剂，该缓
蚀阻垢剂含有至少一种喹啉型衍生物、至少一种咪唑啉型衍生物、至少一种
有机膦以及硫酸锌，所述喹啉型衍生物为根据本发明的第一个方面提供的喹
啉型衍生物。

本发明中，“至少一种”表示一种或两种以上。

所述喹啉型衍生物及其制备方法在前文已经进行了详细的说明，此处不
再详述。

所述咪唑啉型衍生物选自咪唑啉型季铵盐和双咪唑啉，优选为咪唑啉型
季铵盐。

所述咪唑啉型季铵盐优选选自具有式VI所示结构的咪唑啉型季铵盐和
具有式VII所示结构的咪唑啉型季铵盐，

式VI中，R₄和R₅相同或不同，各自为C₁-C₁₀的烷基、C₇-C₁₀的芳烷基、
-R₇OH、-R₈NH₂或者-R₉COOH，R₇、R₈和R₉各自为C₁-C₁₀的亚烷基。C₁-C₁₀
的烷基包括C₁-C₁₀的直链烷基和C₃-C₁₀的支链烷基，其具体实例可以包括但
不限于：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、
正戊基、异戊基、叔戊基、新戊基、己基及其异构体、庚基及其异构体、
辛基及其异构体和癸基及其异构体。C₇-C₁₀的芳基烷基的实例可以包括但不
限于：苯基甲基、苯基乙基和苯基正丙基。C₁-C₁₀的亚烷基包括C₁-C₁₀的直
链亚烷基和C₃-C₁₀的支链亚烷基，其具体实例可以包括但不限于亚甲基、亚
乙基、亚正丙基、亚异丙基、亚正丁基、亚仲丁基、亚异丁基、亚叔丁基、
亚正戊基、亚异戊基、亚叔戊基、亚新戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基和
亚癸基。

式VI中，R₆为氢或C₈-C₂₀的烃基，C₈-C₂₀的烃基中的烃基可以为烷基
或者含有烯键的烃基，优选为含有烯键的烃基，更优选为链烯基(如1-链烯
基)，进一步优选为C₁₀-C₂₀的链烯基。

式VI中，X₂为卤素原子，优选为氯原子。

式VII中，R₁₀为氢或C₈-C₂₀的烃基，C₈-C₂₀的烃基中的烃基可以为烷基
或者含有烯键的烃基，优选为含有烯键的烃基，更优选为链烯基(如1-链烯
基)，进一步优选为C₁₀-C₂₀的链烯基。

式VII中，R₁₁为C₇-C₁₀的芳烷基，其具体实例可以包括但不限于：苯
基甲基、苯基乙基和苯基正丙基。

式VII中，X₃为卤素原子，优选为氯原子。

更优选地，所述咪唑啉型季铵盐选自具有式VIII所示结构的咪唑啉型季
铵盐和具有式VIIII所示结构的咪唑啉型季铵盐，

式VIII中，R₁₂为C₁₀-C₂₀的链烯基，优选为C₁₅-C₂₀的链烯基；R₁₃为苄
基，X₄为氯原子；

式VIIII中，R₁₄为苄基；R₁₅为C₁-C₁₀的亚烷基，优选为C₁-C₅的亚烷基，
更优选为C₁-C₃的亚烷基；R₁₆为C₁₀-C₂₀的链烯基，优选为C₁₅-C₂₀的链烯基；
X₅为氯原子。

进一步优选地，所述咪唑啉型季铵盐选自具有式VIII所示结构的咪唑啉
型季铵盐和具有式VIIII所示结构的咪唑啉型季铵盐，式VIII中，R₁₂为十七
烯基，式VIIII中，R₁₅为亚乙基，R₁₆为十七烯基。

所述咪唑啉型季铵盐可以通过将咪唑啉型化合物进行季铵化而得到。所
述咪唑啉型化合物可以选自式V所示的化合物，

式V中，R₁₇可以为氢或C₈-C₂₀的烃基，R₁₈可以为氢、C₁-C₁₀的烷基、
-R₇OH、-R₈NH₂或者-R₉COOH，R₇、R₈和R₉各自为C₁-C₁₀的亚烷基。对于
R₁₇，C₈-C₂₀的烃基中的烃基可以为烷基或者含有烯键的烃基，优选为含有烯
键的烃基，更优选为链烯基(如1-链烯基)，进一步优选为C₁₀-C₂₀的链烯基。

可以采用常用的季铵化方法将咪唑啉型化合物进行季铵化，如卤化物
法、硫酸酯法或者醋酸酯法。在本发明的一种优选的实施方式中，通过卤化
物法将咪唑啉型化合物进行季铵化。在该优选的实施方式中，用作季铵化试
剂的卤化物可以为有机卤化物，例如：卤代烃(如C₁-C₁₀的卤代烷烃、C₇-C₁₀
的芳烷基卤化物)、卤代羧酸(如C₁-C₁₀的卤代羧酸)、卤代醇(如C₁-C₁₀
的卤代烷基醇)或者卤代胺(如C₁-C₁₀的卤代烷基胺)。

所述双咪唑啉可以商购得到。

所述有机膦是指分子结构中含有碳-磷键的有机化合物。优选地，所述
有机膦为分子结构中含有羟基和/或羧基的有机膦。更优选地，所述有机膦为
分子结构中含有羧基和/或羟基的C₂-C₁₂饱和脂肪族有机膦。进一步优选地，
所述有机膦选自2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、羟基-乙撑二膦酸、2-羟基膦基乙
酸和多元醇磷酸酯中的一种或两种以上。所述多元醇磷酸酯例如可以为
PC-604。

根据本发明的缓蚀阻垢剂，喹啉型衍生物、咪唑啉型衍生物、有机膦和
硫酸锌的用量可以根据水质进行适当的选择。在本发明的一种优选的实施方
式中，相对于100重量份喹啉型衍生物，所述咪唑啉型衍生物的含量为1-60
重量份，优选为10-55重量份，更优选为30-50重量份，所述有机膦的含量
为1-70重量份，优选为10-60重量份，更优选为30-50重量份，所述硫酸锌
的含量为0.5-40重量份，优选为10-35重量份，更优选为20-30重量份。根
据该优选的实施方式，可以有效地抑制在较高的温度和压力下，与高矿化度
的含水混合物接触的构件发生腐蚀并形成水垢的趋势，特别适用于油田注水
井筒的防蚀阻垢。

根据本发明的第三个方面，本发明提供了根据本发明的缓蚀阻垢剂在金
属构件防蚀阻垢中的应用。

根据本发明的应用，所述金属构件可以为常见的需要进行缓蚀阻垢的构
件，例如与高矿化度的含水混合物接触的金属构件，所述含水混合物的矿化
度可以为6000mg/L以上，如10000-300000mg/L。所述含水混合物优选为高
氯含量的含水混合物，其氯含量可以为1000mg/L以上，如
10000-100000mg/L。所述矿化度是指水中各种阴离子和阳离子的总量。

根据本发明的应用，可以将根据本发明的缓蚀阻垢剂分散在与金属构件
接触的含水混合物中，也可以将根据本发明的缓蚀阻垢剂配制成缓蚀剂溶
液，先用所述缓蚀剂溶液对金属构件的表面进行预处理，然后再使经预处理
的表面与所述含水混合物接触，还可以为上述两种方法的组合。

根据本发明的应用，所述金属构件可以为各种需要在高温高压条件下与
高矿化度含水溶液接触的金属构件，例如：油田注水井筒。

根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种油田注水井筒防蚀阻垢方
法，该方法包括将根据本发明的缓蚀阻垢剂送入油田注水井筒中。

可以采用常用的各种方法将根据本发明的缓蚀阻垢剂送入油田注水井
筒中。例如，可以通过将本发明的缓蚀阻垢剂分散在注水中；也可以将本发
明的缓蚀阻垢剂配制成缓蚀剂溶液(如将本发明的缓蚀阻垢剂分散在注水
中，形成缓蚀剂溶液)，先用所述缓蚀剂溶液对注水井筒的内表面进行预处
理，然后向注水井筒送入注水；还可以将上述两种方法组合使用。

所述缓蚀阻垢剂的用量可以为常规用量。根据本发明的缓蚀阻垢剂具有
良好的缓蚀阻垢效果，即使是在较低的用量下，也能获得高的缓蚀率和阻垢
率。根据本发明的方法，所述缓蚀阻垢剂的添加量可以为10-50mg/L，优选
为12-40mg/L，更优选为15-30mg/L。

以下结合实施例详细说明本发明，但并不因此限制本发明的范围。

实施例1-19用于说明本发明。

实施例1

(1)将19.2g 2-甲基-5-羟基喹啉(化学试剂，梯希爱(上海)化成工业
发展有限公司)和催化剂(氢氧化钠，0.1g)加入到反应釜中，关闭反应釜，
用氮气置换釜内空气，伴随搅拌升温到120℃，缓慢压入约44g环氧乙烷，
之后在温度为120℃且压力为0.15MPa的条件下继续反应两小时。降温后脱
除溶剂，将得到的固体物质用¹³C-NMR进行分析，结果显示化学位移为67-72
的峰为形成的醚键，确认得到的固体物质为2-甲基-5-聚氧乙烯基-喹啉，其
中，聚氧乙烯基中氧化乙烯单元的平均重复单元数为8(由¹H-NMR确定)。

(2)将45g 2-甲基-5-聚氧乙烯基-喹啉和50g甲醇加入到装配有搅拌器、
滴液漏斗、回流冷凝管和温度计的250mL三口烧瓶中，伴随搅拌升温到50
℃，缓慢滴加13.0g氯化苄，滴加完成后在50℃继续反应4小时。降温后脱
除溶剂，将得到的固体物质用C¹³-NMR进行分析，确认得到的固体物质为
2-甲基-5-聚氧乙烯基-喹啉季铵盐(即，其中，R₁为
甲基，A₁为聚氧乙烯基，R₂为苄基，X₁为氯)。

实施例2

(1)将19.2g 3-甲基-8-羟基喹啉(化学试剂，梯希爱(上海)化成工业
发展有限公司)和催化剂(氢氧化钠，0.1g)加入到反应釜中，关闭反应釜，
用氮气置换釜内空气，伴随搅拌升温到120℃，缓慢压入约27g环氧乙烷，
之后在温度为120℃且压力为0.15MPa的条件下继续反应两小时。降温后脱
除溶剂，将得到的固体物质用¹³C-NMR进行分析，结果显示化学位移为67-72
的峰为形成的醚键，确认得到的固体为3-甲基-8-聚氧乙烯基-喹啉，其中，
聚氧乙烯基中氧化乙烯单元的平均重复单元数为5(由¹H-NMR确定)。

(2)将45g 3-甲基-8-聚氧乙烯基-喹啉和80g乙醇加入到装配有搅拌器、
滴液漏斗、回流冷凝管和温度计的250mL三口烧瓶中，伴随搅拌升温到78
℃，缓慢滴加13.0g氯化苄。滴加完成后在78℃继续反应4小时。降温后脱
除溶剂，将得到的固体物质用C¹³-NMR进行分析，确认得到的固体物质为
3-甲基-8-聚氧乙烯基-喹啉季铵盐(即，其中，R₁为甲
基，A₁为聚氧乙烯基，R₂为苄基，X₁为氯)。

实施例3

(1)将19.2g 4-甲基-7-羟基喹啉(化学试剂，梯希爱(上海)化成工业
发展有限公司)和催化剂(氢氧化钠，0.1g)加入到反应釜中，关闭反应釜，
用氮气置换釜内空气，伴随搅拌升温到120℃，缓慢压入约88g环氧乙烷，
之后在温度为120℃且压力为0.15MPa的条件下继续反应两小时。降温后脱
除溶剂，将得到固体物质用¹³C-NMR进行分析，结果显示化学位移为67-72
的峰为形成的醚键，确认得到的固体为4-甲基-7-聚氧乙烯基-喹啉，其中，
聚氧乙烯基中氧化乙烯单元的平均重复单元数为16(由¹H-NMR确定)。

(2)将45.0g 4-甲基-7-聚氧乙烯基-喹啉和80g乙醇加入到装配有搅拌
器、滴液漏斗、回流冷凝管和温度计的250mL三口烧瓶中，伴随搅拌升温
到80℃，缓慢滴加13.0g氯化苄。滴加完成后在80℃继续反应4小时。降温
后脱除溶剂，将得到的固体物质用C¹³-NMR进行分析，确认得到的固体物
质为4-甲基-7-聚氧乙烯基-喹啉季铵盐(即，其中，
R₁为甲基，A₁为聚氧乙烯基，R₂为苄基，X₁为氯)。

实施例4

(1)将19.2g 4-甲基-8-羟基喹啉(化学试剂，梯希爱(上海)化成工业
发展有限公司)和催化剂(氢氧化钠，0.1g)加入到反应釜中，关闭反应釜，
用氮气置换釜内空气，伴随搅拌升温到120℃，缓慢压入约66g环氧乙烷，
之后在温度为120℃且压力为0.15MPa的条件下继续反应两小时。降温后脱
除溶剂，将得到的固体物质用¹³C-NMR进行分析，结果显示化学位移为67-72
的峰为形成的醚键，确认得到的固体为4-甲基-8-聚氧乙烯基-喹啉，其中，
聚氧乙烯基中氧化乙烯单元的平均重复单元数为12(由¹H-NMR确定)。

(2)将45g 4-甲基-8-聚氧乙烯基-喹啉和80g乙醇加入到装配有搅拌器、
滴液漏斗、回流冷凝管和温度计的250mL三口烧瓶中，伴随搅拌升温到78
℃，缓慢滴加13.0g氯化苄。滴加完成后在78℃继续反应4小时。降温后脱
除溶剂，将得到的固体物质用C¹³-NMR进行分析，确认得到的固体物质为
4-甲基-8-聚氧乙烯基-喹啉季铵盐(即，其中，R₁为甲基，
A₁为聚氧乙烯基，R₂为苄基，X₁为氯)。

实施例5

将45g实施例1步骤(1)制备的2-甲基-5-聚氧乙烯-喹啉和50g甲醇加
入到装配有搅拌器、滴液漏斗、回流冷凝管和温度计的250mL三口烧瓶中，
伴随搅拌升温到60℃，缓慢滴加13.7g 1-溴丁烷，滴加完成后在60℃的温度
下继续反应4小时。降温后脱除溶剂，将得到的固体物质用C¹³-NMR进行
分析，确认得到的固体物质为2-甲基-5-聚氧乙烯基-喹啉季铵盐(即，
其中，R₁为甲基，A₁为聚氧乙烯基，R₂为正丁基，
X₁为溴)。

以下实施例和对比例中，采用以下方法评价缓蚀效果。

(1)常压静态评价

参照石油天然气行业标准SY5273-91中规定的方法进行，具体操作为：
在装配有聚四氟乙烯挂片处、导气管、导液管和上排气管的250mL广口瓶
中，挂上已经去油清洗、干燥并称重的碳钢试片；用氮气排除瓶中的空气，
然后加入200mL试验水和缓蚀阻垢剂；密封试验瓶，放入内部温度处于试
验温度的烘箱中，恒温放置168小时。

温度降至室温后取出试片，用酸洗液洗去腐蚀产物，用清水将试片洗涤
干净，干燥至恒重后称重，确定腐蚀量并采用以下公式计算缓蚀率。

(2)高温高压动态评价：在1000mL的高压釜中挂上已经去油清洗、
干燥并称重的碳钢试片；用氮气排除瓶中的空气，然后加入500mL试验水，
密封试验瓶，充氮气加压到试验压力(为50kgf/cm²)；伴随搅拌，升温到试
验温度，恒温试验24小时。

降至室温后取出试片，用酸洗液洗去腐蚀产物，用清水将试片洗涤干净，
干燥至恒重后称重，确定腐蚀量并采用以下公式计算缓蚀率。

其中，m_o为空白样(即，未加缓蚀阻垢剂的油田回注水)的腐蚀重量，

m为加入了缓蚀阻垢剂后的腐蚀重量。

以下实施例和对比例中，采用以下方法评价阻垢效果。

在500mL容量瓶中，加入缓蚀阻垢剂，然后加入试验水至500mL，摇
匀后置于80℃恒温水浴中，静置10小时。降至室温后，进行过滤，取适量
滤清液，用EDTA标准溶液进行滴定，确定溶液中的钙离子浓度，采用下式
计算阻垢率。

其中，V₀为未加缓蚀阻垢剂的空白试验水用EDTA标准溶液进行滴定
时消耗的EDTA的体积；

V₁为添加了缓蚀阻垢剂的试验水用EDTA标准溶液进行滴定时消耗的
EDTA的体积。

以下实施例和对比例中使用的油田回注水中离子类型及含量在表1中列
出。

表1

实施例6

在1000mL试验瓶中加入10mg实施例1制备的2-甲基-5-聚氧乙烯基-
喹啉季铵盐、5mg双咪唑啉(购自秦皇岛胜利化工厂，牌号为DLPM)、3mg
2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(购自北京林华水质稳定剂厂)和2mg硫酸锌，用
油田回注水加至1000mL，混合均匀，得到试验水。