本文關鍵詞：硅鈣垢防垢劑的合成研究

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【摘要】：在油氣藏開發(fā)的中后期,大部分油田采用注水工藝來提高采收率,隨著注水過程的不斷推進,垢會在油層、井筒、注水設備、集輸管線及存儲設備產(chǎn)生。目前,油田主要采用化學防垢法中添加防垢劑來防止沉積物的產(chǎn)生。而防垢劑中聚合物防垢劑耐溫性好,加入少量就可以達到防垢效果。因此,研究開發(fā)新型、高效共聚物防垢劑對油田開采具有重大意義。本文合成了一種環(huán)糊精羧酸類單體,用該單體與馬來酸酐、丙烯酸、次亞磷酸鈉分別合成了三元共聚物防垢劑MA/AA/MA-β-CD和四元共聚物防垢劑MA/AA/MA-β-CD/SHP,通過單因素法并以硅垢防垢率為評價指標,分別對所合成的兩種防垢劑進行合成條件的優(yōu)化。三元共聚物防垢劑MA/AA/MA-β-CD的最佳合成條件為：單體配比n (MA):n (AA):n (MA-β-CD)=1:1:0.01,引發(fā)劑加量占單體總質量的8%,催化劑加量占單體總質量的0.8%,聚合反應溫度為85℃,聚合反應時間為3h。其加量分別為100mg/L、35mg/L、20mg/L時,MA/AA/MA-β-CD共聚物防垢劑對硅垢、碳酸鈣垢、硫酸鈣垢的防垢率分別為74.33%,88.92%、93.35%。四元共聚物防垢劑MA/AA/MA-β-CD/SHP的最佳合成條件為：單體配比n (MA):n (AA):n (MA-β-CD) =1:1:0.01,引發(fā)劑加量占單體總質量的10%,催化劑加量占單體總質量的0.8%,次亞磷酸鈉用量占單體總質量12%,聚合反應溫度為85℃,反應時間為4h。其加量分別為80mg/L、25mg/L、20mg/L時,MA/AA/MA-β-CD/SHP共聚物防垢劑對硅垢、碳酸鈣垢、硫酸鈣垢的防垢率分別為79.81%、90.84%、94.92%。含有膦酸基團的四元共聚物防垢劑的防垢性能總體要好于三元防垢劑。利用X射線衍射儀和掃描電子顯微鏡,對添加MA/AA/MA-β-CD/SHP防垢劑前后垢晶的結晶性數(shù)據(jù)和晶體形貌進行對比發(fā)現(xiàn),添加共聚物阻垢劑可以使晶體的晶格發(fā)生畸變,并且對垢有很好的分散作用。通過對三元共聚物防垢劑MA/AA/MA-β-CD分別與綠色防垢劑PESA、PASP的復配可以看出,對于防硅垢,三元共聚物防垢劑MA/AA/MA-β-CD與綠色防垢劑PESA之間存在一定的協(xié)同增效性能,防垢率達到83.62%。對于防碳酸鈣垢和硫酸鈣垢,三元共聚物防垢劑MA/AA/MA-β-CD與綠色防垢劑PESA、PASP均有一定的協(xié)同增效性能,而PASP的復配效果更為突出,其防碳酸鈣垢率達到94.99%,防硫酸鈣垢率達到97.54%。
【關鍵詞】：共聚物阻垢劑 硅垢 鈣垢 復配
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ085.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景和意義9
• 1.2 常見垢的類型9-10
• 1.3 垢的形成機理10-12
• 1.3.1 硅垢的形成機理10-11
• 1.3.2 碳酸鈣垢的形成機理11
• 1.3.3 硫酸鈣垢的形成機理11-12
• 1.4 常用防垢方法12-13
• 1.5 國內(nèi)外防垢劑研究現(xiàn)狀13-15
• 1.5.1 常用防垢劑13
• 1.5.2 聚合物防垢劑13-15
• 1.6 防垢劑防垢機理15-16
• 1.7 研究主要內(nèi)容16-17
• 第2章 共聚物防垢劑的合成與表征17-37
• 2.1 實驗部分17-18
• 2.1.1 實驗藥品17
• 2.1.2 實驗儀器17-18
• 2.2 共聚物的分子設計18-20
• 2.2.1 共聚物單體的選擇18-19
• 2.2.2 聚合方法的選擇19
• 2.2.3 引發(fā)劑的選擇19-20
• 2.3 防垢劑的評價方法20-23
• 2.3.1 硅垢防垢的評價方法20-21
• 2.3.2 碳酸鈣垢防垢的評價方法21-22
• 2.3.3 硫酸鈣垢防垢率的評價方法22-23
• 2.4 MA-β-CD單體的合成23
• 2.5 MA/AA/MA-β-CD三元共聚物防垢劑的合成與表征23-29
• 2.5.1 MA/AA/MA-β-CD三元共聚物防垢劑的合成23-24
• 2.5.2 MA/AA/MA-β-CD三元共聚物合成條件的優(yōu)化24-28
• 2.5.3 MA/AA/MA-β-CD三元共聚物的表征28-29
• 2.6 MMAA/MA-β-CD/SHP四元共聚物的合成與表征29-35
• 2.6.1 MA/AA/MA-β-CD/SHP四元共聚物的合成30
• 2.6.2 MA/AA/MA-β-CD/SHP共聚物合成條件的優(yōu)化30-34
• 2.6.3 MA/AA/MA-β-CD/SHP四元共聚物的表征34-35
• 2.7 小結35-37
• 第3章 共聚物防垢劑的防垢性能評價37-48
• 3.1 共聚物防垢劑防硅垢性能評價37-40
• 3.1.1 共聚物加量對防垢率的影響37-38
• 3.1.2 體系溫度對防垢率的影響38
• 3.1.3 恒溫時間對防垢率的影響38-39
• 3.1.4 體系pH對防垢率的影響39-40
• 3.2 共聚物防垢劑防碳酸鈣垢性能評價40-43
• 3.2.1 共聚物加量對防垢率的影響40-41
• 3.2.2 Ca~(2+)濃度對防垢率的影響41
• 3.2.3 體系溫度對防垢率的影響41-42
• 3.2.4 恒溫時間對防垢率的影響42-43
• 3.2.5 體系pH對防垢率的影響43
• 3.3 共聚物防垢劑防硫酸鈣垢性能評價43-47
• 3.3.1 共聚物加量對防垢率的影響44
• 3.3.2 Ca~(2+)濃度對防垢率的影響44-45
• 3.3.3 體系溫度對防垢率的影響45-46
• 3.3.4 恒溫時間對防垢率的影響46
• 3.3.5 體系pH對防垢率的影響46-47
• 3.4 小結47-48
• 第4章 共聚物防垢劑的防垢機理研究48-54
• 4.1 X射線衍射分析48-49
• 4.1.1 碳酸鈣垢的XRD分析48-49
• 4.1.2 硫酸鈣垢的XRD分析49
• 4.2 掃描電子顯微鏡分析49-53
• 4.2.1 硅垢的SEM分析49-50
• 4.2.2 碳酸鈣垢的SEM分析50-52
• 4.2.3 硫酸鈣垢的SEM分析52-53
• 4.3 小結53-54
• 第5章 共聚物防垢劑的復配增效性能研究54-60
• 5.1 MMAA/MA-β-CD防垢劑與PESA防垢劑的復配54-56
• 5.1.1 MA/AMMA-β-CD-PESA對防硅垢性能的影響54-55
• 5.1.2 MMAA/MA-β-CD-PESA對防碳酸鈣垢性能的影響55
• 5.1.3 MA/AA/MA-β-CD-PESA對防硫酸鈣垢性能的影響55-56
• 5.2 MA/AA/MA-β-CD防垢劑與PASP防垢劑的復配56-58
• 5.2.1 MA/AA/MA-β-CD-PASP對防硅垢性能的影響56-57
• 5.2.2 MA/AA/MA-β-CD-PASP對防碳酸鈣垢性能的影響57-58
• 5.2.3 MA/AA/MA-β-CD-PASP對防硫酸鈣垢性能的影響58
• 5.3 小結58-60
• 第6章 結論及建議60-62
• 6.1 結論60-61
• 6.2 建議61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-66
• 攻讀士學位期間發(fā)表的論文及科研成果66

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本文編號：538744