本文關(guān)鍵詞：硅鈣垢防垢劑的合成研究

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【摘要】：在油氣藏開(kāi)發(fā)的中后期,大部分油田采用注水工藝來(lái)提高采收率,隨著注水過(guò)程的不斷推進(jìn),垢會(huì)在油層、井筒、注水設(shè)備、集輸管線(xiàn)及存儲(chǔ)設(shè)備產(chǎn)生。目前,油田主要采用化學(xué)防垢法中添加防垢劑來(lái)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(dá)到防垢效果。因此,研究開(kāi)發(fā)新型、高效共聚物防垢劑對(duì)油田開(kāi)采具有重大意義。本文合成了一種環(huán)糊精羧酸類(lèi)單體,用該單體與馬來(lái)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(guò)單因素法并以硅垢防垢率為評(píng)價(jià)指標(biāo),分別對(duì)所合成的兩種防垢劑進(jìn)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：?jiǎn)误w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(zhì)量的8%,催化劑加量占單體總質(zhì)量的0.8%,聚合反應(yīng)溫度為85℃,聚合反應(yīng)時(shí)間為3h。其加量分別為100mg/L、35mg/L、20mg/L時(shí),MA/AA/MA-β-CD共聚物防垢劑對(duì)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：?jiǎn)误w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(zhì)量的10%,催化劑加量占單體總質(zhì)量的0.8%,次亞磷酸鈉用量占單體總質(zhì)量12%,聚合反應(yīng)溫度為85℃,反應(yīng)時(shí)間為4h。其加量分別為80mg/L、25mg/L、20mg/L時(shí),MA/AA/MA-β-CD/SHP共聚物防垢劑對(duì)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(tuán)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(xiàn)衍射儀和掃描電子顯微鏡,對(duì)添加MA/AA/MA-β-CD/SHP防垢劑前后垢晶的結(jié)晶性數(shù)據(jù)和晶體形貌進(jìn)行對(duì)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(duì)垢有很好的分散作用。通過(guò)對(duì)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(fù)配可以看出,對(duì)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(dá)到83.62%。對(duì)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(fù)配效果更為突出,其防碳酸鈣垢率達(dá)到94.99%,防硫酸鈣垢率達(dá)到97.54%。
【關(guān)鍵詞】：共聚物阻垢劑 硅垢 鈣垢 復(fù)配
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(jiàn)垢的類(lèi)型9-10
• 1.3 垢的形成機(jī)理10-12
• 1.3.1 硅垢的形成機(jī)理10-11
• 1.3.2 碳酸鈣垢的形成機(jī)理11
• 1.3.3 硫酸鈣垢的形成機(jī)理11-12
• 1.4 常用防垢方法12-13
• 1.5 國(guó)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(jī)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(shí)驗(yàn)部分17-18
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品17
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器17-18
• 2.2 共聚物的分子設(shè)計(jì)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(píng)價(jià)方法20-23
• 2.3.1 硅垢防垢的評(píng)價(jià)方法20-21
• 2.3.2 碳酸鈣垢防垢的評(píng)價(jià)方法21-22
• 2.3.3 硫酸鈣垢防垢率的評(píng)價(jià)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(jié)35-37
• 第3章 共聚物防垢劑的防垢性能評(píng)價(jià)37-48
• 3.1 共聚物防垢劑防硅垢性能評(píng)價(jià)37-40
• 3.1.1 共聚物加量對(duì)防垢率的影響37-38
• 3.1.2 體系溫度對(duì)防垢率的影響38
• 3.1.3 恒溫時(shí)間對(duì)防垢率的影響38-39
• 3.1.4 體系pH對(duì)防垢率的影響39-40
• 3.2 共聚物防垢劑防碳酸鈣垢性能評(píng)價(jià)40-43
• 3.2.1 共聚物加量對(duì)防垢率的影響40-41
• 3.2.2 Ca~(2+)濃度對(duì)防垢率的影響41
• 3.2.3 體系溫度對(duì)防垢率的影響41-42
• 3.2.4 恒溫時(shí)間對(duì)防垢率的影響42-43
• 3.2.5 體系pH對(duì)防垢率的影響43
• 3.3 共聚物防垢劑防硫酸鈣垢性能評(píng)價(jià)43-47
• 3.3.1 共聚物加量對(duì)防垢率的影響44
• 3.3.2 Ca~(2+)濃度對(duì)防垢率的影響44-45
• 3.3.3 體系溫度對(duì)防垢率的影響45-46
• 3.3.4 恒溫時(shí)間對(duì)防垢率的影響46
• 3.3.5 體系pH對(duì)防垢率的影響46-47
• 3.4 小結(jié)47-48
• 第4章 共聚物防垢劑的防垢機(jī)理研究48-54
• 4.1 X射線(xiàn)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(jié)53-54
• 第5章 共聚物防垢劑的復(fù)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(fù)配54-56
• 5.1.1 MA/AMMA-β-CD-PESA對(duì)防硅垢性能的影響54-55
• 5.1.2 MMAA/MA-β-CD-PESA對(duì)防碳酸鈣垢性能的影響55
• 5.1.3 MA/AA/MA-β-CD-PESA對(duì)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(fù)配56-58
• 5.2.1 MA/AA/MA-β-CD-PASP對(duì)防硅垢性能的影響56-57
• 5.2.2 MA/AA/MA-β-CD-PASP對(duì)防碳酸鈣垢性能的影響57-58
• 5.2.3 MA/AA/MA-β-CD-PASP對(duì)防硫酸鈣垢性能的影響58
• 5.3 小結(jié)58-60
• 第6章 結(jié)論及建議60-62
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 建議61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果66

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