【正文】 567393《油田用阻垢劑性能評(píng)定方法》對(duì)聚合產(chǎn)物阻垢劑進(jìn)行阻垢性能評(píng)價(jià)。表1 合成實(shí)驗(yàn)正交表序號(hào)溫度單體配比乙二胺：甲醛：亞磷酸反應(yīng)時(shí)間h1901:2:522951:2:523951．5:2:54951::5351001:2:561001::537105:2:581051::5按正交表比例合成阻垢劑WJ1。b. B溶液，g/L；CNaCl=，CNa2SO4=。各瓶中所裝溶液如下表：表2 反應(yīng)溶液的加量瓶序號(hào)溶液A/ mL阻垢劑/ mL瓶序號(hào)溶液B/mL阻垢劑/ mLA50a50B50b50C50C50D50d50E50e50然后，取出將瓶a中的溶液倒入瓶A中，對(duì)后面的瓶子做相同操作，在70℃恒溫水浴鍋放置25h。b. G溶液，g/L；CNaCl=，CBaSO4=c. C溶液，mg/mL。 復(fù)配阻垢劑WJ2阻垢率的測(cè)定：表6 阻垢劑WJ2加量與阻垢率瓶序號(hào)阻垢劑加量mg/L阻垢率%A40B50C60D70E80F90G100圖3 阻垢率與阻垢劑加量關(guān)系 與鋇鍶阻垢劑的復(fù)配采用以上合成的阻垢劑WJ1與另一聚合物鋇鍶阻垢劑以1：2進(jìn)行復(fù)配，復(fù)配出阻垢劑WJ3評(píng)價(jià)復(fù)配阻垢劑WJ3對(duì)鋇鍶垢的阻垢效果。 復(fù)配阻垢劑WJ3阻垢率的測(cè)定．2．1方法測(cè)定阻垢劑WJ3阻硫酸鋇垢阻垢率如下表：表7 阻垢劑WJ3加量與阻垢率瓶序號(hào)阻垢劑加量mg/L阻垢率%A40B50C60D70E80F90G100圖5 阻垢率與阻垢劑加量關(guān)系 阻垢劑的性能評(píng)價(jià)（以阻垢劑WJ2阻硫酸鈣垢為例） 體系pH值的影響在溶液溫度為100℃，阻垢劑加量為90mg/L，阻垢時(shí)間為5h的條件下改變?nèi)芤旱膒H值，然后測(cè)定阻垢劑WJ2的阻垢率，阻垢結(jié)果如下圖：表8 pH值與阻垢率PH值阻垢率%567891011圖6 阻垢率與pH值的關(guān)系由圖5可知，體系pH值小于8時(shí)阻垢率逐漸增大，當(dāng)大于8后，對(duì)阻垢率影響不大，當(dāng)體系pH值在9左右時(shí)，阻垢率最高達(dá)97%，阻垢性能優(yōu)異。 阻垢時(shí)間的影響在溶液PH值為9，阻垢劑加量為90mg/L，體系溫度在70℃的條件下改變阻垢時(shí)間，然后測(cè)定阻垢劑WJ2的阻垢率，阻垢結(jié)果如下圖：表10 阻垢時(shí)間與阻垢率時(shí)間阻垢率%357911131517圖8 阻垢率與阻垢時(shí)間的關(guān)系由圖7可知，在阻垢時(shí)間小于11小時(shí)時(shí)，阻垢劑的阻垢率并無(wú)多大變化，當(dāng)阻垢時(shí)間大于11小時(shí)后，阻垢劑的阻垢率隨時(shí)間的增加有所降低，降低值很小，阻垢率均在90%以上，并且降低到一定程度后保持不變。3. pH值、體系溫度、阻垢時(shí)間不同都會(huì)影響阻垢率，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到最佳體系條件為pH值等于體系溫度為70℃、阻垢時(shí)間對(duì)阻垢率影響較少，小于13個(gè)小時(shí)最為宜。 結(jié)論與總結(jié)4 結(jié)論1. 按條件乙二胺：亞磷酸：甲醛質(zhì)量比=1:5:2，反應(yīng)溫度為100℃下合成乙二胺四甲叉磷酸操作簡(jiǎn)單、可行，產(chǎn)品利用率也較高，產(chǎn)物阻垢效果非常好。 體系溫度的影響在溶液PH值為9，阻垢劑加量為90mg/L，阻垢時(shí)間為5h的條件下改變?nèi)芤旱臏囟龋缓鬁y(cè)定阻垢劑WJ2的阻垢率，阻垢結(jié)果如下圖：表9 體系溫度與阻垢率溫度阻垢率%405060708090100圖7 體系溫度與阻垢率的關(guān)系由圖可知，隨著溫度的升高，阻垢劑的阻垢率先是慢慢增加，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)阻垢率最大，繼續(xù)升溫，當(dāng)溫度大于70℃后，隨溫度的升高阻垢率下降很多。紅外圖譜在1640cm1處未出現(xiàn)C=C特征吸收峰，說(shuō)明單體在引發(fā)劑的作用下發(fā)生了聚合反應(yīng)。向瓶A瓶B瓶C瓶D瓶E瓶F中分別加入A溶液50ml，向瓶a瓶b瓶c瓶d瓶e瓶f中分別加入B溶液50ml，蓋緊瓶塞混勻溶液，將瓶子放入70℃恒溫水浴鍋里30分鐘。防垢劑性能用防垢率表征，其百分?jǐn)?shù)數(shù)值越大，防垢性能越好，防垢率E用下式計(jì)算:阻垢率式中∶m1—加阻垢劑后混合溶液中成垢陽(yáng)離子的濃度；m2—未加阻垢劑混合溶液中成垢陽(yáng)離子的濃度；ma—A 溶液中成垢陽(yáng)離子的濃度之半；計(jì)算各瓶中的阻垢率如下表：表3 阻垢劑WJ1加量與阻垢率瓶序號(hào)阻垢劑加量mg/L阻垢率%A40B60C80D100圖1 阻垢率與阻垢劑加量關(guān)系a. F溶液，g/L；CNaCl=，CBaCl2 C阻垢劑=向編號(hào)為瓶A瓶B瓶C瓶D瓶E的瓶中依次加入c溶液0、向編號(hào)為瓶a瓶b瓶c瓶d瓶e的瓶中依次加入c溶液0、（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 567393）a. A溶液，g/L；CNaCl=，CCaCl 實(shí)驗(yàn)藥品乙二胺、甲醛、亞磷酸、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、氯化鋇、鈣指示劑、EDTA、氫氧化鈉、氨水 阻垢劑的合成 合成步驟在三口圓底燒瓶中加入15ml水和乙二胺，并攪拌溶解，再加入亞磷酸，等溫度降至40℃時(shí)滴加甲醛溶液，溶液為淡黃色。 解決思路:（1）以乙二胺、亞磷酸、甲醛為原料，進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，得到聚合產(chǎn)物阻垢劑。體系pH值的影響：pH值對(duì)不同垢型的溶液阻垢性能不同，在不同pH值下測(cè)定阻垢性能，繪制曲線，找出阻垢性能優(yōu)異的區(qū)間。為了進(jìn)一步增強(qiáng) PASP 的性能，一些學(xué)者對(duì) PASP 進(jìn)行了共聚改性，引入其它具有不同功能的官能團(tuán)，使其具有更加優(yōu)異的性能。對(duì)碳酸鈣的阻垢率可達(dá) 100%。聚天冬氨酸的用途廣泛。胡曉斌、張建枚、張素芳、何喬等人對(duì) PESA 進(jìn)行了共聚改性研究，引入了其它官能團(tuán)，如磺酸基團(tuán)等，以增強(qiáng) PESA 的性能?？梢院陀袡C(jī)膦酸類、含膦聚合物阻垢劑等進(jìn)行復(fù)配，形成磷含量低或無(wú)磷的高效環(huán)保型阻垢劑。目前對(duì)聚合物阻垢劑的基本要求是∶阻垢分散性能良好、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、生物降解性良好。聚合物類阻垢劑是阻垢劑中非常重要且很有前景的一類，有些聚合物如聚丙烯酸（PAA）等，分子中不含對(duì)環(huán)境有害的元素，阻垢效果相對(duì)也比較好，但是該類聚合物的生物降解性差，長(zhǎng)期使用會(huì)造成在環(huán)境中富集，日積月累也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。全紅平等根據(jù)目前油氣田使用阻垢劑的情況，以馬來(lái)酸酐(MA) 、丙烯酸甲酯(MAC)和苯乙烯磺酸(SS)為單體，進(jìn)行三元共聚得到阻垢劑FGJ2。在pH=10時(shí)，仍能保持其良好的性能。在同一條件下進(jìn)行了BS2E，CT452，V953，PBTA四種類型的阻垢劑和BR01對(duì)BaSO4的阻垢性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)，結(jié)果表明BR01對(duì)BaSO4的阻垢能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品。此外Betz Laboratories公司、Roboamp。該類聚合物一般是含磺酸基團(tuán)的單體與其它單體共聚得到。穩(wěn)定性強(qiáng)，抗溫能力強(qiáng)，不易結(jié)膠，對(duì)鹽不敏感。黃青松等人以AA、AM、復(fù)合不飽和磺酸(HSA)、次磷酸鈉為原料，在過(guò)硫酸銨的引發(fā)下，合成了共聚物阻垢劑 HS1。實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明該聚合物阻垢劑的加藥濃度為15 mg/L時(shí)，對(duì)Ca3(PO4)2的阻垢率為100%，對(duì)CaCO3的阻垢率高達(dá)90%以上。于兵川以丙烯酸(AA)、馬來(lái)酸酐(MA)、烯丙基磺酸鈉(SAS)和次磷酸鈉為單體，水為溶劑，過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑，合成了一種集膦?；?、羧基和磺酸基于一體，含磷量低，綜合性能良好的阻垢分散劑ZHCD05。國(guó)內(nèi)的何煥杰等以AA、MA和次磷酸鈉為主要原料合成了膦基丙烯酸馬來(lái)酸酐（MA）共聚物阻垢劑ZPS01， ZPS01 用作油田開(kāi)采的阻垢劑，具有配伍性好，加藥量少和阻垢效果好的特點(diǎn)。據(jù)膦基所在位置不同將含膦聚合物阻垢劑分為兩類：一類為膦基聚羧酸（PCA），膦基處于聚合物分子鏈中間；另一類為膦酰基羧酸（POCA），膦基在聚合物分子鏈的一端。其分子結(jié)構(gòu)中引入了膦基，因此，膦基聚合物不僅具有優(yōu)異的阻垢性能，也具有良好的緩蝕性能，還可與其它聚合物阻垢劑復(fù)配使用，復(fù)配性能優(yōu)異，能起到增溶作用。主要以丙烯酸和馬來(lái)酸（酐）為主要聚合單體，跟其它一種或多種單體共聚。羧酸根帶負(fù)電荷，可以與垢物表面的正電荷作用而吸附在固體表面，增加垢物微晶之間的斥力，破壞晶體結(jié)構(gòu)，使垢物晶格的正常生長(zhǎng)受到干擾，從而抑制結(jié)垢物的生成。對(duì)目前油田生產(chǎn)中所產(chǎn)生的垢如碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、磷酸鈣等均有抑制作用，還可以分散氧化鐵和粘土等，某些聚合物還具有防腐蝕和殺菌等多種功能。近年來(lái)聚合物阻垢劑發(fā)展非常迅速，從一元聚合物到二元、三元、多元共聚物，種類層出不窮。（2）聚合物類阻垢劑隨著水處理技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)阻垢劑的結(jié)構(gòu)和性能要求越來(lái)越高。20世紀(jì)80年代研制的 2膦酸基丁烷1,2,4三羧酸（PBTCA），該阻垢劑的穩(wěn)定性好，耐高溫，能在高礦化度、高 pH 值的苛刻條件下表現(xiàn)出良好的阻垢性能。對(duì)水中的多種離子，如Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+等均具有強(qiáng)螯合作用，螯合物的溶解度大，成垢陽(yáng)離子不能與成垢陰離子結(jié)合生成沉淀，因而起到阻垢作用。至今國(guó)內(nèi)外研發(fā)并應(yīng)用于油田的阻垢劑主要類型有：有機(jī)膦酸型阻垢劑、聚合物型阻垢劑。使阻垢性能大大的降低。由于天然聚合物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性質(zhì)不穩(wěn)定，易分解且投入量大，阻垢效果不理想，逐漸被一些高效合成阻垢劑所代替。 國(guó)內(nèi)對(duì)阻垢劑的研究動(dòng)態(tài)和進(jìn)展阻垢劑的發(fā)展可以追溯到上個(gè)世紀(jì)30年代，距今已經(jīng)有80多年的歷史了。為此,進(jìn)行了一種新的阻垢劑的合成及性能評(píng)價(jià)研究。由此看來(lái)結(jié)垢?jìng)o全世界的油田開(kāi)發(fā)都帶來(lái)了較大地傷害，成為油田開(kāi)發(fā)較為普遍的嚴(yán)重問(wèn)題之一，為了更好的研究油氣田的結(jié)垢問(wèn)題，以期解決油田開(kāi)采中的結(jié)垢?jìng)?wèn)題，有必要先對(duì)目前國(guó)內(nèi)外油氣田結(jié)垢現(xiàn)狀有一定的了解和認(rèn)識(shí)。尤其在開(kāi)發(fā)進(jìn)入到中后期，含水量較高的階段，結(jié)垢現(xiàn)象更加嚴(yán)重。ofeffect is best,value equal to 9,the experimental results show that: the℃.