文档介绍：一种咪唑啉的合成制备
摘要:对于复杂井的酸化作业,许多缓蚀剂表现出较差的抗高温能力,缓蚀性能不好。如果通过增加缓蚀剂用量来增强缓蚀剂对井下管柱的保护作用,不仅会增加酸化作业成本,而且还会对酸化效果产生不利影响。同时,一些缓蚀剂与地层离子不相容,常常引起对地层的伤害问题。因此,亟需开发出与地层离子相容性好、能抗高温、缓蚀性能好的缓蚀剂。文中以油酸、二乙烯三胺为主要原料,通过缩合脱水反应合成了一种油酸咪唑啉。将该油酸咪唑啉与甲醛、表面活性剂LSN、OP - 10和有机溶剂T进行复配,制备出了一种抗高温的酸化用缓蚀剂,并对缓蚀剂的酸溶性、与地层离子的相容性、缓蚀性能等进行了评价。评价结果表明:该缓蚀剂的酸溶性较好,与地层离子有很好的相容性,能抗高温,在盐酸和土酸中均表现出了优良的缓蚀性能。
关键词:咪唑啉;合成;酸化;缓蚀剂
一、前言
油气井开采过程中,压裂酸化技术是一项十分有效的增产措施,其原理是将一定量的酸液注入地层中,使井底地层的堵塞物质和地层岩石溶解,从而扩大油流通道,降低油流阻力,以达到增产的目的。但在酸化施工中,酸的注人可能造成油气井管材和井下金属设备的腐蚀,还可能导致井下管材突发性破裂事故,造成严重经济损失,为了防止酸液对油管、套管等设备的腐蚀,在酸液中添加缓蚀剂是必不可少的防腐措施。目前国内外在开发和研究酸化缓蚀剂方面已作了大量工作,开发出一系列酸化缓蚀剂新品种。合成一种新型酸化缓蚀剂,研究了其在常用的盐酸、土酸酸化液中的缓蚀性能。
在油气田开发过程中,油气中常伴生一定量的酸性气体H2S和CO 。干燥的H2S和CO 对金属材料无腐蚀破坏作用,但溶于水后对钢材具有极强的腐蚀作用。随着油气田的开发进入中后期阶段,油气田中含水量增加,H2S、CO 和水结合构成腐蚀介质,从而造成油套管钢发生严重的腐蚀。在高含H2S、CO 油气田的腐蚀防护中,使用缓蚀剂是国内外腐蚀防护的一种重要手段。通过在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂,使其和金属表面发生物理化学作用,从而显著改变金属表面的特性以达到减缓腐蚀的目的。由于缓蚀剂在使用过程中无须专门设备,无须改变金属构件的性质,因而具有经济、适应性强等优点,目前被广泛应用在石油石化领域,发挥着极其重要的作用。
在酸化施工过程中,必须向酸液体系添加缓蚀剂以抑制或减缓酸液带来的腐蚀问题。常用的酸化缓蚀剂有醛类、含硫类活性剂、含氧类活性剂、磺酸盐活性剂、胺类、吡啶类、炔醇类、曼尼希碱和咪唑啉类等。本文实验以油酸、二乙烯三胺为主要原料合成出了一种油酸咪唑啉,通过与甲醛、表面活性剂LSN、OP - 10和有机溶剂T复配,制备出了一种抗高温的酸化用缓蚀剂,并对缓蚀剂的酸溶性、与地层离子的相容性和缓蚀性能等进行了评价。咪唑啉在复杂井中有着其特殊的作用。
二、合成部分
1. 主要仪器与药品
主要仪器:四口烧瓶、电动搅拌器、恒温加热套、恒温水浴锅、电子天平、氮气保护装置、常压静态腐蚀试验装置、冷凝回流管、温度计、烧杯等常规玻璃仪器。
主要药品:油酸、二乙烯三胺、甲醛、OP - 10、表面活性剂LSN、盐酸、氢氟酸、有机溶剂T、石油醚、无水乙醇等。
2. 缓蚀剂的制备
将装有温度计、电动搅拌器、冷凝回流管和氮气保护装置的四口烧瓶放入恒温加热套,向烧瓶中加入57. 0 g油酸,接通冷凝水,开动搅拌器,开启氮气保护装置,调节