本發(fā)明屬于油田應(yīng)用化學(xué)品領(lǐng)域，具體涉及一種緩釋阻垢防腐多功能一體劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、目前國內(nèi)外大部分油田逐步進入高含水中后開發(fā)階段，通常都會采用注入水、co2等方式來補充地層能量以到達提高開采率的目的。但是，隨著注水量的持續(xù)増加，注水水質(zhì)不達標、管線服役年限增加等問題的存在，注水井內(nèi)部結(jié)垢現(xiàn)象愈發(fā)嚴重。此外，在利用co2驅(qū)油過程中，部分co2會進入并溶于地層水，與水中的ca2+、mg2+等金屬陽離子形成沉淀，同時溶于水的co2又具有極髙的腐蝕性，尤其在高溫高壓條件下，容易造成井筒管壁內(nèi)部發(fā)生嚴重的腐蝕，導(dǎo)致管道流通截面變小堵塞油管，產(chǎn)生生產(chǎn)安全隱患。目前，結(jié)垢及腐蝕普遍存在于油氣開發(fā)各個環(huán)節(jié)，危害巨大且發(fā)生頻率越來越高，已然成為影響國內(nèi)油氣開發(fā)、正常生產(chǎn)的頑疾，因此，管道的防垢、防腐具有十分重要的意義。

2、在化工行業(yè)中，雖然投放阻垢、緩蝕劑雖然因成本低、實用性強、操作便捷、工藝簡單的方法而被廣泛應(yīng)用，但也存在一定的不足，如易于被水流帶走造成緩蝕或阻垢效率不理想等。所以研究開發(fā)新型長效的阻垢、緩蝕劑勢在必行，但也同時面臨著較大的挑戰(zhàn)，如需兼具高效、成本等因素。

3、現(xiàn)有技術(shù)如公開(公告)號：cn113403052a的發(fā)明專利提供了一種油井防腐阻垢緩釋顆粒及其制備方法，該油井防腐阻垢緩釋顆粒的原料組分包括吸附劑、復(fù)合阻垢劑和固化劑，將高純度的阻垢緩蝕液體吸附后使用固化劑聚乙烯醇包裹，可以與壓裂砂混合后加入油井，無需增加加藥工序。其利用了分子篩的吸附原理，充分吸收阻垢緩蝕劑，經(jīng)過包裹后，隨壓裂砂帶入地層，由此解決管道中的結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象。該發(fā)明提供的制備方法能夠緩慢釋放的目的，但仍需要對現(xiàn)有多種藥劑進行復(fù)配才能達到緩蝕阻垢的目的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決在現(xiàn)有技術(shù)中緩蝕、阻垢劑配伍性不好導(dǎo)致防腐防垢效率較低、使用周期有待提高等問題，本發(fā)明提供了一種緩釋阻垢防腐多功能一體劑及其制備方法和應(yīng)用，旨在實現(xiàn)一劑多效的同時也能夠達到緩慢釋放藥物的目的，有效的減少多種藥品配伍性差的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明首先公開了一種緩釋阻垢防腐多功能一體劑，其結(jié)構(gòu)式為：

4、

5、其中r1為直鏈或支鏈烷基鏈、芳香基、環(huán)烷基或直鏈胺基；

6、r2為磺酸基或膦酸基；

7、r2′為磺酸基或膦酸基；

8、r3為烷基、羥基或烷氧基。

9、作為一種優(yōu)選方案，所述緩釋阻垢防腐多功能一體劑包括鹵代烴衍生物、4-二甲氨基吡啶、鹵化鹽及中間產(chǎn)物ⅰ，所述鹵代烴衍生物和4-二甲氨基吡啶的質(zhì)量比為(5～8)：1，所述鹵化鹽和4-二甲氨基吡啶的質(zhì)量比為(0.8～1)：(0.8～1)，且所述鹵化鹽和4-二甲氨基吡啶的總質(zhì)量占鹵代烴衍生物和中間產(chǎn)物ⅰ總質(zhì)量的0.06％～0.08％。

10、進一步的優(yōu)選方案是，所述中間產(chǎn)物ⅰ由二胺、吡啶基取代酮和甲醛按照(0.8～1)：(2.1～2.5)：(1.2～1.5)的質(zhì)量比配制而成。

11、作為本發(fā)明的又一優(yōu)選方案，所述中間產(chǎn)物ⅰ的制備方法為：按(0.8～1)：(2.1～2.5)的配比取二胺和吡啶基取代酮，加入一定量的溶劑，攪拌至混合均勻，調(diào)節(jié)體系ph值為2～4，加入lewis酸作為催化劑，再加入甲醛溶液，在80～85℃的溫度下反應(yīng)6～8h，反應(yīng)結(jié)束后旋干溶劑，得到中間產(chǎn)物ⅰ。

12、作為優(yōu)選，所述lewis酸的質(zhì)量為二胺、吡啶基取代酮和甲醛總質(zhì)量的0.06％～0.08％。

13、作為優(yōu)選，所述鹵代烴衍生物為3-氯-2-羥基丙磺酸鈉、3-氯-2-羥基丙磷酸鈉、3-溴丙烷基磺酸鈉中任意一種；

14、作為優(yōu)選，所述鹵化鹽為碘化鈉、碘化鉀中任意一種。

15、作為優(yōu)選，所述二胺為1,3-丙二胺、1,2-丙二胺、1,6-己二胺、1,8-辛二胺、2,2-二甲基-1,3-丙二胺、1,4-苯二甲胺、1,4-環(huán)己烷雙(甲基胺)、鄰亞二甲苯二胺中的任意一種。

16、作為優(yōu)選，所述吡啶基取代酮為1-(3-甲基-2-吡啶基)乙酮、1-(3-甲氧基-2-吡啶基)乙酮、1-(3-乙基-2-吡啶基)乙酮中的任意一種。

17、作為優(yōu)選，所述lewis酸(路易斯酸)為氯化鋁、對氨基苯磺酸鋁中的一種。

18、本發(fā)明進一步公開了一種緩釋阻垢防腐多功能一體劑的制備方法，包括以下步驟：

19、s1.制備中間產(chǎn)物ⅰ

20、首先將二胺、吡啶基取代酮和溶劑置于反應(yīng)容器中，攪拌至混合均勻，然后調(diào)節(jié)體系ph值為2～4，接著加入lewis酸作為催化劑，再加入甲醛溶液，在80～85℃的溫度下反應(yīng)6～8h，反應(yīng)結(jié)束后旋干溶劑，得到中間產(chǎn)物?。?/p>

21、其中，二胺、吡啶基取代酮和甲醛的質(zhì)量比為(0.8～1)：(2.1～2.5)：(1.2～1.5)，lewis酸的質(zhì)量為二胺、吡啶基取代酮和甲醛總質(zhì)量的0.06％～0.08％；

22、s2.制備粉末狀多功能一體劑

23、先將鹵代烴衍生物、中間產(chǎn)物ⅰ、4-二甲氨基吡啶、鹵化鹽以及溶劑置于反應(yīng)容器中，攪拌至混合均勻，然后向溶液中通入氮氣直至容器內(nèi)的空氣排空，最后在85～90℃的溫度下反應(yīng)48～50h，反應(yīng)結(jié)束后旋干溶劑并重結(jié)晶即可得到粉末狀多功能一體劑；

24、其中，鹵代烴衍生物和4-二甲氨基吡啶的質(zhì)量比為(5～8)：1，鹵化鹽和4-二甲氨基吡啶的質(zhì)量比為(0.8～1)：(0.8～1)，且所述鹵化鹽和4-二甲氨基吡啶的總質(zhì)量占鹵代烴衍生物和中間產(chǎn)物ⅰ總質(zhì)量的0.06％～0.08％。

25、作為進一步的優(yōu)選方案，步驟s1中，甲醛溶液以2～3滴/秒的速度緩慢滴加。

26、本發(fā)明進一步公開了任一種上述緩釋阻垢防腐多功能一體劑或由上述制備方法制備的緩釋阻垢防腐多功能一體劑在油氣開采中的應(yīng)用，優(yōu)選地應(yīng)用方法是將粉末狀的多功能一體劑添加輔料制成藥劑，應(yīng)用在油田采出液過程中管道的防腐阻垢。

27、作為進一步的優(yōu)選方案，所述藥劑的制備方法為：

28、在95～100℃下，將聚乙烯醇融化后依次加入去離子水、海藻酸鈉、粉末狀的多功能一體劑，攪拌至混合均勻后鑄模冷卻至室溫成型，即得油田管道防腐阻垢用藥；在該制備方法中聚乙烯醇、去離子水、海藻酸鈉、粉末狀多功能一體劑的質(zhì)量比為(65～85)：(5～8)：(5～10)：(5～20)。

29、本發(fā)明的反應(yīng)機理為：

30、先用含有活潑α-氫的酮與胺以及另一種的醛進行縮合反應(yīng)生成α-位烷基化中間產(chǎn)物，然后中間產(chǎn)物在催化劑的作用下與鹵代烴衍生物進行親核取代和季銨化反應(yīng)生成最終產(chǎn)物。

31、采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的有益效果：

32、1.本發(fā)明通過分子設(shè)計在結(jié)構(gòu)中引入了羥基、磷酸或磺酸基等官能團，可以與成垢離子螯合增溶，使垢晶可以更好的分散在水中；同時分子可以通過n、o雜原子，芳香環(huán)等官能團與金屬相互作用，牢固吸附在金屬物質(zhì)表面形成致密的疏水膜，從而阻止了腐蝕介質(zhì)對金屬表面造成的直接腐蝕，此外，磺酸基團或芳香環(huán)基團都具有很好的抗溫能力，因此在高溫條件下，該藥劑(即緩釋阻垢防腐多功能一體劑)仍然能夠提供很好的防腐效果，并且季銨鹽的引入也使該藥劑兼有殺菌的作用，更進一步減少細菌腐蝕或細菌造成的結(jié)垢現(xiàn)象。

33、2.海藻酸鈉、聚乙烯醇是一種優(yōu)良的藥物緩釋載體，所以緩釋阻垢防腐多功能一體劑與之復(fù)配后，能夠起到緩慢釋放，達到長期使用目的。

34、3.本發(fā)明中所使用的原料易得，市場上可直接購買，制備方法采用常規(guī)的合成設(shè)備即可完成，可有效的降低產(chǎn)品的成本；且制備方法各步驟操作簡單，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

35、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚的了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。