一种新型防垢剂的合成及评价李明（中石化胜利油田有限公司石油工程技术研究院，山东东营257000)
摘要：介绍了一种ATMP改进产物氮氧基三亚甲基降酸的合成方法，并对其进行了室内防垢性能的评价。反应温度为 60，pH值为9,氨基三亚甲基降酸：H,O,=1：2.5,反应时间为 3h。通过配伍性实验、防垢率、最低有效浓度和吸附-解吸性能试验评价该防垢剂的各项防垢性能。
关键词：结垢；防垢制；合成；性能评价
油田注水开发生产过程中，注人水以及开采层位中的生产水中可能含有大量的钙镁离子和碳酸根、碳酸氢根以及硫酸根等离子。由于注人水和生产水的配伍性，以及生产过程中温度、压力等条件的变化，钙镁离子很可能和一些阴离子反应生成难容的盐类沉淀，在近井地带、并筒以及地面集输系统形成结垢现象，造成产能的下降以及后续的结垢腐蚀问题。
本实验应用NHCI、甲醛溶液、PCl，NaOH溶液，双氧水合成了氮氧基三亚甲基膦酸"，用于防止油田生产中的结垢问题，室内性能评价指标均远远优于防垢剂ATMP
1实验部分 1.1仪器与材料
仪器：四口烧瓶，恒温水浴，电动搅拌器，冷凝管，加热器，滴液蒲斗，温度计，红外光谱仪，动态岩心驱替装置，自动取样器，ICP仪器，分析天平。
材料：NH.CI，甲醚溶液，PCl，40%NaOH溶液，双氧水。 1.2实验方法
以氯化铵、甲醛、三氯化磷为主要原料合成新型防垢剂的反应为Mannich反应类型"。其反应原理的第一步是三氯化磷水解生成亚磷酸，再把亚磷酸看作一般参与Mannich反应的含有C-H活泼氢化物的磷化物，最终合成ATMP。反应方程式见式(11)和(12)
作者简介：李明，男，助工，生于1983年，2011年毕业于中国石油大学(华东)油气井工程专业，现从事水平井修井完井研究工作。
PCI, + 3H;O→H,PO, + 3HCI
(11)
t PO% ct+s40
3H,PO,+NH,C+3HCHO→ H;OjR CHe
HodSo
( 52 (12)
在恒温水浴中，将ATMP品体加人到三口烧瓶中，再加人蒸留水，然后用质量分数40%的Na0H调节溶液pH，冷却至室温后级慢滴加HO揽拌，滴加完毕后升温，反应一定时间即得氮氧基三亚甲基膦酸溶液，将产物趋热倒人已预热的无水乙醇溶液中，搅拌后静置，溶液冷却后底层出现白色品体，抽滤后得到
氮氧基三亚甲基膦酸品体。 2结果与讨论
2.1氢氧基三亚甲基膦酸合成条件讨论
2.1.1pH值对产物静态防垢率的影响
实验结果表明，在pH=9时产物的防垢效果最好，可能是由于ATMP在pH为9的条件下反应活性最大。
化置界2015年2月
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2.1.2反应时间对产物静态防垢率的影响
工艺控制
反应时间为3h时防垢效果较好，静态防垢率达到 86.72%。当时间少于3h时，反应时间不充足，原材料的转化程度低，合成的有效物质含量不高，所以静态防垢率不高，当反应时间多于3h时，合成的有效物质部分活性变差，产生杂质，所以防垢效果降低。
2.1.3反应温度对产物静态防垢率的影响
60℃时静态防垢率最高。温度低，反应速度慢，因此在终止反应时其生成的有效物质含量低，温度过高，破坏已生成的有效物质结构，致使活性降低，防垢效果变差。
2.1.4物科配比对产物静态防垢率的影响
当氨基三亚甲基膦酸：H,0,=1：2.5时，防垢效果最好，静态防垢率达到了90.27%。
综合考虑以上因素，确定氮氧基三亚甲基麟酸的最佳合成条件(测试浓度均为20mg/L)：反应温度为60℃C，pH值为9，氨基
三亚甲基腾酸：H,0,=1：2.5，反应时间为3h。 2.2合成产物的性能评价
ATMP(记为物质A)和氮氧基三亚甲基膦酸(记为物质B) 均以其提纯抽滤后固体粉末状态进行以下实验研究，实验所用模拟地层水注人水为SL油田现场取样，
2.2.1动态最低有效防垢浓度(MIC)实验的结果与分析
空白结垢时间为57分钟，相同的结垢时间物质B比A的 MIC值更低，
2.2.2防垢剂动态吸附实验结果与分析
由物质A和B最佳吸附-解吸实验的实验浓度采用10°mg/ L，由实验数据可以看出，物质A有效返排体积为370PV时，而物质B在返排体积为425PV时浓度则保持在20mg/L左右，此值仍高于该防垢剂的最低有效浓度(15m/L）。因此，由该实验可知物质B比A有较好的吸附-解吸性能，可在岩心中长时间滞
留，获得较长的使用寿命。 3结语
(1)氮氧基三亚甲基膦酸的最佳合成条件：反应温度60℃， pH值为9,ATMP：H:0=1:2.5,反应时间为3h。
(2)氨氧基三亚甲基膦酸的静态防垢率高于ATMP,最低有效使用浓度低于ATMP。
(3)氨氧基三亚甲基膦酸的有效返排体积更高为425PV。参考文献：
[1]张吉明.油水井筒离蚀结及防垢除指工艺研究[D].天津：天津工业大学，2007.
[2]王兵，李长像，廖柯需，等.管造结垢原因分析及常用除垢方法[J].油气储运,2008,27(2)：5962
作者简介：李明(1983-），男，助工，2011年毕业于中国石油大学(华东)油气井工程专业，现从事水平井修井完井研究工作。