專利名稱：一種高效水合物抑制劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及水合物抑制劑技術領域，特別涉及用于深水鉆井中水合物抑制劑。
背景技術：
海洋深水作業環境惡劣，操作條件復雜，為油氣生產帶來了很多新的問題和挑戰， 其中之一就是天然氣水合物的形成。在深水條件下，淺部地層壓實程度低，存在大量淺層氣和氣體水合物，鉆遇淺層氣地層時，地層中的氣體進入到鉆井液中在低溫、高壓環境下極易形成水合物。鉆井液中一旦形成天然氣水合物，便會堵塞井下防噴器、放噴閥門等，且不易解除，導致鉆井作業周期延長、鉆井成本增加。另外一方面，鉆井過程中，由于溫度和壓力發生變化，造成地層中的天然氣水合物發生分解，導致地層虧空引起坍塌，甚至會影響整個鉆井平臺的安全。因此，在深水鉆井過程中，水合物的防治問題是我國海洋油氣勘探開發必須面臨和解決的問題。目前防止鉆井液中水合物形成的常用的方法是使用抑制劑。一是熱力學抑制劑， 通過改變水合物成長的熱力學條件從而抑制水合物的生成，常用的熱力學抑制劑包括甲醇、乙二醇、NaCl和CaCl2等。熱力學抑制劑必須在高濃度條件下才能發揮作用，在水溶液中的質量分數通常高達20% -50%。高鹽含量的鉆井液會加快鉆井設備的腐蝕，而且隨著鹽含量的增加，鉆井液的性能維護和調控愈加困難。甲醇和乙二醇工業成本高、有毒、易燃， 由于用量高，相應的存儲和注入的設備龐大，而且很難回收，面臨著環境保護的問題。二是動力學抑制劑，加量雖然較小，但現有的動力學抑制劑受過冷度限制，抑制效果有限。水合物一旦形成，其危害是災難性的管道堵塞，高壓氣體發生爆炸，造成油氣滲漏，甚至會引起礦藏爆炸。不但造成巨大的經濟損失，還會產生嚴重的環境污染，嚴重威脅到海洋生物的生命，因此，水合物成了石油天然氣行業的一大威脅。研制出有效的水合物抑制劑具有十分重要的意義。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種高效水合物抑制劑，以0. 5 1. 5%的低濃度加入深水鉆井液中，有效抑制水合物的生成。本發明的目的是通過以下技術方案實現的高效水合物抑制劑是由乙烯基己內酰胺、乙烯基吡咯烷酮、烯基磺酸與N-取代的丙烯酰胺反應生成的共聚物。其中烯基磺酸是乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸或 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，N-取代的丙烯酰胺包括以下結構
權利要求
1.一種水合物抑制劑，其特征在于，所述水合物抑制劑是由乙烯基己內酰胺、乙烯基吡咯烷酮、烯基磺酸與N-取代的丙烯酰胺反應生成的共聚物。
2.根據權利要求1所述的水合物抑制劑，其中烯基磺酸是乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基十二烷基磺酸或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。
3.根據權利要求1或2所述的水合物抑制劑，其中，N-取代的丙烯酰胺包括以下結構R1 ^ C — CHo1丨 2O=CNHIR2式中，R1為H或者C1 Cltl，&為H或者C1 C1Q。
4.根據權利要求1或2所述的水合物抑制劑，其中，N-取代的丙烯酰胺為異丙基甲基丙烯酰胺，聚合物分子量在1000 1000000。
5.一種制備權利要求1-3任一所述的水合物抑制劑的制備方法，包括以下步驟步驟 (1)，將乙烯基己內酰胺、乙烯基吡咯烷酮加入裝有溶劑的反應容器中，加熱升溫到一定溫度下，加入催化劑；將烯基磺酸的水溶液滴加到反應容器中，反應一定時間；步驟O)，向反應容器中加入N-取代的丙烯酰胺，在一定溫度下反應一定時間，得到反應產物。產物冷卻到室溫后，將產物沉淀到過量己烷中，再溶解在四氫呋喃中，再沉淀到己烷中，然后真空干燥，得到抑制劑。
6.根據權利要求4所述的制備方法，其中乙烯基己內酰胺、乙烯基吡咯烷酮、烯基磺酸與N-取代的丙烯酰胺的摩爾比為(1-30) (1-30) (1-20) (1_15)，優選 (1-20) (1-20) (1-15) (1-10)。
7.根據權利要求4-6之一所述的制備方法，其中所述溶劑是水、苯、丙酮、甲醇、乙醇、 正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇或它們的混合物。
8.根據權利要求8所述的制備方法，其中所述催化劑是過氧化苯甲酰、過氧化氫、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨或偶氮二異丁腈。
9.根據權利要求8所述的制備方法，其中步驟(1)和O)中所述溫度為30 150°C， 優選50 90°C，所述反應時間為3 M小時，優選5 10小時。
10.一種水合物抑制劑，其是將權利要求1-4之一所述的水合物抑制劑與熱力學抑制劑復配，其中所述熱力學抑制劑選自鹽、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、二醇及其混合物。
全文摘要
本發明提供一種高效水合物抑制劑及其制備方法。本發明的水合物抑制劑是一種由乙烯基己內酰胺、乙烯基吡咯烷酮、烯基磺酸與N-取代的丙烯酰胺反應生成的共聚物。這種水合物抑制劑加量低，抑制性能良好，可以單獨使用，也可以與鹽、醇及其混合物共用，以防止深水鉆井液在低溫條件下形成水合物，能取得水合物抑制劑加量低，抑制性能良好的效果。
文檔編號C09K8/524GK102492407SQ201110383558
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月20日 優先權日2011年11月20日
發明者孔祥云, 徐加放, 曹杰, 江琳, 趙欣, 邱正松, 黃維安 申請人:中國石油大學(華東)