CN102719233A - 油气井环空保护液 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及油气井环空保护液，属油田化学技术领域，它是以有机酸盐溶液为密度调节剂，以咪唑啉季铵盐为缓蚀剂，以季铵盐型阳离子表面活性剂为抑菌剂，以异抗坏血酸碱金属盐或异抗坏血酸碱金属盐的旋光异构体为除氧剂，还可根据油套环空含硫情况，加入以铁为中心的两价位离子的配位化合物或碱式碳酸锌为除硫剂，对N80钢片腐蚀速率为0.070mm/a；TP110SS钢片腐蚀速率仅为0.0105mm/a，可延长井筒环空管柱使用寿命50%以上，降低腐蚀穿孔引起的安全事故30%以上，可满足高温条件下不同井深环空保护液的需要，对地层伤害率低，无污染，适合于高含硫或其它油气井环空保护。

Description

油气井环空保护液
技术领域
本发明涉及一种油气井环空保护液，属油田化学技术领域，尤其是含硫油气井射孔施工后，对油套管环形空间进行腐蚀防护的完井液体系。
背景技术
环空保护液按其连续相的性质可分为水基环空保护液和油基环空保护液。水基环空保护液因其施工简单、方便、成本低，在完井后较常用，但普遍存在腐蚀问题，且各体系自身也有一定的局限性。而油基环空保护液是非腐蚀性的，且比水基的热稳定性好，因成本高和环境污染严重等问题，难以广泛推广应用。华北石油管理局钻井工艺研究院编辑出版的《钻井液与完井液》于2010年第27卷第2期公开发表了一篇《一种适用于含硫油气田环空保护液的室内研究》文献，该环空保护液体系选取甲酸盐溶液为基液，配方为:15%KCOOH+20%NaCOOH+0.05PH值调节剂+1%缓蚀剂+1%水质稳定剂+1.2%杀菌剂+0.5%除硫剂。该体系密度调节范围大（1.0～1.58g/cm3），110℃时稳定性良好，对油套管和橡胶试件的腐蚀速率均较低，但由于高含硫气井采用永久封隔器完井，要求环空保护液在高温下性能稳定期长达10年以上，且能平衡油管压力，现有环空保护液性能达不到此要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术中存在的高温稳定性差和不能保持长效稳定等缺陷，提供一种配制流程简单、现场维护方便、成本合理的、适用于高含硫油气井的环空保护液体系。
本发明的目的通过下列技术方案实现。
本发明以有机酸盐溶液为密度调节剂，以咪唑啉季铵盐为缓蚀剂，以季铵盐型阳离子表面活性剂为抑菌剂，以异抗坏血酸碱金属盐或异抗坏血酸碱金属盐的旋光异构体为除氧剂，按质量百分比，其组成如下：
密度调节剂0～33.0%；
缓蚀剂：3.0%～5.0%；
抑菌剂：1.0%～3.0%；
除氧剂：2.0%～5.0%；
水：余量。
所述的油气井环空保护液中还可根据油套环空含硫情况，加入以铁为中心的两价位离子的配位化合物或碱式碳酸锌为除硫剂，其中，以铁为中心的两价位离子的配位化合物的组成为0.5mol/L FeCl2、2g/L EDTA、2g/L柠檬酸和10mg/L对甲苯磺酸，除硫剂的最佳用量为1.3%～1.5%。
所述的密度调节剂为KCOOH、NaCOOH一种或复配，密度调节范围为1.03～1.30g/cm3。
所述的缓蚀剂为咪唑啉季铵盐CT2-12，最佳用量为3%～5%。
所述的抑菌剂为季铵盐型阳离子表面活性剂，即十二烷基二甲基叔胺或十二烷基三甲基氯化铵，抑菌剂的最佳浓度为1.5%～2.0%。
所述的除氧剂为异抗坏血酸钠或抗坏血酸钠，其最佳浓度为2.5%～3.0%。
本发明提供的长效环空保护液体系对N80钢片腐蚀速率为0.070mm/a；TP110SS钢片腐蚀速率仅为0.0105mm/a，可延长井筒环空管柱使用寿命50%以上，降低腐蚀穿孔引起的安全事故30%以上，溶液热稳定性好，抗高温能力强（150℃），可满足高温条件下不同井深环空保护液的需要，对地层伤害率较低，无污染，适合于高含硫或其它油气井环空保护。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步具体说明
实施例1：本发明包括密度调节剂、缓蚀剂、抑菌剂、除氧剂、除硫剂、水，其中：密度调节剂为KCOOH，用量为20.0%；缓蚀剂为CT2-12，用量为5.0%；抑菌剂为十二烷基三甲基氯化铵，用量为1.5%；除氧剂为异抗坏血酸钠，用量为4.1%；余量为水。
实施例2：密度调节剂为NaCOOH，用量为20.0%；缓蚀剂为CT2-12，用量为5.0%；抑菌剂为十二烷基二甲基叔胺，用量为1.5%；除氧剂为抗坏血酸钠，用量为4.1%；除硫剂为碱式碳酸锌，用量为1.0%；余量为水。
实施例3：密度调节剂为KCOOH和NaCOOH复配，KCOOH用量为20.0%，NaCOOH用量为13.0%；缓蚀剂为CT2-12，用量为4.0%；抑菌剂为十二烷基三甲基氯化铵，用量为1.5%；除氧剂为异抗坏血酸钠，用量为2.0%；除硫剂为铁配位化合物，用量为1.5%；余量为水。
其它实施例与上述实施例配制方法相同，具体配方如表1所示：
表1为本发明实施例
组分 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10 实施例11 实施例12
KCOOH 20.0 0 20.0 0 0 10.0 0 20.0 20.0 20.0 33.0 33.0
NaCOOH 0 20.0 13.0 0 0 0 10.0 0 0 0 0 0
CT2-12 5.0 5.0 4.0 3.0 3.0 3.0 3.0 5.0 5.0 5.0 4.0 4.0
十二烷基三甲基氯化铵 1.5 0 1.5 1.0 0 0 0 0 0 0 1.5 0
十二烷基二甲基叔胺 0 1.5 0 0 1.0 1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 0 1.5
异抗坏血酸钠 4.1 0 2.0 2.0 2.0 0 0 4.1 0 0 2.0 2.0
抗坏血酸钠 0 4.1 0 0 0 2.0 2.0 0 4.1 4.1 0 0
铁配位化合物 0 0 1.5 1.0 1.0 1.0 0 1.0 1.0 0 1.5 1.5
碱式碳酸锌 0 1.0 0 0 0 0 1.0 0 0 1.0 0 0
水 69.4 68.4 58.0 93.0 93.0 83.0 83.0 68.4 68.4 68.4 58.0 58.0
用密度计和广泛PH值试纸，分别测得实施例1-12中体系的密度和PH值，在20℃和120℃ 下对N80钢片进行腐蚀试验，时间为4h和168h，在20℃和150℃下对TP110SS钢片进行腐蚀试验，时间为3天和180天，试验结果见表2：
表2为本发明实施例实验效果表
上述实施例的试验数据表明，本发明配制的环空保护液体系的密度可调范围广（1.05～1.30 g/cm3），PH值为10-12，不易引起金属腐蚀，120℃下体系对N80钢片腐蚀速率为0.069mm/a，150℃TP110SS钢片腐蚀速率仅为0.0102mm/a，能够满足高含硫油气井环形空间腐蚀防护的要求。

Claims (6)

1.油气井环空保护液，是以有机酸盐溶液为密度调节剂，以咪唑啉季铵盐为缓蚀剂，以季铵盐型阳离子表面活性剂为抑菌剂，以异抗坏血酸碱金属盐或异抗坏血酸碱金属盐的旋光异构体为除氧剂，按质量百分比，其组成如下：
密度调节剂：0～33.0%；
缓蚀剂：3.0%～5.0%；
抑菌剂：1.0%～3.0%；
除氧剂：2.0%～5.0%；
水：余量。
2.根据权利要求1所述的油气井环空保护液，其特征是：加入以铁为中心的两价位离子的配位化合物或碱式碳酸锌为除硫剂，其中，以铁为中心的两价位离子的配位化合物的组成为0.5mol/L FeCl2、2g/L EDTA、2g/L柠檬酸和10mg/L对甲苯磺酸，最佳用量为1.3%～1.5%。
3.根据权利要求1或2所述的油气井环空保护液，其特征是：密度调节剂为KCOOH、NaCOOH中的一种或其组合，密度调节范围为1.03～1.30g/cm3。
4.根据权利要求1或2所述的油气井环空保护液，其特征是：缓蚀剂为咪唑啉季铵盐CT2-12。
5.根据权利要求4所述的油气井环空保护液，其特征是：所述的抑菌剂为季铵盐型阳离子表面活性剂，即十二烷基二甲基叔胺或十二烷基三甲基氯化铵，抑菌剂的最佳浓度为1.5%～2.0%。
6.根据权利要求5所述的油气井环空保护液，其特征是：所述的除氧剂为异抗坏血酸钠或抗坏血酸钠，其最佳浓度为2.5%～3.0%。
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