CN102732890A - 含二氧化碳天然气气相缓蚀剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂。主要解决了天然气中含有的二氧化碳严重腐蚀钢铁从而大大减少油气井的寿命的问题。该气相缓蚀剂由以下组分及含量组成：N-甲基二乙醇胺10-20%、仲辛醇聚氧乙烯醚1-3%、苯并三氮唑3-10%、5,7二氮-8-羟基喹啉4-15%、无水乙醇52-82%，所述各组分的含量为各组分重量占缓蚀剂总重量的重量百分数。该含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂缓蚀效率高，不影响油气井的寿命。

Description

含二氧化碳天然气气相缓蚀剂

技术领域

本发明涉及天然气工业领域中应用的一种缓蚀剂，尤其是一种含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂。

背景技术

[0002] 目前，在油田油气井设计和地面集输处理工艺设计中，材质选择一般为普通碳钢，但因普通碳钢不含Cr、 Mo等耐蚀合金元素，因此，在油田实际生产过程中，所用钢的电化学腐蚀十分严重。二氧化碳常为天然气或石油伴生气的组分存在于油气中。CO₂溶入水后对钢铁有极强的腐蚀性。在相同的pH值下二氧化碳的总酸度比盐酸高，对钢铁的腐蚀比盐酸严重。二氧化碳腐蚀可能使油气井的寿命大大低于设计寿命。

发明内容

本发明在于克服背景技术中存在的天然气中含有的二氧化碳严重腐蚀钢铁从而大大减少油气井的寿命的问题，而提供一种含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂，该含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂缓蚀效率高，不影响油气井的寿命。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂，由以下组分及含量组成：N-甲基二乙醇胺10-20%、仲辛醇聚氧乙烯醚1-3%、苯并三氮唑3-10%、5,7二氮-8-羟基喹啉4-15%、无水乙醇52-82%；所述各组分的含量为各组分重量占缓蚀剂总重量的重量百分数。

所述的N-甲基二乙醇胺的纯度80-99.4%；仲辛醇聚氧乙烯醚的纯度≥99%；苯并三氮唑晶体含量99.5%；5,7二氮-8-羟基喹啉晶体含量≥99%；无水乙醇的纯度≥98%。

所述的含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂由以下组分及含量组成：纯度为99%的N-甲基二乙醇胺15%、纯度99%仲辛醇聚氧乙烯醚2%、晶体含量99.5%苯并三氮唑6%、晶体含量99%的5,7二氮-8-羟基喹啉9%、纯度98%的无水乙醇68%；所述各组分的含量为各组分重量占缓蚀剂总重量的重量百分数。

所述的N-甲基二乙醇胺的纯度99%。

所述的N-甲基二乙醇胺可脱除CO2和硫化物，对酸性气体有吸收作用；仲辛醇聚氧乙烯醚可与阴阳离子配伍，起渗透作用；苯并三氮唑可在金属表面形成保护膜，保护系统管壁免受有害物质的腐蚀，可作为油类抗氧剂，可起到防冻、防腐、抗凝作用；5,7二氮-8-羟基喹啉具有防腐作用，可提高对金属的粘接强度和耐热老化性；无水乙醇起到脱水机、清洗剂的作用。

该药剂为复合型药剂，药剂在天然气（流速大于3m /s）管线中可快速转化成气相及泡沫（或微液滴），与天然气一起运移，当水气凝聚时，缓蚀剂将与水共同凝结，如遇到湿润的管线表面缓蚀剂将优先溶解在水中，当水存在H⁺离子发生氧化反应时，缓蚀剂的活性基团将优先作用于金属表面，与金属原子形成稳定的化学键，从而起到缓蚀的作用。

纯度为88-99.4%的N—甲基二乙醇胺，能够加强酸性气体吸收、酸碱控制，能有效达到与其他原材料的配比，降低能耗，降低成本；纯度≥99%的仲辛醇聚氧乙烯醚，能够促进阴阳离子配伍，加强乳化作用，加强整个产品的稳定性；苯并三氮唑晶体含量99.5%，能够增强缓蚀效果和腐蚀表面处理效果；二氮-8-羟基喹啉晶体含量≥99%，能够保持其良好的离子传输性能,又能促进其他聚合物的相容性；无水乙醇的纯度≥98%，极易吸收水分，起到脱水剂效果。

当N—甲基二乙醇胺纯度为99%时，这样的浓度可在高气液比或高液液比下达到吸收效果，降低循环量，可显示出高效剂脱硫效果。

该含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂的性能指标：

外    观：黄棕透明液体

密    度：25℃，kg/m³：0.95±0.1

凝 固 点：≤0℃（冬季使用可根据现场需要最低调整到－35℃）

腐蚀速率： ≤0.076 mm/a

该药剂为弱阳离子表面活性剂，凝固点≤0℃，不易燃、不易爆，能与水、醇类、石油类互溶，不与酸、碱发生剧烈反应。与土壤混合后其活性基团将被土壤中的阴离子吸附而成为稳定的无害化合物，如遇到药剂少量泄漏现象，可用土混合无害化处理。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂，能有效抑制二氧化碳、硫化氢腐蚀及盐类、细菌等的腐蚀，可有效解决不同工况下二氧化碳介质的腐蚀问题。在缓蚀效果上，本缓蚀剂可使被保护对象的腐蚀速率小于0.05mm/a,而一般的缓蚀剂只能控制在0.076mm/a左右。本缓蚀剂的缓蚀作用在油气输送管道凝液介质的气相及液相中都有较高的缓蚀效率，而且大剂量使用能使被保护的设备表面充分吸附缓蚀剂，并形成预涂膜，从而减少正常投加缓蚀剂损耗量，使缓蚀剂更有效的发挥其保护作用。

具体实施方式：

下面将结合具体的实施例来更详细的描述本发明：

实施例1

将10g纯度为80%的N-甲基二乙醇胺、1g纯度 99%的仲辛醇聚氧乙烯醚、3g晶体含量99.5%的苯并三氮唑、4g晶体含量99%的5,7二氮-8-羟基喹啉、82g纯度98%的无水乙醇混合制得该缓蚀剂。

实施例2

将20g纯度为99%的N-甲基二乙醇胺、3g纯度 99.2%的仲辛醇聚氧乙烯醚、10g晶体含量99.5%的苯并三氮唑、15g晶体含量99%的5,7二氮-8-羟基喹啉、52g纯度98%的无水乙醇混合制得该缓蚀剂。

实施例3

将15g纯度为99%的N-甲基二乙醇胺、2g纯度 99%的仲辛醇聚氧乙烯醚、6g晶体含量99.5%的苯并三氮唑、9g晶体含量99%的5,7二氮-8-羟基喹啉、68g纯度98%的无水乙醇混合制得该缓蚀剂。

实施例4

将12g纯度为99%的N-甲基二乙醇胺、2g纯度 99%的仲辛醇聚氧乙烯醚、5g晶体含量99.5%的苯并三氮唑、12g晶体含量99%的5,7二氮-8-羟基喹啉、69g纯度98%的无水乙醇混合制得该缓蚀剂。

上述实施例所用化学品均为市售。

该含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂用法用量：

（1）天然气管线加药：对于CO₂分压小于0.2MPa，用量为50mg/ m³（天然气）；对于CO₂分压大于0.2MPa，用量为50-100mg/ m³（天然气）；对于CO₂分压大于1.0MPa，用量为100-150mg/ m³（天然气）。

（2）气井加药：对于水气比5-50 m³/10⁴ m³、二氧化碳分压大于0.2MPa的气井，用量为200mg/L（水）；二氧化碳分压大于1.0MPa的气井，用量为300mg/L（水）。

该含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂投注方式：

（1）天然气管线投注：采用计量泵连续投加，也可与甲醇混合后共同加入。

（2）气井投注：连续投加，如采用间歇投加，加药频次要根据现场标定周期投加。

天然气管线投注，投注点应设在管线最前端，最佳位置是设在阀组间内，首次投注需要加倍投加20－30天。经取样观测（可末端药排污阀处取水样检测或观察）药剂分散到整条管线后，即可在管线监测点进行在线挂片监测防腐效果。

该含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂检测方法：

（1）室内评价：以现场水为介质，用X60材质进行挂片腐蚀试验，加入1.34MPa分压的二氧化碳，选择现场温度为290℃，利用高压釜进行评价，加药浓度为200mg/L（水）,测得在气相缓蚀剂中试片平均腐蚀速率达到0.0441mm/a,而在液相缓蚀剂中，试片平均腐蚀速率达到0.0709mm/a。参照标准：气相条件下腐蚀速率0.05mm/a，液相条件下腐蚀速率0.076mm/a。

（2）现场监测：采用X60碳钢标准腐蚀试片，放入本发明的缓蚀剂溶液中，测得气相、液相中试片腐蚀速率达到0.0461mm/a和0.0662mm/a。参照标准：气相条件下腐蚀速率0.05mm/a，液相条件下腐蚀速率0.076mm/a。方法可参考《碎屑岩油藏注水水质指标及评价标准》中的相关操作进行。

药品合格标准：气相、液相缓蚀率达90%以上或试片腐蚀速率≤0.076mm/a。

Claims (4)

1.一种含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂，由以下组分及含量组成：N-甲基二乙醇胺10-20%、仲辛醇聚氧乙烯醚1-3%、苯并三氮唑3-10%、5,7二氮-8-羟基喹啉4-15%、无水乙醇52-82%；所述各组分的含量为各组分重量占缓蚀剂总重量的重量百分数。

2.根据权利要求1所述的含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂，其特征在于：所述的N-甲基二乙醇胺的纯度80-99.4%；仲辛醇聚氧乙烯醚的纯度≥99%；苯并三氮唑晶体含量99.5%；5,7二氮-8-羟基喹啉晶体含量≥99%；无水乙醇的纯度≥98%。

3.根据权利要求1或2所述的含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂，其特征在于：由以下组分及含量组成：纯度为99%的N-甲基二乙醇胺15%、纯度99%仲辛醇聚氧乙烯醚2%、晶体含量99.5%苯并三氮唑6%、晶体含量99%的5,7二氮-8-羟基喹啉9%、纯度98%的无水乙醇68%；所述各组分的含量为各组分重量占缓蚀剂总重量的重量百分数。

4.根据权利要求2所述的含二氧化碳天然气的气相缓蚀剂，其特征在于：所述的N-甲基二乙醇胺的纯度99%。