CN102827596A - 一种适用于140-180℃地层酸化的缓蚀剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于140-180℃地层酸化的缓蚀剂，由20-30重量%的噻唑衍生物，10-20重量%的有机胺，5-10重量%的表面活性剂和40-55重量%的溶剂组成。所述噻唑衍生物是指2-氨基-4-(对甲苯基)噻唑，2-甲氧基噻唑，噻唑-4-甲醛中的一种、两种或两种以上混合物，所述表面活性剂为非离子表面活性剂，所述溶剂为醇类。该缓蚀剂的噻唑衍生物和有机胺通过分子中的杂原子吸附到钢材表面，隔离酸与钢材，起到保护钢材的作用。本发明在140-180℃的环境下能保持较好的稳定性，满足油气田酸化140-180℃高温地层的需要，本发明对金属的腐蚀速率满足行业标准的一级指标，切实起到了保护井下设备和管柱的作用。
Description
技术领域
本发明属于油气田开发过程中，特别是增产措施中适用于高温地层酸化改造的缓蚀剂。
背景技术
酸化是改造含碳酸盐岩低渗透储层的重要措施，该措施通过向储层注入高浓度的酸液，酸液溶蚀储层岩石中能与酸液反应的成分，在地层形成油气能顺利流动的刻蚀通道，增加地层的渗透性，从而提高油气井的产量。由于酸化过程中注入的是高浓度酸液，地面上的金属设备和井下的管柱可能因此发生电化学反应引起腐蚀，这些腐蚀行为会对设备和管柱造成严重的伤害，从而对安全生产产生隐患。从反应动力学理论可以知道，随着温度的升高，化学反应速度越快，因而地层温度越高，越对缓蚀剂有更高的要求。目前各大油田开发的主要储层温度在140℃，随着钻探技术的发展，越来越多的深储层被钻探，钻遇的储层温度也超过了140℃，最高的达到了200℃，在对这些储层的酸化改造中首先要解决的难题就是在140℃以上地层能有效发挥抑制金属腐蚀的缓蚀剂。
现有的缓蚀剂主要为曼尼希碱类和咪唑啉季铵盐类，曼尼希碱类缓蚀剂已经在油田现场应用了多年，该类缓蚀剂对120℃以下地层的酸化改造具有很好的缓蚀效果，但对超过120℃的储层现场应用效果显示较差；咪唑啉季铵盐类缓蚀剂最高能用于160℃的储层，但是咪唑啉类缓蚀剂合成较困难，而且脱吸附严重，使用量较大，成本较高。
由于目前油气田增产改造过程中，面临的地层温度越来越高，为了保护井下管柱和设备，亟需适用于高温地层酸化改造的缓蚀剂。
发明内容
本发明目的在于提供一种适用于140-180℃地层酸化的缓蚀剂，该缓蚀剂在140-180℃的环境下能保持较好的稳定性，发挥较好的缓蚀作用，能满足油气田酸化140-180℃高温地层的需要，并通过动态腐蚀测定，该缓蚀剂对金属的腐蚀速率满足行业标准的一级指标，切实起到保护井下设备和管柱的作用。
为达到以上技术目的，本发明提供以下技术方案。
一种适用于140-180℃地层酸化的缓蚀剂，由20-30重量%的噻唑衍生物，10-20重量%的有机胺，5-10重量%的非离子表面活性剂和40-55重量%的溶剂组成。
所述噻唑衍生物是指2-氨基-4-(对甲苯基)噻唑，2-甲氧基噻唑，噻唑-4-甲醛中的一种、两种或两种以上混合物。
所述有机胺为以下分子式的胺类其中一种、两种或两种以上混合物：
CnH2n+1NH2或（CnH2n+1）2NH 其中n=12-18，
C6H5（CH2）nNH2 其中n=1-3。
所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，二壬基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚，十二烷基聚氧乙烯醚中的一种、两种或两种以上混合物。所述脂肪醇聚氧乙烯醚为工业品，是一种非纯净物，主要分子式为RO-（CH2CH2O）n-H，R是C原子数为12-14的烷基，n=4-5。
所述溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇中的一种、两种或两种以上混合物。
以上所述原料均为市售。
本发明缓蚀剂的制备方法为：先在反应釜中加入40-55重量%的溶剂，再加入20-30重量%的噻唑衍生物和10-20重量%的有机胺，在70-90℃条件下搅拌3-5h，最后加入5-10重量%的表面活性剂，搅拌混合均匀，即得高温缓蚀剂。
本发明缓蚀剂的工作机理如下：噻唑衍生物和有机胺能通过分子中的杂原子吸附到钢材表面，隔离酸与钢材，从而起到保护钢材的作用；发明中的表面活性剂起到浸润钢材表面的作用，使噻唑衍生物和有机胺能很好的吸附在钢材表面；发明中的噻唑衍生物和有机胺水溶性较差，所以选用醇类作为溶剂。
与现有技术相比，目前油气田酸化缓蚀主要是针对140℃以下地层，能满足140℃以上地层酸化的缓蚀剂报道很少，已报道的这类缓蚀剂主要成分以咪唑啉衍生物和炔醇衍生物为主，这些缓蚀剂存在合成困难，合成收率较低的问题。本发明能满足油气田140-180℃高温地层酸化保护管柱和井下设备的需要，而且制备发明缓蚀剂的原料易得，生产设备要求不高，生产流程简单，生产过程无损耗。
具体实施方式
一、缓蚀剂的制备（以下物质份数均为重量份）
实施例1
在反应釜中加入40份的乙醇，再加入30份2-甲氧基噻唑和20份十八胺，在70-90℃条件下搅拌4h，最后加入10份二壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌均匀，即得高温缓蚀剂。
实施例2
在反应釜中加入10份的甲醇和40份乙醇，再加入25份噻唑-4-甲醛和15份苄胺，在70-90℃条件下搅拌4h，最后加入10份辛基酚聚氧乙烯醚，搅拌均匀，既得高温缓蚀剂。
实施例3
在反应釜中加入10份的甲醇，20份乙醇和25份异丙醇，再加入15份2-氨基-4-(对甲苯基)噻唑和10份2-甲氧基噻唑以及10份苯乙胺，在70-90℃条件下搅拌4h，最后加入10份脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀，既得高温缓蚀剂。
实施例4
在反应釜中加入25份乙醇和20份异丙醇，再加入30份2-氨基-4-(对甲苯基)噻唑和10份十四胺和10份苯丙胺，在70-90℃条件下搅拌4h，最后加入5份脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀，既得高温缓蚀剂。
实施例5
在反应釜中加入30份甲醇和20份异丙醇，再加入25份2-氨基-4-(对甲苯基)噻唑和10份十二胺和5份苯丙胺，在70-90℃条件下搅拌4h，最后加入5份十二烷基聚氧乙烯醚和5份二壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌均匀，既得高温缓蚀剂。
实施例6
在反应釜中加入26份甲醇和20份乙醇，再加入29份2-氨基-4-(对甲苯基)噻唑和10份十六胺和5份十五胺，在70-90℃条件下搅拌4h，最后加入10份二壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌均匀，既得高温缓蚀剂。
实施例7
在反应釜中加入25份甲醇和15份异丙醇，再加入18份噻唑-4-甲醛和17份2-甲氧基噻唑以及10份壬胺和5份苯丙胺，在70-90℃条件下搅拌4h，最后加入5份辛基酚聚氧乙烯醚和5份二壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌均匀，既得高温缓蚀剂。
实施例8
在反应釜中加入25份甲醇和20份异丙醇，再加入30份噻唑-4-甲醛和10份壬胺和5份苯丙胺，在70-90℃条件下搅拌4h，最后加入5份脂肪醇聚氧乙烯醚和5份二壬基酚聚氧乙烯醚，搅拌均匀，既得高温缓蚀剂。
二、缓蚀剂的缓蚀效果测试
依据标准SY/T5405-1996规定的动态方法测试发明缓蚀剂的缓蚀性能，结果如表1。测试结果显示本发明缓蚀剂在140℃，160℃和180℃下对金属的腐蚀速度满足标准SY/T5405-1996规定的指标中的一级指标。
表1 实施例的腐蚀速度测试结果
Claims (6)
1.一种适用于140-180℃地层酸化的缓蚀剂，由20-30重量%的噻唑衍生物，10-20重量%的有机胺，5-10重量%的非离子表面活性剂和40-55重量%的溶剂组成。
2.如权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述噻唑衍生物是指2-氨基-4-(对甲苯基)噻唑，2-甲氧基噻唑，噻唑-4-甲醛中的一种、两种或两种以上混合物。
3.如权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述有机胺为以下分子式的胺类其中一种、两种或两种以上混合物：
CnH2n+1NH2或（CnH2n+1）2NH 其中n=12-18，
C6H5（CH2）nNH2 其中n=1-3。
4.如权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，二壬基酚聚氧乙烯醚，辛基酚聚氧乙烯醚，十二烷基聚氧乙烯醚中的一种、两种或两种以上混合物。
5.如权利要求4所述的缓蚀剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚的主要分子式为RO-（CH2CH2O）n-H，R是C原子数为12-14的烷基，n=4-5。
6.如权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述溶剂为甲醇，乙醇，异丙醇中的一种、两种或两种以上混合物。
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