CN107325803A - 一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液及其制备方法 - Google Patents

一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液及其制备方法，属于油气井腐蚀防护技术领域。采用缓蚀剂、杀菌剂、pH调节剂、除氧剂、密度调节剂及阻垢剂复配成一种注氮气井环空保护液体系。该环空保护液以质量百分比计算包括以下组分：10%‑12%咪唑啉类缓蚀剂、0.5%‑2.5%异噻唑啉酮类杀菌剂、3%‑5%链烷醇胺类pH调节剂、6%‑8%亚硫酸盐与肟类复配的除氧剂、10%‑20%有机酸盐类密度调节剂、0.5%‑1.5%有机膦酸类阻垢剂、余量为水，必要条件下还应加入适量的防膨剂。本发明提供的环空保护液能很好的控制注氮气井环空面临的氧腐蚀问题，同时具有对储层伤害小、稳定性强、绿色环保等优点。

Description

一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液及其制备方法
技术领域
本发明提供了一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液及其制备方法，属油气井腐蚀防护技术领域。
背景技术
随着油气田开发的深入，常采用氮气和水混合注入的方法来提高油气采收率。由于注入氮气的纯度不够，常常会伴随着氧的注入，注采过程中氧含量的增大会对油气井井口及井下管柱造成严重的氧腐蚀，同时因地层水矿化度高，可能造成井下管柱的结垢。油气井中的腐蚀和结垢问题会对油套管造成严重的破坏，致使油气井安全使用年限降低，从而增加了生产成本，而油套管的腐蚀与结垢也会对油气井的生产安全造成极大的威胁。为了解决腐蚀介质窜入环空引起油套管管柱的腐蚀问题，可在油套管环形空间中填充环空保护液的方法。
目前适用于H2S、CO2腐蚀的环空保护液较多，例如中国专利文献公开了“一种套管环空保护液及其配制方法”（公开号：CN 105419763 A，公开日：2016.03.23），“一种环保型油基油气井环空保护液”（公开号：CN 106047327 A，公开日：2016.10.26），以及“一种采油用油套环空保护液及其制备方法”（公开号：CN 104498010 A，公开日：2015.04.08），这些都是用于抑制H2S、CO2的腐蚀。
在相同浓度条件下，氧腐蚀速率是H2S、CO2腐蚀速率的几十倍，针对注氮气井环空的保护问题，急需发明适用于注氮气井能抑制氧腐蚀的环空保护液配方及其制备方法，以延长油气井的安全服役寿命。
发明内容
本发明缓解了注氮气井油套环空的腐蚀结垢问题，该环空保护液对油套管有很好的保护作用，具备密度调节范围大、杀菌效果好、能很好的抑制油套管的腐蚀和结垢、除氧效果好、环保制作成本低等优点，且性能稳定易储存。
本发明的制备方案为：采用以下原料复配成一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液：缓蚀剂、杀菌剂、pH调节剂、除氧剂、密度调节剂及阻垢剂。以质量百分比计：10%-12%缓蚀剂、0.5%-2.5%杀菌剂、3%-5%pH调节剂、6%-8%除氧剂、10%-20%密度调节剂、0.5%-1.5%阻垢剂、余量为水。
所述的缓蚀剂为十七烯基胺乙基咪唑啉季胺盐。
所述的杀菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
所述的pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
所述的除氧剂为亚硫酸钠与甲基酮肟按4:1复配。
所述的密度调节剂为甲酸钾，密度调节范围为1.00-1.30g/m3。
所述的阻垢剂为氨基三甲叉膦酸盐。
本发明提供了上述环空保护液的制备方法，包括以下的步骤：先在密闭的反应容器中加入适量的自来水；然后加入一定质量的杀菌剂，搅拌使其充分溶解后；再在上述溶液中加入缓蚀剂，搅拌使其充分溶解；最后依次加入阻垢剂、除氧剂、密度调节剂、pH调节剂，搅拌均匀使其充分溶解即可得到环空保护液。
经过上述步骤得到的环空保护液有很好的配伍性，无分层、无沉淀现象。本发明的有益效果是：缓蚀率≥80%，阻垢率≥80%，杀菌率≥90%，密度在1.12-1.20g/m3之间。该环空保护液能够有效地控制油套管的腐蚀，极大地提高了井下设备的安全使用年限，显著的降低了成产成本。
具体实施方式
以下是通过实施例对本发明进行具体说明。
实施例一：
本发明由以下原料复配而成：十七烯基胺乙基咪唑啉季胺盐10%、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇3%、亚硫酸钠与甲基酮肟6%、甲酸钾10%、氨基三甲叉膦酸盐0.5%、余量为水。
具体制备步骤为：（1）在密闭的反应容器中加入适量自来水；（2）在自来水中加入5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5%，搅拌使其充分溶解；（3）再在上述溶液中加入十七烯基胺乙基咪唑啉季胺盐10%，搅拌使其充分溶解；（4）最后依次加入氨基三甲叉膦酸盐0.5%，亚硫酸钠与甲基酮肟6%，甲酸钾10%，2-氨基-2-甲基-1-丙醇3%，搅拌均匀，即可得到所述环空保护液。
实施例二：
本发明由以下原料复配而成：十七烯基胺乙基咪唑啉季胺盐11%、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1.5%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇4%、亚硫酸钠与甲基酮肟7%、甲酸钾15%、氨基三甲叉膦酸盐1%、余量为水。
具体制备步骤为：（1）在密闭的反应容器中加入适量自来水；（2）在自来水中加入5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1.5%，搅拌使其充分溶解；（3）再在上述溶液中加入十七烯基胺乙基咪唑啉季胺盐11%，搅拌使其充分溶解；（4）最后依次加入氨基三甲叉膦酸盐1%，亚硫酸钠与甲基酮肟7%，甲酸钾15%，2-氨基-2-甲基-1-丙醇4%，搅拌均匀，即可得到所述环空保护液。
实施例三：
本发明由以下原料复配而成：十七烯基胺乙基咪唑啉季胺盐12%、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮2.5%、2-氨基-2-甲基-1-丙醇5%、亚硫酸钠与甲基酮肟8%、甲酸钾20%、氨基三甲叉膦酸盐1.5%、余量为水。
具体制备步骤为：（1）在密闭的反应容器中加入适量自来水；（2）在自来水中加入5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮2.5%，搅拌使其充分溶解；（3）再在上述溶液中加入十七烯基胺乙基咪唑啉季胺盐12%，搅拌使其充分溶解；（4）最后依次加入氨基三甲叉膦酸盐1.5%，亚硫酸钠与甲基酮肟8%，甲酸钾20%，2-氨基-2-甲基-1-丙醇5%，搅拌均匀，即可得到所述环空保护液。
利用N80和P110钢对所制备的环空保护液性能进行测试，可得到该环空保护液的各项性能如下：
（1）实施例一：密度为1.12g/cm3，pH值为8.5，缓蚀率为88.5%，阻垢率为85.3%，除氧率为96.1%，杀菌率为95.2%；
（2）实施例二：密度为1.18g/cm3，pH值为9.0，缓蚀率为89.1%，阻垢率为86.2%，除氧率为96.5%，杀菌率为96.1%；
（3）实施例三：密度为1.20g/cm3，pH值为9.5，缓蚀率为89.9%，阻垢率为88.4%，除氧率为98.8%，杀菌率为98.9%。
由环空保护液的性能测试结果可得出：该环空保护液具有密度范围广、缓蚀和阻垢效率好、除菌除氧性能佳、稳定性好等优点。其制备成本低，制备方法简单，易于储存，且绿色无污染，是一种适合注氮气井用可控制氧腐蚀的高效环空保护液。

Claims (8)

1.一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液，其特征在于：该环空保护液按质量百分比计算包括以下组分：10%-12%咪唑啉类缓蚀剂、0.5%-2.5%异噻唑啉酮类杀菌剂、3%-5%链烷醇胺类pH调节剂、6%-8%亚硫酸盐与肟类复配的除氧剂、10%-20%有机酸盐类密度调节剂、0.5%-1.5%有机膦酸类阻垢剂、余量为水。
2.根据权利要求1所述的一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液，其特征在于：所述的咪唑啉类缓蚀剂为十七烯基胺乙基咪唑啉季胺盐。
3.根据权利要求1所述的一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液，其特征在于：所述的异噻唑啉酮类杀菌剂为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
4.根据权利要求1所述的一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液，其特征在于：所述的链烷醇胺类pH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
5.根据权利要求1所述的一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液，其特征在于：所述的亚硫酸盐与肟类复配的除氧剂为亚硫酸钠与甲基酮肟按4:1的比例复配。
6.根据权利要求1所述的一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液，其特征在于：所述的有机酸盐类密度调节剂为甲酸钾。
7.根据权利要求1所述的一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液，其特征在于：所述的有机膦酸类阻垢剂为氨基三甲叉磷酸盐。
8.根据权利要求1所述的一种注氮气井用可抑制氧腐蚀的环空保护液的制备方法，其特征在于：该环空保护液配制包括以下几个步骤：
步骤一：在密闭的反应容器中加入适量自来水；
步骤二：在自来水中加入杀菌剂，搅拌使其充分溶解；
步骤三：再在上述溶液中加入缓蚀剂，搅拌使其充分溶解；
步骤四：然后依次加入阻垢剂、除氧剂、密度调节剂、pH调节剂，搅拌均匀使其各组分充分溶解，即可得到所述环空保护液。
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