CN108251087B - 一种二氧化碳驱注入井环空保护液及其制备方法和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种二氧化碳驱注入井环空保护液及其制备方法和使用方法，属于石油开采技术领域。由下列质量分数的物质组成：2.5～7％的缓蚀剂；1～5％的表面活性剂；1～3％的阻垢剂；余量为柴油。本发明采用大剂量的柴油作为溶剂，有效的降低了该二氧化碳驱注入井环空保护液的总体成本，使得成本合理、可接受，便于该二氧化碳驱注入井环空保护液的推广和大规模应用。其低温稳定性好，能有效降低CO2注入井管柱腐蚀速率。

Description

一种二氧化碳驱注入井环空保护液及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，特别涉及一种二氧化碳驱注入井环空保护液及其制备方法和使用方法。
背景技术
在油气田开发过程中，为降低油管与油套环空之间的压差，防止油管和套管腐蚀，需要在套管环空中注入保护液。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。水基环空保护液施工方便、成本低，但普遍存在腐蚀问题；油基环空保护液是非腐蚀性的，但通常受限于其单位成本高，不能广泛应用。
申请号为CN201110078493.7的发明申请公开了一种水基环空保护液，由0～33％的密度调节剂、3％～5％的缓蚀剂、1％～3％的抑菌剂、2％～5％的除氧剂、1.3％～1.5％的除硫剂组成，可满足高温条件下不同井深环空保护液的需要，适合于高含硫或其他油气井环空保护；CN201410675183.7公开了一种油基环空保护液，由0.5％～3％的杀菌剂、1％～5％的缓蚀剂、0.2％～1％的阻垢剂、0.1％～0.5％的表面活性剂、2％～5％的防腐剂和2％～10％的pH调节剂组成，最高耐温达150℃，杀菌效果好，能有效降低腐蚀速率。针对一些低渗、超低渗油藏开发，CO2驱油技术是水驱油藏进一步提高采收率的有效方法。对于一些地处西部的低渗透、特低渗透油田由于地层水与注入水为Na2SO4水型，水质不配伍，CO2驱将导致井下管柱和井口设施腐蚀、结垢更加突出，在结垢、侵蚀性环境介质共存情况下，管材腐蚀程度加剧，同时管柱连接处密封性受到考验。因此，研究一种CO2注入井油套管的多用途环空保护液，对于油田安全、稳定生产是非常重要的。但这些上述现有技术均未考虑过低温及CO2溶于水后对管材和环空保护液的影响，无法满足CO2注入井油套管防护的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二氧化碳驱注入井环空保护液，其低温稳定性好，能有效降低CO2注入井管柱腐蚀速率。
本发明的目的还在于提供一种二氧化碳驱注入井环空保护液的制备方法和使用方法。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种二氧化碳驱注入井环空保护液，由下列质量分数的物质组成：
2.5～7％的缓蚀剂；
1～5％的表面活性剂；
1～3％的阻垢剂；
余量为柴油。
优选地，所述缓蚀剂包括改性咪唑啉衍生物和六次甲基四胺中的一种或两种；
所述表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酚醚中的一种或两种；
所述阻垢剂包括二亚乙基三胺五亚甲基磷酸和氨基三亚甲基膦酸中的一种或两种。
进一步优选地，所述缓蚀剂为改性咪唑啉衍生物和六次甲基四胺的组合；其中，改性咪唑啉衍生物的重量分数为0.5～2％，六次甲基四胺的重量分数为2～5％；
所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
所述阻垢剂为二亚乙基三胺五亚甲基磷酸。
更进一步优选地，所述的二氧化碳驱注入井环空保护液，由下列质量分数的物质组成：
2％的改性咪唑啉衍生物，
1％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯，
5％的六次甲基四胺，
3％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸，
89％的柴油。
更进一步优选地，所述的二氧化碳驱注入井环空保护液，由下列质量分数的物质组成：
1％的改性咪唑啉衍生物，
3％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯，
2％的六次甲基四胺，
1％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸，
93％的柴油。
更进一步优选地，所述的二氧化碳驱注入井环空保护液，由下列质量分数的物质组成：
0.5％的改性咪唑啉衍生物，
5％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯，
3％的六次甲基四胺，
2％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸，
89.5％的柴油。
优选地，改性咪唑啉衍生物为磷酸酯咪唑啉、巯基苯并噻唑咪唑啉或苯甲酸硫脲基咪唑啉等。
当缓蚀剂为改性咪唑啉衍生物和六次甲基四胺的组合，表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯，阻垢剂为二亚乙基三胺五亚甲基磷酸时，一种二氧化碳驱注入井环空保护液的制备方法，包括步骤：
1)常温常压下，将改性咪唑啉衍生物和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯在柴油中搅拌至完全溶解；
2)在搅拌下，向步骤1)所得溶液中加入六次甲基四胺和二亚乙基三胺五亚甲基磷酸，混合均匀后即得二氧化碳驱注入井环空保护液。
所述的二氧化碳驱注入井环空保护液的使用方法，其中，单井用量为7～15吨。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种二氧化碳驱注入井环空保护液，由下列质量分数的物质组成：2.5～7％的缓蚀剂；1～5％的表面活性剂；1～3％的阻垢剂；余量为柴油。本发明采用大剂量的柴油作为溶剂，有效的降低了该二氧化碳驱注入井环空保护液的总体成本，使得成本合理、可接受，便于该二氧化碳驱注入井环空保护液的推广和大规模应用。其低温稳定性好，能有效降低CO2注入井管柱腐蚀速率。在对本发明制备的二氧化碳驱注入井环空保护液进行性能测试时可以发现，在二氧化碳分压达到10MPa的实验条件下且加入10％的试验区注入水，当温度低达-10℃时，P110钢腐蚀速率为不大于0.031mm/a，当温度高达80℃时，P110钢腐蚀速率不大于0.069mm/a。尤其当温度低达-10℃时，P110钢腐蚀速率低达0.0105mm/a，当温度高达80℃时，P110钢腐蚀速率低达0.0326mm/a。这表明，本发明提供的二氧化碳驱注入井环空保护液，其能够高效的减小液态CO2注入带来的温度变化对套管的损伤及解决CO2溶于水后对管柱的腐蚀问题，其低温性能稳定可靠。
本发明提供的二氧化碳驱注入井环空保护液的制备方法简单，现场维护方便，对封隔器胶筒的密封性能和机械强度影响小，可以满足CO2注入井油套管防护的要求。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
一种二氧化碳驱注入井环空保护液，按重量百分比由下列物质组成：
2％的改性咪唑啉衍生物；
1％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
5％的六次甲基四胺；
3％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸；
89％的柴油。
其中，所述的改性咪唑啉衍生物为磷酸酯咪唑啉。
在该实施例中，二氧化碳驱注入井环空保护液的制备方法为：
1)常温常压下，在反应釜中首先用柴油将改性咪唑啉衍生物、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯搅拌至完全溶解；
2)在不断搅拌下，向步反应釜中加入加入六次甲基四胺、二亚乙基三胺五亚甲基磷酸，边加边搅拌，混合均匀后即得产品。
采集实施CO2驱井场的注入水，在室内进行二氧化碳驱注入井环空保护液的性能测试。
实验方法：根据中国GB/10124-88《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》、NACETM-01-71《高压釜腐蚀试验方法》进行试验。将含注入水的环空保护液加入高温高压釜，在高温高压釜内充入CO2气体直至压力达到10MPa，维持气体压强不变24h，通过釜内挂片失重计算腐蚀速率。
其中，所采用的CO2驱井场的注入水的水质分析结果如下表1所示：
表1试验区注入水水质分析单位：mg/L
Figure BDA0001556243390000051
在实验中，CO2压力为10MPa，实验时间14d，含注入水10％。
实验结果表明，在温度为-10℃时，P110钢腐蚀速率为0.0160mm/a；在温度为80℃时，P110钢腐蚀速率为0.0611mm/a。
本实施例提供的二氧化碳驱注入井环空保护液，其能够解决CO2溶于水后对管柱的腐蚀问题，低温性能稳定可靠。
实施例2
一种二氧化碳驱注入井环空保护液，按重量百分比由下列物质组成：
1％的改性咪唑啉衍生物；
3％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
2％的六次甲基四胺；
1％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸；
93％的柴油。
其中，所述的改性咪唑啉衍生物为巯基苯并噻唑咪唑啉。
在本实施例中，二氧化碳驱注入井环空保护液的制备方法与实施例1相同。
在本实施例中，二氧化碳驱注入井环空保护液采用实施例1中的方法和条件进行性能测试，测试结果显示：
在实验中，CO2分压为10MPa，实验时间14d，含注入水10％。实验结果表明，在温度为-10℃时，P110钢腐蚀速率为0.0301mm/a；在温度为80℃时，P110钢腐蚀速率为0.0687mm/a。
本实施例提供的二氧化碳驱注入井环空保护液，其能够解决CO2溶于水后对管柱的腐蚀问题，低温性能稳定可靠。
实施例3
一种二氧化碳驱注入井环空保护液，按重量百分比由下列物质组成：
0.5％的改性咪唑啉衍生物；
5％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
3％的六次甲基四胺；
2％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸；
89.5％的柴油。
其中，所述的改性咪唑啉衍生物为苯甲酸硫脲基咪唑啉。
在本实施例中，二氧化碳驱注入井环空保护液的制备方法与实施例1相同。
在本实施例中，二氧化碳驱注入井环空保护液采用实施例1中的方法和条件进行性能测试，测试结果显示：
在实验中，CO2分压为10MPa，实验时间14d，含注入水10％。实验结果表明，在温度为-10℃时，P110钢腐蚀速率为0.0105mm/a；在温度为80℃时，P110钢腐蚀速率为0.0326mm/a。
本实施例提供的二氧化碳驱注入井环空保护液，其能够解决CO2溶于水后对管柱的腐蚀问题，低温性能稳定可靠。
实施例4
一种二氧化碳驱注入井环空保护液，按重量百分比由下列物质组成：
1％的改性咪唑啉衍生物；
3％的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酚醚；
4％的六次甲基四胺；
1％的氨基三亚甲基膦酸；
92％的柴油。
其中，所述的改性咪唑啉衍生物为巯基苯并噻唑咪唑啉。
实施例5
一种二氧化碳驱注入井环空保护液，按重量百分比由下列物质组成：
2％的改性咪唑啉衍生物；
1％的聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酚醚；
1％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
2％的六次甲基四胺；
1％的氨基三亚甲基膦酸；
1％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸；
92％的柴油。
其中，所述的改性咪唑啉衍生物为巯基苯并噻唑咪唑啉。
实施例1～5所制备的二氧化碳驱注入井环空保护液，在应用中，单井的用量为7～15吨。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二氧化碳驱注入井环空保护液，其特征在于，以质量分数计，由下列物质组成：
2.5％～7％的缓蚀剂；
1～5％的表面活性剂；
1～3％的阻垢剂；
余量为柴油；
其中：
所述缓蚀剂包括改性咪唑啉衍生物和六次甲基四胺中的一种或两种；
所述表面活性剂包括烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯和聚氧乙烯聚氧丙烯烷基酚醚中的一种或两种；
所述阻垢剂包括二亚乙基三胺五亚甲基磷酸和氨基三亚甲基膦酸中的一种或两种；
一种二氧化碳驱注入井环空保护液，当温度低达-10℃时，P110钢腐蚀速率为0.0105～0.031mm/a，当温度高达80℃时，P110钢腐蚀速率为0.0326～0.069mm/a。
2.如权利要求1所述的二氧化碳驱注入井环空保护液，其特征在于，
所述缓蚀剂为改性咪唑啉衍生物和六次甲基四胺的组合；其中，改性咪唑啉衍生物的质量分数为0.5～2％，六次甲基四胺的质量分数为2～5％；
所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
所述阻垢剂为二亚乙基三胺五亚甲基磷酸。
3.如权利要求2所述的二氧化碳驱注入井环空保护液，其特征在于，以质量分数计，由下列物质组成：
2％的改性咪唑啉衍生物；
1％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
5％的六次甲基四胺；
3％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸；
89％的柴油。
4.如权利要求2所述的二氧化碳驱注入井环空保护液，其特征在于，以质量分数计，由下列物质组成：
1％的改性咪唑啉衍生物；
3％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
2％的六次甲基四胺；
1％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸；
93％的柴油。
5.如权利要求2所述的二氧化碳驱注入井环空保护液，其特征在于，以质量分数计，由下列物质组成：
0.5％的改性咪唑啉衍生物；
5％的烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯；
3％的六次甲基四胺；
2％的二亚乙基三胺五亚甲基磷酸；
89.5％的柴油。
6.如权利要求1～5中任意一项所述的二氧化碳驱注入井环空保护液，其特征在于，改性咪唑啉衍生物为磷酸酯咪唑啉、巯基苯并噻唑咪唑啉或苯甲酸硫脲基咪唑啉。
7.权利要求2～5中任意一项所述的二氧化碳驱注入井环空保护液的制备方法，其特征在于，包括步骤：
1)常温常压下，将改性咪唑啉衍生物和烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯在柴油中搅拌至完全溶解；
2)在搅拌下，向步骤1)所得溶液中加入六次甲基四胺和二亚乙基三胺五亚甲基磷酸，混合均匀后即得二氧化碳驱注入井环空保护液。
8.权利要求7任一项所述的二氧化碳驱注入井环空保护液的使用方法，其特征在于，使用时单井用量为7～15吨。
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