CN110616434A - 煤层气井筒组合缓蚀剂及其应用 - Google Patents

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蒋建勋
王凤林
李静
刘其虎
程福平
樊洪波
肖东
冯堃
宋东斌
鹿倩
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Zhonglian Coalbed Methane National Engineering Research Center Co Ltd
Southwest Petroleum University
Petrochina Coalbed Methane Co Ltd
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Southwest Petroleum University
Petrochina Coalbed Methane Co Ltd
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Abstract

本发明涉及石油与天然气防腐处理技术领域，特别是涉及煤层气井筒组合缓蚀剂及其应用，按重量份计，包括如下组分：季铵盐类5‑30份；咪唑啉衍生物7.5‑25份；醇类6‑20份；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10‑25份。本发明所提供的组合缓蚀剂是一种适用于氯离子腐蚀的缓蚀效果优良的缓蚀剂，有效作用浓度低，300mg/L投加量时N80钢片的缓蚀率可以达到96.98％甚至更高，非常用于对成本控制严格煤层气开采领域。

Description

煤层气井筒组合缓蚀剂及其应用
技术领域
本发明涉及石油与天然气防腐处理技术领域，特别是涉及煤层气井筒组合缓蚀剂及其应用。
背景技术
井筒腐蚀一直是煤层气开采中井筒存在三大主要问题之一(另两大问题包括井筒结垢和井筒偏磨)。井筒的腐蚀严重影响煤层气井的排采连续性，影响煤层气井的正常生产，产生昂贵的修井费用，甚至导致油气井报废。因为煤层气井的产量普遍低于常规气井，所以需要一种经济高效的防腐技术。
缓蚀剂具有低成本、技术使用简单、不对采气系统进行大修改和见效快的特点，保持微量缓蚀剂浓度即可达到有效的防腐效果，显著降低油管的腐蚀速度，延长修井周期，是一种经济有效防腐技术。
煤层气井使用排水采气的方式进行开采。丛式井、大斜度的井布置方式导致油管内壁和抽球杆产生长时间的往复摩擦。目前，油气田所用缓蚀剂大多为吸附性缓蚀剂，主要成份为胺类、杂环类化合物、醛类、炔醇类、硫脲、有机磷类、曼尼希碱类、季铵盐类、咪唑啉及其衍生物等。油管内壁和抽油杆的摩擦部分无法收到缓蚀剂的有效保护。井筒腐蚀仍然是制约煤层气井连续生产的重要因素。因此寻找吸附性能好、作用浓度低的缓蚀剂具有重要意义。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足，提供一种煤层气井筒组合缓蚀剂。
煤层气井筒组合缓蚀剂，按照重量份计，包括下列组分：
季铵盐类5-30份；
咪唑啉衍生物7.5-25份；
醇类6-20份；
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10-25份。
还包括30-71.5份的水。
其中，所述季铵盐类主要包括十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐、油酸咪唑啉季铵盐、月桂酸咪唑啉季铵盐中的一种或几种的组合。
所述咪唑啉类衍生物选自双油基酰胺乙基咪唑啉、苯甲酰胺-乙基-油酸咪唑啉中的一种或多种的组合。
所述醇类为乙醇、甲醇中的一种或两种的组合。
优选的，成份按重量计，包括如下组分：季铵盐类10-20份；咪唑啉衍生物5-15份；
醇类10-20份；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10-25份，还包括30-65份水。
进一步优选的，包括如下组分：季铵盐类15-25份；咪唑啉衍生物5-15份；醇类5-10份；
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠20-30份，还包括20-60份水。
所述醇类和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠以适当的浓度和形式存在于组合缓蚀剂中时，能够有效分散所述季铵盐类和咪唑啉衍生物。
本发明提供的煤层气井筒组合缓蚀剂，用于煤层气开采中的井筒防腐。具体的用法为，所述组合缓蚀剂在300mg/L的浓度下使用效果最佳，该使用浓度是指当缓蚀剂配方包含水的情况下的使用浓度，组合缓蚀剂使用时才与水混合，
该煤层气井筒组合缓蚀剂的制备方法，按配比将各组分混合，即可得所述组合缓蚀剂。具体的先将脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和醇类溶于适量的水，然后再将季铵盐类和咪唑啉衍生物加入配制的溶液。
本发明提供的煤层气井筒组合缓蚀剂，是一种缓蚀效果优秀的缓蚀剂，再吸附性能好，作用浓度低，适用于煤层气井筒氯离子腐蚀的特性。此外，本发明所采用的组合缓蚀剂原料均是市售原料，获取简单，产品成本低，而且制备方法容易，该组合缓蚀剂适用pH值为6-9，在6-9的pH值的范围内均保持良好的缓蚀性能。该组合缓蚀剂主要成膜机理为吸附成膜，该组合缓蚀剂的多种基团都具有成膜性能，故其缓蚀保护膜具有致密、容易修复的特点，腐蚀速率低于0.05mm/a，是一种缓蚀性能优良的缓蚀制剂，通过调节组合缓蚀剂的加注浓度，可以广泛应用于各种矿化度的煤层气井筒，特别氯离子腐蚀与二氧化碳腐蚀共存的煤层气井筒。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例做详细说明，方便本领域技术人员轻易地了解本发明的优点与功效。
实施例中N80碳钢的缓蚀性能的测量方法参照《GB/T18175-2014水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》，缓蚀率是在空白试验和投加药剂后缓蚀试验基础上计算所得的百分比。
实施例1
制备一种煤层气井筒组合缓蚀剂100kg，由以下重量份的原料组成：首先将10kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和6kg乙醇加到有71.5kg的水的容器中，然后加入7.5kg双油基酰胺乙基咪唑啉、5kg的十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐，搅拌混合均匀得到淡黑色液体。
参照《SY/T 5273-2014油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法》，按照500mg/L投加，测得碳钢挂片的腐蚀速率为0.0430mm/a，缓蚀率为96.75％。
实施例2
制备一种煤层气井筒组合缓蚀剂100kg，由以下重量份的原料组成：由以下重量份的原料组成：首先将15kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和10kg乙醇加到有50kg的水的容器中，然后加入20kg双油基酰胺乙基咪唑啉、5kg的油酸咪唑啉季铵盐，搅拌混合均匀得到淡黑色液体。
参照《SY/T 5273-2014油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法》，按照400mg/L投加，测得碳钢挂片的腐蚀速率为0.0426mm/a，缓蚀率为96.75％。
实施例3
制备一种煤层气井筒组合缓蚀剂100kg，由以下重量份的原料组成：由以下重量份的原料组成：首先将20kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和10kg乙醇加到有40kg的水的容器中，然后加入10kg苯甲酰胺-乙基-油酸咪唑啉、20kg的月桂酸咪唑啉季铵盐，搅拌混合均匀得到淡黑色液体。
参照《SY/T 5273-2014油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法》，按照300mg/L投加，测得碳钢挂片的腐蚀速率为0.0413mm/a，缓蚀率为96.88％。
实施例4
制备一种煤层气井筒组合缓蚀剂100kg，由以下重量份的原料组成：由以下重量份的原料组成：首先将25kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和5kg乙醇加到有30kg的水的容器中，然后加入10kg苯甲酰胺-乙基-油酸咪唑啉、25kg的油酸咪唑啉季铵盐，搅拌混合均匀得到淡黑色液体。
参照《SY/T 5273-2014油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法》，按照300mg/L投加，测得碳钢挂片的腐蚀速率为0.0411mm/a，缓蚀率为96.90％。
实施例5
制备一种煤层气井筒组合缓蚀剂100kg，由以下重量份的原料组成：由以下重量份的原料组成：首先将10kg脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和10kg乙醇加到有45kg的水的容器中，然后加入20kg苯甲酰胺-乙基-油酸咪唑啉、15kg的十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐，搅拌混合均匀得到淡黑色液体。
参照《SY/T 5273-2014油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法》，按照300mg/L投加，测得碳钢挂片的腐蚀速率为0.0400mm/a，缓蚀率为96.98％。
实施例1～5中各种组合缓蚀剂的实施效果汇总如下表1.
表1组合缓蚀剂性能测试结果
综上所述，本发明使用成本低，从而具有较高的产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.煤层气井筒组合缓蚀剂，其特征在于，按照重量份计，包括下列组分：
季铵盐类5-30份；
咪唑啉衍生物7.5-25份；
醇类6-20份；
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠10-25份。
2.根据权利要求1所述的煤层气井筒组合缓蚀剂，其特征在于，还包括30-71.5份的水。
3.根据权利要求1所述的煤层气井筒组合缓蚀剂，其特征在于，所述季铵盐类主要包括十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐、油酸咪唑啉季铵盐、月桂酸咪唑啉季铵盐中的一种或几种的组合。
4.根据权利要求1所述的煤层气井筒组合缓蚀剂，其特征在于，所述咪唑啉类衍生物选自双油基酰胺乙基咪唑啉、苯甲酰胺-乙基-油酸咪唑啉中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的煤层气井筒组合缓蚀剂，其特征在于，所述醇类为乙醇、甲醇中的一种或两种的组合。
6.根据权利要求1到5任一项所述的煤层气井筒组合缓蚀剂的应用，其特征在于，用于煤层气井筒防腐。
7.根据权利要求6所述的煤层气井筒组合缓蚀剂的应用，其特征在于，所述的组合缓蚀剂加注到煤层气井筒中，使用量为300-500mg/L。
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