适用于CO 2 驱油井用的固体颗粒缓蚀剂制备
发布时间：2021-11-29 05:44
CO2驱油已成为重要的三次采油技术,但油井产出CO2对油套管腐蚀严重,制约了CO2驱规模化应用。为解决碳钢井筒在CO2驱过程中腐蚀严重的问题,针对高温高盐油藏的工况条件,文中研发制备了一种耐高温高盐抗CO2油井用固体颗粒缓蚀剂,将多吸附点高效抗CO2腐蚀油井用缓蚀剂作为主剂;优选了水溶性固体成型助剂,并确定了其配方和制备工艺;同时,优化了固体颗粒缓蚀剂的使用质量浓度与周期,建立了加注量计算公式。该技术在中原油田进行了工业化应用,油井因腐蚀而作业的周期延长了100%以上,腐蚀速率低于行业标准,有效减缓了油井腐蚀。
【文章来源】：断块油气田. 2020,27(04)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
固体颗粒缓蚀剂样品外观2性能评价
断块油气田2020年7月制CO2驱油井腐蚀，延长油井的安全生产周期，对保障高温高盐油藏CO2驱规模化应用具有重要意义。1制备工艺1.1有效缓蚀主剂本文针对高温高盐油藏CO2驱条件下的碳钢管材井筒工况，研发了多吸附点高效抗CO2腐蚀油井用缓蚀剂。其原理为：以氮/氧/硫为中心，将最外层均有未成键电子对的基团（具有较大的电子云密度、易于提供孤对电子）集中到胺类衍生物上，增加与具有空d轨道的铁原子（易接受孤对电子，发生化学吸附而形成配位键）的配位结合力，使胺类衍生物在钢铁表面产生多吸附中心，增强吸附膜与钢铁表面吸附的牢固性。分子结构中带有苯环结构，苯环上的π电子与铁原子形成配位键，增强了缓蚀剂吸附膜与铁表面吸附力，苯环的空间位阻提高了缓蚀剂吸附膜的致密程度。如图1所示：以含苯环酰胺类、含硫酰胺类物质为主要合成原料，通过开环加成反应，合成了胺盐类衍生物的多吸附点高效抗CO2腐蚀油井用缓蚀剂，作为耐高温高盐抗CO2腐蚀油井用固体颗粒缓蚀剂的有效缓蚀主剂。图1胺类衍生物主剂合成采用高温高压耐腐蚀反应釜（简称反应釜），模拟温度120℃、CO2分压10MPa、转速200r/min下的腐蚀环境，水样矿化度300000mg/L（取自现场油井中），缓蚀剂质量浓度为500mg/L时，即可控制管材（N80，P110）腐蚀速率低于0.076mm/a的行业标准，且试样表面无明显的局部腐蚀。1.2固体成型助剂以研发的多吸附点高效抗CO2腐蚀油井用缓蚀剂为主剂，优选水溶性固体成型助剂
第27卷第4期堵塞油井。表1固体颗粒缓蚀剂水溶解性能2.2缓蚀性能与合理质量浓度采用反应釜，模拟温度120℃、CO2分压10MPa、转速200r/min的腐蚀环境，水样矿化度300000mg/L（取自现场油井中）。通过室内实验分析，评价了不同质量浓度的固体颗粒缓蚀剂对管材（N80，P110）的缓蚀性能。由表2可知：当质量浓度高于300mg/L时，管材（N80，P110）的腐蚀速率即可控制到低于0.076mm/a的行业标准，且试样表面无明显局部腐蚀。表2不同质量浓度固体颗粒缓蚀剂对管材的缓蚀性能2.3有效缓蚀主剂释放规律采用反应釜，模拟温度120℃、CO2分压10MPa、转速200r/min的腐蚀环境条件，水样矿化度300000mg/L（取自现场油井），利用分光光度法监测固体颗粒缓蚀剂的释放规律。如图3所示：固体颗粒缓蚀剂释放率在25d达到80%；在30d达到90%，在40d接近100%。现场加注周期不超过30d。图3固体颗粒缓蚀剂释放率与时间的关系2.4加注参数优化针对油井不同工况条件，缓蚀剂有效质量浓度在300～500mg/L，加注周期30d，来确定现场加注量，计算公式为M=αABt1000（1）式中：M为投加总量，kg；α为经验系数，取值1.0～2.0；A为日产液量，m3；B为投加质量浓度，mg/L；t为加注周期，d。3现场应用效果固体颗粒缓蚀剂在中原油田濮城沙一下、卫42块等10个高温高盐CO2驱油藏的23口井中进行了应用，与使用前比较，油井因腐蚀导致作业的周期延长了100%以上，监测腐蚀速率低于0.076mm/a的行业标准
【参考文献】：
期刊论文
[1]酸性天然气注入参数对管柱腐蚀的影响[J]. 王金忠,黄晓蒙,彭政德,曾德智,戚亚东. 断块油气田. 2019(03)
[2]延长油田CO2非混相驱地质封存潜力初步评价[J]. 梁凯强,王宏,杨红,王维波,陈龙龙,石小雷. 断块油气田. 2018(01)
[3]P110SS钢在高含H2S与CO2条件下的腐蚀规律[J]. 王云帆. 断块油气田. 2017(06)
[4]耐CO2腐蚀油井管材的选用[J]. 刘建新,田启忠,张瑞霞,董社霞. 腐蚀科学与防护技术. 2012(01)
[5]油田污水介质中的固体缓蚀剂[J]. 杨永飞,赵修太,赵晓珂,邱广敏,杜春安. 腐蚀与防护. 2009(12)
[6]抗高温CO2腐蚀固体缓蚀剂的研究[J]. 尹成先,阮林华,丁万成,兰新哲,冯耀荣,白真权. 材料保护. 2006(02)
[7]SIM-1气举井固体缓蚀剂的研究与应用[J]. 陈普信,郑家胠,王海,张连明,李荣勤,傅朝阳,彭芳明. 油田化学. 2001(03)
[8]CO2对油气管材的腐蚀规律及国内外研究进展[J]. 张忠铧,郭金宝. 宝钢技术. 2000(04)
[9]CO2对油气井管材腐蚀的预测及防护[J]. 姚晓. 石油钻采工艺. 1998(03)
[10]油气开发中二氧化碳腐蚀的研究现状和趋势[J]. 张学元,王凤平,陈卓元,杜元龙,常泽亮,杨之照,马秀青,宋长生,徐永中. 油田化学. 1997(02)
本文编号：3525953
【文章来源】：断块油气田. 2020,27(04)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
固体颗粒缓蚀剂样品外观2性能评价
断块油气田2020年7月制CO2驱油井腐蚀，延长油井的安全生产周期，对保障高温高盐油藏CO2驱规模化应用具有重要意义。1制备工艺1.1有效缓蚀主剂本文针对高温高盐油藏CO2驱条件下的碳钢管材井筒工况，研发了多吸附点高效抗CO2腐蚀油井用缓蚀剂。其原理为：以氮/氧/硫为中心，将最外层均有未成键电子对的基团（具有较大的电子云密度、易于提供孤对电子）集中到胺类衍生物上，增加与具有空d轨道的铁原子（易接受孤对电子，发生化学吸附而形成配位键）的配位结合力，使胺类衍生物在钢铁表面产生多吸附中心，增强吸附膜与钢铁表面吸附的牢固性。分子结构中带有苯环结构，苯环上的π电子与铁原子形成配位键，增强了缓蚀剂吸附膜与铁表面吸附力，苯环的空间位阻提高了缓蚀剂吸附膜的致密程度。如图1所示：以含苯环酰胺类、含硫酰胺类物质为主要合成原料，通过开环加成反应，合成了胺盐类衍生物的多吸附点高效抗CO2腐蚀油井用缓蚀剂，作为耐高温高盐抗CO2腐蚀油井用固体颗粒缓蚀剂的有效缓蚀主剂。图1胺类衍生物主剂合成采用高温高压耐腐蚀反应釜（简称反应釜），模拟温度120℃、CO2分压10MPa、转速200r/min下的腐蚀环境，水样矿化度300000mg/L（取自现场油井中），缓蚀剂质量浓度为500mg/L时，即可控制管材（N80，P110）腐蚀速率低于0.076mm/a的行业标准，且试样表面无明显的局部腐蚀。1.2固体成型助剂以研发的多吸附点高效抗CO2腐蚀油井用缓蚀剂为主剂，优选水溶性固体成型助剂
第27卷第4期堵塞油井。表1固体颗粒缓蚀剂水溶解性能2.2缓蚀性能与合理质量浓度采用反应釜，模拟温度120℃、CO2分压10MPa、转速200r/min的腐蚀环境，水样矿化度300000mg/L（取自现场油井中）。通过室内实验分析，评价了不同质量浓度的固体颗粒缓蚀剂对管材（N80，P110）的缓蚀性能。由表2可知：当质量浓度高于300mg/L时，管材（N80，P110）的腐蚀速率即可控制到低于0.076mm/a的行业标准，且试样表面无明显局部腐蚀。表2不同质量浓度固体颗粒缓蚀剂对管材的缓蚀性能2.3有效缓蚀主剂释放规律采用反应釜，模拟温度120℃、CO2分压10MPa、转速200r/min的腐蚀环境条件，水样矿化度300000mg/L（取自现场油井），利用分光光度法监测固体颗粒缓蚀剂的释放规律。如图3所示：固体颗粒缓蚀剂释放率在25d达到80%；在30d达到90%，在40d接近100%。现场加注周期不超过30d。图3固体颗粒缓蚀剂释放率与时间的关系2.4加注参数优化针对油井不同工况条件，缓蚀剂有效质量浓度在300～500mg/L，加注周期30d，来确定现场加注量，计算公式为M=αABt1000（1）式中：M为投加总量，kg；α为经验系数，取值1.0～2.0；A为日产液量，m3；B为投加质量浓度，mg/L；t为加注周期，d。3现场应用效果固体颗粒缓蚀剂在中原油田濮城沙一下、卫42块等10个高温高盐CO2驱油藏的23口井中进行了应用，与使用前比较，油井因腐蚀导致作业的周期延长了100%以上，监测腐蚀速率低于0.076mm/a的行业标准
【参考文献】：
期刊论文
[1]酸性天然气注入参数对管柱腐蚀的影响[J]. 王金忠,黄晓蒙,彭政德,曾德智,戚亚东. 断块油气田. 2019(03)
[2]延长油田CO2非混相驱地质封存潜力初步评价[J]. 梁凯强,王宏,杨红,王维波,陈龙龙,石小雷. 断块油气田. 2018(01)
[3]P110SS钢在高含H2S与CO2条件下的腐蚀规律[J]. 王云帆. 断块油气田. 2017(06)
[4]耐CO2腐蚀油井管材的选用[J]. 刘建新,田启忠,张瑞霞,董社霞. 腐蚀科学与防护技术. 2012(01)
[5]油田污水介质中的固体缓蚀剂[J]. 杨永飞,赵修太,赵晓珂,邱广敏,杜春安. 腐蚀与防护. 2009(12)
[6]抗高温CO2腐蚀固体缓蚀剂的研究[J]. 尹成先,阮林华,丁万成,兰新哲,冯耀荣,白真权. 材料保护. 2006(02)
[7]SIM-1气举井固体缓蚀剂的研究与应用[J]. 陈普信,郑家胠,王海,张连明,李荣勤,傅朝阳,彭芳明. 油田化学. 2001(03)
[8]CO2对油气管材的腐蚀规律及国内外研究进展[J]. 张忠铧,郭金宝. 宝钢技术. 2000(04)
[9]CO2对油气井管材腐蚀的预测及防护[J]. 姚晓. 石油钻采工艺. 1998(03)
[10]油气开发中二氧化碳腐蚀的研究现状和趋势[J]. 张学元,王凤平,陈卓元,杜元龙,常泽亮,杨之照,马秀青,宋长生,徐永中. 油田化学. 1997(02)
本文编号：3525953
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