一种二氧化碳驱套管保护液及其制备方法和应用与流程

本发明属于石油油田套管保护液领域，本发明涉及一种二氧化碳驱套管保护液及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在应用co2注采工艺技术以及后续ccus进一步扩大应用过程中，存在一些技术难题急需解决。二氧化碳在井下潮湿环境下，特别高温条件下对注入井和生产井油套管会产生比较严重的腐蚀问题，尤其腐蚀会引起套管破漏、损坏，严重影响生产正常进行。其中对于注入井的防腐问题，较好的方法是在油套环空中注入套管防腐保护液，最大限度的保护套管防止腐蚀现象产生。

2、目前常用的套管保护液有油基套管保护液，将4％-7％缓蚀剂、1％-5％表面活性剂及1％-3％阻垢剂等加入到油基里面，组成套管保护液体系，由于是油基体系，保护液成本比较高。

3、同时针对套管腐蚀机理，各油田应用的环空保护液均是由杀菌剂、除氧剂、缓蚀阻垢剂、密度调节剂等组成。其中，对于缓蚀阻垢剂研究应用较多，例如比较多见采用咪唑啉衍生物、有机磷酸盐、聚羧酸等缓蚀阻垢材料。密度调节剂可分为无机盐型和有机盐型大类。虽然采用以上技术的环空保护液能够改善环形空间水质，减轻环空水的腐蚀性，但是在注co2腐蚀性气体的油气井注入井中，效果并不理想。尤其是像高压注入气井，从封隔器缝隙泄漏至环空保护液，容易将保护液变为酸性液体，加速对油管、套管的腐蚀，造成严重套管和生产管柱损毁，从而导致巨大的经济损失。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种二氧化碳驱套管保护液及其制备方法和应用，能极大地降低二氧化碳注入井腐蚀速率，且比油基套管保护液成本降低60％以上。

2、本发明的目的在于提供一种二氧化碳驱套管保护液，既能高效解决co2驱注入井套管腐蚀问题，又能实现低成本防腐的目的。

3、本发明的另一个目的在于提供所述套管保护液的制备方法。

4、本发明的目的还在于提供一种二氧化碳驱套管保护液的应用。

5、本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

6、一种二氧化碳驱套管保护液，套管保护液各原料组分的质量份数比为：

7、

8、其中a剂原料组分的质量份数比为：

9、

10、其中所述的聚氧乙烯松香胺、松香咪唑啉、油酸咪唑啉、酰胺咪唑啉、双咪唑啉缓蚀剂、纸浆废液、甘油聚氧丙烯聚氧乙烯醚和乙二醇均为市售工业品。本发明中所述纸浆废液为亚硫酸盐法造纸木浆的副产品。

11、任何市售符合相应质量标准的上述产品均可用于本发明并实现本发明目的。

12、根据本发明一些具体实施方案，其中，所述套管保护液由如下原料混合制备得到：a剂：聚氧乙烯松香胺5份-10份、松香咪唑啉5份-15份、油酸咪唑啉5份-10份、酰胺咪唑啉10份-15份、双咪唑啉缓蚀剂8份-10份、纸浆废液8份-10份、水30份-59份；套管保护液：a剂4份-8份、甘油聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.5份-1.5份、乙二醇20份-30份和水60.5份-75.5份。

13、本发明的套管保护液，对注二氧化碳环境下金属具有很好的缓蚀作用。室内测定腐蚀速率模拟实验，腐蚀反应时间为72h，加套管保护液前腐蚀速率为4.21mm/a，使用套管保护液后，腐蚀速率为0.026mm/a。现场试验井注入套管保护液后，再注入二氧化碳，试验时间为一个月，试验后测定腐蚀速率仅为0.002mm/a。由室内实验及现场试验证明，上述发明的套管保护液具有很好的防止二氧化碳腐蚀效果，目前已经现场实施了30余井次，随着碳驱油碳埋存的扩大，该套管保护液具有很好的应用前景。

14、本发明还提供了上述套管保护液的制备方法，该方法包括：

15、(1)称取180公斤-708公斤水于反应釜中，边搅拌边开始升温至40℃；

16、(2)称取30公斤-120公斤聚氧乙烯松香胺加入反应釜中，搅拌5分钟；

17、(3)称取30公斤-180公斤松香咪唑啉加入反应釜中，搅拌5分钟；

18、(4)称取30公斤-120公斤油酸咪唑啉加入反应釜中，搅拌5分钟；

19、(5)称取60公斤-180公斤酰胺咪唑啉加入反应釜中，搅拌5分钟；

20、(6)称取48公斤-120公斤双咪唑啉缓蚀剂加入反应釜中，搅拌20分钟；

21、(7)称取48公斤-120公斤纸浆废液加入反应釜中，搅拌20分钟；

22、(8)停止加热，将反应釜温度降至室温，得到a剂。

23、(9)称取9075公斤-11325公斤水于15m3搅拌罐中，边搅拌边加入75公斤-225公斤甘油聚氧丙烯聚氧乙烯醚，搅拌15分钟。

24、(10)将600公斤-1200公斤a剂加入搅拌罐中，边搅拌边加入，搅拌15分钟；

25、(11)加入3000公斤-4500公斤乙二醇，搅拌20分钟，得到套管保护液。

26、优选地，步骤(1)中，反应釜升温至40±1℃。

27、优选地，步骤(1)-(7)中，搅拌转速为45转/min。

28、优选地，步骤(9)-(11)中，搅拌转速为60转/min。

29、本发明还提供了上述套管保护液在注二氧化碳井中的应用。具体应用时，可以按照以下步骤进行：将套管保护液用泵车泵入井筒，由油管注入套管返出，进行循环直至返出流体与注入流体一致为止，停止注入套管保护液。然后进行投球井下封隔器坐封，将套管保护液封在油套环空中，起到保护套管避免腐蚀的作用。

30、本发明与现有技术相比的有益效果是：

31、本发明提供了一种二氧化碳驱套管保护液及其制备方法与应用，该套管保护液可以从油管注入套管返出，进行循环直至返出流体与注入流体一致为止。然后进行投球井下封隔器坐封，将套管保护液封在油套环空中，从而高效低成本地解决co2驱注入井腐蚀问题，保障生产正常进行。

技术特征：

1.一种二氧化碳驱套管保护液，其特征是，套管保护液各原料组分的质量份数比为：

2.如权利要求1所述的一种二氧化碳驱套管保护液，其特征是，

3.如权利要求1-2任一项所述的一种二氧化碳驱套管保护液的制备方法，其特征是，其中a剂制备方法包括：

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征是，具体制备如下：

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征是，步骤(1)中，反应釜升温至40±1℃。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征是，步骤(1)-(7)中，搅拌转速为45转/min。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征是，步骤(a)-(c)中，搅拌转速为60转/min。

8.如权利要求1-2任一项所述的一种二氧化碳驱套管保护液的制备方法，其特征是，具体如下：

9.如权利要求1-2任一项所述的套管保护液在注二氧化碳井中的应用。

技术总结
本发明属于石油油田套管保护液领域，公开了一种二氧化碳驱套管保护液及其制备方法和应用。套管保护液由如下原料混合制备得到：A剂：聚氧乙烯松香胺5份‑10份、松香咪唑啉5份‑15份、油酸咪唑啉5份‑10份、酰胺咪唑啉10份‑15份、双咪唑啉缓蚀剂8份‑10份、纸浆废液8份‑10份、水30份‑59份；套管保护液：A剂4份‑8份、甘油聚氧丙烯聚氧乙烯醚0.5份‑1.5份、乙二醇20份‑30份和水60.5份‑75.5份。能极大地降低二氧化碳注入井腐蚀速率，且比油基套管保护液成本降低60％以上。

技术研发人员：闫峰,尹冰,闫若曦,亢思丹,张西子,何强,刘玉,刘丽,张秋丽,张健
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/19