一种套管环空保护液及其配制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油田化学及修井作业工程工艺技术领域，尤其是涉及一种套管环空保 护液及其配制方法。
【背景技术】
[0002] 套管腐蚀是高压注水井、注气井套管损坏主要因素之一。随着注水开发深入进行， 我国油田普遍进入高含水开发时期。由于注入水中含有溶解氧、结垢离子、腐蚀性细菌等原 因，导致油水井套管腐蚀问题越来越严重。气井也面临同样问题。一般天然气中常常含有一 定的co2或H2S等酸性气体，在注采过程中进一步加剧了套管及油管的严重腐蚀，造成套管、 生产管柱因为腐蚀穿孔而报废。因此，需要在套管和油管环空之间注入套管环空保护液，具 备杀菌、阻垢、防腐的作用，保护油套，延长油气井寿命。
[0003] 针对套管腐蚀机理，目前，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。无机盐型以钠、钾、钙或锌的卤化盐，有机盐常用甲酸钠、甲酸钾。
[0004] 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。然而， 这种技术在含有C02、H2S等腐蚀性气体的油气井注采作业中，效果并不理想。尤其是像储气 库这样经常进行高压差注采作业气井，含有co2、H2s等腐蚀性气体的天然气从封隔器缝隙泄 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。
【发明内容】
[0005] 为克服现有技术的存在的技术问题，本发明旨在提出一种套管环空保护液及其配 制方法，既具备普通环空保护液杀菌、阻垢、防腐，保护油套，延长油气井寿命的作用，又可 以提高对二氧化碳等酸性气体的耐受能力，避免因为酸性气体浸入而失去对套管的保护。 [0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0007] -种套管环空保护液，包括如下重量百分比的组分:碳酸钠1.9~7%;缓蚀阻垢剂 0.2~0.5%;杀菌剂0.2~0.5%;除氧剂0.15~0.5%;其余为水。
[0008] 进一步的，所述缓释阻垢剂为咪唑啉类缓释阻垢剂。
[0009] 进一步的，所述缓释阻垢剂为大港油田石油工程院生产的KYHZ-6缓蚀阻垢剂。 [0010]进一步的，所述杀菌剂为TS809杀菌剂。
[0011] 进一步的，所述除氧剂为硫脲。
[0012] -种上述套管环空保护液的配制方法，包括如下步骤：
[0013] 1)向加入搅拌罐中加入一定量的水；
[0014] 2)向水中加入缓释阻垢剂后搅拌均匀；
[0015] 3)向步骤2)得到的溶液中加入除氧剂和杀菌剂，搅拌使除氧剂和杀菌剂充分溶 解；
[0016]4)在步骤3)得到的溶液中加入碳酸钠，搅拌使其充分溶解后即得套管环空保护 液。
[0017]该套管环空保护液体系中的缓蚀阻垢剂具有分散、螯合高价离子防止沉淀生成作 业，硫脲可以除去溶液中的氧，TS809杀菌剂具有杀死溶液中硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细 菌等微生物作用，有效防止套管产生结垢腐蚀、氧腐蚀、细菌腐蚀。特定比例的碳酸钠组分， 能够使体系PH值维持在9至12之间，即使大量意外浸入保护液的硫化氢、二氧化碳时，PH值 也能保持相对稳定，可以避免套管环空保护液因为酸性气体浸入而失去对套管的保护。提 高了含酸性气体储层应用套管环空保护液的效果。
[0018]相对于现有技术，本发明所述的套管环空保护液具有以下优势：
[0019] (1)本发明所述的套管环空保护液的体系中的KYHZ-6缓蚀阻垢剂、杀菌剂TS809、硫脲除氧剂相互配合，得到的套管环空保护液密度在1.01-1.〇5g/cm3之间，pH值在9-12之 间，腐蚀速率(90°C) <0.025mm/a，抗C02分压<1.OOMPa，能有效防止套管因为结垢腐蚀、细 菌腐蚀、氧腐蚀导致的损坏。
[0020] (2)本发明所述的套管环空保护液中特定比例的碳酸钠组分，能够吸收意外浸入 保护液的二氧化碳，使得体系PH值维持在9至12之间，保持相对稳定，可以避免套管环空保 护液因为酸性气体浸入而失去对套管的保护。
【具体实施方式】
[0021] 除非另外说明，本文中所用的术语均具有本领域技术人员常规理解的含义，为了 便于理解本发明，将本文中使用的一些术语进行了下述定义。
[0022] 在说明书和权利要求书中使用的，所有的数字标识，例如PH、温度、时间、浓度，包 括范围，都是近似值。要了解，虽然不总是明确的叙述所有的数字标识之前都加上术语 "约"。同时也要了解，虽然不总是明确的叙述，本文中描述的试剂仅仅是示例，其等价物是 本领域已知的。
[0023]除了特别说明，本文中提及的水均为自来水;所述的碳酸钠为工业用级，含量为 98%及以上;所述的缓蚀阻垢剂为大港油田石油工程院生产的KYHZ-6缓蚀阻垢剂;所述的 杀菌剂为大港油田石油工程院生产的TS809杀菌剂;所述的硫脲也为工业用级，含量为98% 及以上。
[0024]下面结合实施例来详细说明本发明。
[0025] 实施例1:
[0026]配制100吨套管环空保护液：向搅拌罐中加入97.5吨自来水，在搅拌的条件下缓慢 加入0.2吨缓蚀阻垢剂使其充分溶解后再加入0.2吨杀菌剂、0.2吨除氧剂，搅拌溶解后，在 搅拌的条件下再加入1.9吨碳酸钠搅拌均匀使其溶解后即得100吨套管环空保护液。
[0027]本实施例得到的套管环空保护液的密度为1.02g/cm3，PH值为9,其抗⑶2分压为 0.86MPa，并将N80和L80钢片浸入本实施例得到的套管环空保护液中进行测试，实验温度为 90°C，实验时间为72小时，得到的实验数据见表1:
[0028]表1不同材质钢片腐蚀速率实验数据
[0029]
[0030] 实施例2:
[0031] 配制15吨套管环空保护液：向搅拌罐中加入13725kg自来水，在搅拌的条件下缓慢 加入75kg缓蚀阻垢剂使其充分溶解后，再加入75kg杀菌剂和75kg除氧剂搅拌溶解，在搅拌 的条件下再加入1050kg碳酸钠，搅拌15分钟使其溶解后即得15吨套管环空保护液。
[0032]本实施例得到的套管环空保护液的密度为1.03g/cm3，PH值为10.5，其抗C02分压为 0.91MPa，并将N80钢片浸入本实施例得到的套管环空保护液中进行测试，实验温度为90°C， 实验时间为72小时，得到的实验数据见表2:
[0033]表2 N80钢片腐蚀速率实验数据
[0034]
[0035] 实施例3:
[0036]配制40吨套管环空保护液：向搅拌罐中加入37640kg自来水，在搅拌的条件下缓慢 加入120kg缓蚀阻垢剂并使其充分溶解，再加入120kg杀菌剂和120kg除氧剂，搅拌溶解后， 在搅拌的条件下再加入2吨碳酸钠，搅拌15分钟使其溶解后即得40吨套管环空保护液。 [0037]本实施例得到的套管环空保护液的密度为1.02g/cm3，PH值为12,其抗C02分压为 0.89MPa，并将N80钢片浸入本实施例得到的套管环空保护液中进行测试，实验温度为90°C， 实验时间为72小时，得到的实验数据见表3:
[0038]表3N80钢片腐蚀速率实验数据
[0039]
[0040] 上述实施例的实验数据表明，本发明配制的套管环空保护液在90°C下对N80和L80 钢片的腐蚀速率均小于〇.〇25mm/a，且密度在1.01-1.05g/cm3之间，PH值均在9-12之间，抗 C02分压均小于l.OOMPa，能够有效防止套管腐蚀，有效避免套管保护液因为酸性气体浸入 而失去对套管的保护。
[0041] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。
【主权项】
1. 一种套管环空保护液，其特征在于：该保护液包括如下重量百分比的组分:碳酸钠 1.9~7%;缓蚀阻垢剂0.2~0.5%;杀菌剂0.2~0.5%;除氧剂0.15~0.5%;其余为水。2. 根据权利要求1所述的套管环空保护液，其特征在于:所述缓释阻垢剂为咪唑啉类缓 蚀阻垢剂。3. 根据权利要求1所述的套管环空保护液，其特征在于：所述杀菌剂为非氧化性杀菌 剂。4. 根据权利要求1所述的套管环空保护液，其特征在于:所述除氧剂为硫脲。5. 根据权利要求2所述的套管环空保护液，其特征在于:所述缓释阻垢剂为大港油田石 油工程院生产的KYHZ-6缓蚀阻垢剂。6. 根据权利要求3所述的套管环空保护液，其特征在于:所述杀菌剂为TS809杀菌剂。7. 权利要求1-6所述的套管环空保护液的配制方法，其特征在于：该方法包括如下步 骤： 1) 向搅拌罐中加入水； 2) 向搅拌罐的水中加入缓释阻垢剂后搅拌均匀； 3) 向步骤2)得到的溶液中加入除氧剂和杀菌剂，搅拌使除氧剂和杀菌剂充分溶解； 4) 在步骤3)得到的溶液中加入碳酸钠，搅拌使其充分溶解后即得套管环空保护液。
【专利摘要】本发明提供了一种套管环空保护液及其配制方法，包括如下重量百分比的组分：碳酸钠1.9～7％；缓蚀阻垢剂0.2～0.5％；杀菌剂0.2～0.5％；除氧剂0.15～0.5％；其余为水。本发明所述的套管环空保护液采用适宜配比的碳酸钠、缓蚀阻垢剂、除氧剂和杀菌剂，既能有效防止套管因为结垢腐蚀、氧腐蚀、细菌腐蚀导致的损坏，同时还能够在硫化氢、二氧化碳意外浸入保护液时，体系PH值维持在9至12之间，保持相对稳定，避免套管环空保护液因为酸性气体浸入而失去对套管的保护。
【IPC分类】C09K8/54
【公开号】CN105419763
【申请号】CN201510998232
【发明人】樊松林, 韩芳, 黄义坚, 单桂栋, 刘睿, 郭元庆, 董军, 周小平, 赵俊峰
【申请人】天津大港油田石油工程研究院钻采技术开发公司, 大港油田集团有限责任公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月25日