专利名称：碳酸氢钠水型油井腐蚀的快速判断及一种缓蚀剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及油田采油井井筒快速判断腐蚀、结垢的
方法及治理技术，是油井产出介质为碳酸氢钠型的采油井井筒快速判断腐蚀、结垢的方法 及缓蚀剂的应用。
背景技术：
随着油田开发的深入，油井采出液含水越来越高，使井筒中的原油由油包水转化 为水包油，导致油管、抽油杆等采油设备腐蚀加剧。在采油生产过程中由于温度、压力的变 化，导致井筒结垢越来越明显。为了摸清油井井筒和采油设备的腐蚀、结垢原因与类型，以 往采取的方法是通过对采出水取样进行详细分析、井筒垢取样分析及大量的室内模拟试验 才能确定腐蚀、结垢状况。这种做法需要对油井腐蚀、结垢确定周期较长，不利于快速制 订腐蚀、结垢治理方案，严重影响油井正常生产。为克服油井腐蚀、结垢，中国专利公开号 101117956，公开了"一种防垢、防腐和防砂陶瓷抽油泵及其制造方法"。在制造材料上选用 表面硬度极高的工程结构陶瓷，提高防垢、防腐和防砂性能，解决结垢和出砂严重的油井的 有杆泵采油技术难题。 目前，对于快速定性判断油井腐蚀、结垢的方法还未见有文献报道和专利技术。
发明内容
本发明的目的是为了在快速了解油井的腐蚀、结垢情况的基础上，在最短时间内 对其采取有效的措施，即有针对性的添加适合的缓蚀剂，减少由于腐蚀、结垢造成的生产设 备损失，达到能够及时防治油井腐蚀、结垢，提高油井生产时率、节约生产成本的目的。
本发明采用的技术方案是在快速定性判断油井腐蚀、结垢基础上，有针对性的添 加适合的缓蚀剂。其特征是 A、判断采出液是碳酸氢钠水型取油井的采出液，按照部颁标准SY/T 5523-2006
《油气田水分析方法》和SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》及时进
行水质全分析(取样后的24小时内)，按照苏林分类计算水质类型； B、即当Na7CL— > 1且(Na+_CL—)/2S042— > 1时即为碳酸氢钠水型； C、当Ca/HC03—的摩尔比在0 1之间，若Ca/HC03—的摩尔比小于0. 6，油井井筒中
的油管、抽油杆腐蚀与结垢并存，并且局部腐蚀严重，随着Ca/HC03—的摩尔比的增加，井筒
结垢越来越轻。 D、若Ca/HC03—的摩尔比在0. 6以上，油井井筒以腐蚀为主。 通过Ca/HC03—的摩尔比值的大小，能快速判断碳酸氢钠水型介质的腐蚀、结垢情 况，根据油井井筒腐蚀情况，及时添加针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂，以降低由腐蚀、结垢 造成的高生产成本，提高油井的生产时率。 针对油井腐蚀、结垢严重影响油田正常生产，需要快速判断其腐蚀、结垢类型而及 时采取相应治理措施而发明的。对于碳酸氢钠水型的油井，Ca/HC03—的摩尔比在0 1之间时，若Ca/HC03—的摩尔比小于0. 6，腐蚀与结垢并存，并且局部腐蚀严重，随着Ca/HC03—的 摩尔比的增加，井筒结垢越来越轻；若Ca/HC03—的摩尔比在0. 6以上时，油井井筒以腐蚀为 主。通过&/110)3-的摩尔比值的大小，能快速判断碳酸氢钠水型介质的腐蚀、结垢情况，及 时确定防治方案；对于以腐蚀为主的油井，添加其有效的针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂。
该缓蚀剂从腐蚀原因入手，采用化学吸附原理，以有机胺和咪唑啉衍生物为主要 原料，辅以能够提高作用效果的化工添加剂原料，通过每种原料组成的筛选确定、用量变化 以及配伍性试验，优化得出了缓蚀剂的化学组成及用量，通过与现场水的缓蚀试验，使所研 制出的缓蚀剂的缓蚀率达70%以上，有效的缓解了油井产出水中CL—、S042—、游离C02等对油 管、抽油杆等设备的腐蚀。 针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂，其特征在于各组分重量百分比组成为各组分 重量百分比之和为100%。
1、羧酸盐型咪唑啉磷酸酯其结构式为
f
I OH
CH2CH2COOISU
用量20 35% ;
2、水溶性松香基咪唑啉其结构式为
N
R
-N一CH,CH,N
(CH2CH20)pH (CH,CH，O)qH 其中p+q = IO，用量20 35% ; 3、十二烷基二甲基苄基氯化铵用量5 10% ; 4、氨基三甲叉磷酸用量1 5% ; 5、羟基乙叉二磷酸用量1 5% ; 6、甲醇5 10% ; 7、分散剂2 5% ;分散剂采用的是丙烯酸_丙烯酸酯共聚物或JN_4， JN_4由常 州市武进水质稳定剂厂生产，并有销售。
8、其余为水。 针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的生产方法
主要设备 具有搅拌、加热系统的常压搪瓷反应釜。
生产方法 首先将羧酸盐型咪唑啉磷酸酯、水溶性松香基咪唑啉、十二烷基二甲基苄基氯化 铵、氨基三甲叉磷酸、羟基乙叉二磷酸、甲醇、分散剂原料按比例加入常压搪瓷反应釜内，缓 慢升温到50±2°C ，在不断搅拌30分钟后，停止加热，边冷却，边搅拌，冷至常温，按比例加 入水，边加边搅拌，搅拌20分钟出料。既得针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂。
针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的使用方法 将生产出的针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂通过加药漏斗(或加药平衡罐)在油套 环空加入油井井筒内，缓蚀剂靠自重缓慢沉入井底，通过油井采出液携带，逐渐扩散至井筒 及其设备表面，发挥缓蚀作用。 本发明的有益效果本发明快速定性判断油井腐蚀、结垢的方法，是针对油井腐 蚀、结垢严重影响油田正常生产，需要快速判断其腐蚀、结垢类型而及时确定防治方案而发 明的。通过Ca/HC(V的摩尔比值的大小，快速判断碳酸氢钠水型介质油井的腐蚀、结垢情 况。此方法的运用，能降低油井腐蚀、结垢类型的确定时间，为大规模油井腐蚀、结垢防治方 案的确定提供依据且縮短时间。配以缓蚀剂的现场应用，能有效缓解油井产出液中HC03—、 CL—、 S042—、 Ca2+、Mg2+等离子的腐蚀，提高油井的生产寿命，大大节约生产成本。
具体实施例方式
以四次在油井快速定性判断油井腐蚀、结垢的方法并试用针对碳酸氢钠型介质的 缓蚀剂进行防腐试验为例，对发明作进一步详细说明。 实施例1 :华北油田东部某采油厂的J22-27井首先进行油井现场取样，按照部颁 标准SY/T 5523-2005《油田水分析方法》及时进行水质全分析(取样后的24小时内)，明 确水质类型为碳酸氢钠型，其Ca/HC03—的摩尔比为0. 45，判断腐蚀与结垢并存，并且局部腐 蚀严重。在此基础上添加了针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂。 J22-27井，针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的配制过程各原料的重量百分比羧 酸盐型咪唑啉磷酸酯20% ;水溶性松香基咪唑啉27% ;十二烷基二甲基节基氯化铵8% ; 氨基三甲叉磷酸3% ;羟基乙叉二磷酸3% ;甲醇7%和分散剂丙烯酸_丙烯酸酯共聚物
2%。加入常压搪瓷反应釜内，缓慢升温到50士2t:，在不断搅拌30分钟后，停止加热，边冷 却，边搅拌，冷至常温。然后，加入水30%，边加边搅拌，搅拌20分钟出料。既得针对碳酸
氢钠型介质的缓蚀剂。 针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的效果缓蚀率达72.6%，缓解了井筒设备的腐蚀。 实施例2 :华北油田东部某采油厂的J59-ll井首先进行油井现场取样，按照部颁 标准SY/T 5523-2005《油田水分析方法》及时进行水质全分析(取样后的24小时内)，明 确水质类型为碳酸氢钠型，其Ca/HC03—的摩尔比0. 81，判定油井井筒以腐蚀为主。在此基 础上添加了针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂。 J59-11井，针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的配制过程与实施例1相同。各组分重
量百分比羧酸盐型咪唑啉磷酸酯28%;水溶性松香基咪唑啉28 % ;十二烷基二甲基节基 氯化铵5% ;氨基三甲叉磷酸1% ;羟基乙叉二磷酸1% ;甲醇5% ;分散剂丙烯酸_丙烯 酸酯共聚物2%和水30%。 实施例2针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的缓蚀率达85. 9% 。 实施例3 :华北油田东部某采油厂的A11-16井首先进行现场取样，按照部颁标准 SY/T 5523-2005《油田水分析方法》及时进行水质全分析(取样后的24小时内)，明确水 质类型为碳酸氢钠型，而后计算Ca/HC(V的摩尔比值为O. 73，判定油井井筒以腐蚀为主。在 此基础上添加了针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂。
All-16井，针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的制备过程与实施例1相同，将各原料 的重量百分比羧酸盐型咪唑啉磷酸酯34% ;水溶性松香基咪唑啉25% ;十二烷基二甲 基苄基氯化铵6% ;氨基三甲叉磷酸1% ;羟基乙叉二磷酸1% ;甲醇6% ;分散剂JN_4 : 2%和水25%。 实施例3针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的缓蚀率达92. 3% 。 实施例4 :华北油田东部某采油厂的A36-16井首先进行现场取样，按照部颁标准 SY/T 5523-2005《油田水分析方法》及时进行水质全分析(取样后的24小时内)，明确水 质类型为碳酸氢钠型，而后计算Ca/HC(V的摩尔比值为O. 65，判定油井井筒以腐蚀为主。在 此基础上添加了针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂。 A36-16井，针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的配制过程与实施例1相同，将各原料
的重量百分比羧酸盐型咪唑啉磷酸酯22%;水溶性松香基咪唑啉28%;十二烷基二甲基 苄基氯化铵7%;氨基三甲叉磷酸2. 5%;羟基乙叉二磷酸2. 5%;甲醇8%;分散剂JN-4 : 2%和水28%。 实施例4针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的缓蚀率达82. 3%，缓解了井筒设备的腐 蚀。 在现场，技术工人能进行快速判断油井腐蚀、结垢分析，按照使用说明进行操作， 能完成针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂的使用，达到油井井筒缓蚀效果。
权利要求
一种快速定性判断油井腐蚀、结垢的方法，其特征是采出液是碳酸氢钠水型，当Ca/HCO3-的摩尔比在0～1之间时，若Ca/HCO3-的摩尔比小于0.6，腐蚀与结垢并存，并且局部腐蚀严重，随着Ca/HCO3-的摩尔比的增加，井筒结垢越来越轻，腐蚀越来越严重，若Ca/HCO3-的摩尔比在0.6以上，判定油井井筒以腐蚀为主。
2. —种针对碳酸氢钠水型油井缓蚀剂，其特征在于各组分重量比是羧酸盐型咪唑啉磷酸酯20 35% ;水溶性松香基咪唑啉20 35% ;十二烷基二甲基苄基氯化铵5 10% ;氨基三甲叉磷酸1 5% ;羟基乙叉二磷酸1 5 % ;甲醇5 10 % ;分散剂2 5% ;其余为水；各组分重量百分比之和为100%。
3. 根据权利要求2所述的针对碳酸氢钠水型油井缓蚀剂，其特征在于所述的分散剂 是丙烯酸_丙烯酸酯共聚物或JN-4。
4. 根据权利要求2所述的针对碳酸氢钠水型油井缓蚀剂，其特征在于其制备方法是 首先将羧酸盐型咪唑啉磷酸酯、水溶性松香基咪唑啉、十二烷基二甲基苄基氯化铵、氨基三 甲叉磷酸、羟基乙叉二磷酸、甲醇、分散剂七种原料按比例加入常压搪瓷反应釜内，缓慢升温到50±2°C ，在不断搅拌30分钟后，停止加热，边冷却，边搅拌，冷至常温，按比例加入水， 边加入边搅拌，搅拌20分钟出料，既得到针对碳酸氢钠型介质的缓蚀剂。
全文摘要
碳酸氢钠水型油井腐蚀的快速判断，应用于油井井筒腐蚀治理。采出液是碳酸氢钠水型，当Ca/HCO3-的摩尔比在0～1之间并摩尔比小于0.6，腐蚀与结垢并存，有局部腐蚀，随着Ca/HCO3-的摩尔比增加，井筒结垢减轻，腐蚀加重。当Ca/HCO3-的摩尔比在0.6以上时，油井井筒以腐蚀为主。通过Ca/HCO3-的摩尔比值大小，快速了解碳酸氢钠水型介质的腐蚀情况。针对碳酸氢钠水型介质的缓蚀剂是各组分重量比是羧酸盐型咪唑啉磷酸酯20％～35％；水溶性松香基咪唑啉20％～35％；十二烷基二甲基苄基氯化铵5％～10％；氨基三甲叉磷酸0％～5％；羟基乙叉二磷酸0％～5％；甲醇5～10％；分散剂2～5％；其余为水。提高缓蚀效率。
文档编号C09K8/54GK101699268SQ20091023712
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月4日 优先权日2009年11月4日
发明者南庆义, 杜清珍, 王凤清, 谢刚 申请人:中国石油天然气股份有限公司