专利名称：固体缓蚀剂配方、制备方法及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种油井防腐用的缓蚀剂，特别涉及一种油管和套管高温防腐用的耐高温固体缓蚀剂、制备方法及其使用方法。
背景技术：
在石油的开采过程中，采出的井液中含有的地层水、含硫物质和一些酸性气体，随原油的开采而产出。井液中的CO32-、HCO3-、Cl-等腐蚀介质含量较高；另外，为提高原油产量而采取的一些化学施工措施等。在这些因素的综合作用下，使得油井油管和套管受到严重的腐蚀，腐蚀速率达1.0mm/a以上，大大缩短了油井管柱的使用寿命。油井管柱的腐蚀问题一直是困扰油田工作者的一项难题，传统解决办法主要是往油井内投加液体缓蚀剂。传统作法存在以下问题加液体缓蚀剂需要使用加药泵等设备，操作不方便，增加管理成本；液体缓蚀剂难以到达井底附近，主要成分消耗在井筒上部，对井筒底部达不到防腐效果；液体缓蚀剂有效保护周期短，需连续加注，液体缓蚀剂用量大，增加成本；对于，如高温、高Cl-含量等，液体缓蚀剂达不到缓蚀效果。
发明内容
本发明的目的是克服液体缓蚀剂加液操作不方便；难以到达井底，对井筒底部达不到防腐效果；液体缓蚀剂有效周期短，用量大；对某些较严重的腐蚀环境，液体缓蚀剂的效果不佳的缺点，提供一种油井管柱防腐用的耐高温的固体缓蚀剂配方、制备方法及其使用方法。该固体缓蚀剂能在油井内均匀、缓慢地释放缓蚀成分，释放周期长，投加工艺简单，降低生产成本，减少安全隐患，提高油井管柱缓蚀效果。
本发明的技术方案如下本发明缓蚀剂是由下述重量配比的原料配制而成的某二元酸，20～35％；二乙烯三胺，5～15％；氯乙酸，5～15％；十二烷基苯磺酸钠，5～15％；六次甲基四胺，10～15％；水解聚马来酸酐(HPMA)，5～15％；聚环氧琥珀酸，5～15％；环氧树脂，2.5～7.5％；聚酰胺树脂，2.5～7.5％。
本发明所述的缓蚀剂的具体制备方法包括如下步骤A、中间体的合成将某二元酸置于反应罐中，开启加热器，边加热边搅拌，当温度达到140-160℃时，加入二乙烯三胺，并不断搅拌，恒温120-150分钟，升温至190-210℃，恒温反应3.5-4.5小时。停止加热，冷却至75-80℃后，滴加氯乙酸，反应1.5-2小时，最后蒸除溶剂，即得中间体。
B、固体缓蚀剂的复配开启加热器，边加热边搅拌中间体，当温度达到75-80℃时，按配方比例将十二烷基苯磺酸钠，六次甲基四胺，水解聚马来酸酐(HPMA)，聚环氧琥珀酸加入搅拌罐中，并不断搅拌，待温度升至115--125℃时，关闭加热器，慢慢冷却。
C、固体缓蚀剂的固化在100℃以下，按配方比例加入环氧树脂和聚酰胺树脂于复配固体缓蚀剂中，充分混合搅拌均匀，倒入模具成型，最后冷却即得成品。本发明所述的成品可以做成为棒状和环状。
为了使固体缓蚀环有控制地释放缓蚀介质，固体缓蚀环的制备方法是用金属箔片做缓蚀环内外壳模具，模具的内径为60-140毫米之间，外径在70-150毫米之间。在100℃下把固体缓蚀剂到入模具，冷却成型即得固体缓蚀环。金属箔片的厚度在0.05-0.5毫米之间，金属箔片上分布有小孔，小孔的数量为每平方厘米1-5个，小孔的直径在0.5-2毫米之间。
本发明所述的固体缓蚀环的使用方法将固体缓蚀剂环套在油井管柱的外壁上，固体缓蚀剂环与油井管柱一同下入井内。含有腐蚀介质的井液流过固体缓蚀剂环套表面，携带走缓慢释放出的缓蚀介质。所述的油井管柱包括油管、套管。
使用方法中所述的固体缓蚀剂是外层为金属箔片的固体缓蚀剂。含有腐蚀介质的井液流过金属箔片的固体缓蚀剂环套表面，携带走通过金属箔片小孔缓慢释放出的缓蚀介质。
本发明的有益效果在于1、操作简单，施工方便打破传统的加药方法，使用时只需将该固体缓蚀剂环套在油管或套管外壁上。采油工作时地层水和油通过管道时，固体缓蚀剂环的有效缓蚀成分随流动的液体缓慢释放，释放出的缓蚀分子附着在套管、油管、油杆、抽油泵表面形成保护膜，有效保护井下套管、油管、油杆、抽油泵，减缓CO32-、HCO3-、Cl-等腐蚀介质的腐蚀。
2、可以根据预测不同地段腐蚀轻重程度，改变在不同位置油管或套管上所套固体缓蚀剂环的数量。
3、本发明固体缓蚀剂释放速率可以调节，通过改变缓蚀剂与外界接触面积，即通过金属箔片上的小孔数量和小孔面积，来控制、调节释放速率。
4、缓蚀剂和电化学共同作用防腐，综合防腐效率高由于其缓蚀分子的释放量是根据产液量定的，而腐蚀介质主要来自产液中，因此释放的缓蚀分子完全能够抑制产液中的腐蚀介质对采油设施的腐蚀。此外，获得了意想不到的技术效果固体缓蚀环上的金属箔片，还可以起到电化学防护的效果，用来牺牲阳极金属箔片，起到保护局部阴极套管、油管的效果。
5、本发明综合缓蚀率可达85％以上。保护油井，延长油井采油期，增加原油产量，获得了显著的经济效果。
本发明固体缓蚀剂，缓蚀有效成分能有效的防止高温下CO2、Cl-、SO42-等离子腐蚀；直接加入井筒内，释放缓蚀成分，达到对全井筒防腐的效果。和传统的液体缓蚀剂相比，该固体缓蚀剂具有显著的技术、经济效果，具有新颖新、创造性和实用性。
附图1为本发明成品固体缓蚀剂环的横截面剖示意图。
附图2为本发明成品固体缓蚀剂环的纵截面剖示意图。
附图3是本发明成品固体缓蚀剂环套在套管或油管外壁上的示意图，是一种固体缓蚀剂环应用状态。
具体实施例方式配方实施例，本发明固体缓蚀剂是由下述重量配比的原料配制而成的某二元酸，34％；二乙烯三胺，12％；氯乙酸，10％；十二烷基苯磺酸钠，10％；六次甲基四胺，8％；水解聚马来酸酐(HPMA)，8％；聚环氧琥珀酸，8％；环氧树脂，4％；聚酰胺树脂，4％。
本发明具体制备方法实施例，采用配方实施例中配方，包括如下步骤A、中间体的合成将某二元酸置于反应罐中，开启加热器，边加热边搅拌，当温度达到150℃时，加入二乙烯三胺，并不断搅拌，恒温130分钟，升温至200℃，恒温反应4小时。停止加热，冷却至80℃后，滴加氯乙酸，反应1.5小时，最后蒸除溶剂，即得中间体。
B、固体缓蚀剂的复配开启加热器，边加热边搅拌中间体，当温度达到80℃时，按配方比例将十二烷基苯磺酸钠，六次甲基四胺，水解聚马来酸酐，聚环氧琥珀酸加入搅拌罐中，并不断搅拌，待温度升至120℃时，关闭加热器，慢慢冷却。
C、固体缓蚀剂的固化在100℃以下，按配方比例加入环氧树脂和聚酰胺树脂于复配固体缓蚀剂中，充分混合搅拌均匀，倒入模具成型，最后冷却即得棒状产品。可以直接放入井内使用。
另一种固体缓蚀环的制备方法是配方、制作过程与上述制作过程基本相同，不同点是模具。采用金属箔片做缓蚀环内外壳模具，金属箔片的厚度在0.2毫米，采用铜箔片。模具的内径(3)为80毫米，外径(1)在120毫米。在100℃下把固体缓蚀剂(2)到入模具，冷却成型即得固体缓蚀环。参阅附图1、2。铜金属箔片上分布有小孔(4)，小孔(4)的数量为每平方厘米4个，小孔(4)的直径在1毫米左右，采用针扎出小孔(4)。
本发明所述的缓蚀剂的具体使用方法实施例参阅附图3，套在直径为75毫米的油管(6)外壁为例说明固体缓蚀剂环内径(3)80毫米，外径(1)120毫米。在下油管柱时，将固体缓蚀剂环套在直径为75毫米的油管(6)外壁上。每下一根油管(6)套上2个固体缓蚀剂环。2个固体缓蚀剂环被油管接箍(6)限定在两接箍(6)之间。固体缓蚀剂环与油井管柱一同下入井内。含有腐蚀介质的井液流过固体缓蚀剂环套表面，携带走缓慢释放出的缓蚀介质，并使全井得到缓蚀效果。
权利要求
1.一种固体缓蚀剂，其特征在于原料配制重量比为某二元酸，20～35％；二乙烯三胺，5～15％；氯乙酸，5～15％；十二烷基苯磺酸钠，5～15％；六次甲基四胺，10～15％；水解聚马来酸酐(HPMA)，5～15％；聚环氧琥珀酸，5～15％；环氧树脂，2.5～7.5％；聚酰胺树脂，2.5～7.5％。
2一种固体缓蚀剂的制备方法，其特征在于步骤如下A、中间体的合成将某二元酸置于反应罐中，开启加热器，边加热边搅拌，当温度达到140-160℃时，加入二乙烯三胺，并不断搅拌，恒温120-150分钟，升温至190-210℃，恒温反应3.5-4.5小时。停止加热，冷却至75-80℃后，滴加氯乙酸，反应1.5-2小时，最后蒸除溶剂，即得中间体；B、固体缓蚀剂的复配开启加热器，边加热边搅拌中间体，当温度达到75-80℃时，按配方比例将十二烷基苯磺酸钠，六次甲基四胺，水解聚马来酸酐(HPMA)，聚环氧琥珀酸加入搅拌罐中，并不断搅拌，待温度升至115-125℃时，关闭加热器，慢慢冷却；C、固体缓蚀剂的固化在100℃以下，按配方比例加入环氧树脂和聚酰胺树脂于复配固体缓蚀剂中，充分混合搅拌均匀，倒入模具成型，最后冷却即得固体缓蚀剂成品。
3.根据权利要求2所述的固体缓蚀剂的制备方法，其特征在于所述的固体缓蚀剂成品做成棒状。
4.根据权利要求2所述的固体缓蚀剂的制备方法，其特征在于所述的固体缓蚀剂成品做成环状。
5.根据权利要求2或4所述的固体缓蚀剂的制备方法，其特征在于用金属箔片做缓蚀环内外壳模具，模具的内径为60-140毫米之间，外径在70-150毫米之间，在较高温下把固体缓蚀剂到入模具，冷却成型即得固体缓蚀环。
6.根据权利要求2或4或5所述的固体缓蚀剂的制备方法，其特征在于金属箔片的厚度在0.05-0.5毫米之间，金属箔片上分布有小孔，小孔的数量为每平方厘米1-5个，小孔的直径在0.5-2毫米之间。
7.一种固体缓蚀剂的使用方法，其特征在于将固体缓蚀剂环套在油井管柱的外壁上，固体缓蚀剂环与油井管柱一同下入井内。
8.根据权利要求7所述的固体缓蚀剂的使用方法，其特征在于将固体缓蚀剂环套在油管的外壁上，固体缓蚀剂环与油管一同下入井内。
9.根据权利要求7所述的固体缓蚀剂的使用方法，其特征在于将固体缓蚀剂环套在套管的外壁上，固体缓蚀剂环与套管一同下入井内。
10.根据权利要求7或8或9所述的固体缓蚀剂的使用方法，其特征在于将外层为金属箔片的固体缓蚀剂环套在油管或套管的外壁上，外层为金属箔片的固体缓蚀剂环与油管、套管一同下入井内。
全文摘要
本发明涉及一种油管和套管高温防腐用的耐高温固体缓蚀剂、制备方法及其使用方法。其原料配制重量比为某二元酸20～35％；二乙烯三胺5～15％；氯乙酸5－15％，以及十二烷基苯磺酸钠、六次甲基四胺、HPMA、聚环氧琥珀酸、环氧树脂、聚酰胺树脂等，经过中间体的合成；固体缓蚀剂的复配；固体缓蚀剂的固化后倒入模具成型，冷却即得固体缓蚀剂成品。
文档编号E21B43/00GK1912188SQ20051009015
公开日2007年2月14日 申请日期2005年8月11日 优先权日2005年8月11日
发明者尹成先, 白真权, 赵国仙, 林凯, 严密林, 赵新伟, 韩新利 申请人:中国石油天然气集团公司, 中国石油天然气集团公司管材研究所