一种油气井固井用套管防腐复合剂、胶囊及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种油气井固井用套管防腐复合剂，属于油气田固井工程技术领域，按重量份数计，包括：亚硝酸钠25

【技术实现步骤摘要】
一种油气井固井用套管防腐复合剂、胶囊及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于油气田固井工程
，具体涉及一种油气井固井用套管防腐复合剂、胶囊及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着长庆油田勘探开发的深入，高矿化度地层水腐蚀油气井的套管的问题逐步凸显，如洛河水层腐蚀导致的油井套损问题越来越严重，套损井、水淹井逐年增多，部分区块上部地层水源污染严重，导致部分区块无法进行勘探开发，部分区块套管腐蚀严重，造成水淹油层，套破后隔采及修井后产能恢复效果不明显，采收率大幅降低（含水基本在90%以上），严重影响油田采收率。固井技术方面主要是通过提高水泥返高和固井质量来减少洛河水的腐蚀，现有固井水泥浆体系未进行防腐方面的设计，不能有效阻止地层流体对套管的腐蚀。
[0003]对于油气井的腐蚀问题，目前出现多种抗腐蚀技术，如于2021年11月26日公开的申请号为“202111135958.8”，名称为“一种用于水泥石自修复的微胶囊及其制备方法”的专利技术专利申请，该文献公开了一种针对水泥石自修复胶囊的制备方法，在水泥浆发生气窜以及水泥石发生破坏后，利用芯材吸水膨胀材料进行裂纹的修补。
[0004]但现有技术中，暂未有水泥石电化学防腐技术的记载。

技术实现思路

[0005]为解决前述问题，本专利技术提出了一种油气井固井用套管防腐复合剂、胶囊，通过释放防腐材料，形成阳离子钝化成膜、杀菌剂阴离子吸附抑制剂等，添加至水泥浆中，可以在水泥浆水化前后以及本体破坏后均能有效防止高矿化度地层水对水泥石和套管钢材本体的腐蚀。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种油气井固井用套管防腐复合剂，按重量份数计，包括：亚硝酸钠
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25
‑
35份；亚硝酸钙
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25
‑
35份；磷酸钠
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15
‑
25份；苯甲酸钠
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10
‑
15份；无水硅酸钠
ꢀꢀ5‑
10份。
[0007]一种油气井固井用套管防腐胶囊的制备方法，包括以下步骤：a.制备溶剂：选用粒径100
‑
250nm、分子量5500
‑
6500的脂肪族水性聚氨酯乳液，将水型聚氨酯树脂乳液与石蜡混合，在60
‑ꢀ
65℃的恒温条件下，搅拌至透明状乳液，得到芯材分散溶剂备用；b.制备防腐胶囊芯材：按前述防腐复合剂的重量份数比取亚硝酸钠、亚硝酸钙、磷
酸钠、苯甲酸钠与无水硅酸钠，混合均匀得到芯材粉末，将芯材粉末加入至步骤a中的溶剂中，得到芯材混合溶液；c.制备防腐胶囊壁材：取原料：超细碳酸钙、改性环氧树脂、脂肪胺类固化剂，先将超细碳酸钙加入至改性环氧树脂中，加入脂肪胺类固化剂，在60
‑
65℃的条件下，搅拌均匀，得到壁材混合溶液；d.制备防腐胶囊：在60
ꢀ‑
65℃的恒温条件下，将步骤c中的壁材混合溶液加入至芯材混合溶液中，搅拌，固化后，冷却，烘干，粉碎，得到防腐胶囊。
[0008]进一步地，所述改性树脂是采用硅烷偶联剂对环氧树脂进行改性后得到的具有Si
‑
O键的改性环氧树脂；所述脂肪胺类固化剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中的任意一种或几种。
[0009]进一步地，所述超细碳酸钙的粒径为134
‑
143nm；所述改性环氧树脂的粒径为200
‑
220nm，所述改性环氧树脂为环氧树脂当量为475
‑
550g/mol的改性环氧树脂乳液。
[0010]进一步地，所述步骤c中，制备防腐胶囊壁材的原料按质量份数计包括：超细碳酸钙40
‑
50份、改性环氧树脂50
‑
60份、脂肪胺类固化剂10
‑
20份；所述步骤d中，将步骤c中的壁材混合溶液与步骤b中的芯材混合溶液按质量比2:1进行混合，得到防腐胶囊。
[0011]进一步地，步骤c中，搅拌时间为0.5
‑
1.0h，搅拌速度400
‑
800r/min；步骤d中，搅拌时间为 1.5
‑
2.5h，搅拌速度400
‑
800r/min。
[0012]进一步地，所述步骤d中，烘干温度为90℃，烘干时间为5
‑
6 h。
[0013]一种油气井固井用套管防腐胶囊，采用如前述的制备方法制得的防腐胶囊。
[0014]一种采用前述的防腐复合剂在高矿化度地层水油气井的套管上的应用。
[0015]一种采用前述的防腐胶囊在高矿化度地层水油气井的套管上的应用。
[0016]本方明中，防腐胶囊的防腐原理为：防腐胶囊添加至水泥浆中，保证其几乎不影响水泥浆的基本性能，再通过固井施工泵送至固定地层，当水泥石产生微裂缝且有地层水侵入时，缓慢释放防腐材料（即防腐复合剂或芯材），吸附在金属的表面后，同时抑制阳极、阴极反应，从而减小腐蚀过程中的腐蚀电流达到防止套管腐蚀的目的，赋予其良好的矿化度地层水防腐蚀性能及高温耐久性，满足高矿化度地层水套管防腐工程要求，提高油气井筒完整性，保护环境。按本方案的配比进行混合后，其中，芯材中的亚硝酸钠、亚硝酸钙形成阳离子钝化成膜，亚硝酸钙为杀菌剂，磷酸钠、苯甲酸钠抑制阴离子吸附，无水硅酸钠具有低密度界面增强作用，在上述材料的配合作用下，以在水泥浆水化前后以及本体破坏后均能有效防止高矿化度地层水对水泥石和套管钢材本体的腐蚀。
[0017]本技术方案的有益效果如下：1、本专利技术中，本方案的防腐复合剂中的亚硝酸钠、亚硝酸钙可形成阳离子钝化成膜，亚硝酸钙为杀菌剂，磷酸钠、苯甲酸钠为阴离子吸附抑制剂，无水硅酸钠为低密度界面增强剂，在上述原料的综合作用下，可以在水泥浆水化前后、以及本体破坏后均能有效防止高矿化度地层水对水泥石和套管钢材本体的腐蚀。
[0018]2、本专利技术中，基于本方案中的防腐复合剂，进一步公开了一种优选的防腐胶囊，该防腐胶囊采用改性环氧树脂等原料制得胶囊壁材，与普通试剂（如防腐复合剂）相比，防腐胶囊具有高韧性、耐热性、耐冲击性的优势，添加至水泥浆时确保芯材不参与水泥反应，不影响水泥浆的性能。同时公开了防腐胶囊的制备方法，得到的防腐胶囊的芯材均匀分布于
壁材中，更便于使用施工泵送其至目标地层，当水泥石产生微裂缝且有地层水侵入时，该防腐胶囊缓慢释放阳离子钝化成膜、阴离子吸附抑制等防腐材料，吸附在金属的表面后，同时抑制阳极、阴极反应，从而减小腐蚀过程中的腐蚀电流，达到防止套管腐蚀的目的。
[0019]3、本专利技术中，采用该防腐胶囊，确保不影响水泥浆正常性能的基础条件下，添加量较大，防腐效果较优异。
[0020]4、本专利技术中，可将防腐复合剂、防腐胶囊应用于高矿化度地层水的防腐工程，如长庆油田洛河水地层水的防腐工程，长庆油田洛河水地层水总矿化度（TDS）为930～356127本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油气井固井用套管防腐复合剂，其特征在于，按重量份数计，包括：亚硝酸钠
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25
‑
35份；亚硝酸钙
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25
‑
35份；磷酸钠
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15
‑
25份；苯甲酸钠
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10
‑
15份；无水硅酸钠
ꢀꢀ5‑
10份。2.一种油气井固井用套管防腐胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.制备溶剂：选用粒径100
‑
250nm、分子量5500
‑
6500的脂肪族水性聚氨酯乳液，将水型聚氨酯树脂乳液与石蜡混合，在60
‑
65℃的恒温条件下，搅拌至透明状乳液，得到芯材分散溶剂备用；b.制备防腐胶囊芯材：按权利要求1的重量份数比取亚硝酸钠、亚硝酸钙、磷酸钠、苯甲酸钠与无水硅酸钠，混合均匀得到芯材粉末，将芯材粉末加入至步骤a中的溶剂中，得到芯材混合溶液；c.制备防腐胶囊壁材：取原料：超细碳酸钙、改性环氧树脂、脂肪胺类固化剂，先将超细碳酸钙加入至改性环氧树脂中，加入脂肪胺类固化剂，在60
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65℃的条件下，搅拌均匀，得到壁材混合溶液；d.制备防腐胶囊：在60
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65℃的恒温条件下，将步骤c中的壁材混合溶液加入至芯材混合溶液中，搅拌，固化后，冷却，烘干，粉碎，得到防腐胶囊。3.根据权利要求2所述一种油气井固井用套管防腐胶囊的制备方法，其特征在于：所述改性树脂是采用硅烷偶联剂对环氧树脂进行改性后得到的具有Si
‑
O键的改性环氧树脂；所述脂肪胺类固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小利，陈小荣，唐凯，万向臣，陈宁，刘小坤，高果成，闽江本，刘志雄，李志宏，王鼎，罗丽霞，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：