[发明专利]一种可降低高温高压下二氧化碳腐蚀的封隔液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到高温高压井完井作业中的一种工作液及其制备方法，具体地说，是一种可降低高温高压下二氧化碳腐蚀的封隔液及其制备方法，属于油田化学技术领域。

背景技术

在完井作业过程中，留在油井油管与套管或技术套管与油层套管环形间隙内的液体，称为封隔液或环空保护液。封隔液的主要目的是保持表层或技术套管间的液柱静压力，防止内外产生压力差而危及套管。更重要的是，封隔液需要在油井整个生产期间，保护表层和中间套管内壁与油层套管外壁不受腐蚀。

通常，所采用的封隔液为无固相盐水，如NaCl、KCl、CaCl₂、CaBr₂、ZnBr₂以及HCOONa和HCOOK，依据不同密度需要，调节盐的种类和盐的浓度，实现在不同井条件下的环空保护，例如，在高压条件下需要使用高密度封隔液。

对于高温高压油气井，如果天然气中含大量CO₂气体，则井底CO₂分压也必然会高，有些井CO₂分压高达近30MPa。尽管封隔液存在于环空中，一旦发生蹿漏，则同样有CO₂气体进入环空，与封隔液接触，必然会大大加剧封隔液的腐蚀性。用于配制高密度盐水封隔液的原料通常为溴盐（如CaBr₂、ZnBr₂等）和甲酸盐，由于CaBr₂/ZnBr₂其自身具有很强腐蚀性，在高温高压井中使用受到限制，而甲酸盐，如HCOOK等，尽管其本身腐蚀性不大，但是HCOOK盐水在有CO₂气体进入后其腐蚀性显著增大，从而不能满足封隔液长期防腐要求。同时，现有技术也有采用单一的无机磷酸盐作为加重剂配制封隔液，但其容易与钙、镁离子含量高的海水或地层采出水形成沉淀。

现有技术中，未有针对降低高温高压下二氧化碳腐蚀的封隔液。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种适用于高温高压且二氧化碳含量高的油气井完井作业用的封隔液体系，该封隔液采用复合盐加重，含有有机膦酸盐，可降低高温高压下二氧化碳对井下管材的腐蚀，同时还具有与海水及地层采出水配伍性好，与钙/镁离子含量高的地层采出水接触不会形成沉淀，热稳定性佳、抗温达150℃，密度可达1.60g/cm³以上。

本发明的另一个目的在于提供上述一种封隔液的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下方案：一种可降低高温高压下二氧化碳腐蚀的封隔液，由下列重量份的组分组成：淡水100份，NaOH 0.20-0.50份，除氧剂0.10-0.30份，缓蚀剂 1-6份，复合盐加重剂10-200份；其中，复合盐加重剂是无机磷酸盐与有机膦酸盐复配而成。

优选的，所述复合盐加重剂由50-95wt%的无机磷酸盐和5-50wt%的有机膦酸盐复配而成。

进一步优选的，所述的无机磷酸盐是磷酸氢二钾、磷酸三钾、焦磷酸钾中的一种。

进一步优选的，所述的有机膦酸盐是氨基三亚甲基膦酸五钠、羟基亚乙基二膦酸四钠、己二胺四亚甲基膦酸钾盐、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠中的一种。

本发明技术方案中，所述的除氧剂可以是亚硫酸钠或异抗坏血酸。

本发明技术方案中，所述的缓蚀剂采用咪唑啉衍生物和炔醇，优选的，可以是1-氨乙基-1-羧甲基-2 -十七烯基氯化咪唑啉或丁炔二醇。

本发明的可降低高温高压下二氧化碳腐蚀的封隔液的制备方法具体步骤如下：在100份淡水中加入0.2-0.5份 NaOH，搅拌5-20分钟充分溶解；再加入10-200份复合盐加重剂调节密度，搅拌30-60分钟充分溶解；最后加入0.10-0.30份除氧剂以及1-6份缓蚀剂，搅拌均匀；静止沉降过滤即得。

本发明技术方案中各组分在隔封液中的作用说明如下：

（1）除氧剂：除氧剂用于除去封隔液中的溶解氧，有助于控制封隔液对井下管材的腐蚀。本发明除氧剂采用亚硫酸钠、异抗坏血酸等；

（2）缓蚀剂：缓蚀剂通过在金属表面吸附成膜来阻止封隔液介质对管材的腐蚀，本发明缓蚀剂采用咪唑啉衍生物和炔醇，如1-氨乙基-1-羧甲基-2 -十七烯基氯化咪唑啉、丁炔二醇等；