[发明专利]一种钻井液用包合型长效除氧剂及制备方法

说明书

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种钻井液用包合型长效除氧剂及制备方法，由下列原料按下述质量份制成：包合体为10～15份、多元酚类催化剂为10～15份、羟胺化合物的活性成分A为3～12份、羟胺化合物的活性成分B为3～12份和溶剂为50～65份，解决了现有技术中除氧剂存在与钻井液不配伍，影响钻井液性能，或是无法满足钻井液循环过程中的非封闭系统的长效除氧问题，具有在溶液中控制催化剂缓慢释放，持续催化羟胺化合物强氧化剂与钻井液中溶解氧快速反应，达到增强除氧效果和延长除氧时效的目的。

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种钻井液用包合型长效除氧剂及制备方法。

背景技术

钻井作业过程中金属钻具表面出现不同程度腐蚀现象，研究人员通过分析钻具所接触的腐蚀介质，检测出钻井液中的溶解氧含量最高可达7～8mg/L，高浓度溶解氧溶解氧具有强去极化作用，易造成钻具金属材质的氧去极化腐蚀，以及局部的氧浓差腐蚀，加速钻具表面的坑蚀导致穿孔甚至断裂；另外，溶解氧的存在对其它类型腐蚀，如地层中的酸性气体H2S和CO2的腐蚀起促进作用。抑制氧去极化作用引起的钻具金属腐蚀的措施主要两种：一种是通过添加缓蚀剂，在钻具表面形成保护膜；另一种是添加除氧剂消除腐蚀介质中的溶解氧，彻底抑制氧去极化作用。钻井液动态循环过程中，岩屑及钻井液添加剂会冲刷钻具表面，影响缓蚀剂的沉默效果，因此选择除氧的方式更好。通过实验对比发现，当钻井液中的溶解氧含量降低至1mg/L以下时，腐蚀速率可降低50％以上，当钻井液中的溶解氧含量降低至0.1mg/L时，腐蚀速率能下降90％，因此，降低钻井液中的溶解氧含量是比添加缓蚀剂更直接的防腐措施。

目前市场除氧剂产品种类繁多，其中亚硫酸钠是传统的锅炉水除氧剂,具有价格低廉、来源广泛的优点，与金属盐催化剂，例如氯化钴等复配使用，除氧效果增强，但亚硫酸钠与氧的反应速度受pH值、温度等因素影响，不适用于钻井液环境中应用。水合肼除氧效率比亚硫酸钠高，且高温除氧优于低温除氧效果的特点更适合在井底温度环境使用，但因具有毒性已被摒弃。现场生产均无法采用。

中国发明专利申请号为201110408479.9，申请日期为2011年12月9日的专利申请文件公开了一种钻井液用除氧剂及其制备方法，涉及石油化工技术领域，其组分以质量百分比计包括：肟类20％～30％；胺类10％～20％；钠盐10％～20％；溶剂30％～60％。制备方法：按照所述的质量比例混合搅拌均匀即可制得。该除氧剂通过多种药剂进行复配，协同增效，快速降低钻井液中溶解氧含量，有效解决氧去极化作用引起的钻具腐蚀问题。具有用量小、效率高、制备工艺简单、无毒、无害、对环境无污染等特点。但采用该方法制备的产品在现场应用过程中发现存在问题，钻井液从井眼返出到达地面后，要依次经过振动筛、除砂器、离心机等固相控制设备，最后由泥浆泵泵入钻杆，完成一个循环，固控设备工作时都是未封闭状态，尤其是经过振动筛环节，钻井液与空气充分接触，实际检测发现溶解氧含量在此环节快速升高。说明该种配方除氧剂能快速降低井筒中钻井液中的溶解氧，但不具备缓慢释放长效除氧的特点，所以返回地面后，之前已加入钻井液中但未消耗完的除氧剂将不停的与振动混入的氧气反应，加速了除氧剂的消耗，如果不在钻井液入井前及时补加除氧剂，携带的大量溶解氧将对钻具产生氧去极化腐蚀。所以要维持井眼内环境的低浓度溶解氧，必定要增加生产成本，降低生产效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中除氧剂存在与钻井液不配伍，影响钻井液性能，或是无法满足钻井液循环过程中的非封闭系统的长效除氧问题。

为此，本发明提供了一种钻井液用包合型长效除氧剂，由下列原料按下述质量份制成：包合体为10～15份、多元酚类催化剂为10～15份、羟胺化合物的活性成分A为3～12份、羟胺化合物的活性成分B为3～12份和溶剂为50～65份。

所述包合体为α-环糊精。

所述多元酚类催化剂为对苯二酚。

所述羟胺化合物的活性成分A为N,N-二乙基羟胺，羟胺化合物的活性成分B为N-异丙基羟胺。