[发明专利]完井液用pH缓冲剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种完井液用pH缓冲剂，其为第一缓冲液体系和第二缓冲液体系的混合液，混合液的pH为9.85～10.45；其中，第一缓冲液体系为氯化铵溶液和氨水的混合溶液，其pH为9.15～10.35；第二缓冲液体系为碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液，其pH为9.0～10.5；该完井液用pH缓冲剂除硫化氢等和抑制铁垢的效率高，能够有效预防因氢脆和氢致而引起的套管损害和裂纹，且由于其加入后使完井液始终维持在碱性条件，使腐蚀产物氢氧化铁和碳酸铁溶解度很小，且使少量生成的氢氧化铁和碳酸铁牢固覆盖在金属表面，进而阻止金属进一步腐蚀，维持完井液体系稳定。

技术领域

本发明涉及完井工作液技术领域，特别涉及一种完井液用pH缓冲剂及其制备方法。

背景技术

目前，常用的盐水完井液体系有CaCl₂体系、CaBr₂体系、CaCl₂/发明CaBr₂体系、甲酸盐体系等。CaCl₂体系广泛适应于密度1.4g/cm³以下的完井液体系，体系pH值为中性；CaCl₂/发明CaBr₂体系广泛适应于密度1.8g/cm³以下的完井液体系，低腐蚀，体系pH值近似中性；而甲酸盐体系属于储层保护完井液体系，适应于密度1.55g/cm³以下，低腐蚀，体系pH值为弱碱性。上述体系的完井液在酸性气田使用时，由于酸性气体CO₂、H₂S的侵入会降低体系的pH值，从而增大腐蚀速率；尤其是使用甲酸盐体系时还会加快甲酸盐的快速分解。因此，为了保证完井液体系pH值的稳定，体系中加入pH缓冲剂来抑制盐的分解、抑制FeCO₃和FeS腐蚀并使其在金属表面形成保护膜，从而维持整个体系的性能稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决目前使用单一的氨水-氯化铵缓冲体系导致的高成本、强腐蚀等问题的完井液用pH缓冲剂。

本发明的另一目的是提供一种制备上述完井液用pH缓冲剂的制备方法。

为此，本发明技术方案如下：

一种完井液用pH缓冲剂，其为第一缓冲液体系和第二缓冲液体系的混合液，混合液的pH为9.85～10.45；其中，第一缓冲液体系为氯化铵溶液和氨水的混合溶液，其pH为9.15～10.35；第二缓冲液体系为碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液，其pH为9.0～10.5。

采用氨水-氯化铵构成的第一缓冲液体系和碳酸钠-碳酸氢钠构成的第二缓冲液体系进行复配后作为完井液用pH缓冲剂，有效降低了Cl^-含量的同时提高了抑制铁垢生成和出硫化氢的效率，并且降低了缓冲剂的施工成本。

优选，第一缓冲液体系为0.1mol/L的氯化铵溶液和0.1mol/L的氨水的混合溶液，且二者重量比为5～7:3～5；第二缓冲液体系为0.1mol/L的碳酸钠溶液和0.1mol/L的碳酸氢钠溶液的混合溶液，且二者重量比为5～7:3～5。

优选，第一缓冲液体系和第二缓冲液体系的重量比为7～9:1～3。

一种完井液用pH缓冲剂的制备方法，具体步骤如下：

S1、配制摩尔浓度为0.1mol/L的NH₄Cl溶液与摩尔浓度为0.1mol/L的NH₃.H₂O，然后按重量比5～7:3～5称量NH₄Cl溶液与氨水并将二者混合均匀，得到pH为9.15～10.35的第一缓冲液体系；