[发明专利]一种用于酸性油气井防腐蚀的固体复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于酸性油气井防腐蚀的固体复合材料及其制备方法，属于材料技术领域。一种用于酸性油气井防腐蚀的固体复合材料，按重量百分比计算，包括以下组分：粘合剂16‑43%，稀释剂7‑14%，固化剂1‑5%，碱性填料43%‑76%。本发明的固体复合材料缓慢释放活性组分，中和酸性气体溶于地层水产生的氢离子，显著提高地层水的pH值。本固体复合材料投加工艺简单，可减少人为主观因素的影响，有效减缓油套管和井下工具的腐蚀，降低了生产成本，具有显著的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种用于酸性油气井防腐蚀的固体复合材料及其制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

酸性油气井主要是指含有CO₂、H₂S等酸性气体的井。当前我国大部分油气井已进入二次、三次采油阶段，单井出水量大幅增加，这些酸性气体溶于地层水，电离产生氢离子，导致地层水的pH值降低，同时地层水中含有大量氯离子，矿化度高达几万至十几万ppm，正是这种酸性叠加高矿化度的作业环境导致井下油套管、井下工具腐蚀严重，极大缩短了油气井的生产周期，造成了严重的经济损失。针对这种强腐蚀环境，目前主要的防护措施是向井下注入液体缓蚀剂，从现场使用效果看，缓蚀剂的加入可以在一定程度延长油气井的生产周期，但还存在一些问题，第一，缓蚀剂的注入一般是通过人工完成，加注量和加注周期受主观因素影响较大，不能严格按照技术规程实现缓蚀剂的加注管理，客观上造成缓蚀剂的性能不能充分发挥的局面；第二，酸性油气井使用的缓蚀剂主要是以季铵盐、咪唑啉及其衍生物为代表的有机吸附型缓蚀剂，其缓蚀机理是通过N、S、O等富电子基团吸附在油管钢表面，形成一层致密的有机分子膜，阻碍外界侵蚀性介质的传输，从而达到减缓油套管腐蚀的目的。但在实际应用过程中，由于添加量在几十至几百ppm，浓度较低，且此种缓蚀剂具有水溶油分散或油溶性的特点，并不能在溶液环境中完全均匀分散，导致油管钢的局部位置没有形成缓蚀剂吸附膜，从而不能有效发挥缓蚀剂的保护作用。现有有机缓蚀剂的原理是通过吸附在油套管表面形成分子膜，从而起保护作用，如CN100526508C-一种抑制金属腐蚀的缓蚀剂及其制备方法中公开的缓蚀剂，虽然其缓蚀率很高，但制备时需要高温，反应条件较高，有机缓蚀剂的原料不仅有刺激性气味对环境危害大，且会对油品的性质产生影响。除成本高之外，应用范围也比较窄，对某些腐蚀苛刻的油气井，所有有机缓蚀剂均不能发挥长期的保护作用，油气井的平均维修周期不到100天。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缓蚀剂速率不佳，成本高，以及对腐蚀苛刻的油气井保护期短的缺陷，提出一种用于酸性油气井防腐蚀的固体复合材料及其制备方法，特别是油管和套管在高温高压、高矿化度下使用的固体复合材料，有效减缓油套管和井下工具的腐蚀，延长油气井的平均维修周期。

本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种用于酸性油气井防腐蚀的固体复合材料，按重量百分比计算，包括以下组分：粘合剂16-43%，稀释剂7-14%，固化剂1-5%，碱性填料43%-76%。

优选地，其配方组分及其重量百分比包括：粘合剂16%-30%，稀释剂7%-10%，固化剂1%-3%，碱性填料57%-76%。

所述粘合剂为丙烯酸树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、环氧树脂等热固性树脂中的至少一种。

所述稀释剂为苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙醇、丙酮、二丁酯中的至少一种。

所述固化剂为异氰酸酯、氨基树脂、环烷酸钴、环烷酸锌、钛酸酯中的至少一种。

所述碱性填料为叔丁基锂、甲醇钠，乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氧化钾、氧化钠、氧化钙、过氧化钾、过氧化钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙中的至少一种。

本发明通过以下技术方案进一步解决技术问题：一种用于酸性油气井防腐蚀的固体复合材料的制备方法，包括以下步骤：

第一步、向装配有搅拌装置的反应釜中加入粘合剂和稀释剂，搅拌10-25分钟，将粘合剂和稀释剂搅拌均匀；