一种控制电偶腐蚀的缓蚀剂

摘要

一种控制电偶腐蚀的缓蚀剂，其中该缓蚀剂以其总重量为基准含有：脂肪胺聚氧乙烯醚1－70重量％；丙炔醇0.01－30重量％；水 0－70重量％；乙二胺 0－30重量％；乙醇0－70重量％；本发明提供的该缓蚀剂可以达到良好的控制电偶腐蚀的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制电偶腐蚀的缓蚀剂。

背景技术

在石油与天然气的开发生产中，油气田的套管设计通常采用两种或两种以上的金属材料以降低生产成本。但是，两种金属材料在盐含量较高的腐蚀介质完井液中相互接触时会产生电位差，产生电偶腐蚀效应，使套管发生严重腐蚀，造成经济损失和安全事故。防止和控制腐蚀有多种方法，对于完井作业，在完井液中添加缓蚀剂是一种简便有效并切实可行的方法。但是，目前国内外还没有控制电偶腐蚀的专用缓蚀剂，只是用其它的缓蚀剂来代替，因此控制电偶腐蚀的效果不理想。

发明内容

为了克服现有缓蚀剂控制电偶腐蚀的效果不理想的缺点，本发明提供了一种具有良好的控制电偶腐蚀效果的缓蚀剂。

本发明提供的缓蚀剂以其总重量为基准含有：

脂肪胺聚氧乙烯醚          1-70重量％

丙炔醇                    0.01-30重量％

水                        0-70重量％

乙二胺                    0-30重量％

乙醇                      0-70重量％

本发明提供的缓蚀剂中的脂肪胺聚氧乙烯醚和丙炔醇分别与基体金属作用，二者之间也发生螯合，从而在金属表面形成吸附的正电性聚合物，该聚合物在阴极附近放电还原，提高了氢的过电位而使电偶腐蚀得到控制。例如在本发明实施例6中，往100克完井液中添加1.5克本发明提供的缓蚀剂，则套管的两种金属的腐蚀速率分别为0.015和0.072，缓蚀率分别为86.7％和96.3％，都满足了石油天然气行业标准(SY/T 5329-1994)的要求。

具体实施方式

按照本发明提供的缓蚀剂，其中所述脂肪胺聚氧乙烯醚为主剂，它的分子结构如下式所示：

CH₃-(CH₂)_m-NH-(CH₂-CH₂-O)_n-H，其中m为6-10，n为6-10。

以所述缓蚀剂的总重量为基准，所述脂肪胺聚氧乙烯醚的含量优选为5-50重量％，更优选为15-25重量％。

所述丙炔醇为辅剂，以所述缓蚀剂的总重量为基准，所述丙炔醇的含量优选为0.05-20重量％，更优选为0.05-8重量％。

所述水为溶剂，以所述缓蚀剂的总重量为基准，水的含量优选为10-50重量％，更优选为25-45重量％。

由于脂肪胺聚氧乙烯醚在水中的溶解性较差，难以分散均匀，因此可以加入乙醇作为分散剂使脂肪胺聚氧乙烯醚分散均匀，以所述缓蚀剂的总重量为基准，乙醇的含量优选为10-50重量％，更优选为35-45重量％。

为了增强缓蚀剂的控制电偶腐蚀的效果，所述缓蚀剂还可以含有乙二胺作为协同剂，以所述缓蚀剂的总重量为基准，所述乙二胺的含量优选为0.05-20重量％，更优选为0.05-8重量％。

所述缓蚀剂的制备方法是将所述脂肪胺聚氧乙烯醚、丙炔醇、乙二胺、乙醇和水混合搅拌均匀即可。

本发明提供的缓蚀剂可以用于各种引起电偶腐蚀的腐蚀介质中，如完井液中，虽然使用本发明提供的缓蚀剂就能够控制电偶腐蚀，但是优选情况下，以所述腐蚀介质的重量为基准，所述缓蚀剂的使用量为0.5-5.0重量％，优选为1.0-4.0重量％。

下面将通过具体的实施方案来更详细地描述本发明。

实施例1

该实施例用来配制完井液。

将265克氯化钾、20克二甲基二烯丙基氯化铵、3克氨基磺酸、2克亚硫酸钠和1000克海水混合搅拌均匀即可得到完井液。

实施例2

该实施例用来配制本发明所提供的缓蚀剂。

将70克脂肪胺聚氧乙烯醚(CH₃-(CH₂)₇-NH-(CH₂-CH₂-O)₉-H)、30克丙炔醇混合搅拌均匀得到缓蚀剂。

实施例3

该实施例用来配制本发明所提供的缓蚀剂。

将17克脂肪胺聚氧乙烯醚(CH₃-(CH₂)₉-NH-(CH₂-CH₂-O)₁₀-H)、1克丙炔醇、2克乙二胺、40克乙醇和40克水混合搅拌均匀得到缓蚀剂。

实施例4

该实施例用来配制本发明所提供的缓蚀剂。

将24克脂肪胺聚氧乙烯醚(CH₃-(CH₂)₆-NH-(CH₂-CH₂-O)₇-H)、6克丙炔醇、7克乙二胺、45克乙醇和30克水混合搅拌均匀得到缓蚀剂。

对比例1

该对比例用于测定实施例1中完井液对套管材料的腐蚀速率。

采用挂片法，将尺寸为40毫米×13毫米×2毫米的13Cr-L80钢和N-80钢挂片放入100克实施例1得到的完井液中，在70℃下维持168小时。

然后，根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5329-94，观察挂片表面的成膜状况、点蚀和坑蚀状况，计算腐蚀速率。测定结果见表1。

实施例5-8

实施例5-8用于测定实施例3得到的缓蚀剂对腐蚀的控制效果。

按照与对比例1中相同的方法进行测定，不同的是，100克完井液中分别添加了0.25克、1.5克、3克和4.5克实施例3得到的缓蚀剂。

根据测得的腐蚀速率由下式计算缓蚀率。

其中腐蚀速率(空白)是对比例1测得的腐蚀速率，腐蚀速率(缓冲剂)是完井液中添加缓蚀剂的情况下测得的腐蚀速率。

结果如表1所示。

实施例9-12

实施例9-12用于测定实施例4得到的缓蚀剂对腐蚀的控制效果。

按照与对比例1中相同的方法进行测定，不同的是，100克完井液中分别添加了0.25克、1.5克、3克和4.5克实施例4得到的缓蚀剂。

采用与实施例5-8中相同的方法计算出缓蚀率。

结果如表1所示。

表1

  实施例编号  缓蚀剂  添加量(％)  试件材质  腐蚀速率  (mm/a)  缓蚀率  (％)  对比例1  0  13Cr-L80  0.113  -  N-80  1.95  -  实施例5  0.25  13Cr-L80  0.065  42.5  N-80  0.198  89.8  实施例6  1.5  13Cr-L80  0.015  86.7  N-80  0.072  96.3  实施例7  3  13Cr-L80  0.013  88.5  N-80  0.069  96.5  实施例8  4.5  13Cr-L80  0.013  88.5  N-80  0.053  97.5  实施例9  0.25  13Cr-L80  0.063  44.2  N-80  0.192  90.2  实施例10  1.5  13Cr-L80  0.020  82.3  N-80  0.085  95.6  实施例11  3  13Cr-L80  0.013  88.5  N-80  0.068  96.5  实施例12  4.5  13Cr-L80  0.011  90.3  N-80  0.051  97.4

从表1所示的结果可以看出，本发明提供的缓蚀剂具有良好的控制电偶腐蚀的效果。