[发明专利]一种注水井用耐110摄氏度高温石墨烯改性环氧涂料及制备方法

说明书

本发明涉及的一种注水井用耐110摄氏度高温石墨烯改性环氧涂料及制备方法，将石墨烯分散液加入到二酚基丙烷环氧树脂中，混合均匀；然后加入助剂，混合均匀；再加入酚醛环氧树脂，混合均匀；最后加入颜填料，得到混合液；将混合液研磨至细度小于20微米，然后加入助剂，搅拌3～5min，得到涂料A组分；将涂料A组分与固化剂均匀混合，得到注水井用耐110摄氏度高温石墨烯改性环氧涂料。本发明的涂层因纳米尺度的石墨烯填充在涂层的空隙中，所以有效提高了涂层的抗渗性和耐蚀性能，其耐温性能达到148℃，在低于110℃(含)的井下注水工况中具有绝佳的防腐性能。

技术领域

本发明属于油井管腐蚀与防护技术领域，具体涉及一种注水井用耐110摄氏度高温石墨烯改性环氧涂料及制备方法和应用。

背景技术

随着油田油气勘探开发深入，油田开发已进入高含水或超高含水阶段。油田注水井管柱由于其气、水、油、固共存的多相耦合腐蚀介质，高温高压以及多变的腐蚀工作环境，管柱损坏问题日益严重，已成为腐蚀防护的难点。涂/镀层防护技术是油田最早使用的注水井管柱腐蚀控制措施，且取得了较好的经济效应。

然而，传统的注水管涂/镀层防护技术存在如下局限性：有机涂层其本体难以避免的含针孔等本征缺陷，耐磨耐冲蚀性能较差，高温环境下涂层难以阻止Cl-、H₂O和O₂等小分子的渗透，且易老化；对于镀层而言，在保证耐蚀效果前提下，对镀层的厚度和致密性要求高，相应的需要添加较多的Ni、W等贵金属元素，造成其成本增加，且镀层制备工艺控制还有待提高；而渗氮碳钢油管、金属表面钝化油管均存在耐久性差等问题，从而影响注水管的防腐效果及使用寿命。目前，油田现场注水井在用环氧涂层油管推荐使用温度一般不超过80℃。然而，随着深井超深井的开发，注水井深度已超4000米，服役温度已超过102℃。

因此，油气田企业对能够提高注水管服役寿命、性能稳定的经济型注水管涂/镀层防护技术具有强烈的生产需求。近年来，石墨烯改性环氧涂层因具有更优异的防腐性能受到广泛关注。然而，截止目前，石墨烯改性环氧涂层研究及应用主要集中在海洋防腐和风电防腐领域，大多涉及常温及低温的海洋环境或大气腐蚀环境；在井下高温高压服役环境中的性能研究还未见报道，更没有相关的应用示范工程。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种注水井用耐110摄氏度高温石墨烯改性环氧涂料及制备方法，该石墨烯改性环氧涂层油管能在110℃注水工况中长期服役，具有绝佳的防腐性能。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种注水井用耐110摄氏度高温石墨烯改性环氧涂料，按质量百分比计，包括

二酚基丙烷环氧树脂：36～38％

酚醛环氧树脂：8～10％

石墨烯：0.05～0.1％

颜填料：38～40％

助剂：0.1～0.4％

有机溶剂：4～6％

固化剂：8～9％。

本发明进一步的改进在于，石墨烯的比表面积190～260m²/g，石墨烯的层数7～10层。

本发明进一步的改进在于，颜填料为碳黑、滑石粉、硫酸钡、云母氧化铁、碳化硅、硫酸锌中的一种或几种。

本发明进一步的改进在于，助剂包括分散助剂、偶联剂、附着力助剂、消泡剂以及流平剂。

本发明进一步的改进在于，固化剂为脂环改性胺。

本发明进一步的改进在于，有机溶剂为二甲苯、正丁醇、1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的一种或几种。