[发明专利]一种适用于二氧化碳驱采油井缓蚀剂快速筛选的流程

摘要

本发明涉及一种适用于二氧化碳驱采油井缓蚀剂快速筛选的流程，属于采油工程技术领域。其流程包括：1)收集采油井腐蚀工况参数；2)搜集符合要求的缓蚀剂并对其编号；3)对搜集的缓蚀剂进行相容性实验，筛选出与现场水相容性好的缓蚀剂；4)采用电化学腐蚀检测方法快速筛选出缓蚀率＞90％的缓蚀剂；5)考虑不同材质与相态，利用静态高温高压釜对步骤4)中筛选出的缓蚀剂进行评价，筛选出满足腐蚀速率≤0.076mm/a的缓蚀剂；6)模拟现场油水混合流动工况，利用高差管路流动的动态高温高压釜对步骤5)中筛选的缓蚀剂进一步进行评价，确定出满足腐蚀速率≤0.076mm/a的缓蚀剂及编号。本发明提供的筛选流程，能够高效快速的筛选出满足现场防腐要求的缓蚀剂。

主权项

1.一种适用于二氧化碳驱采油井缓蚀剂快速筛选的流程，其特征在于：首先对拟采用的缓蚀剂进行相容性评价，然后采用电化学腐蚀检测方法进一步筛选出缓蚀率大于90％的缓蚀剂，最后模拟采油井静态和动态腐蚀工况综合筛选出符合油田腐蚀控制指标的缓蚀剂，具体包括以下步骤：(1)收集油田采油井的腐蚀工况参数，具体包括：氯离子含量、CO2分压、井筒温度、流速、井筒相态分布和油水比；(2)根据油田腐蚀工况参数，搜集符合腐蚀工况的缓蚀剂种类，并对其进行编号；(3)对搜集的缓蚀剂进行相容性评价，具体实验步骤如下：a.水溶性实验：实验时先接通恒温水浴锅电源，升温至60℃，用量筒量取90ml现场采出液，加入100ml具塞比色管中，用移液管向具塞比色管中加入10ml的缓蚀剂样品，将缓蚀剂配成体积分数为10％的溶液，盖上瓶塞，摇动5min，使其混合均匀，将已混合均匀含缓蚀剂水溶液的具塞比色管放入已恒温的水浴锅中；分别观察并记录恒温后30min和24h的现象，以恒温30min及恒温24h时溶液呈均相、透明为溶解性良好的判断准则，以恒温30min及恒温24h时溶液呈均相为分散相良好的判断准则，以恒温30min时溶液有不均匀液珠或颗粒分布、恒温24h时溶液分层或有沉淀为溶解性和分散性差的判断准则，对缓蚀剂的溶解性和分散性进行评价；b.乳化倾向测定实验：用现场采出液配制1000mg/L的缓蚀剂溶液，接通恒温水浴电源，升温至60℃，向2支100ml具塞比色管中分别加入含1000mg/L缓蚀剂的现场采出液或不含缓蚀剂的现场采出液50ml，原油50ml，盖上瓶塞，将具塞比色管放入已恒温的水浴中，恒温30min后,将盛有混合液的比色管上下振动200次后再放入水浴中；记录静置10min时的油水界面分层情况，观察油相、水相乳化程度，并记录60min时空白组的油水比V1，加缓蚀剂组的油水比V2，比较加缓蚀剂与空白组试验的油水比，以静置10min时油水界面清晰、静置60min时V1≥V2为缓蚀剂无乳化倾向的判断准则，对缓蚀剂的乳化倾向进行评价；c.根据水溶性实验和乳化倾向测定实验结果，筛选出与现场采出液相容性好的缓蚀剂，并记录对应的编号；(4)采用电化学腐蚀检测方法评价步骤(3)中相容性好的缓蚀剂，筛选出缓蚀率大于90％的缓蚀剂，实验步骤如下：a.溶液和容器准备：实验前先在加入1000ml现场采出液至三颈圆底烧瓶中，持续通入CO2气体2h，然后加入200ppm缓蚀剂均匀搅拌；b.电极材料准备：电化学实验的工作电极为底面积0.7854cm2的圆柱形抽油杆材质，实验前将工作电极依次用200#，400#，600#，800#和1200#号金相砂纸逐级打磨至工作表面无明显划痕为止，然后石油醚清洗去除工作电极表面的油渍后，再用无水乙醇清洗、擦拭去除工作电极表面的残留物待用；利用三电极体系进行电化学评价，采用的参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂电极；c.电化学实验：利用电化学工作站三电极体系进行电化学评价，首先测量开路电位，测量时的参数设置为扫描面积0.7845cm2，测量时间30分钟，然后测阻抗谱，最后用动电位扫描测出极化曲线，动电位扫描极化曲线的扫描范围为-600mV-1000mV，扫描频率为0.5mV/s；d.实验数据分析：对每组动电位扫描曲线进行拟合，根据自腐蚀电流密度I和自腐蚀电位E绘制出Log∣I∣～E图，将阴、阳极极化曲线的直线部分延长，所得交点对应的横坐标值为自腐蚀电流密度Icorr，通过式(1)计算出缓蚀剂的缓蚀率： I E = I c o r r .0 - I c o r r I c o r r × 100 % - - - ( 1 ) ]]>式中：Icorr.0为抽油杆材质在空白采出液的自腐蚀电流密度，单位为mA/cm2；Icorr为抽油杆材质在含有缓蚀剂采出液的自腐蚀电流密度；e.筛选出缓蚀率大于90％的缓蚀剂作为下一步备选的缓蚀剂，并记录对应的编号；(5)利用静态高温高压釜实验对步骤(4)筛选的缓蚀剂进行腐蚀失重评价实验，筛选出腐蚀速率≤0.076mm/a的缓蚀剂，实验步骤如下：a.实验前将抽油杆、油管、套管三种材质尺寸为30×15×3mm的试样进行去油、除水，并将其干燥完全后，然后分别悬挂于加入500ppm缓蚀剂和不加缓蚀剂的饱和CO2采出液的釜中，试样完全浸在溶液中为在液相中的实验，一半试样浸在溶液中为在气液交界面处的实验，试样未浸入溶液中为在气相中的实验；b.模拟现场工况实验参数设定为井筒最高温度、最大CO2分压、最大氯离子含量，在模拟工况条件下腐蚀一周后，取出试样，将失重试样置于去膜液中清洗，以去除试样表面的腐蚀产物，并依次通过去离子水、无水酒精冲洗，冷风吹干后称重，通过式(2)计算出腐蚀速率： v = 87600 × ( w 0 - w 1 ) S t p - - - ( 2 ) ]]>式中：v是材料的腐蚀速率，单位为mm·a-1；w0与w1分别为腐蚀前后试片的质量，单位为g；S为试片的面积，单位为cm2；ρ为碳钢的密度，其值为7.8g·cm-3，t为实验时间，单位为h；c.算出腐蚀速率，筛选出腐蚀速率≤0.076mm/a的缓蚀剂，记录抽油杆、油管、套管材质在静态高温高压釜三种相态实验中满足要求的缓蚀剂及其编号；(6)利用动态高温高压釜实验对步骤(5)筛选的缓蚀剂进行腐蚀失重评价实验，进一步筛选出腐蚀速率≤0.076mm/a的缓蚀剂，实验步骤如下：a.实验前将抽油杆、油管两种材质尺寸为30×15×3mm的试样进行去油、除水，并将其干燥完全后，然后将装有试样的夹具放入具有高差的管路流动腐蚀实验装置中；b.实验时溶液从自上向下以一定的流速循环流动使油水充分混合，模拟现场工况实验参数设定为现场井筒最高温度、最大CO2分压、最大氯离子浓度，在模拟工况条件下腐蚀一周；c.取出试样，将失重试样置于去膜液中清洗，以去除试样表面的腐蚀产物，并依次通过去离子水、无水酒精冲洗，最后用式(2)算出腐蚀速率，筛选出腐蚀速率≤0.076mm/a的缓蚀剂，确定满足要求的缓蚀剂及其编号。