钻井液中抗氧缓蚀剂的研究

盐 水
用量 ! BC EC 3C F3 . / 0 . / A(8 D (341 D (341 D 34 # " 1 #% 8$ 1 - "= 1 $ "- + 1 $ = " 1 #% =# -# 1 $ "" < 1 $ # " 1 #+ 8- 1 $ "< "" % = " 1 #+ $" 1 = -8 "8 "# # " 1 #% 8- "+ $ "= " 1 #+ =- -- < "8 # " 1 #% -+ % $ 8 = " 1 #+ -) 1 $ + = 8 # " 1 #) -- 1 $ < 1 $ ) 8 1 $ = " 1 #+ -" 1 8 + 1 $ ) " 1 $ # " 1 #) <+ 1 - 8" 1 $ "+ "= 1 $ ) " 1 #) =< 1 ) -= "= "# # " 1 #) ")) 8- 1 $ -= % 1 $ = " 1 #= "#< -+ 1 $ "= "8 1 $ ) " 1 #$ =$ 1 ) -- 1 $ "8 < 1 $
参照 >? / 6@"8 ##= 7 <# 钻井液测试程序， 测试了 （见表 =） 。表 = 加入缓蚀剂 56- 7 "8 后钻井液的性能 表明： 钻井液的流变性能变化不显 !和 ’: 保持稳定， 著。表明缓蚀剂 56- 7 "8 与钻井液配伍良好。 -18 缓蚀剂的理化性能测试 万方数据 缓蚀剂 56- 7 "8 的理化性能测试情况见表 $。
标 无色或浅黄色液体
表 8 评价结果表明： （"） 温度对 !"#$ 钢在钻井液中的腐蚀有显著影 响。温度升高， 腐蚀速率增大。加入缓蚀剂 56- 7 "8 后， 温度升高， 腐蚀速率同样增大， 如对盐水钻井液保 护度仍高达 %+ 1 %; 。可见， 缓蚀剂 56- 7 "8 的耐温性 能较好， 在 )# , "-# 9 中高温范围内均能有效抑制钻 井液中溶解氧对钻具的腐蚀。表明缓蚀剂 56- 7 "8 可 用于高温钻井作业中溶解氧腐蚀的防蚀。 （-） 缓蚀剂 56- 7 "8 对不同类型钻井液中溶解氧 腐蚀有良好的抑制作用， 腐蚀速率低于 # 1 )- (( / 4， 保 护度达到 %#; 以上， 达到了该项科研任务规定的室内 技术指标。表明缓蚀剂 56- 7 "8 适用于盐水钻井液、 淡水钻井液、 聚合物钻井液中溶解氧腐蚀的防蚀。 （8） 缓蚀剂 56- 7 "8 在盐水钻井液、 淡水钻井液、 聚合物钻井液中的用量分别为 " 1 $ . / 0、 = . / 0、 = . / 0。 （=） 在不加缓蚀剂条件下， !"#$ 钢在淡水钻井液 中的腐蚀速率高达 % 1 #$ (( / 4。表明钻井液中溶解氧 对钻具的腐蚀非常严重， 采取防蚀技术措施非常必要。 缓蚀剂 56- 7 "8 满足了这种要求， 可为钻井生产提供 一种有效的钻井液溶解氧防蚀技术措施。 -1缓蚀剂与钻井液配伍性能评价
表" 温 盐水钻井液中溶解氧含量测试结果 溶解氧含量， &1 ’ 2 7.+ 8.8.5 "" . +
度， 3 -+ . # "% . $ "" . 7 8.8
度重视， 并采取可能的防蚀技术措施。 钻井液中溶解氧腐蚀的防蚀技术措施之一是向钻 井液中加入抗氧缓蚀剂。抗氧缓蚀剂属于化学物质， 在不改变钻井液使用性能的情况下， 显著降低钻井液 中溶解氧对钻具的腐蚀能力。采用抗氧缓蚀剂与其它 防蚀技术措施相比， 经济、 有效、 普遍采用。国外自 +# 世纪 -# 年代初研制出钻井液缓蚀剂产品， 其在钻井液 助剂中现已占有相当大的比例。国内于 7# 年代着手 钻井液缓蚀剂的研制工作， 由于多方面因素的影响， 极 少有产品应用于生产。根据这种状况， 中国石油天然 气总公司于 8# 年代初规划了钻井液缓蚀剂的研制工 作， 并向各油田下达了钻井液缓蚀剂的研制任务。结 合四川气田钻井液生产实际， 开展了钻井液抗氧缓蚀 剂的研究工作。经过室内研究， 研制成功了一种钻井 液抗氧缓蚀剂 )*+ , "-， 达到了该项科研任务规定的 室内技术指标： 保护度达到 %#4 以上、 腐蚀速率低于 # . 5+ && ’ (。
［+］ 蚀作用 。可见， 对钻井液中溶解氧腐蚀必须给予高 ［"］
摘
要
钻井液中溶解氧含量在 7 / "+ 表 " 测试结果表明， 溶解氧含量下降。 &1 ’ 2 范围。温度上升， 由于钻井液中溶解氧含量达到 " &1 ’ 2 时， 即可引
［0］ 起严重的氧腐蚀 。由此可以预料， 钻井液中溶解氧
将对钻具产生严重的腐蚀， 必须采取防蚀技术措施。
+
缓蚀剂性能评价
缓蚀剂性能评价用钻井液分为三大类， 包括： 盐水
［-］ 钻井液、 淡水钻井液、 聚合物钻井液 。
+."
缓蚀剂缓蚀效果评价
［-］ 钻井液抗氧缓蚀剂缓蚀效果评价采用转轮法 。
通过试片试验前后质量损失 （失量） 计算缓蚀剂的保护 度以及钻井液的腐蚀速率。 在盐水钻井液 （ 9: ; 8 . #） 、 !"#$ 钢、 5# 3 、 %# <9&、 溶解氧含量 7 / "+ &1 ’ 2、 氧分压 # . #+ >?( 下， 缓蚀 5 =、 剂 )*+ , "- 的缓蚀效果评价结果见表 +。
-###
以上， 能有效抑制钻井液中溶解氧对钻具的腐蚀。在 溶解氧含量 + , "- (. / 0、 氧分压 !"#$ 钢、 %# &’(、 ) *、 缓蚀剂 56- 7 "8 抗高温性能、 对不同类 # 1#- 234 下， 型钻井液适应性能评价结果见表 8。
表8 钻井液 类型 盐 水 对不同类型钻井液 56- 7 "8 抗高温性能、 适应性能评价结果 温度 （9） )# "-# )# 淡 水 "-# )# 聚合物 "-# <18 <18 <1= ’: <1# <1# <1" 缓蚀剂用量 腐蚀速率 （ . / 0） # " # "1$ # = # "1$ = # = # " = 保护度 淡 水 聚 合 物 （(( / 4） （ ; ） - 1 %# # 1 8# %< 1 = $ 1 ## # # 1 )" %+ 1 % 8 1 ## # # 1 ") <= 1 + % 1 #$ # " 1 =< %" 1 $ # 1 =< <8 1 < - 1 =" # # 1 #$ <+ 1 < + 1 <+ # # 1 )% <" 1 $ # 1 -) <) 1 +
状 态 试 前 试 前 )#9 试后 )#9 试后 "-#9 试后 "-#9 试后 试 前 试 前 "-#9 试后 "-#9 试后 试 前 试 前 "-#9 试后 "-#9 试后 "-#9 试后
注： BC 7 漏斗粘度； EC 7 表观粘度； 3C 7 塑性粘度； F3 7 动切力； !"#”7 "# 秒静切力； !"#’7 "# 分静切力； BG 7 滤失量。 表$ 项 指 方 目 法 缓蚀剂 56- 7 "8 的理化性能测试结果 外 目 观 测 （-#9 ） ， . / (0 凝 点， 9 ’: ! " 1 "$ , " 1 -$ 7 $ +,< ! !? )"" 7 %% !? $"# 7 %8 ’: 计
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作者简介 沈长寿： 男， "<)+ 年生。"<<- 年于中国科学院长春应用化学研究
所物理化学专业获硕士学位。工程师。从事金属腐蚀与防蚀方面的研 究工作。 发 表 论 文 8 篇。 地 址： （ )=)##- ） 四 川 省 泸 州 市 三 号 信 箱。
第 +8 卷
第-期
石油与天然气化工
"-8
钻井液中抗氧缓蚀剂的研究
沈长寿
（西南油气田分公司天然气研究院） 钻井液中溶解氧对钻具 !"#$ 钢的腐蚀速率达 % && ’ (。合成的缓蚀剂 )*+ , "- 与钻井液 配伍性好， 抗氧腐蚀能力强， 适用于盐水、 淡水、 聚合物钻井液等， 可用于高温深井作业。在钻井液中， 缓 蚀剂 )*+ , "- 加量为 " . $ / 0 1 ’ 2。在 "+# 3 下， 保护度达到 %#4 以上， 腐蚀速率低于 # . 5+ && ’ (。 主题词 钻井液 氧 腐蚀 缓蚀剂 钻具 在钻井工程上， 钻井液对钻具的腐蚀造成了巨大 的经济损失。国外经几十年的发展， 每钻进 " & 的钻 具损失已控制在 " / " . $ 61 范围； 国内近年每钻进 " & 的钻具损失高达 0 61。四川气田的钻具损失更为突 出， 每钻进 " & 的钻具损失高达 "# 61 以上。资料报 道， 7$4 / %$4 的钻具损失主要由钻井液腐蚀引起 。 而钻井液中溶解氧普遍存在， 是造成钻具腐蚀的主要 因素之一。一方面钻井液中溶解氧腐蚀钻具； 另一方 面钻井液中溶解氧加速硫化氢、 二氧化碳对钻具的腐
表+ 缓蚀剂 )*+ , "- 的缓蚀效果评价结果 腐蚀形态 局部腐蚀 局部腐蚀 均匀腐蚀 均匀腐蚀 均匀腐蚀 均匀腐蚀
" 溶解氧测试
［-］ 盐水钻井液配好后 ， 用 $4 氢氧化钠溶液调 9: 值至 8 . #。试验前， 用溶解氧仪测试不同温度下溶解 万方数据 氧的含量， 结果见表 "。
缓蚀剂用量， 1 ’ 2 腐蚀速率， && ’ ( 保护度， 4 # + . %+ # #.$ " . $7 00 . " # . -# %8 . 0 + # . ++ 8+ . + 0 # . "5 80 . % # . "8 8- . -
表 + 评价结果表明： 当缓蚀剂 )*+ , "- 在钻井液 中的用量达到 " 1 ’ 2 时， 即可将盐水钻井液的腐蚀速率 由 + . %+ && ’ ( 降至 # . -# && ’ ( 以下， 保护度达到 %#4
"=#
钻井液中抗氧缓蚀剂的研究 表= 类型 缓蚀剂 56- 7 "8 与钻井液的配伍情况 !"#” !"#’ BG 34 8 81$ = $ % +1$ -1$ 8 -1$ " "# ) ) ) )1$ 34 (0 "# 1 $ "8 < "< <1$ "# "" "# -% "8 "8 1 $ + 1 $ -= 1 $ $ -= + 8# + 1 $ -% -$ ") "- 1 $ "< 1 $ "+ 1 $ ") 1 $ "+ "+ 1 $ "+ 1 $ "< ’: <1# <1# %1= %18 %1= %1$ <18 <18 %1+ %1+ <18 <18 <18 <18 <1"
参考文献
华明琪 等 1 钻井液与完井液， （-） ： "<%+， "" , "= !&4H ! I1 JK 40 1 5L(’LDMKMLN 4NO 3&L’J&KMJD LP QM0 RJ00 S&M00MN. B0TMOD1 BLT&K* @OMKMLN1 :LTDKLN（6JU4D）： !T0P 3TV0MD*MN. 5L(’4NH1 "<%#： $% , )" 沈长寿 等 1 钻井液与完井液， （=） ： "<<=， =,% （""） ： I4NOH I4H 1 QM0 W !4D XLT&N40， "<%-， %# %+ , %<
" 8 =
表 $ 表明： 缓蚀剂 56- 7 "8 的凝点低于 7 $ 9 。 表明缓蚀剂 56- 7 "8 可用于寒冷地带作业。
8
结
论
（"） 缓蚀剂 56- 7 "8 可将钻井液的腐蚀速率控制 在 # 1 )- (( / 4 以下， 保护度达到 %#; 以上， 是一种性 能优良的钻井液抗氧缓蚀剂， 适用于盐水钻井液、 淡水 钻井液、 聚合物钻井液中溶解氧腐蚀的防蚀。 （-） 缓蚀剂 56- 7 "8 与钻井液配伍性能良好， 可用 于钻井液溶解氧腐蚀的防蚀。 （8） 缓蚀剂 56- 7 "8 的用量为： 盐水钻井液中， "1$ 淡水钻井液、 聚合物钻井液中， 均为 = . / 0。 . / 0；
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收稿日期： "<<< 7 "" 7 "% 收修改稿： "<<< 7 "- 7 #"
编
辑： 冯学军
钻井液中抗氧缓蚀剂的研究
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数： 沈长寿， Shen Changshou 西南油气田分公司天然气研究院 石油与天然气化工 CHEMICAL ENGINEERING OF OIL AND GAS 2000,29(3) 4次