[發(fā)明專利]一種防止H2S/CO2共同腐蝕的油井水泥外加劑及其制法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110328370.4
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN103074044A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設計）人: 周仕明;丁士東;王立志;陳雷;王其春;楊紅岐;桑來玉;初永濤;汪曉靜;方春飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C09K8/467
• 分類號: C09K8/467;C09K8/48;C09K8/493
• 代理公司: 北京思創(chuàng)畢升專利事務所 11218
• 代理人: 趙宇

技術領域

本發(fā)明涉及石油勘探領域，進一步地說，是涉及一種防止H₂S/CO₂共同腐蝕的油井水泥外加劑及其制法和應用。

背景技術

近年來，中國石化和中國石油在四川盆地海相地層的勘探發(fā)現(xiàn)海相氣藏中不僅含有天然氣，而且含有H₂S、CO₂腐蝕毒性氣體。普光氣田的H₂S含量達到180g/m³，CO₂含量達到80g/m³。位于開江的羅家寨氣田的H₂S含量達到150g/m³，CO₂含量達到100g/m³。2003年羅家寨氣田羅家16井發(fā)生的“12.23”人間慘劇和2006年的羅家2井泄漏出含H₂S的天然氣，兩次事故都造成了對周圍生命、財產(chǎn)和環(huán)境的極大破壞。事故分析顯示羅家2井的事故與固井質(zhì)量差有很大關系。另外，在今后幾十年中，對高含硫天然氣油田的開發(fā)會越來越多，估計世界上剩余天然氣儲量的40％含有2％以上的CO₂和/或100ppm(100mg/L)以上的H₂S。由于存在腐蝕性氣體，因此，對開發(fā)這些油田需要特別注重固井的設計與水泥環(huán)的防腐。

目前，國內(nèi)還未見一種水泥環(huán)抗CO₂、H₂S共同腐蝕的油井水泥外加劑產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術中存在的不能同時抗H₂S、CO₂共同腐蝕的問題，本發(fā)明針對四川海相氣藏中含有的H₂S、CO₂共同腐蝕性氣體，在開展CO₂、H₂S共同腐蝕環(huán)境下水泥環(huán)的腐蝕機理研究的基礎上，開發(fā)出的一種防止H₂S/CO₂共同腐蝕的油井水泥外加劑及其制法和應用。目的是解決現(xiàn)有的固井水泥漿的抗CO₂、H₂S共存環(huán)境下的腐蝕問題。本發(fā)明所述的油井水泥外加劑能有效的提高水泥漿的防腐蝕能力，實現(xiàn)對井下水泥環(huán)腐蝕現(xiàn)象的控制及防治，解決H₂S、CO₂共同腐蝕氣井的安全生產(chǎn)問題，延長油氣井的壽命，為勘探開發(fā)和安全生產(chǎn)提供保障。

本發(fā)明的目的之一是提供一種防止H₂S/CO₂共同腐蝕的油井水泥外加劑。

所述油井水泥外加劑包含以100重量份粉煤灰為基準，各組分的所占分數(shù)如下：

①粉煤灰???????????????100份重量

②礦渣?????????????????20-40份，優(yōu)選25-35份；

③甲基硅醇鈉???????????6-10份，優(yōu)選7-9份；

④有機材料瀝青?????????10-30份，優(yōu)選12-27份；

⑤微硅粉???????????????10-30份，優(yōu)選12-27份；

⑥超細氧化鋁???????????10-40份，優(yōu)選12-35份。

其中粉煤灰和礦渣在與水泥水化產(chǎn)物之一的Ca(OH)₂反應，生成CSH凝膠，減少水泥石堿度，降低水泥石與H₂S和CO₂酸性氣體反應的速度；

所述甲基硅醇鈉可以促進瀝青在水泥石孔隙中分散；

所述有機材料瀝青的粒徑范圍在150-200nm之間；有機材料瀝青可以使水泥石孔隙內(nèi)涂有一層瀝青，與酸性腐蝕氣體隔離；

所述微硅粉的粒徑范圍在0.1-0.25um之間；微硅粉可以在高溫下與水泥石中的Ca(OH)₂反應，減少水泥石堿度

所述超細氧化鋁的粒徑范圍在40-60nm之間；在水泥水化反應中生成不易與酸性氣體反應的Al(OH)₃；

以上所有組分均可市售而得。

本發(fā)明的目的之二是提供一種防止H₂S/CO₂共同腐蝕的油井水泥外加劑的制備方法。

包括以下步驟：

(1)按所述含量稱取粉煤灰、礦渣，進行研磨混拌至混合物達到至少500目細度；