[發明專利]一種鎂合金溶解劑

有效

• 申請號: 202010126771.0
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113322054B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 劉多容;蘭林;雷煒;慈建發;潘寶風;譚佳;楊東梅;王文耀;李志鑫
• 申請（專利權）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西南油氣分公司
• 主分類號: C09K8/528
• 分類號: C09K8/528;E21B33/12;E21B33/134;E21B43/26
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 賈艷華

本發明提供了一種鎂合金溶解劑，其包括氧化劑、銨鹽、氯鹽、緩蝕劑和水。以所述鎂合金溶解劑的總質量計作100％，所述氧化劑的含量為0.1％至5％，所述銨鹽以銨根離子的含量計為0.6％至13％，所述氯鹽以氯離子的含量計為0.5％至17.6％，所述緩蝕劑的含量為0.2％至1％。

技術領域

本發明提供了一種鎂合金溶解劑。

背景技術

鎂合金材料作為一種新型的工具材料，由于其具有高強度、高耐溫、低密度、可在鹵水中隨時間緩慢溶解等顯著優勢而大范圍應用于石油天然氣開發行業中，其利用途徑主要包括制作成可溶壓裂球、可溶橋塞、可溶堵頭及其它臨時性封堵部件進行使用。

雖然目前的鎂合金材料經過不同的改性，其在不同的溫度和不同的儲層原始礦化度地層水中溶解速率相比常規的商品牌號鎂合金(例如AZ91D、AZ41M、ZK61M等)有很大提高，但其仍然無法滿足特殊工況下的快速溶解需要，例如頁巖氣開發用到的可溶橋塞工具，在不注入任何外加溶解劑的情況下，僅僅依靠原始地層水或壓裂返排液水質環境，一般需要在地層溫度130℃溫度下燜井5-7天或更長時間保證可溶橋塞完全溶解。而在低溫環境下(低于50℃)可溶鎂合金材料溶解更慢，因此其在低溫井中應用受到限制。為了滿足可溶鎂合金材料在低溫井中溶解更快的需求，或者為了滿足部分特殊工況，例如含可溶工具的修井解堵作業、壓裂施工中可溶滑套開啟作業等，無論是高溫井還是低溫井均要求可溶鎂合金材料在48小時內完全溶解，因此迫切需要研制一種外加工作液體系，通過在井筒中加入該外加工作液，使之接觸可溶鎂合金材料并加速鎂合金材料的溶解速度。

通過調研目前還沒有相關文獻或者專利介紹這種促使鎂合金加快溶解的工作液體系。但在油氣田開發實際施工使用中，一般都采用一定濃度的鹽酸體系注入井筒并接觸井筒中的鎂合金工具，浸泡一段時間后使得鎂合金工具溶解。但該鹽酸體系存在一個大的難題就是鹽酸屬于危化品，采購、運輸和使用均受到嚴格監管，安全風險較大；同時鹽酸體系雖然能快速溶解鎂合金工件但由于鹽酸屬于高腐蝕性液體，即使加了緩蝕劑其對井筒中的油管或者套管鋼均具有嚴重的腐蝕性，特別是在高于60℃的環境中腐蝕性更明顯，一般嚴禁酸液體系在井筒中停留超過24h。所以采用鹽酸體系作為鎂合金溶解控制劑具有一定的局限性。

由此可以看出，研制一種非酸性的對油套管無腐蝕性影響的鎂合金溶解促進劑具有現實性的迫切要求，同時也將對鎂合金材料在油氣田的應用起到良好的推進作用，解決現場對鎂合金溶解的特殊要求。

發明內容

本發明之一提供了一種鎂合金溶解劑，其包括氧化劑、銨鹽、氯鹽、緩蝕劑和水。

在一個具體實施方式中，以所述鎂合金溶解劑的總質量計作100％，所述氧化劑的含量為0.1％至5％，所述銨鹽的含量以銨根離子計為0.6％至13％，所述氯鹽的含量以氯離子計為0.5％至17.6％，所述緩蝕劑的含量為0.2％至1％。余量組分可以為水。

在一個具體實施方式中，以所述鎂合金溶解劑的總質量計作100％，所述氧化劑的含量為0.5％至1％，所述銨鹽以銨根離子的含量計為2.3％至9.9％。

在一個具體實施方式中，所述氧化劑包括無機過氧化物、重鉻酸鉀、高錳酸鉀和氯酸鹽中的至少一種。

在一個具體實施方式中，所述無機過氧化物包括過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸鎂和過溴酸鈉中的至少一種。

在一個具體實施方式中，所述氯酸鹽中包括氯酸鉀和/或氯酸鈉。

在一個具體實施方式中，所述銨鹽為可在水溶液中離解出NH₄⁺的鹽，優選地，該銨鹽包括過硫酸銨、氯化銨、硫酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨、氟化銨和溴化銨中的至少一種。需要指出的是，過硫酸銨既可以作為過氧化物也可以作為銨鹽加入到本發明的鎂合金溶解劑中。