[發(fā)明專(zhuān)利]13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑及制備與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110168151.8
• 申請(qǐng)日: 2021-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114907830A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王麗偉;徐敏杰;才博;高瑩;盧擁軍;楊戰(zhàn)偉;韓秀玲;王遼
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09K8/68
• 分類(lèi)號(hào): C09K8/68;E21B43/26
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 閆加賀;韓蕾

本發(fā)明提供了一種13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑及制備與應(yīng)用，所述13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑的原料組成包括：苯并咪唑類(lèi)化合物5?15重量份；丙炔醇10?30重量份；有機(jī)伯胺化合物15?40重量份；溶劑15?70重量份。本發(fā)明所提供的13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑可以有效抑制超級(jí)13Cr不銹鋼管柱在以氯化物為加重劑的加重鹽水或加重壓裂液(如氯化鈣加重壓裂液)使用過(guò)程中于高溫高壓弱酸性條件下的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑及制備與應(yīng)用，屬于油田化學(xué)添加劑及金屬腐蝕技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

針對(duì)高溫高壓深層油氣藏的儲(chǔ)層改造，通常會(huì)因?yàn)槭┕毫^(guò)高導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)加大，有效降低施工壓力的方式之一就是采用高密度壓裂液。目前常用的高密度壓裂液加重劑有氯化鉀、硝酸鈉、甲酸鉀、溴化鈉等，由于氯化鉀加重最大密度僅為1.15g/mL，硝酸鈉存在安全隱患，甲酸鉀和溴化鈉價(jià)格偏高，因此目前本領(lǐng)域多研究氯化鈣加重壓裂液體系。常用的高密度壓裂液加重劑存在共同的特點(diǎn)，即在特定的環(huán)境下對(duì)油管存在一定的腐蝕性，特別是對(duì)于高溫高壓氣井，如果儲(chǔ)層中含有二氧化碳?xì)怏w，通常需要采用超級(jí)13Cr管柱以克服腐蝕的問(wèn)題。針對(duì)氯化鈣加重壓裂液體系，氯化鈣的使用濃度最高為35wt％，加重后密度高達(dá)1.35g/mL，加重壓裂液還要滿(mǎn)足壓裂液攜砂的基本要求，因此壓裂液要形成交聯(lián)凍膠，弱酸性的交聯(lián)環(huán)境進(jìn)一步加劇了氯化鈣對(duì)超級(jí)13Cr油管的應(yīng)力腐蝕。

金屬材料的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(Stress Corrosion Cracking--SCC)受多方面因素的影響，主要與材料的冶金因素、介質(zhì)環(huán)境、應(yīng)力狀態(tài)和加工方式等有關(guān)。在眾多油田環(huán)境影響因素中，氯離子、含硫化合物、溫度、pH、氧氣等被證明是高鉻不銹鋼，特別是超級(jí)13Cr發(fā)生SCC的重要因素。介質(zhì)中氯離子濃度越高，不銹鋼越易發(fā)生SCC；溫度越高，不銹鋼越易發(fā)生SCC；pH越低，不銹鋼的SCC越易發(fā)生。介質(zhì)中諸如硫化氫、硫氰酸鹽等硫化物也會(huì)促進(jìn)SCC發(fā)生，是不銹鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕的敏感物質(zhì)。但介質(zhì)中的鈣、鎂、鉀、鈉等陽(yáng)離子對(duì)不銹鋼的SCC影響不大。環(huán)境壓力對(duì)不銹鋼SCC的影響也不大。

目前關(guān)于抗13Cr應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的研究較少。其中，中國(guó)專(zhuān)利CN 109267068A及CN109536967A分別公開(kāi)了一種應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑、其制備方法及應(yīng)用及一種奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕抑制劑及其制備方法，這兩篇專(zhuān)利介紹了不同的抑制劑組成，所公開(kāi)的抑制劑可以達(dá)到抑制不銹鋼材質(zhì)在氯化物溶液中發(fā)生腐蝕開(kāi)裂的目的，但是其并沒(méi)有公開(kāi)氯化物溶液中氯化物的含量。趙密鋒等人發(fā)表了題為《高溫高壓氣井管柱腐蝕現(xiàn)狀及未來(lái)研究展望》一文，文中針對(duì)高溫高壓氣井用超級(jí)13Cr不銹鋼已開(kāi)發(fā)了多種酸化緩蝕劑，一定程度上解決了酸化過(guò)程中的均勻腐蝕問(wèn)題，但是關(guān)于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的機(jī)理及抑制劑還需要系統(tǒng)研究。

因此針對(duì)酸性交聯(lián)的氯化鈣加重壓裂液體系，提供一種具有使用方便、成本低、用量少、抑制效果明顯等優(yōu)點(diǎn)的新型13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑已經(jīng)成為本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑。

本發(fā)明的另一個(gè)目的還在于提供以上所述13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑的制備方法。

本發(fā)明的又一個(gè)目的還在于提供以上所述13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑在儲(chǔ)層壓裂過(guò)程中的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，一方面，本發(fā)明提供了一種13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑，其中，所述13Cr不銹鋼氯化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂抑制劑的原料組成包括：

苯并咪唑類(lèi)化合物5-15重量份；

丙炔醇10-30重量份；

有機(jī)伯胺化合物15-40重量份；

溶劑15-70重量份。