一种针对油田开采用J55钢的防护剂配方及生产工艺 技术领域
本发明涉及油田化学防腐技术领域，尤其是一种针对油田开采用J55钢的防护剂配方及生产工艺。
背景技术
腐蚀严重影响到油田的正常开发，缩短了油田设备和集输管线的使用寿命,造成井下以及地面设备管线甚至油气井停产或报废。加强该领域的腐蚀与防护研究,可避免巨大的经济损失。油田设备的使用条件主要是承载和环境,承载流体的电化学性能、苛刻的使用环境,使腐蚀成为最主要的破坏形式。油田开采用J55钢的腐蚀介质主要是高温高压条件下的H2S、CO2、O2、Cl-、微生物、水等。随着油田生产系统腐蚀情况的日益加剧，油田采油、集输系统逐步实现了普遍使用缓蚀剂，但由于油田各区块甚至同一区块，不同钢材的腐蚀规律不一样，而现用缓蚀剂类型则较为单一，没有针对性，故防护效果良莠不齐。目前普遍使用的咪唑啉型缓蚀剂，对A3钢的缓蚀效果比较明显，缓蚀率可达到70%，但是对J55钢的缓蚀效果较差，仅达到30%。油田采油设施中，J55钢占比60%以上，是主要材质。为了全面控制腐蚀，从源头对J55钢进行防护，提高采油系统防腐蚀效果，实施油井大面积使用缓蚀剂，开展了该项目的研究与应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对油田开采用J55钢的防护剂配方及生产工艺，大大减缓J55钢在高温高压含H2S、CO2和微生物流体中的腐蚀损坏程度，使其对介质的适应性增加，从而达到理想的防腐蚀效果。
本发明所采用的技术方案是：
针对J55钢的防护剂的配方，其各组分的重量百分比配比为：油酸环己胺8～10%，癸酸咪唑啉10%～20%,十二烷基二甲基苄基氯化铵C21H38NCl 8～10%，冰醋酸2%，其余为水。
其中，油酸环己胺各组分摩尔比为：油酸:环己胺=1:1。
本发明所采用的技术方案还有：
生产工艺为：
1、将油酸、环己胺按照比例加至反应釜内，缓慢升温至65℃，恒温搅拌4小时；
2、关闭所有的加热设备，自然降温至40℃，得到油酸环己胺，取样检验；
3、将上述油酸环己胺、癸酸咪唑啉、十二烷基二甲基苄基氯化铵C21H38NCl 、冰醋酸1%、水按照比例投入反应釜中，升温至45℃，搅拌1小时至均匀溶液，最终产物为油田开采中J55钢的专用防护剂。
依照此工艺所得的J55钢防护剂的主要物化参数（见图1）。
与现有技术相比，本发明的特点是：
1、该防护剂是复配型药剂，由于添加了多种协调活性剂，可产生协同作用，具有缓蚀、防垢、杀菌多种效果，一剂多能；
2、 该防护剂可以形成稳定致密的层吸附膜，紧紧地粘附在J55钢的表面，有效保护金属表层，有效防护周期长；
3、生产工艺简单、产率高、成本低、易降解、无毒无公害安全环保，使用方便；
4、用量少。常规用量30ppm，该防护剂只需要加20ppm便可以达到理想的效果；
5、对高温（95℃条件下各项性能指标稳定，缓蚀率保留率100%）、高腐蚀性、高矿化度、高含硫流体具有显著的防护效果，对温度、矿化度、酸性的适应性优于常规缓蚀剂；
6、针对性强。对J55钢的腐蚀防护具有显著效果；
7、应用范围广。不但适用于原油开采过程中的套管防护，而且对含有H2S、CO2、细菌等腐蚀性介质的污水输送管道的防护也极为有效，是油田开采及输送等系统的理想防护产品。
附图说明
图1为本发明防护剂主要物化参数图。
具体实施方式
1.静态挂片试验：
挂片处理参照中国石油化工集团公司企业标准Q/SHCG40-2012《油田采出水处理用缓蚀剂技术要求》。在腐蚀体系中加人缓蚀剂，放入挂片，计算腐蚀速率和缓蚀率。
试验条件：80℃，挂片时间10天，加药浓度20ppm。
结果：J55钢专用防护剂表现出了较好的缓蚀效果，腐蚀速率0.016mm/a，缓蚀率96%。
2.配伍性试验
(1)、与阻垢剂配伍性：将30ppm的防护剂与阻垢剂分别加入到腐蚀介质中，以确定防护剂有无抵消各处理剂效果的作用及各处理剂有无抵消防护剂效果的作用。阻垢率评价采用中国石油化工集团公司企业标准Q／SH 0356-2010《油田采出水用防垢剂技术要求》。
结果：加入防护剂时，阻垢率增加10%。这表明防护剂不影响在用阻垢剂的阻垢效果，同时与阻垢剂具有协同效果，增强了阻垢效果。
(2)、与破乳剂配伍性：分别在2支50mL的具塞比色管中加入50mL腐蚀介质和49mL腐蚀介质及1mL防护剂，再分别加入100ppm现场在用的破乳剂，振荡100次，静置1min，3min，5min，10min后观察油相、水相及油水界面的情况并读取相应的体积。
结果：加入防护剂后出水量保持不变，没有影响破乳剂效果，不产生乳化层。表明该产品不会影响原油破乳。
现场应用结果：该药剂广泛应用于胜利油田、长庆油田、吐哈油田、塔河油田，对于油田套管、油管的防腐做出了杰出贡献，保障了经常穿孔的管线正常运行，获得用户一致好评。应用实例：塔河油田的油井含硫化氢、二氧化碳摩尔百分比在中国各大油田中是最高的，该防护剂在塔河油田使用了一年半（2013.6-2014.12），使用J55钢的油井套管及油水输送管线没有腐蚀穿孔现象，也没有出现因腐蚀而引起的停产检修事件，现场工艺系统的生产保持稳定，缓蚀率高达90.0％。这充分说明该防护剂评价方法的有效性和适用性，同时也表明该防护剂对J55钢的腐蚀防护非常有效，能满足油田对J55钢的防护需要。