H2S/CO2介质中十二胺丙炔醇曼尼希碱/咪唑啉对X52钢的缓蚀行为研究

将合成的十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐和咪唑啉以最佳的比例制备一种复配缓蚀剂,采用静态失重试验法研究了十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐、咪唑啉和复配缓蚀剂对X52钢的缓蚀性能。在常压、温度60℃条件下,当模拟溶液中缓蚀剂浓度皆为200 mg/L时,十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐和咪唑啉的缓蚀效率分别为88.7%和82.7%。将十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐和咪唑啉以最佳比例1.5:1制备的复配缓蚀剂的缓蚀效率为89.8%,高于十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐和咪唑啉,证明制备的复配缓蚀剂具有良好的协同效应。在60℃、高H2S/CO2分压条件下,该复配缓蚀剂仍然对X52钢具有良好的缓蚀效果,也说明该复配缓蚀剂可以作为高H2S/CO2分压条件下X52钢的缓蚀剂。     

2-氨乙基十七烯基咪唑啉缓蚀性能评价

实验以二乙烯三胺和油酸为原料,经升温脱水合成咪唑啉缓蚀剂。以正交试验法和静态失重法研究了以油酸和二乙烯三胺为反应物、二甲苯为携水剂合成咪唑啉缓蚀剂时在模拟采出水中其反应物配比、合成温度、合成反应时间对咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的影响。经红外光谱、咪唑啉缓蚀性能实验表明,其最佳合成反应条件为:n(油酸):n(二乙烯三胺)=1.0:1.0、合成温度为170℃,反应时间为8 h,此时缓蚀效率最佳达95%;实验室评价结果表明:该种缓蚀剂的最佳使用温度为50℃,当质量浓度为250 mg/L时缓蚀率可达96%;腐蚀试片腐蚀形貌分析可知,该种缓蚀剂能抑制点蚀;通过添加不同浓度缓蚀剂电化学曲线实验表明,该种缓蚀剂为混合型缓蚀剂。     

低含聚采出水中杀菌剂冲击和连续投加对比试验

硫酸盐还原菌是引发管路腐蚀的主要原因之一,使用杀菌剂是目前控制硫酸盐还原菌腐蚀最常用的方法。针对油田含聚污水水质特性,选用的杀菌剂分别为聚季铵盐型与双聚季铵盐型,两种药剂交替使用;缓蚀剂为阳离子咪唑啉型。通过对污水处理前后硫酸盐还原菌浓度的测定,试验了杀菌剂投加方式对杀菌效果的影响。结合室内研究和现场试验,对冲击投加和连续投加两种方式下的杀菌效果进行了对比分析,确定了适应含聚污水处理的杀菌技术方案,即连续投加杀菌剂60 mg/L+缓蚀剂20 mg/L。连续投加杀菌剂可长期有效地控制污水中硫酸盐还原菌,使其浓度由600/m L降低为25/m L以下,腐蚀速率由0.130 mm/a降低为0.040 mm/a。     

咪唑啉缓蚀剂在1 mol/L盐酸中对20#碳钢的缓蚀作用

采用腐蚀失重法评价了咪唑啉在1 mol/L盐酸中对20#碳钢的缓蚀性能.结果表明,缓蚀率随着缓蚀剂质量浓度的增加而增加.当缓蚀剂质量浓度达到60 m g/L时,缓蚀率随着咪唑啉的质量浓度增加变化不明显,其最大缓蚀率为97.5％.咪唑啉在20#碳钢的表面吸附是一个自发的放热过程,吸附过程符合朗格缪尔等温吸附,其吸附吉布斯自由能变化在-40～-20 kJ/mol,表明咪唑啉缓蚀剂在20#碳钢表面的吸附过程同时存在化学吸附和物理吸附.     

硫脲基咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能

咪唑啉类缓蚀剂因低毒、环保、高效,被广泛应用在油田防腐中。为解决咪唑啉类缓蚀剂在高温、高矿化度下成膜性差、缓蚀效果不佳的问题,以价格低廉的油酸、二乙烯三胺、二氯甲烷为原料合成咪唑啉季铵盐,再接以硫脲基合成了硫脲基咪唑啉季铵盐S-WM,在90℃下采用电化学和失重法在油田模拟水中评价S-WM的缓蚀性能。研究表明,缓蚀剂S-WM的缓蚀性能随使用浓度的增大而增大,在90℃下,在矿化度432.1 g/L的模拟水中添加1000 mg/L缓蚀剂S-WM,缓蚀效率可达90%以上。缓蚀剂S-WM是抑制阳极为主的缓蚀剂,通过物理及化学吸附在金属表面形成了一层保护膜,可有效抑制高温、高矿化度工况条件下金属的腐蚀,对金属起到良好的保护作用。图12表2参22     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂缓蚀性能评价及其缓蚀机理探讨

为了解决塔里木油田污水运输管网的腐蚀问题,合成了3种咪唑啉季铵盐缓蚀剂,在油田模拟水中,利用静态挂片质量损失法和电化学极化曲线法测试了3种缓蚀剂的缓蚀性能,并初步探讨了咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀机理。试验结果表明:在油田模拟水中,月桂酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂的缓蚀效果最好;按不同比例复配缓蚀剂的缓蚀效果更好,苯甲酸咪唑啉和月桂酸咪唑啉复配缓蚀剂添加量为600 mg/L时缓蚀效率可达97.31%。极化曲线研究表明:在盐酸介质中添加苯甲酸季铵盐缓蚀剂可使自腐蚀电位正移,对阳极反应有较强抑制作用;加入油酸季铵盐缓蚀剂和月桂酸季铵盐缓蚀剂则使得自腐蚀电位负移,对阴极反应有较强抑制作用。     

三种双子季铵盐缓蚀剂对钢片在气田采出水中缓蚀行为的影响

为获得缓蚀性能优良的双子咪唑啉季铵盐缓蚀剂,以3种不同的胺类化合物与环氧氯丙烷和硫脲为原料,合成了3种双子咪唑啉季铵盐缓蚀剂(甲硝唑双子季铵盐G1、不对称咪唑啉季铵盐G2和双咪唑啉季铵盐G3),采用化学浸泡失重法、电化学极化曲线及电化学阻抗谱(EIS)技术研究了3种缓蚀剂对X52钢在某气井采出水(矿化度34330 mg/L)介质中的缓蚀行为,考察了缓蚀剂浓度对缓蚀效率的影响,分析了双子季铵盐缓蚀剂作用机理。结果表明,缓蚀剂G1和G2为非对称结构,缓蚀剂G3为对称结构。3种缓蚀剂均表现出优异的缓蚀性能。在76℃下,随着3种缓蚀剂浓度的增加,X52钢的腐蚀速率显著降低,缓蚀效率增加。3种缓蚀剂缓蚀能力从强到弱的顺序为G3G2G1。3种缓蚀剂在X52钢表面的吸附缓蚀作用均满足Langmuir等温吸附曲线,吸附作用为物理吸附和化学吸附协同作用的混合型吸附模式。3种双子季铵盐缓蚀剂均为阳极抑制为主的混合型缓蚀剂,其在X52钢表面的成膜作用对双电层的影响较大。由于3种缓蚀剂分子结构及对称性的差异,影响了吸附过程中X52钢表面的覆盖度,导致了三者成膜行为和缓蚀性能的不同。图12表2参23     

油溶性咪唑啉的合成及对CO2的缓蚀性能

模拟庆深气田CO2分压范围和采出水矿化度配制腐蚀介质,以异丁醇为溶剂、乳化剂等配制含羟乙基咪唑啉的缓蚀剂,参照《油田采出水缓蚀剂性能评价方法（SY/T 5237—2000）》,测定合成物和复配体系对N80钢试片的缓蚀率。单独使用咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果不理想,缓蚀性能受温度和CO2分压影响较大。将咪唑啉缓蚀剂与适量硫脲、乙二胺在正丁醇、乳化剂、水中进行复配,缓蚀性能有了很大的改善,加药量为500 mg/L的情况下,缓蚀率可达94.65%。     

单环咪唑啉结构对缓蚀性能的影响

 以有机酸或脂肪酸甲酯和二乙烯三胺或三乙烯四胺、四乙烯五胺为原料、甲苯为携水剂,制备了一系列单环咪唑啉类缓蚀剂;采用静态失重法考察了单环咪唑啉分子中的亲水基团结构、疏水基团结构对单环咪唑啉类缓蚀剂缓蚀性能的影响。结果表明,咪唑啉分子中亲水基团碳链变长、氮原子个数增加,缓蚀剂对A3碳钢的缓蚀率增加;分子中疏水基团碳链变短时, 对A3碳钢的缓蚀率降低, 当碳原子个数少于12时,缓蚀率明显降低;疏水基团为体积较大的脂环基团时或混合的脂肪酸基团,该缓蚀剂都有很强的缓蚀作用,且能有效抑制氢鼓泡。油酸与四乙烯五胺合成的油酸基单环咪唑啉用量为6mg/L时, 对A3碳钢的缓蚀率可达99%,环烷酸与四乙烯五胺合成的环烷基单环咪唑啉用量为4 mg/L时, 对A3碳钢的缓蚀率可达98%;混合脂肪酸甲酯与四乙烯五胺合成的脂肪酸基单环咪唑啉用量为6 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达97%以上,且都具有很好的抑制氢鼓泡性能。     

油田用杀菌剂LM-3的应用

介绍了LM-3杀菌剂在大庆油田采油八厂污水处理中的应用,考察了LM-3杀菌剂浓度、药效时间对杀菌率的影响,与其他水处理剂的配伍性和对缓蚀剂缓蚀性能的影响.结果表明,当LM-3杀菌剂浓度为25 mg/L,其杀菌率大于95%;能在较长时间内保持杀菌活性;与缓蚀剂ATMP和阻垢剂ZG混合后不产生沉淀;对缓蚀剂ATMP的缓蚀能力也无不良影响.现场应用表明,联合站污水经过LM-3杀菌剂处理后,硫酸盐还原菌小于20个/mL,铁细菌和腐生菌小于100个/mL,达到大庆油田的水质指标.     

单环咪唑啉衍生物分子结构对其缓蚀性能的影响

以有机酸或脂肪酸甲酯和二乙烯三胺或三乙烯四胺、四乙烯五胺为原料、甲苯为携水剂,制备了一系列单环咪唑啉类缓蚀剂;采用静态失重法考察了单环咪唑啉分子中的亲水基团结构、疏水基团结构对单环咪唑啉类缓蚀剂缓蚀性能的影响.结果表明,咪唑啉分子中亲水基团碳链变长、氮原子个数增加,缓蚀剂对A3碳钢的缓蚀率增加;分子中疏水基团碳链变短时,对A3碳钢的缓蚀率降低,当碳原子个数少于12时,缓蚀率明显降低;疏水基团为体积较大的脂环基团或混合的脂肪酸基团时,该缓蚀剂都具有很强的缓蚀作用,且能有效抑制氢鼓泡.油酸与四乙烯五胺合成的油酸基单环咪唑啉用量为6 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达99%;环烷酸与四乙烯五胺合成的环烷基单环咪唑啉用量为4 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达98%;混合脂肪酸甲酯与四乙烯五胺合成的脂肪酸基单环眯唑啉用量为6 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达97%以上,且都具有很好的抑制氢鼓泡性能.     

咪唑啉类缓蚀剂腐蚀抑制作用

CO2-H2S腐蚀一直是石油工业的一个棘手问题和研究热点。CO2-H2S腐蚀引起的设备和管道腐蚀失效,造成了巨大的经济损失以及严重的社会后果,所以开展抑制CO2-H2S腐蚀的研究具有深远的经济和社会效应。而咪唑啉类缓蚀剂具有优良的缓蚀性能,随着缓蚀剂质量浓度增加,缓蚀率增加,当N-烷基苯并咪唑啉阳离子缓蚀剂质量浓度为50 mg/L时,缓蚀率达到97.15%。近年,针对CO2-H2S腐蚀问题,采用咪唑啉缓蚀剂处理的研究较多,通过金属与酸性介质接触在其表面形成单分子吸附膜,从而降低其电位达到缓蚀的目的。文中对新型咪唑啉类缓蚀剂(季铵盐、酰胺基、硫脲基、苯并和膦酰胺味唑啉类缓蚀剂)的缓蚀机理以及研究现状作了详尽的概述。     

一种油田用咪唑啉缓蚀剂缓蚀效果评价

为了评价某区块油田在用的一种咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能,对J55钢在模拟工况环境中进行了腐蚀速率测试试验。通过失重法计算均匀腐蚀速率,采用EDS、XRD、SEM技术分析其腐蚀产物组分和微观形貌,用金相显微镜测量点蚀坑深度并计算点蚀速率。结果显示,该区块以CO2腐蚀为主,腐蚀产物含有FeCO3;在添加不同浓度咪唑啉衍生物类缓蚀剂时,试样表面均以均匀腐蚀为主,但表面有不同程度的点蚀坑。失重法计算结果表明,在模拟工况腐蚀条件下,该缓蚀剂对J55钢具有良好的缓蚀效果,缓蚀率随着缓蚀剂浓度增大而提高;当缓蚀剂浓度为120 mg/L时缓蚀率最高,J55钢的均匀腐蚀速率仅为0.028 1 mm/a,试样表面未见明显点蚀,该浓度下咪唑啉缓蚀剂具有最佳的缓蚀效果。     

油溶性非离子咪唑啉的开发与性能评价

为满足海上天然气管线集输及腐蚀防护要求,解决在用的水溶性阳离子咪唑啉9H长期加注后在高温条件下或后续处理工况下缓蚀剂的有效成分经常析出而造成海管堵塞等问题,先以油酸、二乙烯三胺、二甲苯为原材料合成了中间体油酸咪唑啉,再通过中间体与环氧丙烷、环氧乙烷在设定温度下反应及复配得到了非离子咪唑啉缓蚀剂。采用动态挂片失重法、SEM和电化学、光学分析等方法研究了缓蚀剂的缓蚀性能及缓蚀机理。研究结果表明:以油酸二乙烯三胺咪唑啉与环氧丙烷、环氧乙烷质量比为1∶0.1∶0.05合成的产物与5%的硫脲复配得了缓蚀剂HS-006,药剂加注浓度为20 mg/L时,在温度95℃、硫化氢加注浓度50 mg/L、CO_2分压0.4 MPa、N2总压1.0 MPa的腐蚀环境下,HS-006对X65碳钢的缓蚀率可达95.03%,缓蚀效果优于现场在用药剂9H。该药剂主要抑制试片的阴极反应,且具有良好的成膜性。     

NS-3油溶性缓蚀剂的合成研究

以环烷酸和有机胺为原料 ,研制咪唑啉型缓蚀剂。探讨了反应温度、投料比对反应产物的影响。并对缓蚀剂在 10 0 0 mg/ L HCl+10 0 0 mg/ L H2 S腐蚀介质中对 A3 钢的缓蚀效果进行了评定     

适用于H2S、CO2、Cl- 较高浓度环境下的咪唑啉衍生物 缓蚀剂的制备与性能评价*

针对高含CO_2、H_2S、Cl~-的油气井环境,以十六烷酸、二乙烯三胺、1-萘基-2-硫脲为原料制备了1-(2-奈基-硫脲乙基)-2-十五烷基-咪唑啉缓蚀剂。在饱和CO_2浓度、H_2S质量浓度为30 mg/L、Cl~-质量分数为0数30%的盐溶液中,研究了缓蚀剂对钢片腐蚀形貌和缓蚀效果的影响,通过电化学极化曲线和交流阻抗谱分析了缓蚀机理。结果表明,Cl~-加速了碳钢在CO_2/H_2S介质中的腐蚀。在含CO_2(饱和)、H_2S(30 mg/L)和Cl~-(10%)的盐溶液中,缓蚀剂可减缓Cl-对碳钢的腐蚀。缓蚀剂的缓蚀效果随着Cl~-浓度的增加而下降,Cl~-含量低于20%时的缓蚀效果较好。随着缓蚀剂浓度的升高,缓蚀率增大并逐渐趋于稳定,缓蚀剂加量为100 mg/L时的缓蚀率为94.36%。该缓蚀剂属于对阴阳极作用均有抑制的混合型缓蚀剂,可在碳钢表面形成一层致密的保护膜,阻碍腐蚀介质与金属基体的接触,抑制金属的腐蚀,可用于CO_2、H_2S、Cl~-浓度较高环境下管道的缓蚀。图10参13     

富含双键咪唑啉在饱和CO2盐水中缓蚀行为研究

目的合成含有两个双键的亚油酸咪唑啉,与传统的含有单个双键油酸咪唑啉对比,研究其结构对其缓蚀性能的影响。 方法在60 ℃下将Q235钢浸泡于饱和CO₂的3%(w)NaCl溶液中,通过失重、电化学测试和缓蚀效率测试,并通过表面分析方法观察腐蚀后钢片形貌变化,最后通过理论计算对合成缓蚀剂进行性能研究。 结果电化学与失重结果显示在加入质量浓度为200 mg/L的亚油酸咪唑啉后,缓蚀效率能达到90%,缓蚀性能优于常见的油酸咪唑啉。在结构上,由于亚油酸咪唑啉分子比油酸咪唑啉多了一个双键,增加了咪唑啉缓蚀剂的吸附位点,使其能更好地吸附于金属的表面。 结论亚油酸咪唑啉对碳钢有很好的缓蚀性能;在同等实验条件下,缓蚀性能优于油酸咪唑啉;其吸附满足Langmuir吸附等温线;吸附过程中主要通过N—Fe键吸附在Fe表面。      

天然桐油基咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究

以天然桐油为原料,采用溶剂法合成天然桐油基咪唑啉季铵盐。利用极化曲线、电化学阻抗、扫描电镜等手段对天然桐油基咪唑啉季铵盐的缓蚀性能进行了研究。当缓蚀剂的浓度为2.0 g/L时,在pH值为3.5的盐酸溶液中最大缓释效率达到86.30%。桐油基咪唑啉季铵盐缓蚀剂在A3钢表面发生物理吸附,并且符合Langmuir吸附模型,对A3钢有较好的缓蚀效果。     

高效低毒的复配油井缓蚀剂GC-02

中原文明寨、马寨油田采出水腐蚀性强，使用的芳胺类油井缓蚀剂DF-97毒性较大且效能较差。在80℃(井下温度)考察了低毒性的支链脂肪胺盐AU和咪唑啉盐MY-01及其复配物在油田采出水中对A3钢试片的缓蚀性能，发现AU有用量限量，MY-01 AU的缓蚀性能好于2种单剂，质量比为9／1时缓蚀性能最好，此复配缓蚀剂代号为GC-02。GC-02的缓蚀率随加量增大(10～140mg／L)而增大，加量为40mg／L时超过79％。GC02在用量10～120mg／L时的缓蚀效果好于现用缓蚀剂DF-97和QY-SL(咪唑啉类)。现场使用加量定为80mg／L，每隔3～7天按计算量从环空投加一次，6口油井由使用DF-97改为使用GC-02后，采出水中总铁含量平均由10．6mg／L降至4．7mg／L，井口挂片腐蚀速率由0．152mm／a降至0．025mm／a，单井缓蚀剂月投加量由300kg减至250kg。图1表3参1。     

油气田用咪唑啉类缓蚀剂浓度的检测方法

有机胺咪唑啉及其衍生物以其优异的缓蚀性能被广泛地应用在实际生产中，此类缓蚀剂的浓度测定对于缓蚀剂的实际使用、工艺控制以及新型缓蚀剂的研究与应用具有重要的意义。在分析比较阳离子表面活性剂浓度测定方法的基础上，找到了一种较为简单快速的有机胺咪唑啉类缓蚀剂浓度的检测方法--显色剂分光光度法。结果表明：在中性介质中，咪唑啉与显色剂形成1∶2的蓝色缔合物，最大吸收波长位于600 nm处，表观摩尔吸光系数为2.97×10³L·mol^-1·cm^-1，咪唑啉的浓度在0～100 mg/L范围内遵循比耳定律。标准曲线线性回归方程为A=0.00484 C，相关系数r=0.99913。利用这一方法来测定咪唑啉类缓蚀剂的浓度，受常见阴阳离子干扰较小，可应用于油气井中常用的咪唑啉类缓蚀剂的浓度测定。