CO2腐蚀及其缓蚀剂应用研究进展

总结了CO₂腐蚀机理,分析了温度、CO₂分压力、pH、介质成分等因素对CO₂腐蚀的影响。介绍了目前应用较为广泛的咪唑啉衍生物、表面活性剂、季铵盐、有机胺等几类抑制CO₂腐蚀的缓蚀剂。详细阐述了几类常见缓蚀剂在CO₂腐蚀方面的应用及其作用机理。其中大部分缓蚀剂是通过物理吸附与化学吸附共同作用于活性位点进而达到缓蚀作用,指出了部分缓蚀剂的应用局限性。通常两种或多种缓蚀剂复配后效果或好于单一缓蚀剂,但单一组分发挥的作用难以测量。咪唑啉类缓蚀剂常作为CO₂腐蚀环境中复配缓蚀剂组分之一,文中对其与其他缓蚀剂的协同增效作用进行了分析归纳。最后对CO₂腐蚀以及抗CO₂腐蚀缓蚀剂未来的研究方向提出展望。     

X65管线钢材硫化氢腐蚀影响因素分析及防护措施研究

探究咪唑啉衍生物缓蚀剂在含有铁碳酸盐沉积和硫化氢的CO₂腐蚀X65管线钢材中的抑制效率。在石油和天然气工业中,使用缓蚀剂是控制碳钢在CO₂以及H₂S环境中腐蚀的常见方法之一。选用咪唑啉衍生物作为缓蚀剂,通过形成保护膜来保护碳钢表面。在湿气传输管道中切取API 5L X65碳钢样品评估缓蚀剂的效果,在饱和CO₂的3.5%(质量分数)氯化钠溶液中进行了Tafel极化和电化学阻抗谱测试。结果表明：铁碳酸盐膜的存在降低了缓蚀剂的效率。此外,实验发现在存在H₂S气体的情况下,由于缓蚀剂在表面的吸附减少,抑制效果也会降低。     

H2S/CO2的腐蚀机理及缓蚀体系的研究进展

在油田开采、集输、储运、油气水处理等环节,钢材的腐蚀问题普遍存在。为了将腐蚀风险降至最低,油气田常采用多种方法进行腐蚀防护,其中添加缓蚀剂的方法最为常用。本文综述了近年来在H₂S/CO₂腐蚀环境下,利用缓蚀剂来抑制金属表面腐蚀的研究进展,论述了CO₂、H₂S浓度、温度、pH等主控因素对腐蚀程度的影响,对各类主流缓蚀药剂如咪唑啉类缓蚀剂、聚合物类缓蚀剂、曼尼希碱缓蚀剂和有机胺类缓蚀剂的作用效果、原理及优缺点进行了归纳总结,对药剂的研究前景和发展方向进行了展望。     

油气田CO2/H2S共存腐蚀与缓蚀技术研究进展

CO₂/H₂S是油气田采集、运输、处理过程中主要的腐蚀介质，由其引起的管道设备的腐蚀问题变得越来越严重，腐蚀和防腐已经成为研究热点。分别对近年来国内外开展的有关CO₂和H₂S共存腐蚀及缓蚀技术的研究进行综述。CO₂/H₂S共存腐蚀研究主要依靠试验手段，但目前的研究结果有很大的离散性，根据不同的试验条件会产生不同的研究结果。分压比是国内外大多数学者研究CO₂/H₂S腐蚀规律的切入点，但关于两者主导腐蚀的分压比界限划分现有研究存有争议。缓蚀技术研究讨论了缓蚀剂作用机理，评述了抑制CO₂/H₂S共存腐蚀常用的酰胺类、咪唑啉衍生物类、季铵盐类和Schiff碱类缓性剂在国内外的研究与应用现状，展望了这一领域的研究前景及发展方向。     

低渗砂岩油田CO2驱化学机理及提高采收率研究

针对低渗砂岩油藏进行了CO₂驱开发技术研究,分析了CO₂驱油化学机理及主要影响因素。基于目标油藏流体特征进行了PVT拟合,确定其CO₂驱最小混相压力,明确了不同压力及注入时机对CO₂驱采收率、气油比、含水率及驱动压差等的影响规律,探究了CO₂泡沫驱在提高采收率方面的效用。结果表明：24.5 MPa为目标区域CO₂驱的最小混相压力,采收率会随着压力的升高而增加,28 MPa时CO₂驱提高采收率可达30.57%。气体突破时间、总采收率与CO₂注入时机密切相关,CO₂注入越早,越有利于采收率的提高,出口含水率为60%时注入可提高采收率39.13%。CO₂泡沫驱可以在一定程度上起到提高采收率的效用。     

致密油藏注CO2提高采收率技术研究现状

随着致密油气资源在油气资源中占比越来越大,致密油藏开发生产问题成为重中之重。常规注水开发难以满足致密油藏开发需要,开发过程中往往出现“难注难采”等问题,注气开采逐渐成为致密油藏主要的开发方式。本文综述了目前致密油藏CO₂注入方式及注意事项：连续注气、CO₂吞吐、水气交替、碳化水驱、CO₂泡沫,总结了CO₂驱油提高采收率机理,指出了CO₂驱过程中遇到的问题,阐述了致密油藏注CO₂驱发展趋势,为致密油藏注气开发提供指导。     

碳中和背景下CO2驱油技术研究进展

CCUS是指CO₂捕集、利用和封存，是解决全球气候变暖、控制CO₂排放的重要技术手段，CO₂驱油是CO₂利用的主要形式之一。本文阐述了CO₂混相驱、非混相驱和近混相驱的驱油机理、影响因素及国内外发展简况，系统整理并归纳了国内外CO₂防气窜及提高波及体积技术，重点介绍了水气交替技术、化学封窜剂、CO₂泡沫驱、碳化水驱和增稠的CO₂驱，包括基本做法、封气窜原理、研究进展等，探讨了CO₂驱油过程中存在的问题及解决对策，为碳中和背景下非常规油气的绿色开发提供理论指导和技术支持。     

离子液体支撑液膜的CO2/CH4分离性能

由于离子液体对CO₂具有较好的溶解选择性,离子液体支撑液膜分离CO₂越来越受到关注。比较了含3种不同阴离子的常规离子液体([bmim][BF₄]、[bmim][PF₆]、[bmim][Tf₂N])作为支撑液膜的液膜相分离CO₂/CH₄的性能,考察了咪唑环上烷基链长对离子液体支撑液膜性能的影响。考虑向离子液体中引入胺基和羧基等亲CO₂基团,制备了1-丁基-3-甲基咪唑丙氨酸离子液体([bmim][β-Ala]),考察了 [bmim][β-Ala]支撑液膜分离CO₂/CH₄的性能,并对在CO₂渗透测试前后的支撑液膜进行了FT-IR分析,发现氨基酸离子液体中的-NH₂和CO₂的较强作用以及该离子液体的高黏性影响了CO₂的透过性,使[Bmim][β-Ala]支撑液膜的CO₂透过率低。     

高温环境下模拟CO2驱采出液中304不锈钢的腐蚀行为

现阶段随着CO₂驱油技术的普遍使用,采出液中CO₂的含量不断上升,使得采出系统中金属管道的腐蚀程度逐渐增大。为了掌握304不锈钢在高温环境下CO₂驱采出液中的腐蚀行为,室内配制了模拟CO₂驱采出液,测试了304不锈钢在高温环境下不同含量CO₂、不同腐蚀时间下的金属腐蚀速率,并对不同腐蚀时间下金属表面的微观形貌和腐蚀产物组成进行了表征。结果表明,随着CO₂含量和腐蚀时间的不断上升,金属的腐蚀速率上升;随着腐蚀时间的上升,金属表面的腐蚀产物逐渐增加,发生了局部区域析氢腐蚀过程;腐蚀产物膜主要由Fe₂O₃、Cr₂O₃和Fe CO₃组成。     

CO2对长庆采出油水物性影响及乳状液稳定机理

二氧化碳(CO₂)驱作为一项日益完善的采油技术，已经成为提高低渗油田采收率的重要手段，具有适用范围广、开采成本低和洗油效率高等优点。然而，由于CO₂特殊的物理和化学性质，其采出液稳定性较常规水驱明显增强，为采出液处理带来了困难。通过光学显微镜、动态光散射、流变学等方法，研究了在不同压力下CO₂处理对长庆原油和采出水的物性以及所形成的油包水(W/O)型乳状液稳定性的影响，探究了CO₂驱采出液乳化和稳定的影响因素。结果表明，随着CO₂压力的增大，CO₂驱采出水中Ca²⁺和Mg²⁺质量浓度均有所下降，而CO₃^2-与HCO₃^-总体含量有所增加，水相pH值略下降，从弱碱性转变为弱酸性。CO₂处理导致原油中轻质组分减少，胶质沥青质等重质组分的含量升高，原油极性增强。CO₂处理后油的反常温度和析蜡...     

CO2驱替开采致密油藏动态规律分析

致密油藏孔喉致密能量补充困难,仅依靠天然能量开采效果很差。为研究CO₂对致密油藏的改善效果,使用数值模拟方法,研究了CO₂驱替开采致密油藏的生产规律。研究表明：(1)CO₂驱替时日产油水平长期处于高产阶段,平均日油水平接近天然能量开采致密油藏的2倍,开采效果显著改善。(2)与水驱相比,CO₂驱可以更好地补充地层能量,具有更大的波及范围,采出程度更好,开采效果更好。(3)转驱时机过早或过晚,均不利于综合开采效果的改善,转驱时机的确定应综合考虑累产油量和CO₂换油率。本研究对促进CO₂驱替在致密油藏开采中的应用具有重要意义。     

砂岩油藏聚合物辅助碳酸盐水注入的流变学及采油效果研究

碳酸盐水注入(CWI)的驱油效果与其对CO₂的吸收程度有关。分别使用质量浓度为0.5,1.0,2.0 g/L的聚丙烯酰胺(PAM)溶液作为增黏剂,以提高水对CO₂的吸收能力。试验结果表明,质量浓度1.0 g/L的PAM溶液有利于增强CO₂吸收,CO₂的吸收降低了PAM溶液的黏度,黏度的降低与吸收的CO₂量成正比。质量浓度1.0 g/L的PAM对CO₂的吸收能力在流变学上较为稳定,而且受高温影响较小。岩心驱油试验结果表明,含CO₂的PAM溶液在多孔介质中具有较大的面积覆盖率、较好的流动性控制以及较低的表面压力要求。     

CO2驱采气脱水过程模拟与工艺参数优化

在“双碳”目标的大趋势下，研究CO₂的转化与利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。以CO₂驱采气为原料，构建了CO₂驱采出气脱水与精馏提纯耦合工艺过程模型。基于现场工业装置数据，对CO₂驱采出气脱水工艺进行了模拟，探究了影响精馏塔顶物流中水含量的工艺参数，并得到了优化后的操作参数。在不增加塔板数目，维持塔操作压力4.52 MPa的最小工艺改动前提下，采用优化后的CO₂驱采出气脱水过程模型操作参数，仅需提升精馏塔物质的量回流比至0.34,即可满足精馏塔顶物流中水含量≤200×10^-6的这一工艺指标。此时工艺总能耗为7455.60 kW,较优化前的工艺总能耗增加了196.16 kW。     

CO2响应型智能封窜剂研究进展

重点分析了CO₂响应型封窜剂的分子组成、响应机理和封窜性能,综述了近年来国内外用于辅助CO₂驱智能封窜剂的研究进展。用于CO₂流动控制的常规封窜剂存在难注入与封堵效率低等不利因素,基于非共价作用的封窜剂可以对CO₂做出智能响应,由于其封堵能力强、注入性好,在辅助CO₂驱中控制气窜和提高原油采收率中效果显著。介绍了具有应用潜力的新型CO₂响应体系,并讨论了其未来发展趋势与应用前景。     

吸附储层中CO2封存与强化采气研究展望

介绍了吸附储层中CO₂封存与强化采气的研究进展。分析了煤层气/页岩气等吸附储层的典型特点,论述了CO₂、CH₄及其与煤岩/页岩体间的相互作用特征,探讨了吸附储层中封存CO₂的前景与优势、CO₂封存与强化CH₄解吸动力学过程的模拟思路、CO₂地下封存的评价方法,展望了未来的研究发展方向。     

光催化还原CO2的机理与MgO在吸附转化方面的应用

由于CO₂的过量排放而引发的温室效应已成为当今世界面临的重要环境问题,将CO₂还原转化为高附加值化学品和燃料是解决这一问题的有效途径。其步骤包括吸收入射光子;电子-空穴对的产生、分离和转移;CO₂分子在表面上的吸附、活化和转化。基于MgO可增强CO₂在表面的吸附进而促进后续的光催化还原,介绍了光催化还原CO₂的机理以及MgO在CO₂还原与吸附等方面的应用研究。MgO表面化学吸附的CO₂分子变得不稳定,其反应活性高于线性CO₂分子,因此显著提高CO₂的转化效率,可见其在CO₂吸附与转化等方面具有良好的发展前景。     

封存CO2裹挟可挥发性污染物的迁移模型分析

为了研究封存CO₂注入过程可挥发性污染物的释放和迁移特性,本文建立了CO₂-水-残余油多相流驱替过程中的污染物迁移模型。采用数学模拟方法分析了多相驱替过程和污染物迁移过程,并研究了相间传质特性、初始油相分布和CO₂注入速率等对污染物迁移过程的影响。研究表明:CO₂驱替过程将促使可挥发污染物进入CO₂相并随之在地层中迁移,逐渐形成相间传质区域。相间传质区域的演化反映了污染物释放和CO₂裹挟污染物迁移的特性。可挥发污染物的传质系数越大,相间传质区域越窄,油相饱和度衰减越快;油相初始饱和度较大时,其饱和度衰减相对缓慢,对应的相间传质区域也较窄。当CO₂注入速率增大时,相间传质区域增大,油相饱和度衰减变快。本文模型可用于不同地质储层环境下封存CO₂时可挥发性污染物的迁移特性分析,并用于封存CO₂的风险分析与评价。     

己二酸对MEA吸收-解吸CO2过程的影响<

实验研究了己二酸对MEA水溶液吸收-解吸CO₂的影响。在0.4 mol·L-1 MEA的CO₂吸收富液解吸过程加入一定量的己二酸并分析了其对CO₂解吸能耗和解吸速率的影响,发现解吸速率明显升高,析出单位体积CO₂的能耗显著降低;对解吸还原后的贫液进行了CO₂二次吸收的实验,发现因加酸引起的CO₂二次吸收量变化小于7%;为去除不确定因素对CO₂相似文献   

二氧化碳在能源开发应用中的研究进展

详细介绍了CO₂在能源开发领域中的应用，包括常规油气的钻井压裂、驱油采气，非常规油气及地热能的开发利用，储能发电、新能源合成领域等。CO₂能源化利用技术具有良好的发展前景，但在技术装备、经济成本、环境风险等方面存在一定的风险和挑战。提出了针对性的发展策略，并展望了我国CO₂能源化应用技术的未来开发前景。     

CO2/表面活性剂复合驱油提高采收率研究

随着油田中大量轻烃采出，CO₂与地层原油的极性差异变大，萃取原油效果变差，并且由于黏性指进和过早突破的问题，开发效果越来越不理想。基于此，初选6种目前常用的驱油表面活性剂，进行溶解度、降黏实验以及耐盐、耐温实验，对表面活性剂进行筛选和评价。通过细管驱替实验测定地层压力下纯CO₂驱和复合驱的驱油效率，评价复合驱提高采收率的可行性。实验结果表明：表面活性剂AES能大大降低原油黏度，有效改善其流动性，并能溶于超临界CO₂，具有良好的两亲性，同时化学稳定性也符合生产要求，可作为驱油剂使用；在不高于混相压力下，以0.08 PV的表面活性剂段塞注入地层，在各个压力点下，复合驱的驱油效率都比纯CO₂驱要高，证明了复合驱提高采收率的可行性，原油MMP降低了5 MPa，使得油田的CO₂近混相驱甚至混相驱具备可能性。