二氧化碳驱采出井缓蚀剂筛选与评价流程研究

添加缓蚀剂是油气田控制井筒腐蚀的主要手段,如何筛选出合适的缓蚀剂是预防井筒腐蚀的关键。以某油田CO_2驱采出井(井筒内温度60~120℃,CO_2分压为0.2 MPa)缓蚀剂筛选评价为例,首先利用配伍性试验初步评价缓蚀剂的理化性能,然后采用电化学方法进一步筛选出缓蚀率大于90%的缓蚀剂,最后利用高温高压釜模拟现场工况(90℃和120℃,CO_2分压为0.2MPa),对拟选用的缓蚀剂进行腐蚀失重评价实验,并辅以SEM分析缓蚀剂的防腐效果。实验结果表明:7种待评价缓蚀剂中,4种缓蚀剂可与现场采出液良好配伍;缓蚀剂质量浓度为200mg/L时,有两种缓蚀剂在常压下的缓蚀率大于90%;在加注浓度为1 mol/L、模拟实际生产工况下,筛选出的最优缓蚀剂可将D级杆和N80的腐蚀速率降至油田腐蚀控制指标0.076mm/a以内。研究表明,先以配伍性评价,后通过电化学评价进一步筛选,最后采用高温高压釜模拟工况测试验证,可以快速筛选出适用于CO_2驱采油井的缓蚀剂。     

新型耐高温油气田酸化缓蚀剂的合成与评价

通过实验，采用直接水溶液合成的方法合成了新型耐高温油气田酸化缓蚀剂；采用挂片失重实验和电化学实验进行评价，结果表明该缓蚀剂具有良好的缓蚀性能，能够满足高温深井的酸化和酸压施工要求。     

缓蚀剂在模拟油田集输系统工况下的性能评价

添加缓蚀剂是油田集输系统最常用的防腐蚀措施之一。如何在众多缓蚀剂中快速、经济地筛选适宜的缓蚀剂成为油气田保护的主要课题。通过实验室模拟现场腐蚀环境,分别开展缓蚀性能、成膜性能、乳化倾向和溶解性能评价,筛选出性能优良的缓蚀剂SWP-6-1。现场测试效果证明了实验室缓蚀剂筛选结果的准确性和筛选评选程序的有效性,为油田集输系统用缓蚀剂的筛选与评价提供参考和借鉴。     

咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的理论研究

 采用量子化学计算、分子动力学模拟和分子力场相结合的方法，评价了5种具有不同烷基链长的2-烷基-1-氨乙基咪唑啉缓蚀剂抑制CO₂腐蚀的性能，并分析了其缓蚀机理。结果表明，5种缓蚀剂分子的反应活性区域均集中在咪唑环上，亲电反应中心为3个N原子，可在金属表面形成多中心吸附；当烷基碳链长度大于11时，缓蚀剂在金属表面可形成一层高覆盖度、致密的疏水膜，可有效阻碍溶液中的腐蚀介质向金属表面扩散，从而达到阻碍或延缓腐蚀的目的；缓蚀剂膜的稳定性以及膜与金属基体的结合强度随链长的增加而增大。缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果与实验结果基本吻合。     

油溶性缓蚀剂评价方法初探

为了评价油溶性炼化工艺缓蚀剂的性能,以环烷酸复配减二线馏分油作为腐蚀介质,建立了实验室油溶性缓蚀剂静态挂片评价方法,通过在腐蚀介质中加入一定浓度乙醇增加缓蚀剂溶解性,建立了油溶性缓蚀剂电化学实验评价方法。对现场使用的炼油工艺缓蚀剂进行了性能评价,讨论了实验条件及测试时间的影响。     

曼尼希碱缓蚀剂XJ合成及其对N80钢的缓蚀性能

采用甲醛、苯乙酮、芳香肼为原料合成XJ系列曼尼希碱,通过正交实验得出最优合成条件为:反应温度70℃,甲醛/芳香肼摩尔比2.9:1、苯乙酮/芳香肼摩尔比3.2:1、pH值4、反应时间6h。通过静态失重法和电化学方法评价了曼尼希碱缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。静态失重法表明,N80钢试片在加有1%XJ-3的15%盐酸中的腐蚀速率为0.256g/m~2·h,远低于SY/T 5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》中的一级标准。电化学测试结果表明,该缓蚀剂是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂,交流阻抗测试进一步证实了XJ系列缓蚀剂的缓蚀效果。该缓蚀剂在N80钢表面上的吸附行为服从Langmiur吸附等温式。图5表2参6     

延长气田抗CO2/H2S复配缓蚀剂的研究及应用

为了解决延长含硫气田管材严重腐蚀问题，通过对试片腐蚀形貌以及腐蚀产物组成、含量的检测来确定含硫气田管材的腐蚀成因，以3种现场抗腐蚀缓释效果较好、主要成分为咪唑啉的KS系列抗CO₂/H₂S腐蚀缓蚀剂为助剂，以抗CO₂腐蚀性能较好的E-04缓蚀剂为主剂进行复配，通过失重法、图像采集等手段对3种复配缓蚀剂进行缓蚀性能效果评价，并探究不同H₂S分压下3种复配缓蚀剂的缓蚀效果，筛选出缓蚀效果较好的复配缓蚀剂，并将其在现场应用。结果表明：溶解氧、侵蚀性CO₂、CI^-引起的吸氧腐蚀、CO₂腐蚀和点蚀是导致管材腐蚀的主要原因，细菌造成的结垢腐蚀对其也有一定影响；在CO₂/H₂S腐蚀联合控制条件下，抗CO₂/H₂S复配缓蚀剂KS-02缓蚀效果最优，缓蚀效率可达80%以上。现场含硫气井监测显示抗CO₂/H₂S复配缓蚀KS-0...     

添加缓蚀剂法控制海上油气田硫化氢腐蚀研究——以南海W10-3/W11-4油田为例

以南海W10-3/W11-4油田为例,对采用添加缓蚀剂法控制海上油气田硫化氢腐蚀进行了研究。要根据缓蚀剂防腐技术原理对适合控制海上油气田硫化氢腐蚀的缓蚀剂进行有针对性的筛选和试验。对选择好的缓蚀剂还要进行初期使用评价,进而对投加工艺进行改进。研制出的适用于该油田的硫化氢-二氧化碳-高矿化度盐水体系的缓蚀剂IMC-80-N,在油、气、水相中均有良好的保护性能。必须尽快开展综合腐蚀介质及其防护的研究。     

常减压装置缓蚀剂的研制及其性能

 选用不同的有机酸和有机胺反应合成了水溶性咪唑啉季铵盐系列缓蚀剂,分析了咪唑啉中间产物及其最终产物的红外光谱. 采用静态挂片法评价了该系列缓蚀剂的缓蚀性能,并与胜华炼油厂现用缓蚀剂缓蚀效果进行对比, 筛选出缓蚀效果最好的缓蚀剂HS-2; 考察了添加不同量HS-2时的缓蚀率和腐蚀速率,确定了缓蚀剂的最佳添加量为20mg/l. 采用电化学法进一步考察了HS-2缓蚀剂的缓蚀性能, 设计并进行了模拟现场蒸馏实验. 结果表明, 缓蚀剂HS-2为混合控制型缓蚀剂,能够有效抑制H₂S-HCl-H₂O体系在露点条件下对A3碳钢的腐蚀,比现场使用的缓蚀剂性能更优.     

深探井套管抗高温缓蚀剂的筛选

为减缓深深井套管的腐蚀，利用挂片腐蚀试验分别对常用市售缓蚀剂进行了筛选评价。试验采用与现场工况相同的腐蚀液与腐蚀试件，具体分析了两种温度状态下缓蚀剂的腐蚀结果和缓蚀剂对套管管材在腐蚀液中的腐蚀形态影响。从11种市售缓蚀剂中筛选出3种适用于高温饱和盐水完井液体系对APIP－110钢和N－80钢腐蚀的缓蚀剂，为现场缓蚀剂的应用提供了必要的理论依据和技术基础。     

一种新型双咪唑啉缓蚀剂的研究和应用

介绍了5种不同烃基取代基的N-烷基苯甲酰胺基双咪唑啉缓蚀剂的合成方法,该类缓蚀剂具有多个吸附中心。以渤海某油田生产污水为水样开展该类缓蚀剂的腐蚀性能评价,结果表明同条件下,与油胺发生取代反应生成的N-2-[2-(十八-9-烯基)]苯甲酰胺基双咪唑啉缓蚀剂性能最好。在渤海某油田开展N-2-[2-(十八-9-烯基)]苯甲酰胺基双咪唑啉缓蚀剂的现场试验,以线性极化电阻(LPR)监测腐蚀速率,结果表明该油田污水系统腐蚀速率降低47%。该缓蚀剂的长期应用效果采用腐蚀挂片方式监测,结果表明斜板除油器和双介质滤器出口挂片的腐蚀速率较应用原缓蚀剂时分别降低39%和64%,均达到低于0.076 mm/a的控制标准。     

防垢剂XCZ-1的合成及其性能评价研究

结垢对于油气田开采、注水及排水工艺的实施危害极大。碳酸盐垢是油气田开发生产中最常见的无机垢,研制新型碳酸盐垢防垢剂,有极重大的理论和实际意义。本文采用环己酮、乙二胺、甲醛以及亚磷酸为原料,按照一定的配比通过两次曼尼希反应制备出胺甲基膦酸化醛、酮、胺缩聚物防垢剂XCZ-1。研究了反应条件(反应时间、反应温度、反应物配比等)对产品防垢性能的影响;采用红外光谱法表征了产品的分子结构;探讨了防垢剂加量、防垢温度、防垢时间、溶液pH值、溶液矿化度等因素对产品防碳酸钙垢性能的影响,以及防垢剂对碳酸镁垢、碳酸钡垢的防垢性能。     

天然气水合物动力学抑制剂与水分子相互作用研究

为了解天然气水合物动力学抑制剂的分子结构对其抑制性能的影响,分析了不同结构动力学抑制剂与水分子之间的相互作用规律。采用分子模拟方法,分别研究了含有环状结构的动力学抑制剂PVP和PVCap,含有链状结构的动力学抑制剂PMC,以及同时含有环状结构和链状结构的新型动力学抑制剂YZ与水分子之间的相互作用。研究发现,动力学抑制剂与水分子间的相互作用与动力学抑制剂结构密切相关:具有环状结构的动力学抑制剂可以有效降低溶液中水分子的扩散系数,具有链状结构的动力学抑制剂可以与水分子形成更多的氢键,同时具有环状结构与链状结构的动力学抑制剂其抑制性更强。研究结果进一步明确了动力学抑制剂分子结构对其抑制性能影响的机理,对研制天然气水合物动力学抑制剂具有指导意义。      

适用于伊拉克某油田耐温抗盐型阻垢剂性能研究

注水是目前很多油田中后期开发最为广泛应用的方法,注水过程中易结无机垢堵塞注水管线和地层,当地层温度较高或注入水矿化度较高时这种损害更为严重。针对伊拉克某油田储层温度高达120℃,注入水矿化度达到20×104 mg/L,注水结垢现象严重,优选了复合型的耐温抗盐型阻垢剂体系,并对阻垢剂的性能进行了评价。结果表明,在高温高矿化度盐水溶液中,改性多胺缩聚物阻垢剂单体和有机磷酸盐类阻垢剂按1:1比例复配时防垢效果最好,静态和动态防垢率均可以达到90%以上,能够满足目标油田长期注水作业的要求。     

浮顶储罐壁板内防腐高度与浮顶升降试验的关系

按照规范要求浮顶储罐应在刮蜡机构、一二次密封及其他附件全部安装完后才能进行浮顶升降试验。试验后由于刮蜡板和密封紧贴壁板,不仅无法对密封和刮蜡板覆盖的壁板进行喷砂和涂装作业,而且在喷涂时由于周围被一二次密封封闭,增加了涂料喷涂的不安全性。实践证明,只要采取必要的措施,升降试验前先不安装密封和刮蜡机构的重锤;在升降试验时,通过增加浮顶限位控制装置、控制放水流速、控制浮顶和壁板之间的间隙来控制浮顶的偏移;浮顶升降试验完成后,先完成罐内的壁板下部和罐底板的防腐,然后再进行一二次密封和重锤的安装是可行的,既保证了防腐质量、施工进度,又保证了施工安全。为了便于在罐内和浮顶之间狭小的空间内进行防腐作业,从设计角度提出了在满足防腐要求的前提下,壁板内侧下部的防腐层高度不宜太高,同时对10×10~4m~3以上的浮顶储罐,应增加浮顶支柱的高度,使浮顶下表面中心点到罐底板的净距为1800mm。     

炼油系统二次加工装置缓蚀剂效果评估

主要研究了炼油系统中二次加工装置在用缓蚀剂以及某厂家样品缓蚀剂G剂的实验室评价方法及效果。介绍了目前炼油系统二次加工装置低温部位的腐蚀类型和在用缓蚀剂应用情况;参照标准SY/T 5273"油田采出水用缓蚀剂性能评价方法"制定了实验室静态挂片失重法实验方案,对所有二次加工装置在用缓蚀剂以及某厂家样品缓蚀剂G剂进行效果评估,主要分为在一定酸性条件下不同剂量缓蚀剂的实验评价和不同酸性条件下高剂量缓蚀剂效果的实验评价。根据实验室评价数据对所有缓蚀剂的缓蚀效果作了分析讨论,结果表明:缓蚀剂G的缓蚀效果在两种条件下效果均好,在一定酸度不同缓蚀剂剂量下,缓蚀剂G缓蚀率为35.66%,而且随着缓蚀剂质量分数升高,缓蚀率逐步上升;而在不同酸度高剂量缓蚀剂条件下,pH值为3.5~4.0,缓蚀剂G的缓蚀率为80.81%,pH值为6.5~7.0,缓蚀剂G的缓蚀率为87.88%。     

Evaluation of Effects of Selected Wax Inhibitors on Wax Appearance and Disappearance Temperatures

In this investigation, a light transmittance method was used to evaluate the wax appearance temperatures (WAT) and wax disappearance temperatures (WDT) of model paraffin compounds (n-C₂₄H₅₀ (C₂₄) and n-C₃₆H₇₄ (C₃₆)) in n-decane (C₁₀) solutions both with and without wax inhibitors. The change in WAT at different paraffin concentrations in the presence of an inhibitor behaves as though there is a constant amount of paraffin removed by the inhibitor. However, the amount of apparent paraffin reduction by an inhibitor (e.g. 160 g of C₂₄ by one gram of an inhibitor) indicates that the inhibition mechanism cannot easily be explained by a simple “sequestering” effect. Wax inhibitors that decrease the WAT tend to also increase the WDT. Most of the wax inhibitors tested at a dosage of 100 ppm did suppress the WAT of lower molecular weight paraffin (C₂₄) solutions, but had little or no effect for higher molecular weight paraffin (C₃₆) solutions. Side-chain length of polymethacrylate wax inhibitors is an important performance parameter. Of the three polymethacrylate wax inhibitors tested, the one with the longest alkyl side-chain (C₁₈) had the most effect on suppressing the WAT and increasing the WDT of the binary mixtures (n-C₁₀-n-C₂₄ solutions).     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及复配性能研究

介绍了以月桂酸、二乙烯三胺、氯化苄为原料,合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂JAY的方法,采用正交试验法考察了咪唑啉季铵盐缓蚀剂JAY与硫脲、OP-10、乌洛托品及碘化钾的质量比分别在盐酸和土酸介质中对N80挂片腐蚀速率的影响。结果表明,盐酸介质中,当硫脲与JAY质量比0．025,OP-10与JAY质量比0．025,乌洛托品与JAY质量比0．015,碘化钾与JAY质量比0．030时,复配缓蚀剂缓蚀效果最好;土酸介质中,当硫脲与JAY质量比0．015,OP-10与JAY质量比0．015,乌洛托品与JAY质量比0．025,碘化钾与JAY质量比0．020时,复配缓蚀剂缓蚀效果最好。