咪唑啉类缓蚀剂抑制钻具腐蚀的实验研究

本文应用滚轮失重法、动电位扫描技术、扫描电镜和能谱分析等手段,研究了咪唑啉类等有机缓蚀剂在低固相、无固相泥浆和受H2S污染的泥浆中,对20号钢和N-80钢的缓蚀作用,并对H2S污染的低固相泥浆性质、硫化铁成膜机理和缓蚀剂的缓蚀机理进行了研究。结果表明,咪唑啉类缓蚀剂对钻具氧腐蚀有一定的抑制作用,与磷酸酯、苯骈三氮唑钠等缓蚀剂复配使用时,能大大降低低碳钢的腐蚀速度。在含硫泥浆中,对H2S腐蚀抑制效果较好,加入1000mg/L以上咪唑啉缓蚀剂时,低碳钢的腐蚀速度降低到1mm/y以下,缓蚀效率达到70~80%。电化学研究表明,这类缓蚀剂能够强烈抑制金属的阳极过程。试验还发现,在一定条件下,N-80钢在含硫泥浆中能够生成一层光亮、致密的硫化铁保护膜,加入缓蚀剂后,则阻止了这层膜的生成。     

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

以棕榈酸、二乙烯三胺为原料合成咪唑啉，并对其进行水溶性改性制备了咪唑啉型缓蚀剂YG-1，与助剂硫脲复配得到复配缓蚀体系YG-2。应用静态挂片失重法、电化学法评价了该复配缓蚀体系YG-2的缓蚀性能，研究了缓蚀机理，并用扫描电镜分析了腐蚀前后及加入复配缓蚀体系YG-2后A3钢的表面形貌。研究结果表明，在30℃下加入复配缓蚀体系YG-2能有效地抑制饱和CO2的高矿化度盐水对A3钢的腐蚀，其使用浓度为20mg／L时，缓蚀率达到98．5％，腐蚀速率仅为0．009mm／a，远好于我国石油天然气行业标准规定的指标。     

一种新型咪唑啉复配缓蚀剂对A3钢在饱和CO2盐水溶液中的缓蚀性能

以棕榈酸、二乙烯三胺、马来酸酐为原料合成了一种新型咪唑啉缓蚀剂2-十五烷基-1（马来酰胺）-乙基-咪唑啉，其与助剂硫脲复配得到复配缓蚀剂YQ。采用静态挂片失重法、电化学评价法考察了YQ的缓蚀性能。结果表明，YQ能有效抑制饱和CO2盐水对A3钢的腐蚀。采用X射线光电子能谱及扫描电镜分析了腐蚀前、后及加入复配缓蚀剂YQ后A3钢的表面形貌及表面产物，探讨了YQ的缓蚀机理。结果证明，复配缓蚀剂YQ在A3钢表面形成了3层腐蚀产物膜，有效地抑制了饱和CO2盐水对A3钢的腐蚀。     

高矿化度油田污水缓蚀剂的制备及扫描电镜研究

针对高矿化度油田污水腐蚀严重的特点，以二乙烯三胺和羧酸为原料，合成了咪唑啉，并进行水溶性改性，合成了咪唑啉衍生物缓蚀剂HS—ZH。以HS—ZH为主体缓蚀剂与有杀菌、除氧等效果的缓蚀增效荆进行复配。用静态挂片失重法考察缓蚀剂的缓蚀性能，采用扫描电镜分析了腐蚀前后试片形貌，对缓蚀剂的作用机理进行了探讨。结果表明，HS—ZH的缓蚀率和稳定性均高于油田常用缓蚀剂HS—XF和HS—TD；复配缓蚀剂加量为10—20mg／L时，缓蚀效果最佳。     

聚氧乙烯烷基苯酚醚磷酸酯用作缓蚀剂的研究

以聚氧乙烯烷基苯酚醚(OP)为原料，合成了氧乙烯链长和单酯含量不同的系列聚氧乙烯烷基苯酚醚磷酸酯，应用静态挂片、线性极化、极化曲线等方法评价了这些表面活性剂在饱和CO2的模拟盐水中的缓蚀效果。结果表明，该类表面活性剂通过抑制阳极反应起到缓蚀作用；在氧乙烯链节数为4～10的4种聚氧乙烯烷基苯酚醚磷酸酯中，氧乙烯链越短，缓蚀效果越好，其中氧乙烯链为4的聚氧乙烯烷基苯酚醚磷酸酯质量浓度为10mg／l时，缓蚀率达90％以上；产物中不同的聚氧乙烯烷基苯酚醚磷酸单、双酯含量对缓蚀性能影响不大，单酯质量分数从29．78％增至91．55％，缓蚀率绝对值仅升高4％。聚氧乙烯烷基苯酚醚磷酸酯与阻垢剂HEDP可以复配使用，构成缓蚀阻垢剂。     

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。     

饱和CO2盐水中咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系

用极化曲线法和静态挂片法评价了不同疏水链和亲水基的系列咪唑啉在饱和CO2盐水中的缓蚀性能,探讨了咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系。实验结果表明,对于NaC l质量浓度低于50 g/L的饱和CO2的腐蚀介质,咪唑啉的疏水链越长,缓蚀性能越好,若疏水链含有双键则可以进一步提高缓蚀性能;增加腐蚀介质中NaC l的质量浓度,导致疏水链较长的1-氨乙基-2-十五烷基咪唑啉乙酸盐、1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能降低,而疏水链较短的1-氨乙基-2-十一烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十三烷基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能略有升高,但仍以1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能最好。在以氯乙酸、醋酸和氨基磺酸对十七烯基咪唑啉改性形成的4种缓蚀剂中,1-氨乙基-1-羧甲基-2-十七烯基氯化咪唑啉的缓蚀性能最好,而氨乙基咪唑啉的缓蚀性能则优于羟乙基咪唑啉。     

饱和CO2盐水中咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系

用极化曲线法和静态挂片法评价了不同疏水链和亲水基的系列咪唑啉在饱和CO2盐水中的缓蚀性能,探讨了咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系.实验结果表明,对于NaCl质量浓度低于50 g/L的饱和CO2的腐蚀介质,咪唑啉的疏水链越长,缓蚀性能越好,若疏水链含有双键则可以进一步提高缓蚀性能;增加腐蚀介质中NaCl的质量浓度,导致疏水链较长的1-氨乙基-2-十五烷基咪唑啉乙酸盐、1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能降低,而疏水链较短的1-氨乙基-2-十一烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十三烷基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能略有升高,但仍以1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能最好.在以氯乙酸、醋酸和氨基磺酸对十七烯基咪唑啉改性形成的4种缓蚀剂中,1-氨乙基-1-羧甲基-2-十七烯基氯化咪唑啉的缓蚀性能最好,而氨乙基咪唑啉的缓蚀性能则优于羟乙基咪唑啉.     

多种缓蚀剂的复配对10号碳钢在酸性体系中的缓蚀作用研究

通过测试碳钢在模拟腐蚀体系中腐蚀速率的方法,考察了2-甲基咪唑啉、N-甲基二乙醇胺和硫脲三种缓蚀剂的缓蚀性能及其复配效应。研究结果表明,在温度为40℃、pH值为2左右时,单独使用2-甲基咪唑啉、N-甲基二乙醇胺和硫脲这三种缓蚀剂对10号碳钢在酸性体系中都有一定的缓蚀效果。其中2-甲基咪唑啉和N-甲基二乙醇胺的缓蚀效果好于硫脲。这三种缓蚀剂分别与钼酸钠、钨酸钠、苯并三唑复配后的缓蚀效果均好于单独使用缓蚀剂时的效果。     

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其抑制CO2腐蚀性能的研究

合成了一种咪唑啉型缓蚀剂,并将所合成的咪唑啉型缓蚀剂与其它物质进行复配得到一种抗CO2腐蚀的气-液双相缓蚀剂。利用静态失重法测定了咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对20A碳钢以及复配物在CO2介质中对N80钢的腐蚀速度和缓蚀效率。结果表明：该咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对20A碳钢具有较强的缓蚀能力,并且其与吗啉衍生物、硫脲及丙炔醇复配后对抑制CO2的腐蚀有很好的效果。在实验条件下,该复配物的加入量为500mg/l时,气相中的缓蚀效率为93.6%,液相中的缓蚀效率为96.9%。     

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。     

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.     

聚天冬氨酸在KNO3介质中的缓蚀性研究

采用极化曲线法研究了聚天冬氨酸缓蚀剂在KNO，的量浓度为0．1mol/L的溶液中对碳钢的缓蚀作用。试验结果表明：聚天冬氨酸对碳钢的阴极和阳极极化都有抑制作用，但以抑制阳极为主，是一种混合型缓蚀剂。试验中随着聚天冬氨酸质量浓度的增大，缓蚀效率提高，最佳质量浓度是400mg／L。根据试验结果，初步认为聚天冬氨酸属于吸附膜缓蚀剂。     

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。     

油田污水回注缓蚀剂的研制及机理

本文研究合成了各种咪唑啉类缓蚀剂,并进一步季铵化得到一系列咪唑啉衍生物.通过挂片试验、线性极化、交流阻抗和极化曲线测试评定了缓蚀剂的性能并优选出HO-8缓蚀剂.同时研究了油田污水中H₂S等因素对缓蚀性能的影响,及温度、矿化度和其它水处理药剂对缓蚀剂成膜速度的影响.采用红外光诸、核磁共振、俄歇能谱等分析技术探讨了咪唑啉类缓蚀剂的作用机理:它在金属表面吸附成膜,当H₂S存在时,缓蚀剂分子与FeS形成表面络合物,因而增强了膜的保护性.HO-8缓蚀剂可作为多功能水处理药剂应用于油田污水回注处理.     

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-...     

高含硫钻井液缓蚀剂的合成及性能研究

本文合成了抑制H₂S腐蚀的咪唑啉类缓蚀剂,并研究了它们的性能。正交试验表明,最佳合成条件是:反应温度:190～200℃;酸:胺(mol比)=1:1.05;反应时间以3～5小时为宜。根据以上条件合成的缓蚀剂,在含有3200mg/lH₂S的泥浆中,用量为0.2%时,抑制效果能达到80～90%,与碱式碳酸锌复配使用时,能提高缓蚀效率和降低碱式碳酸锌的用量,并发现缓蚀剂与CaO之间具有明显的协同效应。泥浆流变性能试验表明,缓蚀剂能提高泥浆的动切力和动塑比,对失水量影响不大。此外,利用X-射线衍射试验证明:(1)低碳钢在含H₂S的泥浆中,腐蚀产物的主要组成为Fe₉S₆;(2)H₂S会破坏FCLS的稳定性,分解出Fe²⁺,与H₂S反应生成面心立方的Fe₂S₄。     

三聚氰胺衍生物在高温油田采出水中的缓蚀作用及其机制

以三聚氰胺为基体,通过2步反应制备了三聚氰胺衍生物——三聚氰胺缩甲醛丁二酸钠(M FSS).采用质量损失法、极化曲线法、交流阻抗法和量子化学计算考察了M FSS在高温模拟油田采出水中对X80钢的缓蚀性能及其缓蚀机制.质量损失分析表明,当M FSS缓蚀剂质量浓度为180 mg/L时,在60℃和80℃下X80钢的缓蚀率分别...     

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。     

�������������ں�H2S/CO2�����������еĻ�ʴ��Ϊ�о�

采用电化学方法模拟某含H₂S和CO₂的高温高压气井腐蚀环境,研究了咪唑啉衍生物对N80油管钢的缓蚀机理和缓蚀行为。结果表明：该咪唑啉衍生物能与介质中的硫化物共同与铁原子配位，产生稳定的吸附膜,属于阳极型缓蚀剂，其缓蚀机理为“负催化效应”，在较强的阳极极化条件下的脱附行为服从金属基底原子离子化溶解对缓蚀剂的冲击脱附模型，对裸钢或已经发生了腐蚀的油管钢都能起到较好的防护作用，能抑制H₂S导致的局部腐蚀。