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.     

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。     

咪唑啉衍生物的缓蚀机理计算及性能研究

采用量子化学方法分析了咪唑啉衍生物的结构特征,设计了3种咪唑啉衍生物：咪唑啉、甲苯基咪唑啉、硝基苯基咪唑啉;对其分子结构、电荷分布、轨道能量,及其与Fe原子配位的结合能和配位化合物的结构特征进行了计算,分析Fe原子与不同咪唑啉衍生物分子间作用力和结合能的变化规律;进而,合成得到3种相应的化合物,对其缓蚀性能进行评价。结果表明：咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀性能由强到弱的顺序为：甲苯基咪唑啉>咪唑啉>硝基苯基咪唑啉。咪唑啉衍生物分子中取代基供电子能力越强,咪唑啉衍生物分子和Fe原子的前线分子轨道能量差越小,二者发生配位作用吸附在金属表面的作用效果越好,缓蚀剂的缓蚀性能越优秀。     

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。     

取代基咪唑啉分子结构与缓蚀性能的理论研究——咪唑啉分子 …

用量子化学方法计算了咪唑啉系列化合物及其与铁原子的化学吸附位能曲线。得到吸附作用能、咪唑啉环上氮原子与铁原子的配位健长、双原子作用能以及重叠集居数。研究结果表明,供电性基团或取代芳烃引入到咪唑啉环上能增强氮与铁原子的化学吸附作用力。计算结果可为设计性能较好的缓蚀剂提供有用的理论依据。     

咪唑啉衍生物缓蚀性能的密度泛函理论和分子动力学模拟

 采用挂片失重法测得A、B、C、D 4种咪唑啉衍生物缓蚀剂在CO2饱和的3%NaCl溶液中的缓蚀效率,并利用量子化学计算和分子动力学模拟相结合的方法对它们的缓蚀性能进行了理论分析。结果表明,咪唑啉类缓蚀剂对金属的缓蚀作用,主要是其分子中的咪唑环和极性基团起作用;发生吸附时,咪唑啉衍生物分子上的咪唑环优先吸附在金属表面,然后牵引烷基支链R平行吸附在金属上。综合量子化学和分子动力学模拟计算得出4种新型缓蚀剂的缓蚀效率从大到小依次为B、C、A、D,与实验结果相吻合。     

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。     

咪唑啉及其衍生物在CO2腐蚀介质中的缓蚀行为研究进展

咪唑啉及其衍生物是成功用于油气田抗CO2腐蚀的缓蚀剂品种之一,近期这一领域的研究十分活跃。主要综述了近年来国内外有关咪唑啉及其衍生物缓蚀行为的影响因素和建立缓蚀机理模型的研究进展情况。     

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-...     

咪唑啉在H2S/CO2腐蚀体系的缓蚀性能研究

通过静态挂片失重法和电化学极化曲线法,研究两种改性的咪唑啉衍生物缓蚀剂在饱和H2S／CO2腐蚀环境中的缓蚀性能。研究结果表明,两种缓蚀剂对饱和H2S／CO2腐蚀体系具有良好的缓蚀效果,使H2S／CO2腐蚀体系的自腐蚀电位发生正移,腐蚀电流密度减小,对碳钢腐蚀反应过程有良好的抑制作用。     

油气开采过程中CO2腐蚀控制措施探讨

针对油气田严重的CO2腐蚀问题,人们提出了各种各样的防腐蚀措施。其中,应用缓蚀剂进行腐蚀防护已被大家公认为是一种经济有效的防腐措施。本文分析了腐蚀预测和腐蚀监测对防腐工作的重要性和可行性,介绍了常用的几种防腐措施,并着重分析了缓蚀剂防腐措施的有效性。     

CO2吞吐管柱腐蚀分析及防治研究

针对CO₂吞吐井杆管腐蚀严重的问题,对吞吐油井管柱进行了腐蚀产物分析。通过微观形貌分析、能谱分析、金相分析以及X射线衍射分析等手段,确定了吞吐区块油井腐蚀类型为CO₂腐蚀。通过腐蚀规律研究,提出了以液体缓蚀剂、固体缓蚀剂等化学防腐保护技术为主,加深尾管保护技术、牺牲阳极保护技术、油管涂层保护技术为辅的综合腐蚀防治技术思路,并通过实验确定了合理的加药量与加药方法。综合腐蚀防治技术在69口井中开展现场试验,对吞吐井杆管取得了较好的保护效果,油井免修期由260天延长到400天,验证了综合腐蚀防治技术的有效性。     

含MoS2/无水CaCl2润滑脂的酸性环境中轴承的腐蚀行为

为了探究酸性溶液对含MoS₂/无水CaCl₂润滑脂添加剂的轴承性能的影响,依据电机轴承运转机理和失效特征进行了电机轴承运转试验,选用质量分数为35%的硝酸、盐酸分别与MoS₂、无水CaCl₂两种润滑脂按照一定的配比进行混合,再将混合物添加到电机轴承中运行一定时间,计算轴承温度升高值与润滑脂损失量,考察酸的类型、酸与润滑脂的配比对电机轴承性能的影响,评价两种润滑脂添加剂的耐酸腐蚀性能,为轴承润滑脂添加剂的选择提供技术参考。     

CO2驱油与埋存研究进展

详细介绍了CO2驱油与埋存研究的现状。目前CO2驱油在国外已取得较好的经济效益,在国内正在进行矿场先导试验。而CO2埋存在国内外均处于探索阶段。CO2驱油与埋存研究中存在的问题主要包括提高采收率方面的扩大波及体积等关键问题、CO2埋存介质和方法的选择、CO2驱油对地层的伤害、CO2驱油与埋存的气源问题、CO2驱油与埋存产业协调和整体规划5大方面。指出了该项研究的发展趋势。     

咪唑啉类缓蚀剂对CO2/H2S腐蚀抑制作用研究进展

CO2/H2S腐蚀一直是石油和天然气工业领域棘手问题和研究热点.针对CO2/H2S腐蚀,常采用咪唑啉类缓蚀剂处理.咪唑啉类缓蚀剂通过在金属表面形成单分子吸附膜,改变氢离子的氧化还原电位以及对溶液中的某些氧化剂进行配位,降低电位,达到缓蚀的目的.对咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀机理以及研究现状进行了综述.     

二氧化碳驱采油井缓蚀阻垢剂的复配实验研究

针对西部某油田注CO_2驱腐蚀结垢的特点,选用油田普遍使用的咪唑啉、季铵盐、酰胺盐、膦酸盐缓蚀剂以及氨基三亚甲基膦酸和聚天冬氨酸阻垢剂进行复配实验研究,用电化学测试方法和静态阻垢测试实验优选出性能良好的缓蚀剂和阻垢剂单剂,对所选的缓蚀剂和阻垢剂在总质量浓度240mg/L下进行最优配比实验后,采用失重法、模拟工况测试阻垢率以及扫描电镜(SEM)评价复合缓蚀阻垢剂的防护效果。实验结果表明:通过单剂筛选得出的缓蚀剂和阻垢剂在60℃饱和CO_2模拟地层水中对N80碳钢的缓蚀率高达94.13%,阻垢率高达93.98%;在总质量浓度为240mg/L时,缓蚀剂与阻垢剂按2∶1的质量比复配后的试剂,缓蚀率达91.98%,阻垢率达91.10%;在模拟实际最苛刻的生产工况下,复合缓蚀阻垢剂的防腐防垢均能满足油田控制指标。研究表明,膦酸盐和聚天冬氨酸复配的缓蚀阻垢剂可以抑制CO_2驱采油井的腐蚀结垢问题。     

NH3作为CO2置换CH4水合物促进剂的分子动力学模拟研究

针对天然气水合物开采中CO₂置换面临的渗透性差、置换效率低的问题,采用分子动力学模拟方法,将对水合物相具有强穿透能力的NH₃作为促进剂,分别模拟了CO₂单组分和CO₂/NH₃混合组分置换水合物过程。结果表明:在模拟设定的温度压力范围内,245 K和255 K条件下,NH₃对CO₂置换水合物过程起到正向促进作用,而当温度升高至265 K时,则会对置换过程起到抑制作用;温度相同时,升高压力可以提高置换效率,但不会改变NH₃对置换过程的促进/抑制作用。该研究结果可为提高CO₂置换法的置换效率提供新的思路。      

CO2复合驱油分子动力学模拟及微观机理研究

为了探索较大幅度提高高含水期复杂断块油田剩余油采收率,提出了CO₂复合驱方式进行剩余油开采对策并在矿场先导试验井组取得了显著的增油降水效果,但对CO₂复合驱油体系微观增油机理的相关研究较少,亟需开展这方面的基础研究。基于CT扫描结果,结合油藏开发实际,明确了滴状和膜状剩余油为难以动用的2种剩余油类型;构建了溶解油滴模型和剥离油膜模型,利用分子动力学方法进行模拟。溶解油滴模拟结果表明,CO₂扩散至油滴中,增加其体积,然后油滴分子逐渐溶解在驱油体系中;剥离油膜分子动力学模拟结果表明,CO₂在油相中先形成扩散通道,随后CO₂优先通过扩散通道至岩石表面,CO₂在表面上形成氢键而产生吸附。     

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本文通过分析川合100井的油管腐蚀实例,认为CO_2是腐蚀的主要原因。并提出了预防腐蚀的方法。     

3Cr钢在CO2环境中的腐蚀研究

由于非常规储层的特殊性(即低孔、低渗、易膨胀和易破碎等),该类储层在开发过程中极易受到不可逆的伤害。为了认识钻井过程中非常规储层伤害机理,以页岩储层为例,系统地调研了页岩钻井储层伤害的国内外研究现状,分析了目前研究中存在的问题,并对下一步储层保护工作开展提出了建议。研究发现,目前页岩钻井储层伤害研究主要体现在钻井技术和钻井液两方面,但针对非常规储层中井壁稳定性问题的研究相对较少,且对钻井液引起的储层伤害机理认识不够深入。结合页岩钻井储层伤害研究现状,应全面开展非常规储层井壁稳定性、钻井对储层伤害机理和非常规储层钻井液优选的研究。