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。     

咪唑啉型复配缓蚀剂的缓蚀性能

为满足现场缓蚀要求,咪唑啉型缓蚀剂在实际应用中存在用量大、成本高的问题。对咪唑啉型缓蚀剂进行复配能够提高其缓蚀效果,降低使用成本。按现场要求,对缓蚀剂原液进行复配、稀释,并在饱和CO2模拟盐水和高矿化度模拟盐水中进行静态挂片实验。结果表明,复配后的缓蚀剂加药浓度为5.1 mg/L时具有良好的缓蚀效果;当咪唑啉型缓蚀剂、亚硫酸钠、硫脲和水以质量比为30∶2∶3∶65复配时,复配缓蚀剂的效果最好,适用于含有CO2和高矿化度的油田水处理。     

油井缓蚀剂GS-1的研制与应用

胜利垦西和孤岛下馆陶油藏产出流体腐蚀性强。垦西断块2口油井产出水、气水质、组成分析及腐蚀性测试结果表明，主要腐蚀因素是地层水和产出气中的H2S和CQ以及随注入水进入地层的SRB菌的生长繁殖。为此研制了油井缓蚀剂GS-1，合成方法如下：有机酸和多胺在二甲苯中反应生成酰胺咪唑啉，加入甲醛、PCl3、水使之膦甲基化，调pH=8，用甲醇稀释至产物浓度为40％，即为GS-1。GS-1对A3和N80钢试片的静态缓蚀率，在饱和H2S和CO2、矿化度169g／L的人工盐水中，加剂量30mg／L时为≥90％（55-60℃，72h），在垦西K24．5井产出水中，加剂量50mg／L时为≥80％（60℃，7d），均远好于对比药荆LG-8和SF-103。在孤岛中一区和垦西油田6口油井使用GS-1，单井日加量25k，使检泵周期由1．5～3个月延长至6个月以上。表9参1。     

采出水用缓蚀剂的合成及复配研究

以油酸和三乙烯四胺合成了咪唑啉并用氯化苄进行改性, 经过分离提纯后用红外光谱进行表征, 并用挂片法和电化学法研究了缓蚀性能, 确定出最佳缓蚀剂添加量, 并用失重法研究合成产物与 Ｋ Ｉ 、 十二烷基苯磺酸钠和硫脲的复配比例及缓蚀性能。实验结果表明, 合成产物为所需的目标产物, 合成产物最佳添加量为２ ０ ０ｍ ｇ ／ Ｌ ,极化曲线结果表明合成产物为抑制阳极型缓蚀剂; 复配研究结果表明, 合成产物与 Ｋ Ｉ 、 硫脲、 十二烷基苯磺酸钠最佳复配比例分别为： ２  ０ ∶ ３  ０ 、 ２  ０ ∶ ２  ０ 、 ２  ０ ∶ １  ５ , 并选定了合成产物与十二烷基苯磺酸钠复配组, 并且最佳复配最佳添加量为２ ５ ０ｍ ｇ ／ Ｌ 。     

油井缓蚀剂YZHS-1的应用研究

在讨论引起井下和地面腐蚀的原因的基础上,研制出了缓蚀剂YZHS-1.该缓蚀剂不仅能防止H2S、CO2的腐蚀,还能抑制硫酸盐还原菌和不均匀结垢引起的腐蚀.缓蚀效率高,对于腐蚀严重的油井和地面系统都有很好的缓蚀作用,用量为100mg/L时缓蚀率可达到80%以上.     

咪唑啉缓蚀剂的合成与缓蚀性能的研究

利用油酸及二乙烯撑三胺为原料,以二甲苯为溶剂,合成咪唑啉缓蚀剂,并通过失重法测出不同浓度、不同时间及不同温度下产品的缓蚀效果曲线。结果表明,在质量浓度为0.2%～0.5%时,Q235钢在酸性介质中的缓蚀效率最佳,可以达到99%以上。     

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。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能评价

采用硬脂酸、苯甲酸、月桂酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺为原料,合成了多种咪唑啉及咪唑啉季铵盐缓蚀剂,对N80钢在的盐酸中有较好的缓蚀作用,其中合成的咪唑啉季按盐的缓蚀性能更为优异。咪唑啉季铵盐类型缓蚀剂MBT在投加量为0.5%时,在12%HCl(60℃,4h)酸液中,N80钢腐蚀速率为0.692g/(m2.h)。该产品与缓蚀剂复配后得到了缓蚀剂SE-1,缓蚀性能得到进一步提高,加量为2%时,在土酸(150℃,4h)介质中,N80钢片在的腐蚀速率为15.91g/(m2·h)。并用动电位扫描技术,对咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能进行了极化行为研究。     

炼油厂湿硫化氢腐蚀介质缓蚀剂的研究

研究了一种可用于炼油装置的湿硫化氢防护的咪唑啉类缓蚀剂,并对其缓蚀效果作了评价。在有机酸和有机胺摩尔比为1:(1.1～1.5),140～240℃,分散剂A存在条件下,合成出了理想的湿硫化氢的缓蚀剂。当缓蚀剂用量为20 mg/L时,缓蚀率为95%,为炼油装置的湿硫化氢的腐蚀防护提供参考。     

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。     

固体缓蚀剂GTH油井防腐技术

为了防止胜利孤岛油田含H2S和CO2酸性气体、采出水矿化度高的油井井下腐蚀,研制了以炔氧甲基胺及其季胺盐为主缓蚀剂,酰胺咪唑啉为复配缓蚀剂,加入多种辅助组分和加工助剂,用挤压成型方法制成的固体缓蚀剂GTH(φ55mm、L250mm的棒状物)。65℃时加量15和20mg/L的主缓蚀剂对N80钢试片在油田采出水中的缓蚀率为85%和90%,加入复配缓蚀剂使缓蚀率提高1%~2%。考察了含不同量缓蚀成分的GTH在65℃(及90℃)自来水中0~30天的动、静态溶出率,确定用于孤岛油田的GTH中缓蚀成分的含量为40%,在室内测得在油田采出水中的溶出速率为2.3~2.5mg/d.cm2,按日产液量每10m3下入2m长棒状缓蚀剂,可在一定时间内使油井采出水中缓蚀成分浓度维持在13mg/L。根据7口油井的检测数据,下入GTH后采出水的腐蚀速率平均由0.138mm/a降至0.023mm/a,缓蚀率为83%。简介了将GTH下入井内的工艺。在孤岛油田将该防腐蚀方法用于35口油井,32口井的检泵周期由4个月延长至8个月以上。图5表5参3。     

三元复合驱采油井用的固体缓释防垢剂

由3种未指名化合物配制成兼具防腐蚀作用的防垢剂FHE，加入固化剂制成缓释防垢剂(防垢块)。在三元复合驱采出液中加入防垢剂FHE2．5mg/L，在55℃、72h静态挂片测试中防垢率为99．0％；加入防垢剂FHE2．5、4．0mg／L，在55℃、压力3MPa、168h动态模拟条件下挂片测试防垢率分别为74．9％、93．2％，由此得到防垢剂FHE的最佳浓度为4．0mg／L。防垢剂FHE与固化剂的最佳配比为3：1。在去离子水中50℃时，防垢剂FHE从直径20mm、长20mm的防垢块中的静态溶出率由13．14％(0～48h)逐渐降至11．04％(144～192h)。在模拟井筒条件的实验装置上，求得50～55℃下，14～20h内从防垢块溶出的防垢剂在三元复合驱采出液中的浓度由4．31降至3．70mg／L，由相似性原理求得在井筒中使用的防垢块直径应为8mm，长度应为645mm。在一口螺杆泵采油井中使用防垢块，油井产量略有增加，泵电流下降4～6A。图1表5参3。     

油气井防腐用缓蚀剂的评选程序研究

讨论了一套适合于油气井的缓蚀剂评选程序 ,该程序遵循简便、快速、经济、可靠的原则 ,为现场筛选经济有效的缓蚀剂提供了一种方法。采用该程序筛选出的缓蚀剂在大港千米桥气田现场防腐试验中进行了验证。结果表明 ,室内筛选的缓蚀剂在现场得到成功应用 ,说明制订的缓蚀剂评选程序是合理、有效的。     

缓蚀阻垢剂HZ-X2的合成、性质及应用

中原文留油田油井含水高于85％，采出水中CO2与HCO3^-构成弱酸性缓冲体系，腐蚀性和结垢性很强，油井、集输和注水系统既出现腐蚀，又发生结垢。针对该油田研制并生产了新型缓蚀阻垢剂HZ－X2。简介了合成方法及产品技术性能，讨论了缓蚀和阻垢机理，详述了室内测试结果，简介了现场试验和应用情况。该剂由缓蚀成份咪唑啉及其衍生物、阻垢成份膦基丙烯酸－马来酸（酐）共聚物及溶剂制成，易溶于水，可溶或分散于油，不增加原油的乳化。在室内测试中，加量＞100mg/L时在65℃采出水中的静态缓蚀剂＞75％，在70℃油水混合液（30：70）中的动态缓蚀率＞70％。加量≥20mg/L时，在75℃采出水中对Ca、Mg垢的阻垢率＞84％。在现场试验中，从1口油井油套环空按产水量加入该剂100mg/L，在20天内使采出水中含铁量下降，腐蚀速率降至接近0.07mm/a。在文留油田现场应用中，不同油井加入适量药剂（60－100mg/L)，加药周期一般15d左右，采出水平均腐蚀速率由0．408mm/a降至0.075mm/a，结垢速率由3－7mm/a降至0.121mm/a。表3。     

盐水钻井液中G105钢缓蚀剂Njff-Ⅱ

江苏油田洪泽、淮阴地区井深超过500-米,地温80℃左右,使用盐水钻井液钻井时G105钢钻具腐蚀严重。在盐水钻井液滤液中G105钢试片的动态腐蚀速度随温度升高而增大,80℃时大于0.6mm/a。参照钻井液滤液配制模拟盐水,按L25(54)正交表安排实验,测得无机离子对G105钢试片80℃静态腐蚀速率影响的排列顺序为:Cl->Ca2 Mg2 >HCO3->SO42-,腐蚀速率在某一Cl-或Ca2 Mg2 质量浓度下出现最大值。筛选出的缓蚀剂Njff-Ⅱ由硅酸钠、钼酸盐、有机胺复配而成,加量0.2%时在盐水钻井液滤液中对G105钢试片80℃动态腐蚀的缓蚀率达88.19%。极化曲线表明Njff-Ⅱ为主要控制阳极反应的混合控制型缓蚀剂。Njff-Ⅱ已投入现场应用。图3表3参4。     

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.     

大庆外围油田油水井清防垢技术

针对大庆外围低渗油田油水井结垢严重的状况,开发了油水井清防垢技术。注水井清垢解堵剂是侧重解无机垢堵塞的多功能综合解堵酸液,对碳酸盐垢的溶解率达98.57%,对储层岩心的溶蚀率为13.85%,在外围各油田160口井应用,成功率96%,有效期1年以上,单井平均日增注44 m3,注水压力平均降低0.7 MPa。注水井防垢剂Ⅰ由有机磷酸盐、垢分散剂、铁离子络合剂等组成,加量30 mg/L时1~5天防垢率均为100%;在榆一联13口井使用,1年后平均注水压力仅上升0.8 MPa,平均视吸水指数仅下降0.06 m3/d.MPa,即3.70%;在1口加剂井1400 m(45℃)、1600 m(55℃)、1800 m(65℃)处挂片1年,测得结垢速率分别为0、0.0025、0.0062 mm/a,以3口对比井相应平均值为基准,防垢率分别为100%、97.15%、94.21%。油井清防垢剂ES为含有无机、有机溶剂、渗透剂、螯合剂、防垢剂等多种组分的油包水型乳状液,对油井垢的平均溶蚀率>90%,加量10~50 mg/L时对碳酸钙、镁垢的防垢率均大于HEDP;通过油套环空加入37口结垢井,加量200 kg,加药周期1个月,使检泵周期延长至1年以上。表6。     

利用缓蚀剂控制硫化氢对生产设施的内腐蚀

注入缓蚀剂可以控制海上平台上配管和处理设备内部发生的各种腐蚀。 本文包括内腐蚀控制方法,缓蚀剂选择步骤、缓蚀剂量估算计算步骤和其它有关资料。不涉及其它腐蚀控制方法,也没有确定最终缓蚀剂的选择(因为该缓蚀剂的确定必须经过试验)。     

油田水缓蚀剂YZHS-1的研制与应用

水质分析数据表明,长庆第三采油厂各区块采出水矿化度高,含大量H2S及SRB菌。典型区块5口采油井油管内腐蚀产物主要成分为铁氧化物、硫化物、碳酸盐及其他无机垢物,由此判定主要腐蚀因素为H2S、CO2、SRB及不均匀结垢。为此研制了缓释剂YZHS-1,其组分有具有成膜和杀菌作用的季铵盐化咪唑啉衍生物,具有缓蚀、阻垢作用的一种膦酸盐及分散剂。YZHS-1加量为100 mg/L时,A3钢55℃时在各典型区块采出水中的腐蚀速率为0.018~0.037 mm/a,缓蚀率>80%。在腐蚀严重的120口油井使用YZHS-1,首次从油套环空加入150 kg YZHS-1,以后每隔5天加剂一次,加量视产液量大小(<10,10~20,>20 m3/d)分别为5、10、15 kg。加剂后39口井的平均检泵周期由83 d延长到158 d,81口井由164 d延长到256 d以上,最长达到488 d,井下管柱和地面集输系统的腐蚀明显减轻。表4参6。