三种双子季铵盐缓蚀剂对钢片在气田采出水中缓蚀行为的影响

为获得缓蚀性能优良的双子咪唑啉季铵盐缓蚀剂,以3种不同的胺类化合物与环氧氯丙烷和硫脲为原料,合成了3种双子咪唑啉季铵盐缓蚀剂(甲硝唑双子季铵盐G1、不对称咪唑啉季铵盐G2和双咪唑啉季铵盐G3),采用化学浸泡失重法、电化学极化曲线及电化学阻抗谱(EIS)技术研究了3种缓蚀剂对X52钢在某气井采出水(矿化度34330 mg/L)介质中的缓蚀行为,考察了缓蚀剂浓度对缓蚀效率的影响,分析了双子季铵盐缓蚀剂作用机理。结果表明,缓蚀剂G1和G2为非对称结构,缓蚀剂G3为对称结构。3种缓蚀剂均表现出优异的缓蚀性能。在76℃下,随着3种缓蚀剂浓度的增加,X52钢的腐蚀速率显著降低,缓蚀效率增加。3种缓蚀剂缓蚀能力从强到弱的顺序为G3G2G1。3种缓蚀剂在X52钢表面的吸附缓蚀作用均满足Langmuir等温吸附曲线,吸附作用为物理吸附和化学吸附协同作用的混合型吸附模式。3种双子季铵盐缓蚀剂均为阳极抑制为主的混合型缓蚀剂,其在X52钢表面的成膜作用对双电层的影响较大。由于3种缓蚀剂分子结构及对称性的差异,影响了吸附过程中X52钢表面的覆盖度,导致了三者成膜行为和缓蚀性能的不同。图12表2参23     

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。     

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     

侏罗系油藏油井用固体缓蚀剂适用性研究

依据相关标准及模拟工况的腐蚀速率和电化学性能测试,对固体缓蚀剂的理化性能、缓蚀效果和缓蚀作用机理进行评价分析,探讨固体缓蚀剂在长庆油田侏罗系油藏开发过程中的适用性。研究结果表明,固体缓蚀剂具有良好的理化性能,在现场水介质中溶解性良好,并且无乳化倾向,但大量油相的存在会降低固体缓蚀剂的长期有效性;添加固体缓蚀剂后,在较短释放周期内,J55钢的均匀腐蚀速率明显下降,缓蚀效率高达85.64%;固体缓蚀剂长时间释放后,缓蚀作用明显减弱,其释放60 d后的缓蚀效率仅为7.37%;综合固体缓蚀剂均匀和局部腐蚀缓蚀性能以及释放率的测试结果,其投加周期不应超过60 d;固体缓蚀剂的电化学作用机理主要表现为阴极阻滞型缓蚀,但当固体缓蚀剂长时间释放后,J55钢的阳极过程明显活化,缓蚀剂吸附膜阻急剧减小,固体缓蚀剂的缓蚀效果显著降低。     

水溶性缓蚀剂在中低二氧化碳气井的应用

中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司上古气井具有中低二氧化碳、高矿化度及介质pH值变化大的腐蚀特点,同时气井井筒温度多处于腐蚀行为和机理多变的敏感区(60～100℃),这些特点对缓蚀剂的适应性提出了较高的要求。该文主要针对上述腐蚀环境的行为特征,通过缓蚀剂物化性能、相关配伍性、电化学性能、高温高压及现场井筒挂片质量损失分析,研究开发出适合中低CO2、高矿化度水气井腐蚀环境的水溶性缓蚀剂(HGCQ),具有水溶性良好,高温及低温稳定性优良,与甲醇及甲基二乙醇胺(MDEA)配伍性好的特点。室内研究了该缓蚀剂的缓蚀机理为阳极抑制型,确定其现场最佳加注质量浓度为300 mg/L。进行了模拟占古气井筒腐蚀环境的高温高压腐蚀试验和现场一口气井3个月的质量损失挂片测试,结果表明该缓蚀剂缓蚀效果明显,可以有效控制气井管柱的腐蚀。     

CD－121在磷酸酸化液中的缓蚀作用

通过室内静态挂片试验和电化学测定，研究了缓蚀剂ＣＫ－１２１在两种磷酸酸化液中对Ｎ－８０油管钢的缓蚀性能及其作用机理。研究结果表明，ＣＤ－１２１在磷酸酸化液中用量小，抗温性好，缓蚀效率高，是一种阴、阳极混合控制型优质磷酸介质缓蚀剂。     

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。     

缓蚀剂HC01缓蚀行为研究

加工高酸、高硫原油过程中,减粘顶水对塔顶冷凝系统和材质为20号钢的流出管线腐蚀严重,为了减少腐蚀过程对管线和设备的危害,有必要提出有效的防腐措施。通过失重法和电化学交流阻抗法,对11种顶水介质常用缓蚀剂进行筛选,研究了不同浓度下各缓蚀剂的缓蚀性能,针对缓蚀效果优良的咪唑啉缓蚀剂HC01最佳用量及其在20号钢表面的吸附行为进行了研究。结果表明:缓蚀剂HC01最佳浓度为145.5 mg/L,缓蚀率高达90.26%,在20号钢表面的吸附行为服从Langmuir吸附等温式,属于化学吸附。咪唑啉缓蚀剂HC01在减粘顶水介质中对20号钢的缓蚀效果明显,建议现场应用。     

盆5气田地面集输系统缓蚀剂的优选及评价

新疆准噶尔盆地盆5气田自建成投产以来,随着生产时间的推移,气田产液量也随之增加,因产出水的矿化度较高,加之该气田天然气中含有CO₂气体,因此腐蚀情况较为严重,影响了气田的安全生产。针对该气田的腐蚀情况,通过室内模拟现场腐蚀环境,采用失重法实验研究了不同缓蚀剂对地面集输系统管材（20G钢）的缓蚀效果,筛选出了缓蚀效果较好的缓蚀剂CT2-4,并采用极化曲线和交流阻抗谱图对其做了电化学评价。结果表明：CT2-4浓度在100～175 mg/L时的缓蚀率可超过85%,防腐效果理想。该研究成果为盆5气田的安全生产提供了技术保障。     

月桂酸类缓蚀剂与钼酸钠的协同缓蚀作用研究

采用笔者合成的N－月桂酰基α－氨基丙酸（LA）型缓蚀剂，用失重法和电化学测试法分别研究了它们在中性水体系中对碳钢的缓蚀性能以及与钼酸钠的协同缓蚀作用。实验结果表明：LA是高效的阳极型缓蚀剂，其缓蚀性能优于钼酸钠，它与钼酸钠的协同缓蚀体系的缓蚀效果明显，且具有一定的抗温度和浓度波动能力和很高的抗氯能力。同时，还初步探讨了协同体系的缓蚀作用机理。     

二乙氨基甲基苯并三氮唑缓蚀剂的合成及其性能

以甲醛（质量分数为40%）、苯并三氮唑和二乙胺为原料,经反应合成曼尼希碱缓蚀剂二乙氨基甲基苯并三氮唑（简称DMBM）。合成DMBM的优化反应条件：甲醛、二乙胺、苯并三氮唑物质的量比为3∶2∶3,反应温度为25 ℃,反应时间为0.5 h。使用红外光谱仪和核磁共振仪对合成产物进行结构表征,釆用失重法考察其在10%盐酸溶液中对碳钢的缓蚀效果,结果表明：所合成的DMBM在酸性介质中有着良好的缓蚀效果;其通过分子中的苯并三氮唑环以及胺基上带孤对电子的N原子与金属表面发生吸附而抑制金属的腐蚀。在10%盐酸溶液中加入质量分数为2%的DMBM,测得50 ℃下碳钢的腐蚀速率为0.94 mm/a,缓蚀率为93%。极化曲线测试结果表明,DMBM是以抑制阳极腐蚀反应为主的混合型缓蚀剂。     

气田集输管线腐蚀及其防护

结合前人研究和气田实际腐蚀因素分析,采用高压釜模拟现场工况对乙二醇溶液中20 g钢的腐蚀行为及缓蚀进行了评价。研究结果表明:20 g钢在乙二醇溶液中属于尚耐蚀类型,其腐蚀的主要原因是氯离子的吸附引起的。由于氯离子的吸附作用,氧化膜破裂,生成的钝化膜保护性较差,使得腐蚀加剧。通过缓蚀实验表明,MY/IMC—30Q’油井集输缓蚀阻垢剂能有效地减缓腐蚀,缓蚀率达到87.56%。     

无磷水处理剂对炼油回用水缓蚀效果的影响

采用静态挂片的方法,对炼油厂回用水Cl-,SO2-4,HCO-3,Ca2+,p H值等因素对碳钢片腐蚀的影响进行了研究,从单因素、多因素方面考察了3326型无磷缓蚀剂的缓蚀效果。结果表明,Cl-,SO2-4及p H值对腐蚀的影响较大;SO2-4对Cl-的腐蚀有一定的促进作用;添加缓蚀剂后,其对各因素的缓蚀效果均有所提高,并且对SO2-4的缓蚀效果要高于对Cl-的;对低硬度高碱度、高硬度高碱度水质,均能表现出较强的适应性。     

1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷对N80钢的缓蚀性能

以1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷为N80油管钢缓蚀剂,采用热重分析（TGA）方法考察其热稳定性,通过电化学工作站测定Tafel极化曲线,评价1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷在饱和CO2环境中的投加量与缓蚀率之间的关系,并探讨其缓蚀机理。结果表明：1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷的热稳定性良好;将其作为油管钢缓蚀剂,缓蚀率高,当缓蚀剂浓度为1 mmol/L时,缓蚀率可达87.84 %。通过Langmuir吸附等温线可以看出,该缓蚀剂通过物理化学作用在金属表面吸附成膜,从而对金属起缓蚀作用。     

硫脲复配缓蚀剂对碳钢缓蚀性能的研究及应用

通过腐蚀失重法研究一种复配缓蚀剂对碳钢在质量分数为10％柠檬酸中的缓蚀性能.研究结果表明:硫脲与乌洛托品组成的复配缓蚀剂可有效抑制碳钢在质量分数为10％柠檬酸中的腐蚀;当复配缓蚀剂总质量分数为2％时,硫脲与乌洛托品质量比为1∶1时缓蚀效果最好,其平均缓蚀率可达85.557％.该复配缓蚀剂在现场应用近1 a的结果表明:在...     

曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂的合成与性能评价

以苄胺、苯乙酮、甲醛为原料合成了一种曼尼希碱,通过正交实验得到最佳合成条件：苯乙酮、甲醛、苄胺物质的量比1：1．5：1．5,反应时间10h,反应体系pH值2—3,反应温度90℃。最佳条件下合成的曼尼希碱与增效剂丙炔醇、碘化钾以质量比1：0．2：0．5复配,得到曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂。缓蚀性能考察实验结果表明,研制的曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂具有良好的缓蚀效果。在15％的盐酸介质中,90℃下,缓蚀剂用量为1．O％时,钢片腐蚀速率仅为2．987g／（m^2·h）;当温度升高到150℃时,增加缓蚀剂用量到1．5％,腐蚀速率仅为3．646g/（^2·h）;含量低于20％的盐酸介质中,缓蚀剂用量为1．0％时,腐蚀速率低于4g/（m^2·h）。采用红外光谱对合成产物进行了表征。     

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。     

曼尼希碱模拟常减压装置条件下缓蚀性能的研究

介绍了曼尼希碱的合成工艺和评价方法。确定了最佳合成工艺条件:醛胺酮摩尔比6∶6∶5,反应温度90℃,反应时间10 h。采用静态失重法,模拟用于炼油厂常减压装置介质条件下对碳20#的缓蚀效果,探讨了甲醛、芳香酮、有机胺为原料时摩尔比、反应温度和反应时间对缓蚀性能的影响。结果表明曼尼希碱在该环境下具有良好的缓蚀性能,说明曼尼希碱是一种良好的炼油缓蚀剂。当加入量达到80μL/L时,缓蚀率可达到90%以上。     

新型耐高温酸化缓蚀剂XAI-180的研发与性能评价

为了使缓蚀剂适用于高温深井酸化施工的恶劣工况,提高其高温缓蚀综合性能,以曼尼希碱季铵盐和喹啉季铵盐复配物作为缓蚀剂主剂,通过协同优选复配增效剂和助溶剂等辅剂,采用正交实验完成了高温酸化复合缓蚀剂XAI-180的配方设计,结合失重法和电化学测试分析法评价了XAI-180的缓蚀性能。研究结果表明:①自制的曼尼希碱季铵盐缓蚀剂与喹啉季铵盐缓蚀剂复配主剂形成了明显的协同效应,当两者配比为21∶5时,缓蚀效果为最佳;②高温缓蚀剂XAI-180是一种既可以抑制阴极反应,又可以抑制阳极反应的混合控制型缓蚀剂;③在加入5%酸化缓蚀剂XAI-180、180℃的条件下,N80钢片在盐酸浓度为20%的常规酸中腐蚀速度为70 g/(m~2·h),在0.4%胶凝剂和0.8%胶凝剂的体系中的腐蚀速率分别为92.3 g/(m~2·h)、95.8 g/(m~2·h)。结论认为,高温酸化缓蚀剂XAI-180在180℃、20%盐酸浓度的胶凝酸体系中具有配伍性好、缓蚀性强等优点,能满足180℃以上储层酸化压裂施工的要求。