抗高温高氧曼尼希碱缓蚀剂的制备与缓蚀性能*

塔河油田具有高温高氧、矿化度高的工况条件,注水管线和注水井腐蚀现象严重。为有效缓解塔河油田腐蚀严重的现状,以乙酸、苯甲胺、苯乙酮为原料合成曼尼希碱,再将其与表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯)等混合制得曼尼希碱缓蚀剂。在高温高压条件下,研究了溶解氧和氧含量对钢片腐蚀的影响,通过失重法和电化学极化曲线法评价了缓蚀剂的性能。结果表明,溶解氧会加重管线的腐蚀,腐蚀速率随着氧气浓度的增加不断增大。曼尼希碱缓蚀剂中的氨基与苯环形成富电子共轭体系,具有较强的吸附能力,缓蚀率可达92.57%,缓蚀性能较好。曼尼希碱缓蚀剂为抑制阳极反应为主的混合抑制型缓蚀剂,可有效抑制高温高氧条件下的腐蚀。图10表2参22     

低伤害高温酸化缓蚀剂的合成及性能研究

从分析缓蚀剂的合成机理及缓蚀机理出发,利用醛、酮、胺的缩合反应首先合成出一种曼尼希碱,并将它与活性剂、增效剂、其他缓蚀剂等组分复配,研制出适用于120℃以下地层的低伤害高温酸化缓蚀剂。性能评价试验表明,该缓蚀剂具有良好的溶解分数性,与酸液中其他添加剂配伍性好,在乏酸中具有较好的防点蚀能力,对地层伤害程度低,缓蚀性能明显优于其他厂家产品,具有广阔的应用前景,填补了江汉油田高温酸化缓蚀剂化工产品的空白。     

含Cl-缓蚀剂对蒸馏装置塔顶系统的影响

通过检测,发现中国石油辽河石化公司蒸馏装置所用的缓蚀剂中含有大量的Cl-.为了研究含Cl-缓蚀剂的注入对常压塔顶冷凝水中Cl-质量浓度和常压汽油中盐质量浓度的影响,在南蒸馏装置进行了含Cl-缓蚀剂的现场试验.试验结果表明,含Cl-缓蚀剂的注入会使蒸馏装置塔顶系统工艺介质中的氯化物质量浓度大幅增加,不仅会引起装置低温部位设备的腐蚀,还有可能随工艺介质进入下游装置并对其设备和工艺过程造成影响.     

ERI-1缓蚀剂的合成及性能评价

介绍了一种有机胺缓蚀剂的合成工艺及评价方法 ,并进行了缓蚀性能评定。试验结果表明 :ERI- 1是一种咪唑啉酰胺类吸附膜型缓蚀剂 ,能有效抑制电化学腐蚀的阴极过程 ,从而起到缓蚀作用。ERI- 1缓蚀剂受pH值波动影响小 ,可有效抑制初凝区的腐蚀     

油田注水缓蚀剂的合成及性能评价

通过浸泡用腐蚀失重法测试了所制备的苄基乙二胺在盐水中对碳钢的缓蚀效果。试验结果表明,该缓蚀剂在50℃以下的盐水溶液中对碳钢具有较好的缓蚀效果。与一定比例的亚硫酸钠和磷酸二氢锌复配时可达到很好的缓蚀效果。     

高温酸化缓蚀剂的合成与筛选

根据高温油藏的特点,室内合成了咪唑啉类和曼尼希碱两种缓蚀剂,通过失重法分别评价了两种缓蚀剂在15%盐酸溶液中的缓蚀性能。室内进行了130℃条件下的模拟试验,结果表明咪唑啉类缓蚀剂在温度较高的情况下缓蚀效果急剧变差,而曼尼希碱在高温时表现出优良的缓蚀性能。曼尼希碱缓蚀剂与炔醇复配使用时,缓蚀效果更佳,实验确定了复配的最佳配比。     

新型咪唑啉缓蚀剂的合成及性能评价

以油酸和二乙烯三胺为原料,硫酸二甲酯为季铵化试剂,二甲苯为携水剂,合成了一种新型咪唑啉缓蚀剂。考察了合成条件对目标产物缓蚀性能的影响,确定了该缓蚀剂的最佳合成条件：油酸和二乙烯三胺摩尔比1：1．2,第一步反应温度220℃、反应时间8h;第一步反应中间体与硫酸二甲酯摩尔比1：1．5,第二步反应温度50℃、反应时间3h。利用静态挂片失重法,测定了该缓蚀剂及其与无水亚硫酸钠复配体系在人工模拟盐水中对A3钢的缓蚀效果,并评价了该缓蚀剂的各项性能。结果表明,该缓蚀剂稳定性高、乳化倾向小、溶解分散性好、能有效阻止盐水介质中的腐蚀,与无水亚硫酸钠的复配体系对A3钢具有较强的缓蚀能力。     

高温环烷酸缓蚀剂的合成

以正壬醇、五硫化二磷为原料合成硫醇基硫代磷酸壬酯高温缓蚀剂并对其缓蚀性能进行评价。考察了原料摩尔比、反应温度、反应时间等因素对合成反应的影响，并通过实验确定了最佳反应条件：正壬醇与五硫化二磷原料摩尔比2：1，反应温度180℃，反应时间7h。缓蚀评价实验结果表明，在此条件下合成的硫代磷酸酯缓蚀剂，加入量为1000mg／L时，在实验温度280℃，实验时间48h的条件下，缓蚀率可达97．2％。     

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。     

适用于H2S、CO2、Cl- 较高浓度环境下的咪唑啉衍生物 缓蚀剂的制备与性能评价*

针对高含CO_2、H_2S、Cl~-的油气井环境,以十六烷酸、二乙烯三胺、1-萘基-2-硫脲为原料制备了1-(2-奈基-硫脲乙基)-2-十五烷基-咪唑啉缓蚀剂。在饱和CO_2浓度、H_2S质量浓度为30 mg/L、Cl~-质量分数为0数30%的盐溶液中,研究了缓蚀剂对钢片腐蚀形貌和缓蚀效果的影响,通过电化学极化曲线和交流阻抗谱分析了缓蚀机理。结果表明,Cl~-加速了碳钢在CO_2/H_2S介质中的腐蚀。在含CO_2(饱和)、H_2S(30 mg/L)和Cl~-(10%)的盐溶液中,缓蚀剂可减缓Cl-对碳钢的腐蚀。缓蚀剂的缓蚀效果随着Cl~-浓度的增加而下降,Cl~-含量低于20%时的缓蚀效果较好。随着缓蚀剂浓度的升高,缓蚀率增大并逐渐趋于稳定,缓蚀剂加量为100 mg/L时的缓蚀率为94.36%。该缓蚀剂属于对阴阳极作用均有抑制的混合型缓蚀剂,可在碳钢表面形成一层致密的保护膜,阻碍腐蚀介质与金属基体的接触,抑制金属的腐蚀,可用于CO_2、H_2S、Cl~-浓度较高环境下管道的缓蚀。图10参13     

常压冷换系统缓蚀剂的实验室评价

采用常压塔顶冷却水和实验室配制的盐酸—硫氢酸的水溶液作为腐蚀介质,对国产WS—1、7019、石科—1、4502等几种常用缓蚀剂,采取电化学极化曲线法和经典失重法进行实验、评价。结果表明:WS—1型缓蚀剂表现出优良的缓蚀效果;而4502型缓蚀剂的缓蚀效果最差。并建议进行工业应用试验。     

一种高温盐酸酸化缓蚀体系的研究与评价

介绍了一种曼尼希碱——— 9#缓蚀剂合成方法 ,并评价了它的缓蚀性能。评价结果表明 :在 90℃、常压下 ,1%的 9#缓蚀剂可使N80钢片的腐蚀速率在 2 0 %盐酸中由 2 0 0 1.3g/ (m2 ·h)降至 10 9.6g/ (m2 ·h) ,说明它具有一定的缓蚀效果。在此基础上 ,选择炔醇、碘化物、六次甲基四胺等几种化学剂与9#缓蚀剂进行复配 ,复合缓蚀剂体系在 90℃、12 0℃下的腐蚀速率均达到了一级标准 ,16 0℃的腐蚀速率达到了二级标准。同时 ,复合缓蚀体系在酸液中的溶解性良好 ,与N80钢片反应前后无沉淀生成 ,且与其他添加剂的配伍性良好。     

抗高温防塌处理剂合成研究与评价

针对高温深部复杂地层的钻探需求,采用分子结构设计思路,通过优化设计骨架、形变和分散性能,优选反应原料和合成方法,设计并研发出具有高温变形、弹性封堵、黏结固壁等功能的抗高温防塌处理剂FT-200。通过红外光谱、核磁谱图、元素分析、热失重等方法对FT-200进行结构表征。结果表明,所制得的FT-200达到设计目标,具有良好的抗高温性能。进一步通过压力传递实验、扫描电镜、高温高压滤失、加量优化、配伍性能、不同密度下钻井液性能的研究对其进行性能评价。结果表明FT-200抗温可达200℃以上,泥页岩渗透率可降低70%以上,明显改善了滤饼质量,显著降低了高温高压滤失量,且具有良好的配伍性,能够有效封堵硬脆性泥岩的微裂缝,提高钻井液的封堵防塌性能。      

N80钢在高温高压下的抗CO2腐蚀性能

针对N80钢的CO2腐蚀性能,模拟大庆油田井下的腐蚀环境,通过高温高压釜进行了N80钢的腐蚀实验,采用SEM、EDS和XPS测试手段分析研究所获得的CO2腐蚀产物膜的形貌和化学组成。结果表明,N80钢的气相腐蚀过程与液相腐蚀过程相似,但腐蚀速率小于液相,气相中N80钢为中度腐蚀;N80钢在85℃时为局部腐蚀,110℃有轻微的局部腐蚀,而170℃时为均匀腐蚀;在CO2腐蚀介质中,N80钢表面形成了腐蚀膜层,85℃时为单层,110℃和170℃时则为双层结构;N80钢的腐蚀膜主要是由晶态FeCO3构成的,还夹杂着少量Fe的氧化物、碳化物和单质Fe等。     

高温稳定剪切条件下聚乙烯亚胺冻胶成胶性能研究

考察了由不同相对分子质量M(6.47×106～1.06×107)和水解度(2%～25%)的5种PAM与聚乙烯亚胺PEI-Cl(M为3000～3500)的蒸馏水溶液在100℃、静态条件下的成冻性能,选择1.25%HF70008(M=8.18×106、水解度2.5%的PAM)/0.625%PEI-Cl为实验成冻体系.该体系在120℃、51/s下连续剪切时的表观黏度曲线包括诱导、成冻和稳定三个阶段;在110℃下,剪切速率由11/s增至201/s时,初凝时间由2162s缩短至840s;由90℃、100℃、120℃和51/s下的初凝时间接Arrhenius公式求得,该体系的表现反应活化能为61.94kJ/mol,与文献值一致.通过改变该体系中PEI-Cl的用量求得HF70008与PEI-Cl的临界质量比为2:1,高于此比例的体系形成的冻肢不稳定.温度、剪切速率、PAM和PEI用量对成冻时间的影响与一般聚合物冻胶相同.     

高温高压条件下射孔效能试验研究

为研究射孔器在高温高压条件下的实际工作状态,提高对射孔效能的认识,研制开发了高温高压射孔效能试验装置和试验枪。对目前常用的DP36RDX（89型）、DP44RDX（102型）、DP50RDX（127型）射孔弹进行了不同温度、不同压力条件下在砂岩靶、灰岩靶上的射孔试验研究,得出了穿深随不同温度、压力变化的基本规律。射孔弹在一定温度范围内穿深随温度的升高而下降。对3种射孔弹穿深变化的原因进行了分析,认为在高温高压条件下,弹型越大,受温度影响越大,其膨胀量越大,造成射孔弹总体结构改变的程度也越大,是射孔弹穿孔性能严重下降的主要原因。提出了2项改进射孔弹穿深的措施,即在射孔弹的口部加装橡胶圈;选择耐高温弹性胶对弹壳和药型罩之间封口,保证在高温条件下不失去弹性和粘接性。