含CO2气田井筒缓蚀剂性能评价

利用高温高压腐蚀测试仪,模拟高含二氧化碳（CO2）环境,从缓蚀剂浓度、温度、腐蚀时间、模拟地层水矿化度、材质、腐蚀介质以及与阻垢剂的配伍性等方面实验并评价了室内合成缓蚀剂YHX-4的性能。结果表明：温度为90℃时,井下管材腐蚀最为严重,但此时0.02%的YHX-4对3种管材（P110E加厚油管钢、P110S抗硫油管钢、TP110SS抗硫套管钢）的液相缓蚀率均能达90%以上,气相缓蚀率达85%以上;随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率与缓蚀率均下降;矿化度增加,腐蚀速率上升,缓蚀率下降;YHX-4与阻垢剂PESA具有较好的配伍性。     

缓蚀剂的缓蚀性能和乳化倾向研究

以南海油田采出水为腐蚀介质,通过静态挂片法和电化学的方法测定几种缓蚀剂的腐蚀速率,用金相显微镜观察其腐蚀形貌。采用Turbiscan Lab多重光稳定性分析仪测定缓蚀剂的乳化倾向。结果表明:4种缓蚀剂加量为30 mg/L时,对N80钢片腐蚀速率均低于0.076 mm/a,均属于抑制阳极型缓蚀剂,电化学结果与静态腐蚀数值相符。透射光谱和TSI指数曲线显示缓蚀剂现场缓蚀剂XCHSH乳化倾向最强,缓蚀剂WLC-02和缓蚀剂XFF次之,缓蚀剂WLC-01乳化倾向最弱。     

一种盐酸酸化缓蚀剂的合成及性能评价

以腐蚀速率为评价指标,通过单因素合成实验,确定了曼尼希碱缓蚀剂主剂的最佳合成条件:pH=4,环己胺、甲醛、苯乙酮摩尔比1∶2∶1,反应温度90℃,反应时间8 h.将合成的曼尼希碱与2.5％增溶剂脂肪醇聚氧乙烯醚、溶剂甲醇复配,得到盐酸酸化缓蚀剂.分别用静态挂片失重法和电化学方法考察其缓蚀性能.结果表明,90℃下,N80钢片在15％工业盐酸介质中的腐蚀速率随缓蚀剂加量的增大而减小;随盐酸质量分数增大而增大;腐蚀速率随温度升高而增大.90℃下,缓蚀剂加量为1.0％时的腐蚀速率为3.635g/(m2·h),满足酸化缓蚀剂一级品≤4g/(m2·h)的要求.该缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂,作用机理主要为几何覆盖效应.图6表4参6     

改性咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能评价

以油酸,多胺,氯化苄和苯甲酸为原料,在咪唑啉分子结构中引入苯环及O,N杂原子,增加与Fe原子配位吸附的新位点,最终复配得到一种新型咪唑啉季铵盐缓蚀剂。采用红外光谱对合成产物进行表征,结果表明苯甲酰基成功引入咪唑啉分子中。通过静态挂片失重法评价了缓蚀剂的缓蚀性能,结果表明,缓蚀剂MZL-A明显降低了N80钢在模拟矿化水中的腐蚀速率,当缓蚀剂加量为80mg/L时,缓蚀率可达到85%以上。采用电化学方法对缓蚀剂的机理进行研究,结果表明缓蚀剂对电极的阴阳两极均起到了抑制作用,且自腐蚀电位负移,合成的缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。     

一种咪唑啉类抗高温酸化缓蚀剂的制备与性能评价

对于复杂井的酸化作业,许多缓蚀剂表现出较差的抗高温能力,缓蚀性能不好。如果通过增加缓蚀剂用量来增强缓蚀剂对井下管柱的保护作用,不仅会增加酸化作业成本,而且还会对酸化效果产生不利影响。同时,一些缓蚀剂与地层离子不相容,常常引起对地层的伤害问题。因此,亟需开发出与地层离子相容性好、能抗高温、缓蚀性能好的缓蚀剂。文中以油酸、二乙烯三胺为主要原料,通过缩合脱水反应合成了一种油酸咪唑啉。将该油酸咪唑啉与甲醛、表面活性剂LSN、OP-10和有机溶剂T进行复配,制备出了一种抗高温的酸化用缓蚀剂,并对缓蚀剂的酸溶性、与地层离子的相容性、缓蚀性能等进行了评价。评价结果表明：该缓蚀剂的酸溶性较好,与地层离子有很好的相容性,能抗高温,在盐酸和土酸中均表现出了优良的缓蚀性能。     

完井液缓蚀剂CZ-1的合成及性能评价

基于高温高盐地区油气开发中金属设备的腐蚀难题,由二乙烯三胺、亚磷酸、甲醛为主要原料合成出了缓蚀剂CZ-1,并对其各项性能进行了评价.结果表明,缓蚀剂CZ-1的抗盐抗温性能优良,且水溶性良好,无乳化倾向.通过实验得到其适宜加量为1 00 mg/L,使用温度高达160℃左右,可将腐蚀速率降低到0.031 9 mm/a.     

高含硫气田CHJ系列缓蚀剂的研制与评价

为解决高含硫气田高H2S/CO2分压、单质硫共存条件下集输系统的腐蚀问题,将咪唑啉季铵盐、噻唑衍生物与助剂按一定比例复配形成棕红色的CHJ系列缓蚀剂。在模拟普光气田集输系统介质条件下,缓蚀剂CHJ-1和CHJ-7存在下抗硫钢L360的腐蚀速率大于0.08 mm/a,其余5种缓蚀剂均使L360的腐蚀速率小于0.076 mm/a。其中加有缓蚀剂CHJ-4和CHJ-5的腐蚀速率最小,分别为0.046、0.038 mm/a,其缓蚀率分别为92.6%、93.9%。在连续加注与油溶性缓蚀剂预膜复合使用时,连续加注CHJ-4、CHJ-5和现场在用国外缓蚀剂CI-12的腐蚀速率分别为0.032、0.025、0.058 mm/a,CHJ缓蚀剂的缓蚀效果较好。腐蚀样片形貌分析和电化学实验表明,缓蚀剂在金属基体表面形成了较好的保护膜。并且缓蚀剂与现场溶硫剂配伍良好。图4表3参8     

多曼尼希碱型酸化缓蚀剂的研制及性能评价

以肉桂醛、苯乙酮、多胺和甲醛为原料,通过曼尼希反应合成多曼尼希碱型酸化缓蚀剂M-4 A,通过单因素法对合成条件进行优选的结果:温度70~80℃,时间6~7 h,n(肉桂醛)∶n(二乙烯三胺)∶n(苯乙酮)∶n(甲醛)=(1.1~1.2)∶1.0∶(2.1~2.3)∶(1.1~1.2)。采用FTIR和SEM等方法对最优产物结构进行表征,分析M-4A在酸液介质中的缓蚀性能及与KI和Cu Br复配后的缓蚀性能。实验结果表明,在90℃下的20%(w)HCl和土酸(HF 3%(w)+HCl 12%(w))中,M-4A最佳加入量(w)分别为0.5%和0.7%,A3钢的腐蚀速率为3.95 g/(m~2·h)和3.05 g/(m~2·h),缓蚀率高达99.92%和99.90%。M-4A分别与KI和Cu Br增效剂复配后缓蚀性能提高,在20%(w)的HCl中,当KI和Cu Br与M-4A的质量比为1∶3复配后,A3钢的腐蚀速率最小为0.96 g/(m~2·h)和2.67 g/(m~2·h)。     

天然气乙二醇脱水装置缓蚀剂的研究与应用

针对天然气乙二醇脱水装置的设备腐蚀问题,采用了缓蚀剂抑制腐蚀的方法,分别考察了甲基二乙醇胺、乙醇胺和三乙醇胺的防腐蚀效果,得出了3种缓蚀剂在常温下的最佳配比浓度,确定了缓蚀效果最佳的缓蚀剂。     

胺甲基化反应制备酸化缓蚀剂的研究

以有机酮、有机胺、醛为原料,通过胺甲基化反应合成缓蚀剂,采用在线红外系统监测反应进程,考察不同有机酮、有机胺合成的缓蚀剂的缓蚀性能。试验结果表明,由芳香酮、甲醛、芳香胺合成的胺甲基化产物是一种混合物,其缓蚀性能优异,在腐蚀介质为15%的盐酸溶液、温度90 ℃、时间4 h、缓蚀剂加入量（w）1%的条件下,腐蚀试验的腐蚀速率仅为1.10 g/(m2?h),达到了石油天然气行业标准中酸化缓蚀剂一级品的要求。     

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。     

典型油田用缓蚀剂的热分解特性研究

随着国内原油开采难度的不断增大,油田多进行二次、三次采油,并且开发的劣质油田也增多,使得在开采和储运过程中化学助剂的用量不断增加。部分化学助剂直接进入到原油中,给原油炼制加工设备带来腐蚀问题。针对上述情况,以中海炼化惠州炼化分公司加工的原油为研究对象,对原油开采、运输中使用的化学剂进行调研,选择几种可能在炼油加工中导致腐蚀问题的典型油田缓蚀剂,通过热分解实验模拟这些缓蚀剂在炼油加工过程中发生的化学变化,并对其导致的腐蚀性因素进行分析。结果表明,随着温度的升高,油田缓蚀剂中的无机氯离子浓度不断提高,与加热前相比,在120 ℃时氯离子浓度有所增加,而在360 ℃时氯离子浓度显著增加。随着温度升高,缓蚀剂中一些稳定的物质会发生水解反应或是裂解反应,产生氯离子。     

环烷酸腐蚀及其缓蚀剂的研制

介绍了环烷酸缓蚀剂的制备、评价方法以及评价结果，结果表明：自制磷酸酯对环烷酸及高温硫腐蚀具有较好的抑制作用，改性后效果进一步提高，对低硫高酸原料缓蚀率达到96．7％以上，对高硫高酸原料缓蚀率达到81．5％以上。     

NS-3油溶性缓蚀剂的合成研究

以环烷酸和有机胺为原料 ,研制咪唑啉型缓蚀剂。探讨了反应温度、投料比对反应产物的影响。并对缓蚀剂在 10 0 0 mg/ L HCl+10 0 0 mg/ L H2 S腐蚀介质中对 A3 钢的缓蚀效果进行了评定     

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。     

烷醇酰胺磷酸酯表面活性剂的缓蚀性能

以十四酸、十六酸和硬脂酸为原料与二乙醇胺反应合成了脂肪酸烷醇酰胺,经磷酸化反应及醇胺中和反应后制备了3种脂肪酸烷醇酰胺磷酸酯盐表面活性剂。测试了产物的组成及表面活性,电化学法和失重法考察了产物在矿化水中的防腐性能并与其他缓蚀剂进行了对比。结果表明,脂肪酸碳数为C14、C16、C18的磷酸酯盐(C14N、C16N和C18N)的临界胶团浓度(cmc)分别为50～30mg/L,对应于cmc的表面张力(γcmc)分别为27.31,24.57和27.65mN/m;电化学法和失重法均表明随着脂肪酸碳数的增加,缓蚀性能先增加后降低。C16N具有较好的缓蚀性能,C14N次之,C18N最差。在模拟盐水中加入100mg/L的产物C16N时,极化缓蚀率可以达到71.7%,50℃、4d时失重法平均腐蚀速率为0.0716mm/a,满足油田注入水腐蚀速率要求。从分子结构讨论了产物缓蚀机理。     

聚醚、咪唑啉复配缓蚀剂在油田的应用研究

针对中国石油天然气股份有限公司华北分公司岔19断块油井抽油杆、油管腐蚀结垢现象,进行了缓蚀阻垢剂配方优选。试验研究表明,在单一缓蚀剂优选的基础上,采用缓蚀效果较好的两种水溶性有机缓蚀剂CY03(聚醚类)和CY05(咪唑啉类)1∶1复配,在缓蚀剂总质量浓度不变的条件下,复配缓蚀剂比单一缓蚀剂的缓蚀率可提高5%以上,并且复配缓蚀剂与阻垢剂HEDP,ATMP,PBTCA有较好的配伍性。经室内试验,筛选出的缓蚀阻垢剂配方的缓蚀率在75%以上,阻垢率在95%以上。2005年6月进行现场试验,油井水中总铁的质量浓度由加药前的2．0 mg/L降至加药后的0．1～0．5 mg/L,油井平均检泵周期由140 d延长至300 d,取得了较好的缓蚀阻垢效果。     

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%。     

一种酸化缓蚀剂的合成及缓蚀效果评价实验研究

以苯乙酮、甲醛、对苯二胺为原料,通过对反应时间、反应温度、原料配比的筛选,合成了一种酸化缓蚀液剂—曼尼希碱(Mannich)。研究实验表明,该酸化缓蚀剂在酸液中具有良好的溶解分散性和稳定性,能在金属表面形成较为牢固的多分子吸附膜,在常压、90℃温度条件下具有较好的缓蚀性能。该酸化缓蚀剂还可与六次甲基四铵、碘化钾、丙炔醇复配使用,进一步提高缓蚀率,并通过实验确定了酸化缓蚀体系的配方。