油田采出水处理复合阻垢缓蚀剂的研究

目的制备一种高效、复合型的油田采出水处理阻垢缓蚀剂。方法以二己烯三胺五亚甲基膦酸、磺酸基共聚物和钨酸钠为原料复配成复合阻垢缓蚀剂,通过静态阻垢试验和动态腐蚀试验,研究复合阻垢缓蚀剂的防垢和缓蚀效果与其质量浓度的关系,考察絮凝剂、杀菌剂及缓蚀剂等水处理剂对防垢效果的影响。结果在油田采出水处理中,阻垢缓蚀剂最佳质量浓度为30 mg/L,此时的阻垢率>95%,腐蚀速率为0.0696 mm/a。油田采出水中过量的絮凝剂及季铵盐1227杀菌剂会造成阻垢率降低,咪唑啉缓蚀剂对阻垢率有增效作用,异噻唑啉酮杀菌剂对阻垢率影响较小。结论该复合阻垢缓蚀剂生产制备简单,阻垢和缓蚀性能优良。     

采油用高温缓蚀阻垢剂的研究及应用

目的通过化学防腐技术,解决油田生产中高温油井腐蚀结垢影响油田正常生产的难题。方法进行挂片失重实验和容量分析实验,开展现场水质分析和垢样分析,通过正交实验研究不同种类缓蚀阻垢剂在不同添加量、不同温度下对缓蚀效率、阻垢效率的影响。结果在明确油井腐蚀结垢原因的基础上,有针对性地研制出了以咪唑啉衍生物和有机膦酸盐等为主,以耐高温的氟碳咪唑啉为辅的HZG系列缓蚀阻垢剂。其缓蚀阻垢效果较好,缓蚀率达90%以上,阻垢率达95%以上,有效缓解了高温油藏(大于100℃)油井井筒腐蚀、结垢的问题。经10口井现场应用,铁离子下降率平均达到82%,钙离子浓度明显上升,平均检泵周期延长了2.2倍。结论氟碳咪唑啉的加入有效提高了缓蚀阻垢剂的耐温性。HZG系列缓蚀阻垢剂用于现场的缓蚀阻垢效果较好,解决了高温油井腐蚀结垢的难题。     

锅炉水中咪唑啉缓蚀剂对碳钢的缓蚀行为

以油酸和二乙烯三胺为反应物、二甲苯为带水剂,制备烷基咪唑啉类缓蚀剂,对该缓蚀剂的合成条件、分子结构与在锅炉水系统的缓蚀性能的关系进行了研究.结果表明,最佳合成条件为酸胺比为1:1.4,带水剂体积占反应物总体积的20%,在145℃左右回流,逐步升温至210℃,回流8 h,产物的收率为96.5%,烷基咪唑啉衍生物的用量为20 mg/L时在锅炉水中缓蚀率可达90%以上;该缓蚀剂抑制腐蚀的原因是在碳钢表面缓蚀剂吸附成膜,有效阻挡了钢表面与水的接触.     

咪唑啉/乙二胺四甲叉膦酸钠复配缓蚀阻垢剂的性能

采用静态阻垢试验筛选出具有优异阻垢性能的阻垢剂乙二胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS),同时采用室内静态挂片法筛选出具有良好缓蚀性能的缓蚀剂咪唑啉,将两者进行复配,确定了最优配方,并考察了最优配方缓蚀阻垢剂的性能及其缓蚀阻垢机理。结果表明:最优配方为EDTMPS与咪唑啉质量比3∶1,此配方对CaCO3垢的阻垢率为91.3%,对CaSO4垢的阻垢率为98.8%,对BaSO4垢的阻垢率为46.5%,缓蚀率为76.6%;复配缓蚀阻垢剂对CaCO3垢的阻垢性随着加入量的增多、溶液中Ca2+含量的减少、试验温度的降低而上升。     

月桂酰两性基二乙酸二钠的缓蚀性能增效研究

目的研究KI和硫脲对月桂酰两性基二乙酸二钠的缓蚀增效作用。方法首先以静态挂片失重法测定三乙醇胺、乙二胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS)、月桂酰两性基二乙酸二钠(M)三种缓蚀剂的缓蚀性能,筛选出缓蚀效果最好的月桂酰两性基二乙酸二钠作为复合缓蚀剂的主要成分,然后对月桂酰两性基二乙酸二钠进行复配增效实验,并采用3D激光共聚焦显微镜对腐蚀过后的挂片表面形貌进行观察,采用EDS及SEM对挂片表面上形成的腐蚀产物膜进行表征。结果当KI和月桂酰两性基二乙酸二钠的质量比为1:5时(M5K),缓蚀率提高了7%,腐蚀速率降低了0.0105 mm/a,缓蚀效果最佳;当硫脲与月桂酰两性基二乙酸二钠以1:10的比例进行复配时(M10S),缓蚀率提高5.8%,腐蚀速率降低0.0114mm/a,此时的缓蚀效果略低于M5K。结论在特定的比例下,KI和硫脲对月桂酰两性基二乙酸二钠的缓蚀性能均有一定的增效作用。KI是增加其吸附性能,而硫脲则是产生鳌合作用,这为两性咪唑啉的缓蚀性能增效研究提供了一定的参考。     

咪唑啉缓蚀剂在CO_2/H_2S共存体系中的构效关系研究

合成了4种具有不同亲水基的油酸基咪唑啉衍生物。使用接触角测试、原子力力曲线、动态失重实验和分子动力学模拟研究了它们在20#碳钢表面的亲水和疏水性以及在CO2/H2S共存环境中不同流速下对20#碳钢的缓蚀行为。结果表明:静态条件下,侧链含有两个胺基乙撑的咪唑啉的缓蚀效果最好,在缓蚀剂浓度为100 mg/L时,缓蚀率达86.8%;流速为5.5 m/s时,侧链含有3个胺基乙撑的咪唑啉的缓蚀效果最好,在缓蚀剂浓度为100 mg/L时,缓蚀率达73.6%;咪唑啉缓蚀剂的疏水性、粘附力和吸附能均随胺基乙撑数的增多而逐渐增强。     

盐酸体系不锈钢缓蚀剂的开发

采用失重法和扫描电镜法,测定了五种缓蚀剂对浸没于8%盐酸介质中不锈钢的缓蚀作用,确定了在盐酸体系中对不锈钢具有较好缓蚀性的单组分、二元和三元缓蚀剂配方.实验结果表明:咪唑啉,十六烷基三甲基溴化铵具有较好的缓蚀效果;十六烷基三甲基溴化胺在使用浓度为700 mg/L时,缓蚀率为90.0%;十六烷基三甲基溴化铵与三乙醇胺、咪唑啉及硫脲复配后,缓蚀剂各组分浓度为单组分最佳浓度一半的情况下,缓蚀率分别达到为91.8%、90.8%和89.7%,缓蚀剂的成本得以下降;三元复配缓蚀剂中,咪唑啉-硫脲-乌洛托品和咪唑啉-硫脲-三乙醇胺两种缓蚀剂的缓蚀率均高于90%,且使用成本低,是理想的盐酸体系不锈钢缓蚀剂.扫描电镜图像表明,添加了缓蚀剂的金属表面腐蚀轻微,表面光滑,且不存在明显的点蚀倾向,缓蚀剂对金属表面起到很好的保护作用.     

咪唑啉类化合物在HCl溶液中对碳钢的缓蚀机理分析

目的 研究咪唑啉（IM）及咪唑啉基脲（IU）在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。方法 采用静态失重法、电化学测试技术、表面形貌及官能团分析、热力学等温方程等方法,研究缓蚀剂在不同温度的盐酸溶液中对Q235碳钢的缓蚀性能和吸附规律。结果 在静态失重试验中,室温下,随着IM、IU缓蚀剂的加入,碳钢的腐蚀速率从12.54 mg/(cm2?h)分别降低到5.132、0.145 mg/(cm2?h),IM、IU的缓蚀率分别为59.1%和98.9%。随着温度的升高,缓蚀效率略有下降。极化曲线试验表明,增加两种缓蚀剂的浓度,腐蚀电位负移,阳极电流密度下降明显。交流阻抗的测试显示,随着两种缓蚀剂浓度的增大,拟合参数Rct增大、Cdl减小,证明缓蚀剂在金属表面取代了水,并吸附成膜。研究等温吸附模型发现,两种缓蚀剂分子在碳钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附方程,且根据SEM及XPS分析,证明缓蚀剂分子通过N原子与金属形成共价键,在金属表面吸附成膜。结论 咪唑啉和咪唑啉基脲对碳钢均具有缓蚀效果,且咪唑啉基脲的缓蚀效果更优异。两种缓蚀剂均属于混合型缓蚀剂,且以抑制阴极腐蚀反应速率为主。两种咪唑啉化合物在碳钢表面的吸附过程为自发放热过程,其吸附规律遵循Langmuir吸附等温模型,属于单分子层吸附。     

不同碳链长度咪唑啉缓蚀剂在CO2驱采油环境中的腐蚀防护作用

目的 合成制备适用于CO2驱油环境中井筒材料的腐蚀防护的咪唑啉缓蚀剂,探究碳链长度对咪唑啉缓蚀剂腐蚀防护性能的影响机制。方法 以辛酸、月桂酸、硬脂酸和二乙烯三胺等为原料,经酰胺化和环化后制备得到3种碳链长度(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂。通过傅里叶变换红外光谱、量子化学计算、失重法、电化学方法以及表面观察技术,对合成缓蚀剂在CO2驱油环境中对井筒材料的腐蚀防护性能进行了评价。结果 红外测试观察到3种链长(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂的特征吸收峰,表明3种链长咪唑啉缓蚀剂成功制备。量子化学计算表明,合成的C17咪唑啉缓蚀剂具有最优的供电子能力和最佳的疏水能力。腐蚀失重和电化学测试结果显示,所合成的3种不同碳链长度的咪唑啉缓蚀剂均对CO2驱腐蚀环境中N80钢具有良好的腐蚀防护作用,随着缓蚀剂浓度的提升,其缓蚀效率逐渐增高。其中含有17个碳链的咪唑啉缓蚀剂(C17)在10 mg/L时缓蚀效率达到了90%以上。拉曼光谱观察到N80钢表面C=N和C—N的吸收峰,表明合成的3种缓蚀剂在N80表面上吸附。SEM结果发现,添加C17咪唑啉的N80表面腐蚀最为轻微,其腐蚀防护效果最优。结论 合成的C17碳链的咪唑啉缓蚀剂具有优异的腐蚀防护效果,随着碳链长度的增加,碳链的推电子能力增强,使得咪唑啉缓蚀剂更容易在N80钢表面吸附,同时长碳链形成的缓蚀剂膜层也具有更好的疏水作用,导致咪唑啉中缓蚀剂越长其缓蚀效果越好。     

油酸咪唑啉与油酸在饱和CO2盐溶液中的缓蚀协同效应

目的 探究咪唑啉与油酸的协同效应。方法 采用失重法和电化学技术,研究咪唑啉与油酸缓蚀剂对N80钢在饱和CO₂油田地层水中的协同增效缓蚀效果。用SEM技术对腐蚀形貌进行了观察。通过测量金属表面膜的接触角,评价金属表面膜的疏水性能,并建立吸附模型以及拟合吸附曲线,分析了2种缓蚀剂单一作用时和混合后的缓蚀机理。结果 咪唑啉和油酸单独使用时均能够使腐蚀电位正移,添加量为100 mg/L时,缓蚀效率分别为82.89%和78.51%。二者复配后,缓蚀效率有一定提高,在油酸咪唑啉与油酸的复配比为25∶75时,缓蚀效率最大,相较于单独添加相同浓度的油酸咪唑啉,缓蚀效率提高了约15%,达到98.07%。在添加单一缓蚀剂时,金属表面的腐蚀程度随浓度的增加而减轻,在添加复配的缓蚀剂后,对比相同浓度下添加单一缓蚀剂后的腐蚀形貌,点蚀坑数量减少且尺寸减小。两缓蚀剂复配后,金属表面接触角较单独使用时增大,表明其在金属表面形成的缓蚀剂膜的疏水能力较单独使用时强。经计算单独使用油酸咪唑啉和油酸时体系的吉布斯自由能ΔG0分别为-48.578、-48.319kJ/mol。结论 油酸咪唑啉与油酸之间有...