油井高温酸化缓蚀剂的研制

以萘为原料合成油井高温酸化缓蚀剂,用经典失重测定缓蚀剂的缓蚀速率,并用吸附理论探讨了缓蚀剂的缓蚀机理。     

新型高温酸化缓蚀剂SJ-1的制备及性能研究

为进一步增强酸化缓蚀剂在高温深井中的缓蚀效果,以氯甲基萘为季铵化中间体,与双曼尼希碱反应,合成得到一种双曼尼希碱季铵盐,通过单因素分析法优选复配分散剂和增效剂得到高温酸化缓蚀剂SJ-1,使用失重法和电化学法评价其缓蚀性能。研究结果表明,高温酸化缓蚀剂SJ-1在180℃下,加量仅为3%时,就能使N80钢片在20%盐酸和土酸中的腐蚀速率分别达到70.15 g/(m²·h)和65.32 g/(m²·h),均小于SY/T 5405—2019中的一级指标;高温酸化缓蚀剂SJ-1是以抑制阳极过程为主的混合控制型缓蚀剂;量子化学计算结果表明,以氯甲基萘为中间体合成的双曼尼希碱季铵盐缓蚀性能优于以氯化苄为中间体合成的。     

复合型酸化缓蚀剂的性能研究

以喹啉为母体,配以有机胺和芳香族化合物,与卤代烃反应合成了一种复合缓蚀剂。采用静态失重法和电化学法评价了缓蚀剂的缓蚀性能,分析了缓蚀机理,并与目前国内常用的酸化缓蚀剂缓蚀效果进行了对比。结果表明,复合缓蚀剂为阳极抑制为主的混合型缓蚀剂,能够有效抑制盐酸对N80碳钢的腐蚀,比目前使用的缓蚀剂性能更优。     

酸化缓蚀剂与表面活性剂的协同效应评价

采用静态挂片法对咪唑啉型缓蚀剂与表面活性剂的缓释协同效应进行了评价.结果表明:实验温度为70℃,表面活性剂与咪唑啉型缓蚀剂复配,对碳钢的缓释效果优于单独使用咪唑啉型缓蚀剂,缓释性能得到进一步提高,可以满足油田酸化作业要求.     

耐高温酸化缓蚀剂GC-203L的开发及评价

喹啉季铵盐和曼尼希碱季铵盐复配物作为缓蚀剂母体,通过复配增效剂,制备出了耐高温酸化缓性剂GC-203L。通过测定不同温度、不同加量以及不同酸液类型及酸液浓度下GC-203L的动态腐蚀速率,对其缓蚀性能进行了评价,并对其缓蚀机理进行了探讨。GC-203L在20%盐酸、土酸中,150℃下钢片的动态腐蚀速率分别为3.2g/(m2·h)、45.3 g/(m2·h),耐温可达180℃,具有良好的缓性性能。     

一种曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂的研制

利用环己胺研制了一种低成本的曼尼希碱.该曼尼希碱具有良好的缓蚀性能,可用作油气井酸化缓蚀剂的主剂.以静态腐蚀速率为试验评价指标,对原料酮、甲醛的类型进行了筛选,并研究了反应温度、反应时间、反应体系的pH值等因素对反应产物缓蚀性能的影响,对主剂合成工艺条件进行优化,总结了最佳合成工艺条件.测试了该缓蚀剂在不同浓度下对N-80钢的缓蚀性能,初步地探讨了主剂与增效剂之间的协同效应.腐蚀试验表明,在60℃,20%的工业盐酸中只需加入0.5%,即可满足石油天然气行业标准中酸化缓蚀剂一级品的要求.     

一种油田酸化用醛酮胺缓蚀剂的合成及缓蚀机理研究

提出了一种合成温度低、污染小的醛酮胺缓蚀剂的合成工艺,通过正交试验得出了醛酮胺缓蚀剂的最佳合成条件。研究结果表明:合成的缓蚀剂质量分数为0.5%,在质量分数20%以下的HCl中,当使用温度低于90℃时,对P110钢材的缓蚀率可高达99%以上。电化学分析表明,该缓蚀剂为抑制阴极型为主的混合型缓蚀剂,通过在P110碳钢表面产生吸附膜而起缓蚀作用。随着缓蚀剂加量的增大,吸附膜越厚,极化电阻也越大。     

酸化缓蚀剂的缓蚀作用机理研究

通过模拟酸化腐蚀实验,评价马氏体不锈钢油管用酸化缓蚀剂的缓蚀性能。同时,利用电化学测试技术,探讨其在不同温度条件下的缓蚀作用机理。结果表明:超级13Cr马氏体不锈钢在120℃鲜酸中的均匀腐蚀速率仅为14.551 6 mm/a,远小于50.8 mm/a,缓蚀效率在90%以上,并且局部腐蚀轻微,表明酸化缓蚀剂与超级13Cr马氏体不锈钢具有良好的匹配性。在30℃和60℃,添加缓蚀剂后,腐蚀电位正移,缓蚀剂作用机理为"负催化效应型"。在80℃,腐蚀电位负移,缓蚀剂作用机理为"几何覆盖效应型"。     

一种新型双曼尼希碱酸化缓蚀剂的研制及其作用机理

利用乙醇胺与4,4'-二乙酰基二苯醚、甲醛之间发生曼尼希反应,得到了一种新型的双曼尼希碱型酸化缓蚀剂MM-1.通过对其进行复配获得了最佳配方为:20％MM-1缓蚀剂主剂,7％BAA,3％OP-10,8％炔醇A.新型曼尼希碱酸化缓蚀剂在酸溶液中分散性优异,不发生沉淀和分层.通过电化学法分析发现:MM-1缓蚀剂是一种抑制阳...     

两性咪唑啉的合成及其缓蚀性能研究

以高纯环烷酸与二乙烯三胺反应合成了中间体咪唑啉,再以去离子水为溶剂,用氯乙酸钠对该中间体进行两性化,制得了水溶性两性咪唑啉缓蚀剂.探讨了反应物配比、反应温度、pH等因素对产物的影响,得出最佳的合成条件为:n(咪唑啉):n(氯乙酸钠)=1:4,90 ℃-95 ℃,pH8-10.在浓缩倍数k=1.5的循环冷却水中用旋转挂片失重法得出:两性咪唑啉用量为20 mg/L时对碳钢的缓蚀率达到97.28%;与HEDP复配后总剂量为20 mg/L时缓蚀率达到99.04%.在模拟油田水中用静态挂片失重法得出:两性咪唑啉与HEDP复配,用量分别为100 mg/L和20 mg/L时,缓蚀率达到91.01%.表9,参7.     

阳离子型咪唑啉阻锈剂的合成及防腐蚀性能

通过分子结构设计,合成了一种阳离子型咪唑啉季铵盐钢筋混凝土迁移性阻锈剂,对其分子结构及其在含3.5%Cl-的模拟混凝土孔溶液中对钢筋的防腐蚀性能进行了研究,并初步探讨其阻锈机理.结果表明:合成产物与设计的分子结构一致,合成产率达95%;合成的咪唑啉季铵盐是一种阳离子型阻锈剂,在模拟混凝土孔溶液中具有良好的钢筋防蚀效果,其掺量为1.0%时,阻锈效果略低于掺2.0%无机阻锈剂亚硝酸钠的效果,优于掺量同为2.0%的醇胺类有机阻锈剂;腐蚀早、中期(1、7、14 d),掺1.0%的阳离子型咪唑啉季铵盐的阻锈效果较好,28d后,掺2.0%阳离子型咪唑啉季铵盐的阻锈效果较好;合成的阳离子型咪唑啉季铵盐阻锈机理主要为在钢筋表面吸附成膜并抑制其电化学反应过程中的阴极反应.     

喹诺酮类药物在油田酸化介质中的缓蚀性能研究

用失重法、极化曲线和交流阻抗等方法研究了3种喹诺酮类药品对不同浓度、温度的盐酸、土酸溶液中N80钢的缓蚀性能及其作用机理。结果表明,3种喹诺酮类药品均具有较好的缓蚀性能,环丙沙星、诺氟沙星、左氧氟沙星在盐酸(土酸)介质中对N80钢的缓蚀效率分别可以达到85.93%(84.41%)、85.21%(83.53%)、83.73%(81.70%),其中环丙沙星缓蚀效果最好,三者均为阳极抑制及物理吸附为主的混合抑制型缓蚀剂。在添加了喹诺酮类药物缓蚀剂的酸化介质中,3种钢的耐蚀性依次为J55>L80>N80;3种喹诺酮类药物缓蚀剂在酸化介质中缓蚀效率依次为环丙沙星>诺氟沙星>左氧氟沙星。     

环境友好型缓蚀阻垢剂生物降解性能研究

采用CO2生成量法(GB/T 20778—2006)对笔者之前报道过的两种无磷缓蚀阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)复配物和聚环氧琥珀酸(PESA)复配物的生物降解性能进行了评价.结果表明,聚天冬氨酸复配物和聚环氧琥珀酸复配物28d的生物降解率分别达到了77.6%和76.8%,属于易降解类环境友好型缓蚀阻垢剂.     

硫酸钡阻垢剂的制备及性能评价

以丙烯酸(AA)、衣康酸(IA)、丙烯酸甲酯(MAC)及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,过硫酸铵为引发剂,采用水溶液自由基聚合法制备了IA/AA/MAC/AMPS新型四元聚合物阻垢剂。在单因素实验条件下分析单体配比、引发剂用量、聚合温度及反应时间对阻垢性能的影响,并运用正交实验研究合成新型阻垢剂的最佳反应条件组合。确定最佳合成条件为:IA/AA/MAC/AMPS 4种单体质量配比为2∶1∶1∶0. 75,引发剂质量为4种单体总质量的8%,聚合温度为80℃,反应时间为3. 5 h。利用静态阻垢法对所研制的阻垢剂进行阻垢效果评价,研究了阻垢剂质量浓度、温度、pH值对阻垢效果的影响。实验结果表明,阻垢剂质量浓度为80 mg/L时,阻垢率为80. 46%,对硫酸钡的阻垢效果最好;在温度为85℃时,阻垢率可达82. 87%;随着pH值的增加,阻垢率变化趋势较明显,在pH值呈中性的溶液中阻垢效果最好。利用红外光谱对共聚物的结构进行了表征,并确定该共聚物分子链中含有所引入的官能团。     

碳酰胺复合驱吞吐井缓蚀剂优选评价

某西部油田碳酰胺复合驱吞吐井井筒温度最高可达260℃,CO₂分压预计为0.4 MPa,井筒管柱面临较高的腐蚀风险。为了解决井筒腐蚀问题,根据碳酰胺复合驱吞吐井井筒服役工况的特点,提出了一套适用于碳酰胺复合驱吞吐井的缓蚀剂优选评价技术流程。首先,对预选的缓蚀剂进行配伍性评价,然后,进行热滚耐温测试和电化学测试,优选出耐温性能和缓蚀性能良好的缓蚀剂,再采用高温高压釜模拟现场腐蚀工况对缓蚀剂防护效果进行评价;最后,结合碳酰胺复合驱吞吐井注-焖-采的工艺特点和不同阶段的腐蚀环境,确定了焖井降温阶段为缓蚀剂的最佳注入时机。研究结果表明,在温度180℃、CO₂分压0.4 MPa条件下,优选出的缓蚀剂XCN2-21可将N80管材的腐蚀速率降低至0.044 1 mm/a,满足油田腐蚀控制要求。     

丙烯酸系冷却水缓蚀剂的合成及性能测试

采用水溶液聚合法,以L9(34)的正交试验方案,研究单体质量、引发剂用量、反应温度和反应时间对合成低分子量丙烯酸聚合物的影响,用端基滴定法计算出样品分子相对质量.结果表明,在单体质量分数为30%、引发剂与单体质量比为5%、反应温度为80℃、反应时间为4.5 h时,可合成分子相对质量为1 020.41的丙烯酸聚合物.用该样品配制出的缓蚀剂在50 g/L NaCl溶液中对A3碳钢有一定的缓蚀效果.     

矿渣抗腐蚀水泥的性能评价

随着油田的开发,地下流体对水泥石的腐蚀更加严重.通过在G级水泥中添加矿渣,可提高水泥石的抗腐蚀性.加入矿渣的大连G级水泥浆表观黏度下降,稠化时间缩短,水泥石的抗压强度降低,但水泥石强度发展均匀,未出现强度衰退的现象.加入的矿渣填充在水泥石的孔隙之间,参与水化反应;生成大量的针状的钙钒石,使得水泥石孔隙减小,抑制腐蚀性离子的侵入,从而提高水泥石的抗腐蚀性.