新型復(fù)配阻垢緩蝕劑的研制及其性能評價(jià).pdf

1、在石油、天然氣開采過程中，CO2通常作為油氣伴生氣存在于油氣中，引起生產(chǎn)設(shè)施的嚴(yán)重腐蝕，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失并威脅生產(chǎn)安全，還會(huì)造成一定的環(huán)境污染。同時(shí)在油氣田開發(fā)過程中，由于溫度、壓力和油氣水平衡狀態(tài)的變化，容易在油套管、地下設(shè)備及集輸管路發(fā)生無機(jī)鹽類的沉積，堵塞管路，影響原油生產(chǎn)，造成油氣產(chǎn)量下降，嚴(yán)重影響油田開發(fā)效益。
　　添加阻垢劑和緩蝕劑是解決油田腐蝕結(jié)垢問題的有效方法，單一的緩蝕劑或阻垢劑往往不能同時(shí)解決腐蝕和結(jié)垢的問題

2、或者效果不佳，通過將兩種或兩種以上的阻垢劑和緩蝕劑進(jìn)行復(fù)配，能夠發(fā)揮藥劑間的協(xié)同效應(yīng)，提高緩蝕和阻垢效果的同時(shí)還能減少藥劑的用量。為此本文將實(shí)驗(yàn)室自制的咪唑啉雙季銨鹽類緩蝕劑(A)、聚天冬氨酸(PASP)和羥基乙叉二膦酸(HEDP)進(jìn)行復(fù)配，研制出了一種低磷的、環(huán)境友好型復(fù)配阻垢緩蝕劑，同時(shí)對復(fù)配阻垢緩蝕劑的緩蝕阻垢機(jī)理進(jìn)行了研究，為該復(fù)配阻垢緩蝕劑的實(shí)際應(yīng)用提供理論上的支持。
　　主要研究結(jié)果如下:
　　(1)咪唑啉雙季銨

3、鹽類緩蝕劑具有很好的緩蝕效果，而HEDP和PASP僅需很小的用量就可以達(dá)到較好的阻垢效果，同時(shí)兼有一定的緩蝕效果。復(fù)配阻垢緩蝕劑的最佳質(zhì)量比為A∶HEDP∶PASP=100∶3∶2，即最佳配方為a3b2c1。
　　(2)25℃、40℃、60℃、80℃四個(gè)溫度下，在復(fù)配阻垢緩蝕劑的添加量小于120 mg·L-1時(shí)，緩蝕率逐漸增大，超過120 mg·L-1時(shí)緩蝕率基本保持不變。復(fù)配阻垢緩蝕劑的阻垢率隨溫度增加逐漸減小，四個(gè)溫度下阻垢率

4、隨濃度增加普遍呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢，且在150 mg·L-1時(shí)阻垢率均達(dá)到85％以上?；诮?jīng)濟(jì)性考慮，在保證緩蝕阻垢效果的基礎(chǔ)上，選取復(fù)配阻垢緩蝕劑的最佳使用濃度為120mg·L-1。
　　(3)通過極化曲線法、交流阻抗法和掃描電子顯微鏡(SEM)方法研究了復(fù)配阻垢緩蝕劑的緩蝕機(jī)理。
　　極化曲線結(jié)果表明:在不同溫度下添加復(fù)配阻垢緩蝕劑后，X65鋼的自腐蝕電位均明顯正移，且正移的幅度隨復(fù)配阻垢緩蝕劑的濃度增加而增大;陰極和陽

5、極反應(yīng)作用系數(shù)均小于1，且fa要遠(yuǎn)小于fc，說明該復(fù)配阻垢緩蝕劑是一種典型的陽極型緩蝕劑。
　　交流阻抗實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在25℃、40℃、60℃和80℃四個(gè)溫度下，復(fù)配阻垢緩蝕劑分子均可以吸附在X65鋼表面形成一層保護(hù)膜，從而抑制X65鋼的腐蝕。不同浸泡時(shí)間的交流阻抗結(jié)果表明，隨著浸泡時(shí)間的延長，復(fù)配阻垢緩蝕劑在X65鋼表面形成的吸附膜經(jīng)歷生長和衰減的過程，且可以長時(shí)間保持較高的緩蝕率。
　　X65試樣的掃描電鏡分析結(jié)果表明:

6、在25℃、40℃、60℃和80℃四個(gè)溫度下，不添加阻垢緩蝕劑時(shí)X65鋼在60℃腐蝕最嚴(yán)重，添加復(fù)配阻垢緩蝕劑可以對X65鋼起到很好的保護(hù)作用。
　　(4)通過電導(dǎo)率法、SEM和X射線衍射(XRD)方法研究了復(fù)配阻垢緩蝕劑的阻垢機(jī)理。
　　電導(dǎo)率法實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:碳酸鈣結(jié)晶過程可以分成晶核形成和晶粒長大兩個(gè)過程，復(fù)配阻垢緩蝕劑可以延長反應(yīng)的誘導(dǎo)期并主要通過抑制晶核形成過程來減緩碳酸鈣垢的生成，對晶粒長大過程的影響較小。