硫酸盐垢阻垢剂的制备和与缓蚀剂协同作用的研究

发布时间：2017-05-02 06:13

  本文关键词：硫酸盐垢阻垢剂的制备和与缓蚀剂协同作用的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文针对长庆某采油厂注水系统严重的硫酸盐垢结垢问题,开展了硫酸钡垢阻垢剂的研制。合成了对硫酸钡、硫酸钙和碳酸钙垢均有良好阻垢效果的四元聚合物阻垢剂AMSA,以葡萄糖和磷酸作为反应物通过酯化反应合成得到了缓蚀剂—葡萄糖磷酸酯GPM,通过对市售及合成阻垢缓蚀剂筛选、复配,得到了复合硫酸盐垢阻垢缓蚀剂HSZGJ-1、HSZGJ-2。(1)以丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、次亚磷酸钠(SHP)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为反应单体,水为溶剂,过氧化氢为引发剂,过渡金属离子混合液为催化剂,采用水溶液聚合法,合成了一种集酯基、羧基、羟基和膦酸基等多种功能基团于一体的新型四元聚合物阻垢剂AMSA。实验结果表明:AMSA对BaSO_4垢具有最好阻垢效果的单体配比为m(AA):m(MA):m(SHP):m(AMPS)=7:7:3:2。当AMSA加量为90mg/L时,AMSA对BaSO_4垢的阻垢率高达95%,对CaSO4垢阻垢率约为90%,对CaCO_3垢阻垢率为80%,其阻垢作用机理主要表现为是螯合、晶格畸变和分散作用。(2)以葡萄糖和磷酸作为反应单体,通过酯化反应合成得到了一种新型缓蚀剂—葡萄糖磷酸酯GPM。实验结果表明:当葡萄糖与磷酸的摩尔配比为3:1,反应温度为110℃及反应时间为5h时,合成得到的GPM具有良好的缓蚀性能。当GPM加量为60mg/L时,在模拟腐蚀介质中,可使A3钢片的腐蚀速率由0.1362mm/a降为0.0526mm/a,缓蚀率为62.87%。(3)实验研究了筛选得到的具有良好性能的市售阻垢缓蚀剂、合成聚合物阻垢剂AMSA和葡萄糖磷酸酯GPM缓蚀剂之间的协同作用,并通过与分散剂等按一定比例复配得到了系列阻垢缓蚀剂样品,以阻BaSO_4垢和A3钢片的缓蚀率为考察指标,经阻垢防腐实验得到了具有良好阻垢缓蚀效果的复合阻垢缓蚀剂HSZGJ-1、HSZGJ-2和阻BaSO_4垢CaCO_3垢性能较好的复合阻垢剂HMZJ-1。(4)在模拟矿化水中,测试了复合阻垢缓蚀剂HSZGJ-1、HSZGJ-2的阻垢缓蚀性能,并用采油厂最容易产生硫酸盐垢的现场混合水样对其阻垢缓蚀性能进行了实际验证,获得了良好的综合阻垢缓蚀效果。
【关键词】：结垢 腐蚀 硫酸盐垢 静态失重法 阻垢率 缓蚀率 协同作用
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ085.4
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 前言9-10
• 1.2 油井结垢概述10-13
• 1.2.1 油井结垢的原因及危害10
• 1.2.2 油井垢的分类及机理10-11
• 1.2.3 影响油井结垢的主要因素11-12
• 1.2.4 防垢除垢方法12-13
• 1.3 油井腐蚀概述13-14
• 1.3.1 油井腐蚀的主要原因13
• 1.3.2 油井腐蚀的主要危害13-14
• 1.4 国内外研究现状14-15
• 1.4.1 硫酸盐垢阻垢剂国内外研究现状14-15
• 1.4.2 油田注水缓蚀剂国内外研究现状15
• 1.5 油田用阻垢剂的种类及阻垢机理15-16
• 1.5.1 油田用阻垢剂的种类15-16
• 1.5.2 油田用阻垢剂的阻垢机理16
• 1.6 油井腐蚀的分类及机理16-17
• 1.7 本文研究目的及主要研究内容17-19
• 1.7.1 研究的目的17-18
• 1.7.2 研究的主要内容18-19
• 第二章 硫酸盐垢阻垢剂的筛选及复配19-27
• 2.1 实验部分19-20
• 2.1.1 实验试剂及仪器19
• 2.1.2 静态阻垢性能评价实验19-20
• 2.2 结果与讨论20-25
• 2.2.1 阻垢剂的筛选20-21
• 2.2.2 复合硫酸钡垢阻垢剂HMZJ-1 的研制21-22
• 2.2.3 复合阻垢剂HMZJ-1 的阻垢效果评价22-24
• 2.2.4 阻垢剂HMZJ-1 对油田现场水的阻垢效果24-25
• 2.3 阻垢机理分析25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 四元聚合物AMSA的合成及其阻垢性能的研究27-35
• 3.1 实验部分27-29
• 3.1.1 主要实验药品及仪器27-28
• 3.1.2 AMSA的合成方法28
• 3.1.3 AMSA的红外表征28
• 3.1.4 静态阻垢实验28-29
• 3.2 结果与讨论29-33
• 3.2.1 合成AMSA单体配比优化29-30
• 3.2.2 AMSA红外光谱30-31
• 3.2.3 AMSA阻垢性能评价实验31-33
• 3.3 阻垢机理讨论33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 葡萄糖磷酸酯GPM的合成及性能评价35-43
• 4.1 实验部分35-38
• 4.1.1 实验药品及仪器35-36
• 4.1.2 实验材料36
• 4.1.3 合成方法36
• 4.1.4 实验用模拟矿化水的配制36
• 4.1.5 实验方法36-38
• 4.2 结果与讨论38-42
• 4.2.1 葡萄糖磷酸酯合成工艺条件的优化38-39
• 4.2.2 葡萄糖磷酸酯GPM的红外光谱分析39
• 4.2.3 GPM加量与缓蚀性能的关系39-40
• 4.2.4 腐蚀钢片的表面状态40
• 4.2.5 电化学测试40-42
• 4.3 本章小结42-43
• 第五章 硫酸盐垢阻垢剂与缓蚀剂协同作用的研究43-50
• 5.1 实验部分43
• 5.1.1 实验药剂43
• 5.1.2 实验仪器43
• 5.2 阻垢缓蚀剂的研制43-47
• 5.2.1 阻垢缓蚀剂配方的研究43-45
• 5.2.2 复配缓蚀阻垢剂的阻垢性能评价45-46
• 5.2.3 复配缓蚀阻垢剂缓蚀性能的评价46-47
• 5.3 复配阻垢缓蚀剂的电化学评价47-48
• 5.4 本章小结48-50
• 第六章 HSZGJ-1、HSZGJ-2 在油田注水系统的应用50-60
• 6.1 水质结垢趋势预测方法50-52
• 6.1.1 CaCO_3结垢趋势预测方法50-51
• 6.1.2 CaSO_4结垢趋势预测方法51-52
• 6.1.3 SrSO_4结垢趋势预测方法52
• 6.1.4 混合垢预测方法---饱和系数法52
• 6.2 长庆油田某采油厂注水系统水质分析结果52-55
• 6.2.1 坊 98-100 井水样的水质分析结果53
• 6.2.2 姬九联井水样的水质分析结果53-54
• 6.2.3 池 74-76 井水样的水质分析结果54-55
• 6.3 HSZGJ-1、HSZGJ-2 对现场水样的阻垢缓蚀效果评价55-59
• 6.3.1 HSZGJ-1、HSZGJ-2 对现场水样的阻垢效果评价55-57
• 6.3.2 HSZGJ-1、HSZGJ-2 对现场水样的缓蚀效果评价57-59
• 6.4 本章小结59-60
• 第七章 全文小结60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66-67

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