水溶性树脂水泥浆体系的抗腐蚀性能研究

发布时间：2017-03-19 20:10

  本文关键词：水溶性树脂水泥浆体系的抗腐蚀性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国油气田普遍含有CO2、H2S酸性腐蚀气体,采用二氧化碳驱也会在地层中引入CO2酸性气体,酸性气体使水泥石的抗压强度减小、渗透率增大、胶结强度减小,使水泥环失去对层间流体的封隔作用,甚至造成窜流等工程问题,防止酸性气体对水泥石的腐蚀有重要的意义。本文利用树脂的固化成膜、填充及胶结作用,来提高水泥石的防腐蚀能力,筛选出了一种水溶性树脂HY-1,以该树脂为主要防腐剂,通过调节树脂及其固化剂的加量,优选减阻剂、降失水剂、缓凝剂种类及加量,确定了90℃～150℃于实际工程施工可用的防腐树脂水泥浆配方,基本性能为：密度1.88g/cm3,API失水43mL,24h抗压强度18.3MPa,稠化时间可调,流动性良好。通过分析腐蚀前后水泥石抗压强度、渗透率、腐蚀深度及抗腐蚀率的变化,研究不同腐蚀条件下,水溶性树脂水泥浆体系的抗腐蚀规律。腐蚀条件为60℃×3MPa×90d时,常规水泥浆配方、微硅抗腐蚀水泥浆配方、水溶性树脂抗腐蚀水泥浆配方强度损失率分别是34.6%、25.9%、-9.09%,微硅抗腐蚀水泥浆配方、水溶性树脂抗腐蚀水泥浆配方抗腐蚀率分别是54.8%、72.5%；腐蚀条件为110℃×3MPa×90d时,强度损失率分别是55.6%、40.5%、14.7%,抗腐蚀率分别是44.6%、66.4%；腐蚀条件为80℃×3MPa×90d时,强度损失率分别是54.8%、39.4%、-8.33%,抗腐蚀率分别是50.6%、71.3%；腐蚀条件为80℃×2MPa×90d时,强度损失率分别是41.7%、33.3%、-10.3%,抗腐蚀率分别是53.2%、74.0%；腐蚀条件为80℃×4MPa×90d时,强度损失率分别是65.0%、54.6%、-6.25%,抗腐蚀率分别是40.9%、65.7%。H2S室温(0.1MPa)液态和气态腐蚀5天后,常规水泥配方抗压强度损失率分别为31.7%和43.3%,渗透率增长率分别为25.4%和29.9%,水溶性树脂水泥浆体系抗压强度损失率分别为8.33%和10.4%,渗透率增长率分别为6.70%和9.15%。实验表明：水溶性树脂水泥浆体系具有较好的抗CO2、H2S腐蚀能力。通过X-衍射分析及扫描电镜的方法,分析树脂水泥浆体系的防腐蚀机理,实验结果表明,树脂水泥浆体系腐蚀后存在Ca(OH)2峰,有明显的膜状物质,其原因是水溶性树脂随着水泥的固化而固化,以有机物膜的形式附着在水泥石表面及孔隙上,阻止酸性介质向水泥石的内部扩散,同时在水泥石的孔隙中固化胶结或固化后填充在水泥石孔隙中,降低腐蚀流体在水泥石中的渗透率,使腐蚀后的水泥石抗压强度损失率和渗透率增长率减小、抗腐蚀率提高。综上所述,本文研究的水溶性树脂水泥浆体系,具有良好的防酸性气体腐蚀水泥石的作用,对油气田防腐有较强的实际意义。
【关键词】：水溶性树脂 CO_2腐蚀 H_2S腐蚀 微观分析
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE256
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究的目的意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-12
• 1.3 研究思路及研究内容12-13
• 1.3.1 研究思路12
• 1.3.2 研究内容12-13
• 1.4 研究路线13-14
• 1.5 实验药品及仪器14-15
• 1.5.1 实验材料14
• 1.5.2 实验仪器14-15
• 第2章 水溶性树脂水泥浆体系设计及基本性能研究15-28
• 2.1 树脂种类的选择15-16
• 2.1.1 树脂HY-1基本性能16
• 2.2 固化剂的优选16-18
• 2.2.1 固化剂基本要求16-17
• 2.2.2 固化剂种类与性质17-18
• 2.3 树脂HY-1水泥浆体系的设计18-24
• 2.3.1 树脂HY-1对水泥浆性能的影响18-19
• 2.3.2 树脂HY-1加量对水泥浆性能影响的研究19-20
• 2.3.3 固化剂对水泥浆性能影响的研究20-22
• 2.3.4 减阻剂的优选22-23
• 2.3.5 降失水剂的优选23-24
• 2.4 树脂HY-1水泥浆体系综合性能24-27
• 2.4.1 基本性能25
• 2.4.2 稠化性能评价25-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 水溶性树脂水泥浆体系抗CO_2腐蚀性能研究28-46
• 3.1 实验方法28-31
• 3.1.1 实验水泥石试样制备方法28
• 3.1.2 水泥石渗透率的测定方法28-29
• 3.1.3 CO_2腐蚀量的测定方法29-30
• 3.1.4 CO_2抗腐蚀率计算方法30
• 3.1.5 腐蚀深度的测定方法30-31
• 3.1.6 腐蚀实验配方31
• 3.2 不同腐蚀时间下腐蚀规律的研究31-35
• 3.2.1 腐蚀时间对抗压强度的影响31-32
• 3.2.2 腐蚀时间对渗透率的影响32-33
• 3.2.3 腐蚀时间对抗腐蚀率的影响33
• 3.2.4 腐蚀时间对腐蚀深度的影响33-35
• 3.3 不同温度下腐蚀规律的研究35-39
• 3.3.1 腐蚀温度对抗压强度的影响35-36
• 3.3.2 腐蚀温度对渗透率的影响36-37
• 3.3.3 腐蚀温度对抗腐蚀率的影响37
• 3.3.4 腐蚀温度对腐蚀深度的影响37-39
• 3.4 不同CO_2浓度下腐蚀规律的研究39-42
• 3.4.1 CO_2浓度对抗压强度的影响39-40
• 3.4.2 CO_2浓度对渗透率的影响40-41
• 3.4.3 CO_2浓度对抗腐蚀率的影响41
• 3.4.4 CO_2浓度对腐蚀深度的影响41-42
• 3.5 HY-1不同加量下腐蚀规律的研究42-45
• 3.5.1 HY-1加量对抗压强度的影响43
• 3.5.2 HY-1加量对渗透率的影响43-44
• 3.5.3 HY-1加量对抗腐蚀率的影响44
• 3.5.4 HY-1加量对腐蚀深度的影响44-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 水溶性树脂水泥浆体系抗H_2S腐性能研究46-54
• 4.1 H_2S腐蚀量的测定方法46-47
• 4.2 H_2S抗腐蚀率的计算方法47
• 4.3 不同腐蚀时间下腐蚀规律的研究47-50
• 4.3.1 腐蚀时间对抗压强度的影响48
• 4.3.2 腐蚀时间对渗透率的影响48-49
• 4.3.3 腐蚀时间对抗腐蚀率的影响49
• 4.3.4 腐蚀时间对腐蚀深度的影响49-50
• 4.4 不同HY-1加量下腐蚀规律的研究50-52
• 4.4.1 HY-1加量对抗压强度的影响50-51
• 4.4.2 HY-1加量对渗透率的影响51
• 4.4.3 HY-1加量对抗腐蚀率的影响51-52
• 4.4.4 HY-1加量对腐蚀深度的影响52
• 4.5 本章小结52-54
• 第5章 水溶性树脂水泥浆体系防腐蚀机理研究54-60
• 5.1 水溶性树脂水泥浆体系抗CO_2腐蚀机理研究54-57
• 5.1.1 CO_2腐蚀对水泥石微观结构的影响54-56
• 5.1.2 CO_2腐蚀对水泥石化学组成的影响56-57
• 5.2 水溶性树脂水泥浆体系抗H_2S腐蚀机理研究57-58
• 5.2.1 H_2S腐蚀对水泥石微观结构的影响57
• 5.2.2 H_2S腐蚀对水泥石化学组成的影响57-58
• 5.3 本章小结58-60
• 第6章 结论及建议60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 建议61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果67

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