二氧化碳高效缓蚀剂的筛选及缓蚀性能研究

发布时间：2017-03-22 07:06

  本文关键词：二氧化碳高效缓蚀剂的筛选及缓蚀性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：某油田PVT分析发现油藏层地层水矿化度较高,氯离子含量极高,油田溶解气中含有CO_2酸性气体,油藏层腐蚀环境较为恶劣,预期在开采生产的过程中会出现较为严重的CO_2腐蚀。缓蚀剂因其效果显著,操作方便,是一种有效解决油气田中CO_2腐蚀的方法。为了解决该油田可能出现的CO_2腐蚀问题,本文以含CO_2腐蚀气体的油藏层腐蚀环境作为模拟对照环境,利用常压静态失重法和电化学手段对国内已广泛使用的13种缓蚀剂的缓蚀效果进行初步筛选和评价；采用高温高压釜分别研究了最优缓蚀剂在模拟地层水和混合油水多相流条件下额缓蚀性能,并对最优缓蚀剂的物化性质进行了测试,为缓蚀剂的现场应用提供理论依据。主要研究内容及结论有：一、常压静态失重表明咪唑啉类缓蚀剂MHS-2、咪唑啉季铵盐缓蚀剂KY-5、炔氧甲基季铵盐类缓蚀剂IMC80-1三种缓蚀剂缓蚀效果较为理想的,能够有效的抑制L80-1在常压饱和CO_2模拟地层水溶液中的腐蚀；极化曲线和交流阻抗结果表明KY-5、MHS-2、IMC80-1是以负催化效应为主的阳极型缓蚀剂,MHS-2、IMC80-1存在浓度极值现象,其浓度极值点分别出现在150ppm和100ppm处；KY-5缓蚀剂在300ppm以下无浓度极值出现,缓蚀效率随着浓度升高而增大。二、在高温高压模拟地层水单相介质中,KY-5缓蚀剂的缓蚀率随着浓度的升高而增大,静态条件下KY-5能够很好的满足L80-1碳钢在静态单相模拟地层水介质中的防腐蚀要求,微量的KY-5缓蚀剂即可将腐蚀速率降至部颁标准以下；动态条件下相比于静态结果,同一浓度下时缓蚀率出现下降,当浓度为300ppm时,虽然缓蚀效率仍维持在90%以上,但腐蚀速率仍大于部颁标准,难以满足L80-1碳钢在高温下的防腐蚀要求,需要进一步加大缓蚀剂的添加剂量。三、在高温高压模拟地层水单相介质中,静态条件下KY-5缓蚀剂在L80-1表面的吸附符合朗格缪尔等温吸附方程,其吸附为自发的化学吸附过程,吸附膜层的稳定性随着温度的升高而降低。四、油水混合多相流中,KY-5缓蚀剂的缓蚀率随着浓度的升高而增大,随着原油含量的升高而降低。在油水混合多相流条件下缓蚀剂倾向于在油水界面聚集并在油相中发生吸附,造成水相介质中缓蚀剂浓度的下降,影响缓蚀剂的缓蚀效果。五、 物性测试结果表明：KY-5缓蚀剂水溶性优秀,无明显乳化倾向,与地层水、防冻剂、阻垢剂都有较好的配伍性,且对油井中封隔器内使用的橡胶皮筒无明显破坏作用,但其低温流动性较差,粘度较大,需要与防冻剂配合使用。
【关键词】：CO_2缓蚀剂 极值浓度 阳极脱附 多相流 油水混合介质
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE983;TG174.42
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-16
• 第一章 绪论16-32
• 1.1 引言16
• 1.2 CO_2腐蚀综述16-23
• 1.2.1 CO_2腐蚀机理16-18
• 1.2.2 CO_2腐蚀的影响因素18-23
• 1.2.2.1 材料因素18-19
• 1.2.2.2 环境因素19-22
• 1.2.2.3 工况因素22-23
• 1.3 缓蚀剂23-25
• 1.3.1 缓蚀剂的定义23
• 1.3.2 缓蚀剂的分类23-25
• 1.3.2.1 界面型缓蚀剂24
• 1.3.2.2 相界型缓蚀剂24-25
• 1.4 二氧化碳缓蚀剂研究进展25-29
• 1.4.1 咪唑啉类缓蚀剂25-26
• 1.4.2 季铵盐类缓蚀剂26-28
• 1.4.3 有机胺类缓蚀剂28-29
• 1.5 某油田含CO_2油藏层腐蚀环境分析29-31
• 1.5.1 溶解气分析29-30
• 1.5.2 地层水性质30
• 1.5.3 原油性质30-31
• 1.6 本课题研究的目的、意义以及内容31-32
• 第二章 实验材料与方法32-38
• 2.1 实验材料与仪器32-33
• 2.1.1 试验药品32-33
• 2.1.2 试验仪器33
• 2.2 实验介质与材料33-34
• 2.3 实验方法34-36
• 2.3.1 腐蚀失重实验34-35
• 2.3.2 电化学实验35-36
• 2.4 测试方法36-38
• 2.4.1 扫描电子显微镜测试(SEM)36
• 2.4.2 X射线能谱(XRD)36-37
• 2.4.3 紫外可见分光光度(UV)测试37-38
• 第三章 常压下缓蚀剂的筛选及初选缓蚀剂的电化学性能研究38-60
• 3.1 常压静态缓蚀剂的失重评价38-40
• 3.2 咪唑啉类缓蚀剂MHS-2对L80-1碳钢的缓蚀行为研究40-47
• 3.2.1 动电位极化曲线实验结果40-43
• 3.2.2 电化学阻抗谱实验结果43-45
• 3.2.3 吸附规律研究45-47
• 3.3 咪唑啉季铵盐缓蚀剂KY-5对L80-1碳钢的缓蚀行为研究47-52
• 3.3.1 动电位极化曲线实验结果47-48
• 3.3.2 电化学阻抗谱实验结果48-51
• 3.3.3 吸附规律研究51-52
• 3.4 炔氧甲基季胺盐类缓蚀剂IMC 80-1对L80-1碳钢的缓蚀行为研究52-57
• 3.4.1 动电位极化曲线实验结果52-53
• 3.4.2 电化学阻抗谱实验结果53-56
• 3.4.3 吸附规律研究56-57
• 3.5 本章小结57-60
• 第四章 高温高压下优选缓蚀剂性能研究60-76
• 4.1 高压静态最优缓蚀剂筛选60-61
• 4.2 KY-5缓蚀剂在模拟地层水单相介质中缓蚀性能的研究61-68
• 4.2.0 腐蚀失重法研究61-64
• 4.2.1 静态条件下吸附模型及热力学参数计算64-66
• 4.2.2 微观腐蚀形貌研究66-68
• 4.3 KY-5缓蚀剂在油水混合多相流介质中缓蚀性能的研究68-73
• 4.3.1 腐蚀失重法研究68-72
• 4.3.2 表面形貌研究和组织成分分析72-73
• 4.4 本章小结73-76
• 第五章 KY-5缓蚀剂物化性质评价76-84
• 5.1 水溶性测试76
• 5.2 低温流动性测试76-77
• 5.3 乳化倾向测定77
• 5.4 配伍性测试77-82
• 5.4.1 缓蚀剂与阻垢剂的配伍性测试78-80
• 5.4.2 缓蚀剂与乙二醇的配伍性测试80-81
• 5.4.3 缓蚀剂与地层水的配伍性测试81-82
• 5.5 KY-5缓蚀剂对橡胶的腐蚀破坏性82
• 5.6 本章小结82-84
• 第六章 总结论84-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-92
• 研究成果及发表的学术论文92-94
• 作者和导师简介94-96
• 北京化工大学专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书96-98

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