新型復配阻垢緩蝕劑的研制及其性能評價.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，引起生產設施的嚴重腐蝕，造成巨大的經(jīng)濟損失并威脅生產安全，還會造成一定的環(huán)境污染。同時在油氣田開發(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、地下設備及集輸管路發(fā)生無機鹽類的沉積，堵塞管路，影響原油生產，造成油氣產量下降，嚴重影響油田開發(fā)效益。
　　添加阻垢劑和緩蝕劑是解決油田腐蝕結垢問題的有效方法，單一的緩蝕劑或阻垢劑往往不能同時解決腐蝕和結垢的問題

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行復配，能夠發(fā)揮藥劑間的協(xié)同效應，提高緩蝕和阻垢效果的同時還能減少藥劑的用量。為此本文將實驗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)進行復配，研制出了一種低磷的、環(huán)境友好型復配阻垢緩蝕劑，同時對復配阻垢緩蝕劑的緩蝕阻垢機理進行了研究，為該復配阻垢緩蝕劑的實際應用提供理論上的支持。
　　主要研究結果如下:
　　(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到較好的阻垢效果，同時兼有一定的緩蝕效果。復配阻垢緩蝕劑的最佳質量比為A∶HEDP∶PASP=100∶3∶2，即最佳配方為a3b2c1。
　　(2)25℃、40℃、60℃、80℃四個溫度下，在復配阻垢緩蝕劑的添加量小于120 mg·L-1時，緩蝕率逐漸增大，超過120 mg·L-1時緩蝕率基本保持不變。復配阻垢緩蝕劑的阻垢率隨溫度增加逐漸減小，四個溫度下阻垢率

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時阻垢率均達到85％以上。基于經(jīng)濟性考慮，在保證緩蝕阻垢效果的基礎上，選取復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)方法研究了復配阻垢緩蝕劑的緩蝕機理。
　　極化曲線結果表明:在不同溫度下添加復配阻垢緩蝕劑后，X65鋼的自腐蝕電位均明顯正移，且正移的幅度隨復配阻垢緩蝕劑的濃度增加而增大;陰極和陽

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

6、在25℃、40℃、60℃和80℃四個溫度下，不添加阻垢緩蝕劑時X65鋼在60℃腐蝕最嚴重，添加復配阻垢緩蝕劑可以對X65鋼起到很好的保護作用。
　　(4)通過電導率法、SEM和X射線衍射(XRD)方法研究了復配阻垢緩蝕劑的阻垢機理。
　　電導率法實驗結果表明:碳酸鈣結晶過程可以分成晶核形成和晶粒長大兩個過程，復配阻垢緩蝕劑可以延長反應的誘導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。