二氧化碳高效缓蚀剂的筛选及缓蚀性能研究
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CO2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CO2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CO2腐蚀的方法。 为了解决该油田可能出现的CO2腐蚀问题，本文以含CO2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CO2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。
油气开采;二氧化碳腐蚀;缓蚀剂;种类筛选;物化性质
北京化工大学
硕士
材料工程
熊金平;叶正荣
2016
中文
TE39
99
2017-01-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）