不同腐蚀介质中改性咪唑啉的缓蚀性能

由油酸、多胺及改性试剂合成了4种咪唑啉衍生物。通过静态挂片失重法评价了咪唑啉缓蚀剂在不同矿化度的模拟盐水、饱和CO₂的模拟盐水以及油田回注污水中对A3碳钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明,所合成的咪唑啉缓蚀剂可以抑制溶解氧的腐蚀,对CO₂的腐蚀抑制效果更好,10mg/L缓蚀剂D缓蚀率达95.36%。腐蚀介质的矿化度对缓蚀效果有一定影响,矿化度在10000～70000mg/L变化时,缓蚀率波动在10%～15%。油田回注污水实验表明咪唑啉型缓蚀剂适合应用于现场,尤其是偏酸性水质,腐蚀速率满足小于0.076mm/a的油田标准。     

咪唑啉类缓蚀剂在油井腐蚀治理中的应用研究

大港油田南部地区，由于地层水矿化度高、硫化氢含量高，导致油井在生产过程中因腐蚀出现杆断、管漏现象，严重影响油井正常生产。通过对造成杆断、管漏等腐蚀因素进行分析和现场缓蚀剂试验评价，确定了最佳加药量和加药周期：现用的咪唑啉类缓蚀剂最佳缓蚀浓度为30～160 mg/L，加药周期可延长1～2 d。通过优化加药制度、延长加药周期，实现了油井腐蚀治理，延长了单井检泵周期。     

CO2辅助蒸汽驱对四种钢的腐蚀性能影响模拟

CO₂辅助蒸汽驱是稠油开采的新型方式,但有关CO₂辅助蒸汽驱注气井中井下管柱CO₂腐蚀行为的研究较少。为此,利用高温高压釜模拟CO₂辅助蒸汽驱注气井筒工况,在CO₂分压为2 MPa,240 ℃的条件下,对4种常用的油套管钢进行了失重腐蚀挂片试验,得到了模拟工况下油套管钢的腐蚀速率,利用SEM观察了4种材质的微观腐蚀形貌,并采用SEM和EDS对4种管材的腐蚀产物进行了表征。结果表明,在实验条件下,4种材质的均匀腐蚀速率均小于油田的腐蚀控制指标（0.076 mm/a）;N80钢的腐蚀形态为均匀腐蚀,而3Cr、9Cr和13Cr钢的腐蚀形态为局部腐蚀;4种钢材的腐蚀速率均满足CO₂辅助蒸汽驱注气井筒腐蚀控制要求。     

注CO2采油井油管柱腐蚀速率预测

针对注CO₂采油井生产中油管柱存在的腐蚀现象，开展了注CO₂采油井不同阶段的油管腐蚀规律研究。对油管柱CO₂腐蚀进展进行了概述，基于动力学原理与金属的电化学腐蚀理论，考虑油气生产过程的产液量、含水率、井口温度、生产压差、流体流速等因素，得到油管内温度压力分布，研究了CO₂采油井油管腐蚀速率预测方法。对实例井的油管柱腐蚀速率做出了预测，并开展主控因素下油管柱腐蚀速率随时间、井深的变化规律研究。结果表明，在整个吞吐周期中，油管腐蚀主要发生在生产阶段。腐蚀情况预测结果与现场实测腐蚀情况吻合较好。     

用于CO_2注气驱的油井缓蚀剂加注工艺优化研究

吉林某油田CO_2注气驱油井受CO_2分压、温度、采出液含水率以及细菌含量等诸多因素影响,造成井下管柱的严重腐蚀。为减缓腐蚀,当前主要采用井筒加注咪唑啉缓蚀剂来保护油井井筒和井下设备。通过研究CO_2、SRB等多因素条件下的腐蚀规律和腐蚀主因素,从降低防腐蚀成本的角度考虑,考察了缓蚀剂类型、加药方式、加药浓度、加药周期对井下油套管腐蚀的抑制效率和长期有效性,并根据现场情况制定了合理的加药制度,提高了缓蚀剂的作用效率,延长其服役寿命,使区块整体腐蚀速率低于0.076 mm/a,实现了井下腐蚀的防护效率与成本的最优化。通过工艺优化,不仅延长井下设备的服役寿命,也降低了防腐蚀成本。     

咪唑啉季铵盐的合成及其在CO2腐蚀环境中的缓蚀性能

分别使用硫酸二乙酯、氯化苄和冰醋酸三种季铵化试剂对由油酸、二乙烯三胺合成的咪唑啉进行季铵化，使用动态失重法对比了它们在CO2腐蚀环境中对Q235钢的缓蚀性能，并用电化学方法研究了缓蚀机理。结果表明：使用硫酸二乙酯合成的咪唑啉季铵盐BMI-D比其他两种咪唑啉季铵盐具有更好的缓蚀效果；BMI-D与烷基酚聚氧乙烯醚的最佳质量分数配比为2∶1时可制得复合缓蚀剂BMI-DA，当BMI-DA质量浓度为100mg/L时，缓蚀率可达到97.55%；BMI-DA是以控制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。     

乾安油田腐蚀因素及防护技术应用效果分析

近年来,乾安油田腐蚀结垢现象十分突出。2008年,油井开井数为1874口井,而腐蚀结垢油井数增加到1620口,占全厂总井数的86．45％,年维护性工作量1850次。其中,年作业3次以上的腐蚀结垢高频井共有203口,占总井数的11％,年维护性工作量715次,占总维护性工作量的38．6％。各区块的高频井问题集中突出,具有典型的代表性,因此,     

煤层气井井下管杆缓蚀剂研制

针对韩城区块煤层气井长期存在的井下管杆腐蚀问题,通过对现场采出气、液及腐蚀产物进行分析,判断韩城区块主要腐蚀因素为CO2、H2S在高矿化度环境下多组分协同作用。通过静态腐蚀失重法和电化学方法对缓蚀剂进行了筛选、复配及最佳添加浓度等实验研究,研制出了适合该区块的缓蚀剂。室内实验结果表明,该缓蚀剂在韩城区块腐蚀环境下取得了很好的缓蚀效果,年均腐蚀速率降到0.045mm.a-1,能经济高效的解决该区块煤层气井下管杆腐蚀问题。     

CO2吞吐井套管腐蚀规律及极限吞吐轮次研究

部分老油田进入高含水开发后期，为提高采收率，在注水开发中陆续配套实施了二氧化碳吞吐工艺，使得采出液中二氧化碳含量升高，对井筒管柱造成严重腐蚀，引起管柱强度降低，腐蚀穿孔甚至管柱断裂事故时有发生。为此，基于电化学腐蚀的热、动力学原理和管柱力学相关理论，结合现场实际工况，考虑温度、压力、含水率、CO₂分压、流速、井斜角、pH值等因素的影响，采用腐蚀预测模型计算得到了二氧化碳吞吐井不同阶段的腐蚀速度。建立了腐蚀后剩余强度计算方法及极限吞吐轮次计算方法，开展了大量模拟计算，得到了在该吞吐井腐蚀条件下注气、焖井、放压和生产4个阶段的套管腐蚀规律、剩余壁厚及该井的极限吞吐轮次。     

新型水溶性咪唑啉缓蚀剂的制备及性能研究

以妥尔油酸分别与二乙烯三胺合成妥尔油咪唑啉缓蚀剂,再用氯化苄改性制得咪唑啉衍生物(TOID)。本文采用红外及紫外对测定咪唑啉中间体及TOID的结构;通过静态失重法、旋转挂片失重法及电化学方法考察TOID在1000 mg/L HCl+200 mg/L H2S介质中的缓蚀性能,并用扫描电镜观察试片的腐蚀形貌。实验结果表明:TODI浓度为50 mg/L,腐蚀温度为80℃,缓蚀时间为6 h,搅拌速度为45r/min时,TODI的缓蚀率达到95.96%。     

X65碳钢的H2S/CO2腐蚀控制因素研究

目前,H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素判定依据主要参考Dunlop等的研究结果,但该判定结果经常与油田实际腐蚀情况不相符。为找到造成偏差的主要原因,更好地指导生产实践,采用动态高温高压釜,使用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）等手段对X65碳钢在H₂S/CO₂共存体系中的腐蚀控制因素进行了研究。结果表明,不同温度下平均腐蚀速率随H₂S/CO₂分压比（p_H2S/p_CO2）的变化呈现两种不同的规律,这与腐蚀产物的膜形态和组成密切相关;腐蚀控制因素与p_H2S/p_CO2有关,而p_H2S/p_CO2临界值大小与温度密切相关。对于H₂S腐蚀控制,当温度低于40℃时,Dunlop等的研究结果仍然适用;当温度从40℃升高至60℃时,本研究的p_H2S/p_CO2临界值由0.05升高到0.10。对于CO₂腐蚀控制,本研究的p_H2S/p_CO2临界值在85℃以上时由原来的0.002逐渐升高到0.003。根据以上研究结果,修正了X65碳钢的H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素与p_H2S/p_CO2及体系温度的关系图。     

抑制CO2/H2S腐蚀的气液双相新型缓蚀剂的制备及评价

通过合成咪唑啉、噻唑类衍生物,将其与低分子量的有机胺及表面活性剂进行复配得到复配缓蚀剂.用静态挂片失重法研究它们的缓蚀效率.结果表明该复配物对抑制CO2/?H2S的气液两相的腐蚀有良好的效果.并通过极化曲线等手段研究了该缓蚀剂的缓蚀机理.     

羟基基团对咪唑啉衍生物在H2S/CO2体系中缓蚀性能的影响

用硬脂酸、十二羟基硬脂酸分别与二乙烯三胺、羟乙基乙二胺合成了4种咪唑啉衍生物。通过在H2S/CO2体系中采用动态腐蚀失重、接触角、AFM力曲线测试和电化学方法,研究了咪唑啉衍生物引入羟基基团后对其缓蚀性能和缓蚀剂膜的疏水性能的影响。测试结果表明,咪唑啉衍生物烷基链上引入羟基后接触角变大,粘附力升高,疏水效果更好;动态失重和电化学测试表明亲水基团和疏水基团都含有羟基时咪唑啉衍生物的缓蚀效果最好。     

深井油管CO2腐蚀规律及其应用研究

 采用高温高压水介质,测试研究了模拟现场工况环境中几种材料在不同井况环境下的动态腐蚀特征,对腐蚀产物和速率变化特征进行了分析.结果表明,不同井况环境下,腐蚀产物特征和速率存在较大差异,腐蚀速率最高值与最低值差别可达5倍以上;在同一口井中的不同井段,同种材料的腐蚀特征表现出极大的差异,腐蚀产物形貌、与基体结合力以及腐蚀速率等方面各不相同,其中以1500—3500m井段腐蚀较为严重,1500m以上腐蚀较轻,而井底部位试样表面基本都形成具有较好结合力的腐蚀产物膜,阻碍了腐蚀的发展;模拟环境下,同一口井中不同材料和不同井段间的耐蚀性也存在差别,这种差别是多种影响因素共同作用的结果,各影响因素的作用大小有所不同.可见,深井或超深井中油管的CO₂腐蚀,需要针对各油井的具体状况以及CO₂腐蚀的发生、发展规律和趋势,对每一口具体井的不同井段进行有关温度、压力及流速的测试和计算,找出可能发生严重CO₂腐蚀的井段;在研究油管的CO₂腐蚀规律时,需要综合考虑各种因素的协同作用.     

油气田开发中H_2S/CO_2腐蚀研究进展

首先分别探讨了CO2腐蚀和H2S腐蚀的机理及其影响因素;进而讨论了H2S/CO2共存条件下的腐蚀机理及其影响因素,分析了国内外H2S/CO2腐蚀研究的现状和趋势,提出了油井管H2S/CO2腐蚀的防护措施,探讨了高酸性油气田腐蚀研究的热点问题及发展方向.     

安塞油田酸化返排液的H_2O_2氧化—中和—絮凝回注处理研究

针对安塞油田酸化返排液具有pH低、Fe2+含量高的特点,以H2O2为氧化剂,聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)为絮凝剂,采用化学氧化除铁—中和—絮凝的处理工艺对其进行处理,使处理后废水的各项水质指标能达到油田回注水的水质标准,并确定了各药剂的适宜投加量.结果表明:在H2O2、PAC和PAM投加量分别为0.2%体积分数、40 mg/L和3.0 mg/L的条件下,处理后酸化废水中悬浮固体(SS)由300～500 mg/L降低至10 mg/L,油含量由450.55 mg/L降至13.78 mg/L,总铁质量浓度和平均腐蚀速率均达到安塞油田回注水的水质要求.     

H2S/CO2共存聚合物钻井液中腐蚀产物膜分析

随着酸性气田的不断开采,其钻采环境中的腐蚀机理及井下管材的优选已成为研究的热点.通过室内高温高压腐蚀试验,并结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),研究S135钻杆钢在H2S/CO2共存聚合物钻井液中气相与液相的腐蚀产物膜成分差异,探讨腐蚀机理.结果表明,S135钻杆钢气相和液相腐蚀速率都随温度升高和CO2分压增大而增加,气相腐蚀较液相严重,呈局部腐蚀形貌,气相腐蚀产物表面凹坑较大,液相腐蚀产物较为均匀且致密性强,以均匀腐蚀为主.气相和液相腐蚀产物膜中都含有C、O、S、Fe、Si五种元素,且腐蚀产物成分差别不大,主要成分为Fe3O4、FeS、α-FeOOH、FeS2,以及少量的Fe7S8和Fe3S4,此外在腐蚀产物膜表面还夹杂有硅酸盐物质.钻杆钢腐蚀主要来源于二氧化碳腐蚀、氧腐蚀、硫化氢腐蚀、单质硫腐蚀以及腐蚀产物膜与钢材本体间电偶腐蚀.     

CO_2驱低液量高气液比井下气锚模拟与优化

注CO_2驱油已在吉林油田开发低渗透油藏中取得了良好效果,其采油井出现典型的小液量、高气液比特征,导致在常规油井中运行良好的有杆泵采油工艺出现了较强的不适应性。为此,在分析常规重力类气锚和螺旋气锚分气原理的基础上,设计了适用于低液量高气液比的新型井下气锚结构,采用抽油机悬点运动规律作为抽油泵工作过程,修正了CFD模型的上边界条件,将地面气液比修正为入泵气液比并考虑气泡的破碎和凝聚,模拟了新型井下气锚工作原理,单因素敏感分析了柱塞的抽汲参数对新型井下气锚分气效率的影响。X井现场试验表明,采用新型井下气锚后,井口套压由9.5 MPa降至0.4 MPa,产液量由措施前的1.5 t/d升至17.4t/d,在产气量达到792 m~3/d情况下,泵效高达84.6%,明显高于同区块其余井平均泵效40.1%。该研究成果对于CO_2驱油的推广应用具有重要现实意义,对类似的高气液比油井有杆泵抽油具有重要的借鉴作用。     

X65MS钢在饱和H2S/CO2环境下的腐蚀产物研究

利用高温高压反应釜模拟酸性油气输送环境,研究X65MS管线钢在饱和H₂S/CO₂环境下的腐蚀行为.采用加速腐蚀实验法评测不同浸泡周期下的平均腐蚀速率.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)等测试技术,分析了不同实验周期下氧化产物膜层的物相组成、表面形貌和截面形貌.结果表明,根据平均腐蚀速率随时间变化曲线的走势与氧化膜层的结构特征,腐蚀过程分为三个阶段.腐蚀过程以H₂S腐蚀为主,氧化产物主要为硫铁化合物(Fe_○xS_○y).随着浸泡时间的增加,铁元素比例减小,富S相比例增大,腐蚀产物膜层厚度增加,结构由疏松逐渐变为均匀、致密,腐蚀产物顺序为马基诺矿(Mackinawite)→过渡相陨硫铁(Troilite)→磁黄铁矿(Pyrrhotite),稳定的磁黄铁矿对X65MS管线钢基体的耐蚀性起到保护作用.     

油轮舱CO2-O2-H2S-SO2湿气环境中低合金钢的腐蚀行为

利用自制的油轮舱CO2-O2-H2S-SO2湿气环境腐蚀模拟装置,对Ni和Cu含量不同的三种低合金钢进行了油轮舱湿气腐蚀模拟实验,比较和分析了三种不同成分的低合金钢在模拟原油舱湿气环境中的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物,探讨了油轮舱CO2-O2-H2S-SO2湿气环境中钢的腐蚀机理.结果表明:三种不同成分低合金钢的腐蚀形态均为全面腐蚀,伴随着腐蚀产物的形成和脱离,钢的腐蚀速率随实验时间的延长出现了波动变化;钢中Ni和Cu元素可明显提高钢的耐油轮舱湿气腐蚀性能;在油轮舱湿气环境下,同时存在四种腐蚀性气体CO2-O2-H2S-SO2的析氢和吸氧腐蚀,同时也存在钢表面薄液膜中H2S被O2氧化形成的元素S引起的湿S腐蚀;CO2-O2-H2S-SO2湿气腐蚀减薄量DLt与时间t之间较好地满足指数关系DLt=AtB,并得到合金元素含量不同的三种钢的系数A和指数B的数值.