噻唑啉类高温缓蚀剂的合成及表征

以烷基酮、单质硫和氨气为原料合成噻唑啉类缓蚀剂.考察了环已酮合成噻唑啉的反应时间、反应温度、硫/酮摩尔比、溶剂苯的用量对反应产率的影响,得出了最佳的合成条件.同时,采用元素分析、红外光谱分析和GC/MS分析技术表征了所合成噻唑啉类缓蚀剂.在不添加溶剂、通入氨气、反应时间2 h、反应温度50℃及硫/酮摩尔比为0.875的最佳合成条件下,该反应产率最高达到88.9%.该合成过程操作简单、原料易得、成本低,产率高.     

咪唑啉缓蚀剂的合成与缓蚀性能的研究

利用油酸及二乙烯撑三胺为原料，以二甲笨为溶剂，合成咪唑啉缓蚀刺，并通过失重法测出不同浓度、不同时间及不同温度下产品的缓蚀效果曲线。结果表明，在质量浓度为0．2％～0．5％时，Q235钢在酸性介质中的缓蚀效率最佳，可以达到99％以上。     

咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的理论研究

 采用量子化学计算、分子动力学模拟和分子力场相结合的方法，评价了5种具有不同烷基链长的2-烷基-1-氨乙基咪唑啉缓蚀剂抑制CO₂腐蚀的性能，并分析了其缓蚀机理。结果表明，5种缓蚀剂分子的反应活性区域均集中在咪唑环上，亲电反应中心为3个N原子，可在金属表面形成多中心吸附；当烷基碳链长度大于11时，缓蚀剂在金属表面可形成一层高覆盖度、致密的疏水膜，可有效阻碍溶液中的腐蚀介质向金属表面扩散，从而达到阻碍或延缓腐蚀的目的；缓蚀剂膜的稳定性以及膜与金属基体的结合强度随链长的增加而增大。缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果与实验结果基本吻合。     

咪唑啉衍生物的缓蚀机理计算及性能研究

采用量子化学方法分析了咪唑啉衍生物的结构特征,设计了3种咪唑啉衍生物：咪唑啉、甲苯基咪唑啉、硝基苯基咪唑啉;对其分子结构、电荷分布、轨道能量,及其与Fe原子配位的结合能和配位化合物的结构特征进行了计算,分析Fe原子与不同咪唑啉衍生物分子间作用力和结合能的变化规律;进而,合成得到3种相应的化合物,对其缓蚀性能进行评价。结果表明：咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀性能由强到弱的顺序为：甲苯基咪唑啉>咪唑啉>硝基苯基咪唑啉。咪唑啉衍生物分子中取代基供电子能力越强,咪唑啉衍生物分子和Fe原子的前线分子轨道能量差越小,二者发生配位作用吸附在金属表面的作用效果越好,缓蚀剂的缓蚀性能越优秀。     

咪唑啉型复配缓蚀剂的缓蚀性能

为满足现场缓蚀要求,咪唑啉型缓蚀剂在实际应用中存在用量大、成本高的问题。对咪唑啉型缓蚀剂进行复配能够提高其缓蚀效果,降低使用成本。按现场要求,对缓蚀剂原液进行复配、稀释,并在饱和CO2模拟盐水和高矿化度模拟盐水中进行静态挂片实验。结果表明,复配后的缓蚀剂加药浓度为5.1 mg/L时具有良好的缓蚀效果;当咪唑啉型缓蚀剂、亚硫酸钠、硫脲和水以质量比为30∶2∶3∶65复配时,复配缓蚀剂的效果最好,适用于含有CO2和高矿化度的油田水处理。     

油酸基咪唑啉类缓蚀剂的合成及其缓蚀性能评价

以油酸与三乙烯四胺或四乙烯五胺为原料、甲苯为携水剂,控制不同的酸胺摩尔比,合成出一系列单环或双环油酸基咪唑啉类缓蚀剂,通过元素分析法和红外光谱法对产品进行了结构表征,并利用静态失重法考察了咪唑啉环数对缓蚀剂缓蚀性能的影响.结果表明,当酸胺摩尔比为1.0:1.1时,反应产物为单环咪唑啉衍生物;当酸胺摩尔比为2.0:1.1时,形成双环咪唑啉衍生物;用油酸与四乙烯五胺摩尔比为1.0:1.1合成的单环油酸基咪唑啉作缓蚀剂,当其添加量为6 mg/L时,缓蚀率可达99%以上.     

新型咪唑啉类缓蚀剂的合成,结构表征及缓蚀性能研究

用我国富产的天然油料与多胺反应制取了咪唑啉类缓蚀剂，使用红外光谱、紫外光谱、１３Ｃ核磁共振谱、质谱方法对合成产物进行了结构表征，对此类缓蚀剂在盐酸和ＣＯ２饱和盐水中对碳钢的缓蚀效果进行了研究。     

新型咪唑啉缓蚀剂的合成及性能评价

以油酸和二乙烯三胺为原料,硫酸二甲酯为季铵化试剂,二甲苯为携水剂,合成了一种新型咪唑啉缓蚀剂。考察了合成条件对目标产物缓蚀性能的影响,确定了该缓蚀剂的最佳合成条件：油酸和二乙烯三胺摩尔比1：1．2,第一步反应温度220℃、反应时间8h;第一步反应中间体与硫酸二甲酯摩尔比1：1．5,第二步反应温度50℃、反应时间3h。利用静态挂片失重法,测定了该缓蚀剂及其与无水亚硫酸钠复配体系在人工模拟盐水中对A3钢的缓蚀效果,并评价了该缓蚀剂的各项性能。结果表明,该缓蚀剂稳定性高、乳化倾向小、溶解分散性好、能有效阻止盐水介质中的腐蚀,与无水亚硫酸钠的复配体系对A3钢具有较强的缓蚀能力。     

酰胺咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能对比研究

采用二乙烯三胺、苯甲酸、油酸为原料,合成两种咪唑啉酰胺,加入氯化苄进行季铵化反应,合成两种酰胺咪唑啉季铵盐缓蚀剂。采用红外光谱扫描,通过对特征峰的分析,验证了合成产物为酰胺咪唑啉季铵盐。通过挂片质量损失试验,测试了两种咪唑啉酰胺季铵盐药剂的缓蚀性能;通过电化学研究了这两种缓蚀剂复配增效剂后随加药浓度变化腐蚀速率及缓蚀率的变化规律。结果表明：油酸酰胺苯甲酸咪唑啉季铵盐缓蚀效果优于苯甲酸酰胺油酸咪唑啉季铵盐;硫脲、丙炔醇对该油酸酰胺苯甲酸咪唑啉季铵盐的缓蚀性能具有增效作用。     

单环咪唑啉结构对缓蚀性能的影响

 以有机酸或脂肪酸甲酯和二乙烯三胺或三乙烯四胺、四乙烯五胺为原料、甲苯为携水剂,制备了一系列单环咪唑啉类缓蚀剂;采用静态失重法考察了单环咪唑啉分子中的亲水基团结构、疏水基团结构对单环咪唑啉类缓蚀剂缓蚀性能的影响。结果表明,咪唑啉分子中亲水基团碳链变长、氮原子个数增加,缓蚀剂对A3碳钢的缓蚀率增加;分子中疏水基团碳链变短时, 对A3碳钢的缓蚀率降低, 当碳原子个数少于12时,缓蚀率明显降低;疏水基团为体积较大的脂环基团时或混合的脂肪酸基团,该缓蚀剂都有很强的缓蚀作用,且能有效抑制氢鼓泡。油酸与四乙烯五胺合成的油酸基单环咪唑啉用量为6mg/L时, 对A3碳钢的缓蚀率可达99%,环烷酸与四乙烯五胺合成的环烷基单环咪唑啉用量为4 mg/L时, 对A3碳钢的缓蚀率可达98%;混合脂肪酸甲酯与四乙烯五胺合成的脂肪酸基单环咪唑啉用量为6 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达97%以上,且都具有很好的抑制氢鼓泡性能。     

烷醇酰胺磷酸酯表面活性剂的缓蚀性能

以十四酸、十六酸和硬脂酸为原料与二乙醇胺反应合成了脂肪酸烷醇酰胺,经磷酸化反应及醇胺中和反应后制备了3种脂肪酸烷醇酰胺磷酸酯盐表面活性剂。测试了产物的组成及表面活性,电化学法和失重法考察了产物在矿化水中的防腐性能并与其他缓蚀剂进行了对比。结果表明,脂肪酸碳数为C14、C16、C18的磷酸酯盐(C14N、C16N和C18N)的临界胶团浓度(cmc)分别为50～30mg/L,对应于cmc的表面张力(γcmc)分别为27.31,24.57和27.65mN/m;电化学法和失重法均表明随着脂肪酸碳数的增加,缓蚀性能先增加后降低。C16N具有较好的缓蚀性能,C14N次之,C18N最差。在模拟盐水中加入100mg/L的产物C16N时,极化缓蚀率可以达到71.7%,50℃、4d时失重法平均腐蚀速率为0.0716mm/a,满足油田注入水腐蚀速率要求。从分子结构讨论了产物缓蚀机理。     

曼尼希碱缓蚀剂的组成和缓蚀性能相关性的量子化学研究

以正己胺、苯甲胺和环己胺为原料,分别与苯乙酮和甲醛反应合成了3种单曼尼希碱缓蚀剂BK1,BK2,BK3（统称BK组缓蚀剂）,分别与丙酮和甲醛反应合成了3种单曼尼希碱缓蚀剂PA1,PA2,PA3（统称PA组缓蚀剂）;然后以BK2为前体,与丙酮和甲醛反应合成了双曼尼希碱缓蚀剂D1;以PA1为前体,与环己基甲酮和甲醛反应合成了双曼尼希碱缓蚀剂D2。研究了上述8种缓蚀剂在酸性介质中对N80试片的缓蚀作用,采用量子化学密度泛函理论探讨了合成的曼尼希碱缓蚀剂分子结构参数和缓蚀性能的关系。结果表明,计算得到的最低未占轨道能级（E_LUMO）、前线轨道能隙（ΔE）、偶极矩（μ）、分子极化率（α）和范德华表面负静电势面积（A_S-）与曼尼希碱缓蚀率的灰色关联度为0.736～0.891,线性决定系数R2为0.556～0.968。BK组缓蚀剂分子具有的苯甲酰基,使得BK组缓蚀剂的E_LUMO、ΔE均低于具有乙酰基的PA组缓蚀剂,而其μ,α,A_S-均高于PA组缓蚀剂。与BK1分子的正己基及BK3分子的环己基相比,BK2分子的苯甲基使其α和A_S-增大;分子的α和AS-由大到小的顺序为BK2＞BK1＞BK3。BK组缓蚀剂中BK2的缓蚀率最佳,以此为前体合成得到的双曼尼希碱D1的缓蚀效果进一步增强,在相同条件下对N80试片的缓蚀率由99.2%提高到99.4%。     

聚丙烯酰胺驱替中的粘弹效应和油藏压力分布

在模拟油藏工程条件下进行了聚丙烯酰胺溶液岩心流动试验，当流体注入速度提高于某一数值时，聚合物溶液出现了粘弹效应，而且粘弹效应随注入速度的继续增大而增强。当注入速度进一步提高到数一数值范围，聚合物的粘弹效应趋于稳定。根据实际的油藏参数计算了合物驱替中的油藏压力分布。聚合物溶液在近井地带出现粘弹效应，但粘弹效应的出现不会导致注入压力的大幅度上升。     

环烷酸腐蚀及其缓蚀剂的研制

介绍了环烷酸缓蚀剂的制备、评价方法以及评价结果，结果表明：自制磷酸酯对环烷酸及高温硫腐蚀具有较好的抑制作用，改性后效果进一步提高，对低硫高酸原料缓蚀率达到96．7％以上，对高硫高酸原料缓蚀率达到81．5％以上。     

户部寨气田腐蚀分析及腐蚀防护

通过对户部寨气田腐蚀因素的调研分析,找出了腐蚀原因。通过实验,考察了温度、C02浓度、矿化度、流速对腐蚀的影响及规律,开发出了高效气井缓蚀剂,将该缓蚀剂在现场进行试验,气井腐蚀状况得到了控制,达到了理想的防护效果。     

高性能硬胶泡沫钻井液体系的研究及现场应用

硬胶泡沫钻井液在具备普通泡沫钻井液提高机械钻速、及时发现油气层特点的同时,还具有较强的携岩能力和抗污染能力。本文针对欠平衡钻井可能遇到的高温、高浓度盐水地层和原油污染问题,通过对原材料的优选,运用自主研发的高效发泡剂TSB研制出高性能硬胶泡沫体系,在室内评价了其抗温、抗盐、抗油污染性能,并分别在BJ7168井、白22井应用实施。现场应用表明,硬胶泡沫钻井液的发泡量大、稳定时间长、抗污染能力强,能很好地满足携岩的要求。     

钻井,完井液用缓蚀剂,杀菌剂的评选

针对钻井、完井、修井作业的需要,对国内生产的16种缓蚀剂与8种杀菌剂进行了评选。实验结果表明,在25℃的人工海水中,所有受试缓蚀剂低浓度下的性能均欠佳,在高浓度下GT2-7的缓蚀效果最好;在二连油田污水中,TS-810的杀菌效果最好。对该二种药剂的缓蚀、杀菌性能作了初步分析。