一种咪唑啉油气井缓蚀剂的研究

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1、一种咪唑啉油气井缓蚀剂的研究145一种咪唑啉油气井缓蚀剂的研究11122222刘东付朝阳郭兴蓬柯吕雄张国礼欧光尧朱其佳邓志杰（1.华中科技大学化学系，湖北武汉，430074；2.中海石油[中国]有限公司湛江分公司，广东湛江，524057）摘要：以有机酸，多胺等为原料合成了一种咪唑啉油气井缓蚀剂(HGY-9)，用失重法和电化学方法对其缓蚀性能、抑制氢渗透能力进行了评价。该缓蚀剂是一种阳极型缓蚀剂，在2.4MPaCO2饱和的1%NaCl溶液中，添加量为50mg/L时，对低碳钢（N80）缓蚀率可达98%以上，动态腐蚀速率小于0.076mm/a，抑制氢渗透效率>70%。该缓蚀剂

2、综合性能优异，是一种有较好应用前景的油井缓蚀剂。关键词：咪唑啉，缓蚀剂，CO2腐蚀CO2腐蚀一直是石油和天然气工业安全生产的主要问题。特别是上世纪70年代以来，随着深层含CO2油气层的开发，回注CO02强化采油工艺的应用，CO2的腐蚀越来越引起人们的重视。干燥的CO2的钢铁没有腐蚀，但在潮湿的环境下或溶于水后对钢铁有很强的腐蚀性。与强酸（如盐酸）相比，由于二氧化碳溶于水后，在相同的pH条件下，其总酸度较高，因此，它对钢铁的腐蚀比强酸还严重。实践表明，在油田注入缓蚀剂以减缓金属腐蚀是解决油气田CO2腐蚀的一种较切实而又经济有效的方法之一。本文以有机酸、多胺等为原料，研制出

3、了一种缓蚀剂（命名为HGY-9）。并在2.4MPa的CO2饱和的1％NaCl水溶液中，利用失重法和电化学方法对其CO2腐蚀抑制性能和渗氢抑制效果进行了评价。[1]1缓蚀剂合成咪唑啉类缓蚀剂是以脂肪酸或脂肪脂和二乙烯三胺、三乙烯四胺等为原料来合成咪唑啉，其中，脂肪酸或脂肪脂可以是单一的，也可以是不同的脂肪酸或脂肪脂的混合物。二者在反应过程中，不管是否有催化剂，总是先缩合成胺一酰胺，然后在酸性催化剂及200℃以上的高温下脱水环化成咪唑啉。本缓蚀剂反应过程可表示为：NNCHCHNHCR222RCOOH+HN(CH2CH2NH2)2C+3H2OOR146第十三届全国缓蚀剂学术讨

4、论会论文集1.2高压釜腐蚀挂片试验缓蚀试验用N80钢试片尺寸为50×10×3mm，试验温度为50±1℃，试片转速：200转/分（试片线速度约0.5m/s），在2.4MPaCO2饱和的1%NaCl溶液中试验周期为24小时。1.3电化学测试[2](1)动电位扫描极化曲线用HA－501恒电位仪、Corrtest腐蚀测试系统、电解池装置，对N80碳钢电极在饱和CO2的1%NaCl盐水溶液，进行动电位扫描，阴极和阳极极化范围都是200mv，扫描速率为0.5mv/s（2）氢扩散实验用自制氢扩散装置、HA－105恒电位仪及corrtest腐蚀测试系统对N80钢在pH＝2的HCl中进行

5、了氢扩散实验，评价了缓蚀剂对氢扩散的抑制能力。3结果与讨论3.1腐蚀失重试验结果3.1.1缓蚀剂的缓蚀效果试验27.525.023.336722.520.017.5mm/a)（15.0度12.5速10.07.5腐蚀5.02.50.09430.06420.05650.05510.0-2.5-100102030405060708090100110缓蚀剂浓度（ppm)图1缓蚀剂浓度对腐蚀速率的影响曲线做了不同浓度下的缓蚀实验，发现随着浓度的增加，缓蚀效果越好，不加缓蚀剂时腐蚀速率高达23.3367mm/a,而加入50ppm时，腐蚀速率降为0.0642mm/a,缓蚀率为99.7

6、2％，可达到较好的缓蚀要求。3.1.2与市售产品的比较一种咪唑啉油气井缓蚀剂的研究1470.100.09280.08470.080.07510.073670.0642a0.06mm/：率速0.04腐蚀0.020.00HGY-9K152CGO9040U商品缓蚀剂A商品缓蚀剂B缓蚀剂名称（50ppm）图2与市售缓蚀剂的比较本缓蚀剂与市售的产品进行了比较，市售产品有CGO9040U(美国)，K-152（美国），商品缓蚀剂A(国产)，商品缓蚀剂B(国产)。在50ppm的浓度下，实验证明本缓蚀剂优于同类产品。3.2极化曲线测试-0.450ppm-0.5020ppm50ppm-0.

7、55100ppm-0.60-0.65V)-0.70(-0.75Volt-0.80-0.85-0.90-0.951E-81E-71E-61E-51E-41E-3Current(A)图3碳钢电极在不同浓度缓蚀剂溶液中的极化曲线从图3可以看出，随着缓蚀剂浓度的增加，阳极极化曲线和阴极极化曲线都向正移，腐蚀电位变正，腐蚀电流密度减小，表明缓蚀剂抑制了腐蚀的阳极过程，是一种抑制阳极型缓蚀剂。缓蚀剂用量为50ppm时，能较好地控制金属在介质中的腐蚀。148第十三届全国缓蚀剂学术讨论会论文集3.3氢扩散实验3.5pH=2HCl溶液3.0+20ppmHG