摘 要

在油气井开采过程中，随着开采的深入，开采的效果往往越来越不好。油气井的酸化可以使油田的产量大大提升，但同时也会加剧设备腐蚀严重，为了减缓腐蚀带来的影响，可以在酸化的过程中加入缓蚀效果良好的缓蚀剂。本实验研究了一种吡啶季胺盐型的缓蚀剂，通过温度、作用时间、缓蚀剂浓度、腐蚀介质的种类、腐蚀介质中盐的含量以及动态失重法考察了实验用缓蚀剂的缓蚀效果。实验结果表明，实验用缓蚀剂在温度较高的情况下也能保持良好的缓蚀效果，缓蚀率均超过。缓蚀剂24小时实验的缓蚀率高达。缓蚀率随着缓蚀剂浓度的增加而增加，当缓蚀剂用量在时，缓蚀率就达到。在缓蚀介质中含有高盐时，缓蚀率高达左右。所以缓蚀剂可用于高盐环境。在盐酸腐蚀介质中均表现出极好的缓蚀效果，缓蚀率高达97%。在盐酸和氢氟酸的混合腐蚀介质中，缓蚀率略微下降，但依然达到了93.5%。随着转速的增加，缓蚀率略微下降，但依然可达95%。

关键词 油田酸化 缓蚀剂 腐蚀与防护

Performance evaluation of an acid corrosion inhibitor for oilfield

Abstract

In the process of oil and gas well drilling, with the deepening of mining, mining effects tend to be more and more bad. Acidification of oil and gas Wells can greatly improve the production of oil field, but at the same time aggravate the serious corrosion of equipment. In order to mitigate the impact of corrosion, corrosion inhibitors with good corrosion inhibition effect can be added in the process of acidification. In this study, a pyridine quaternary amine salt corrosion inhibitor was studied. The corrosion inhibition effect of the inhibitor was investigated by temperature, action time, concentration of inhibitor, types of corrosive medium, content of salt in corrosive medium and dynamic weight loss method. The experimental results show that the corrosion inhibitor can maintain good corrosion inhibition effect at higher temperature, and the corrosion inhibition rate is more than 97%. The corrosion inhibition rate is up to 99% in 24 - hour experiment. The corrosion rate increased with the increase of corrosion inhibitor concentration increasing. When corrosion inhibitor’s amout reaches 0.05%, the corrosion inhibition rate reaches 97%. When the corrosion inhibitor contains high salt, the corrosion inhibition rate is up to 99%. Therefore，the corrosion inhibitor can be used in high salt environment. In hydrochloric acid corrosion medium showed excellent corrosion effect, the corrosion rate is as high as 97%. In a mixture of hydrochloric acid and hydrofluoric acid corrosion medium, the corrosion rate fell slightly, but still up 93.5%.With the increase of rotation speed, the corrosion inhibition rate decreases slightly, but still reaches 95%.

Key word：Oil acidification ;Corrosion inhibitor ;Corrosion and protection

目录

一种油田酸化缓蚀剂的性能评价 I

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1油田酸化的背景 1

1.2曼尼希碱型酸化缓蚀剂的机理和研究进展 1

1.2.1曼尼希碱型酸化缓蚀剂的机理 1

1.2.2曼尼希碱型酸化缓蚀剂的研究进展 1

1.2.3曼尼希碱型酸化缓蚀剂的研究前景 2

1.3季铵盐类缓蚀剂的机理和研究进展 2

1.3.1季铵盐类缓蚀剂的机理 2

1.3.2季铵盐类缓蚀剂的研究进展 2

1.3.3季胺盐类缓蚀剂的发展前景 3

1.4希夫碱类缓蚀剂的机理和研究进展 3

1.4.1希夫碱类缓蚀剂的作用机理 3

1.4.2希夫碱类缓蚀剂的研究进展 3

1.4.3希夫碱类缓蚀剂的研究前景 4

1.5一些新型的缓蚀剂的研究进展 4

1.5.1新型缓蚀剂的研究进展 4

1.5.2新型缓蚀剂的研究前景 5

1.6本文的主要的研究内容和目的 5

第二章 实验部分 6

2.1实验材料和仪器 6

2.2实验内容 6

2.2.1实验条件以及变量的确定 6

2.2.2溶液的配制 7

2.3实验方法与步骤 7

2.3.1实验步骤 7

2.3.2缓蚀率的测定 9

第三章 结果与讨论 10

3.1缓蚀率与温度的关系 10

3.2缓蚀率与作用时间的关系 11

3.3缓蚀率与缓蚀剂浓度的关系 11

3.4缓蚀率与腐蚀介质中盐含量的关系 12

3.5缓蚀率与腐蚀介质的关系 13

3.6缓蚀率与动态失重的关系 14

第四章 结论与展望 16

4.1实验结论 16

4.2展望 16

参考文献 17

致谢 19

第一章 文献综述

1.1油田酸化的背景

油井酸化技术是通过酸类物质来溶化腐蚀岩石通道或地层裂缝内的堵塞物，使油流通道变大，减小油流过程中的阻力，增加出油量[1-3]。但是由于油气井酸化过程中有酸的注入，井内的管材和井下金属设备的表面会出现腐蚀的现象。进一步可能导致破裂事故的发生。同时被酸溶蚀后产生的部分金属离子进入地层会产生不可修复的损害。因此，需要向酸液中添加缓蚀剂用来减缓或防止金属腐蚀[4-7]。

缓蚀剂是一种可以防止或减缓金属腐蚀的一种化学物质或几种化学物质的混合物，通常在腐蚀介质中加入[8]。

曼尼希碱型酸化型、季胺盐类、希夫碱类是目前比较主流的缓蚀剂，现在还有一些新型的缓蚀剂正在研发。

1.2曼尼希碱型酸化缓蚀剂的机理和研究进展

1.2.1曼尼希碱型酸化缓蚀剂的机理

曼尼希是国内最早使用的缓蚀剂之一，曼尼希碱型酸化缓蚀剂缓蚀的原理是分子内轨道的杂化，形成了配位键，覆盖的金属的表面[6]。从而形成了一层稳定的疏水保护膜，通过阻止阳极过程中金属离子的扩散和抑制阴极过程[10]。从而影响了腐蚀反应的进行，达到良好的缓蚀效果。

1.2.2曼尼希碱型酸化缓蚀剂的研究进展

袁志平[11]等人实验发现在甲醛、苯乙酮和对苯二胺在一定配比下合成的曼尼希碱型酸化缓蚀剂在盐酸中有较好的溶解性能。然后将酸化缓蚀剂与一定量的六次甲基四铵、KI、丙炔醇复配之后，缓蚀效果提高显著，腐蚀速率控制在较低的水平。

李克华等人以硫脲、肉桂醛、苯乙酮为原料合成缓蚀剂，试验结果表明，该缓蚀剂在酸性介质中具有优良的缓蚀性能[12]。数据结果表明:以硫脲为原料合成的混合型缓蚀剂主要作用就是抑制阳极上的腐蚀反应。通过Arrhenius 曲线发现，效果随着缓蚀剂量的增加，反应活化能变大，使腐蚀反应难以进行。