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在油气田的开发过程中,首要任务是解决油气井金属设备腐蚀的防护问题,使用缓蚀剂是一个既方便易行又投资少见效快的方法。
传统的液体缓蚀剂主要存在保护不全面(泵以下部分得不到保护)和保护周期短(易随采出液带出)的问题。近几年有人研制成功棒状和环状固体缓蚀剂,棒状缓蚀剂经油管(气井)或油套空间(抽油机井)加注到油气井中,目前主要在气井中使用,而在油井中由于加注困难(油套管空间有限)导致应用受到很大限制;环状缓蚀剂被加注到油气井尾管中靠流过的地层水携带出有效成份,主要存在释放率低和不能援加的问题。
本文针对这种情况展开有关颗粒缓蚀剂的室内研究。该颗粒缓蚀剂研制成功后,可以通过油管(气井)或通过油套空间(抽油机井)加入到油气井中。颗粒缓蚀剂加入到油气井后,不仅可以缓慢地释放缓蚀成份,对油气井金属设备起到持久、全面地保护,而且可根据生产井的生产参数和颗粒缓蚀剂的特点,定期定量随时加入,从而克服了油气井缓蚀剂在实际应用中的不足。
本文采用硬脂酸咪唑啉为主剂,选用氯乙酸钠进行季铵化改性。通过室内实验确定了改性的最佳反应条件为:硬脂酸咪唑啉:氯乙酸钠=1:2(摩尔比);反应温度:110℃;反应时间:4h。选用表面活性剂b作为增溶剂以提高主剂的水溶性,添加增效剂A、B、E以增强缓蚀性能。缓蚀剂的最佳配方为:增效剂A、B、E总的用量占主剂的30%,各增效剂间最佳比例为增效剂A:增效剂B:增效剂E=2:5:3。选用挤压法进行造粒,并在室内模拟挤压法造粒原理制备出了成形度好,具有一定硬度的颗粒缓蚀剂。
利用静态、动态失重法研究了该颗粒缓蚀剂在6%饱和CO<,2>盐水中不同条件下对A3钢的缓蚀性能,结果表明:该颗粒缓蚀剂具有用量小、缓蚀性能好(抗温性强、抗酸性强、抗盐范围广、抗CO<,2>能力强)等特点,且与油气井地层水具有良好的配伍性能。
室内制备的颗粒缓蚀剂的溶解度为0.12g/100ml水(70℃);平均静态溶出率为1.2g/d(70℃);密度为1.18g/cm<'3>(25℃);硬度满足实际应用的需要。
采用稳态极化曲线法在70℃的6%饱和CO<,2>盐水腐蚀介质中对A3钢的极化曲线测试结果表明,该颗粒缓蚀剂是一种以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂。