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在油田开发过程中,向油、气井中投加液体缓蚀阻垢剂是常用的一种防腐阻垢措施,但存在以下问题:①、气举井产液量大且流速高,投加的液体药剂易被快速带出,药剂的有效保护周期短;②、从油套环空加入的液体药剂难以到达工作阀以下井段,有30%—50%的管柱得不到保护;③、投加液体药剂要动用高压注液泵、容器及载泵车等地面设备设施, 管理难度大;④、液体药剂在油管壁上易粘附,造成不必要的损失。本论文论述了以环境友好的聚天冬氨酸为阻垢剂主要成分,咪唑啉酰胺类缓蚀剂为缓蚀剂主要成分的一种固体缓蚀阻垢剂的研制过程。对这种固体缓蚀阻垢剂在水中溶解性、分散性、耐高温性、缓蚀效率、阻垢效率进行了研究分析,并从电化学的角度研究了它在金属表面的吸脱附行为。固体缓蚀阻垢剂的溶解、分散性试验性表明,药剂的水溶性和分散性均合格;耐温性实验研究表明,药剂在90℃的体系中浸泡30天后可全部溶解。阻垢实验表明,对CaCO3垢,当缓蚀阻垢剂浓度为5mg/L时,60℃测其阻垢效率为86.96%,90℃为68.53%;当药剂浓度为10mg/L时,60℃测其阻垢效率为91.03%,90℃为82.52%;考察了NaCl、NaNO3、NH4NO3等盐类对缓蚀阻垢剂的阻垢效率的影响。实验结果表明,盐类的协同作用的强弱顺序是:NaCl>NH4NO3>NaNO3;腐蚀试验表明,缓蚀阻垢剂的浓度为50mg/L时,在40℃1%的氯化钠溶液中,其对A3钢的缓蚀率为80.68%,60℃为72.82%,在80℃为61.92%;考察了聚天冬氨酸与锌离子(2mg/L)复配前后对A3钢的缓蚀效果。试验表明,复配后聚天冬氨酸的缓蚀效率大幅度提高。当聚天冬氨酸浓度为50mg/L时,复配前缓蚀效率仅为62.55%,复配后为80.00%。极化曲线测试表明,该缓蚀阻垢剂是一种典型的吸附型缓蚀剂,它对阳极反应的抑制作用尤为明显,属于以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂。电化学阻抗实验结果表明,在加有缓蚀剂的电极的Nyquist图中高频区呈现出一个容抗弧,而低频区呈出现一个“扩散尾”,表现出Warburg阻抗的性质。高频区呈出现容抗弧是由于电极表面主要含有缓蚀剂吸附膜层。在低频区出现Warburg阻抗,反映了铁离子从缓蚀剂膜内侧向膜外侧扩散所引起的Warburg阻抗。对添加缓蚀阻垢剂前后的CaSO4垢的SEM和XRD分析表明,固体缓蚀阻垢剂的阻垢机理是螯合反应、表面吸附、分散及阈值效应等共同作用的结果。 <WP=5>通过计算,预测该缓蚀阻垢剂的吸附模型符合Langmuir吸附,其吸附等温方程式为:式中,,;C为缓蚀剂的浓度(mg/L),为缓蚀效率(%)。