塔河油田超稠油井用缓蚀剂的筛选及缓蚀机理研究

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世界经济对石油的依赖使得石油资源的消耗不断增加,可开采的常规油藏不断减少,因此稠油、超稠油等非常规石油资源的开发越来越受到人们的关注。然而,稠油资源在开采过程中,除了粘度大、流动性差等问题造成稠油井难以开发之外,稠油中包含的各种腐蚀介质往往会破坏采输系统的完整性,使得稠油的开发难度进一步增加。本文以解决稠油井管柱的腐蚀问题为出发点,采用理化性能分析和缓蚀性能评价实验,从5种常用缓蚀剂中筛选出2种适合于塔河油田的稠油缓蚀剂,并对其最佳添加浓度和配伍性进行进一步分析。同时,通过电化学测试手段,研究了P110钢和P110S钢在这5种缓蚀剂体系中的电化学腐蚀特征,为揭示稠油缓蚀剂的缓蚀机理奠定基础。论文的主要结论如下:(1)理化性能测试结果表明,5种缓蚀剂的p H值均在59范围内,符合实验要求;倾点均小于-20℃,具有良好的低温流动性;缓蚀剂在柴油中的溶解性较好,缓蚀剂浓度为300 mg·L-1时在水中的分散性较好;5种缓蚀剂无乳化倾向,具有良好的抗乳化性。(2)140℃时,2#咪唑啉和5#季铵盐缓蚀剂对P110钢和P110S钢腐蚀的缓蚀效果较好,4#季铵盐、3#咪唑啉以及1#咪唑啉缓蚀剂缓蚀效果依次减弱;在100 mg·L-1、200mg·L-1和300 mg·L-1的添加浓度下,2#缓蚀剂的最佳添加浓度为200 mg·L-1,5#缓蚀剂的最佳添加浓度为300 mg·L-1。(3)配伍性实验表明,2#和5#缓蚀剂与油田所用破乳剂具有良好的配伍性。(4)电化学分析表明,5种缓蚀剂均为混合型缓蚀剂,其中,1#、3#和4#缓蚀剂主要是对金属的阴极析氢反应产生抑制作用,而2#和5#主要是对金属的阳极溶解反应产生抑制作用;随着缓蚀剂的加入及添加浓度的增加,电荷转移电阻Rct值增大,说明缓蚀剂分子吸附在金属表面逐渐形成保护膜,抑制了金属电极的腐蚀反应;膜层电阻Rf值增大,表明缓蚀剂在金属表面的吸附膜更加致密完整,对试样的保护作用增强。
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