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CO2驱作为石油开采中后期提高油气采收率的措施,优点是效果明显,但缺点也非常突出,会造成严重的腐蚀与结垢。因此,必须解决因CO2驱带来的腐蚀与结垢问题,确保CO2驱油顺利进行。针对CO2驱的腐蚀与结垢问题,设计合成相应的缓蚀剂与阻垢剂,并将缓蚀性能良好的缓蚀剂与阻垢效果优良的阻垢剂进行复配,研发出一种适用于解决CO2驱腐蚀与结垢问题的缓蚀阻垢剂。根据分子设计原理合成一系列缓蚀剂(EFA、EGA、DGA)与两种三元共聚物阻垢剂m-PAEA、c-PAMEA。最终筛选出一种性能优良的缓蚀剂DGA,一种阻垢性能优良的阻垢剂c-PAMEA以及一种兼具良好缓蚀性与阻垢性的缓蚀阻垢剂 m-PAEA。以糠醛、乙二胺、苯乙酮为原料合成曼尼希碱EFA,再利用甲醛、亚硫酸氢钠对EFA甲基磺酸化反应,得到水溶性缓蚀剂EFA。当温度为90℃,EFA加量为400mg/L,缓蚀速率达86.9%,腐蚀速率为0.071mm/a。但是产率低,因此该方案放弃。以葡萄糖、乙二胺、苯乙酮合成缓蚀剂EGA,当温度80℃,加量为600 mg/L时,N80钢片的腐蚀速率为0.093mm/a,且点蚀、均匀腐蚀严重;EGA加量为1000 mg/L时,N80钢片的腐蚀速率为0.073 mm/a。缓蚀剂加量偏大,因此,放弃该方案。以二乙烯三胺、葡萄糖、苯乙酮为原料设计合成缓蚀剂DGA,当温度为80℃,DGA加量为400 mg/L时,腐蚀速率为0.046mm/a,缓蚀率达到89.4%,达到论文研究预期目标,缓蚀性能优良,最终筛选出DGA作为最终研究对象。电化学实验表明,缓蚀剂DGA是一种以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂,能在N80挂片表面吸附形成缓蚀剂膜,有效抑制金属腐蚀,达到缓蚀的目的。利用甲醛、苯乙酮对三元共聚物AM/MA/AMPS进行曼尼希改性得到一种既具有缓蚀又具有阻垢的缓蚀阻垢剂m-PAEA,对其阻垢性能和缓蚀性能进行评价。当温度为70℃,m-PAEA加量为200mg/L时,对CaCO3垢、BaSO4垢的阻垢率分别可达94%、73.1%;当加量为600mg/L时,其缓蚀率为88.8%。丙烯酸和马来酸酐及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚,再利用柠檬酸改性增加鳌合基团羧基的数量,得到共聚物阻垢剂c-PAMEA。当温度为70℃,c-PAMEA加量为20mg/L时,对碳酸钙、硫酸钡的阻垢率分别可达97.3%、91.8%。将缓蚀剂DGA与阻垢剂c-PAMEA复配,评价其配伍性,筛选制备出一种适用于C02驱的缓蚀-阻垢复配剂MDP。缓蚀剂DGA与阻垢剂c-PAMEA配伍性良好,具有一定的协同增效作用。MDP的最佳用量配比为缓蚀剂DGA400 mg/L、阻垢剂c-PAMEA为20mg/L。复配剂在温度90℃条件下对碳酸钙阻垢率可达88.5%,缓蚀率可达88.9%,兼具优良缓蚀性与阻垢性。通过SEM、EDS、XRD等试验分别探讨了研究合成的缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢缓蚀机理与阻垢机理。铜离子置换实验以及SEM、EDS分析表明,钢片表面存在一定的N元素,说明缓蚀剂主要是通过N、O原子的孤对电子与铁的空轨道结合形成络合物,形成有效缓蚀剂保护膜,避免金属直接暴露在腐蚀介质中。SEM图及XRD实验表明,添加了阻垢剂的垢晶体形貌明显发生了畸变,从致密规则的晶体变成成稀松无规则易于被水冲走的垢晶体,从而避免了垢物对采油井及管线的堵塞。