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油气田酸化压裂环境下碳钢油套管材的腐蚀行为研究

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材料保护 2024年第8期57卷 65-71,114页

作者：李国平刘君林张福林车瑾李龙姜方林赵雪会青海油田油气工艺研究院甘肃敦煌736202 青海油田井下作业公司甘肃敦煌736202 中国石油集团工程材料研究院有限公司陕西西安710077

为了明确某油田在酸化压裂环境下鲜酸、残酸对油套管材料腐蚀性能的影响规律及材料的适应性,采用腐蚀失重法、三维体视光学显微镜观察等方法分析了P110、C110油管材料在酸化全过程的腐蚀损伤发展趋势、点蚀敏感性和不同条件下的腐蚀形... 详细信息

为了明确某油田在酸化压裂环境下鲜酸、残酸对油套管材料腐蚀性能的影响规律及材料的适应性,采用腐蚀失重法、三维体视光学显微镜观察等方法分析了P110、C110油管材料在酸化全过程的腐蚀损伤发展趋势、点蚀敏感性和不同条件下的腐蚀形貌特征,并优化了酸化缓蚀剂。结果表明:随着鲜酸酸化温度的逐渐升高,材料腐蚀程度均呈增大趋势,当温度≥180℃时,C110的平均腐蚀速率v_(corr)=127.7 g/(m^(2)·h),P110的平均腐蚀速率v_(corr)=407.0 g/(m^(2)·h),均远高于指标要求;在模拟鲜酸温度为100℃时材料表面已出现点蚀形核现象,随着温度的升高,点蚀敏感性逐渐增大。在超高温180℃的残酸环境下,C110和P110材料均发生极严重腐蚀。酸化液组分中缓蚀剂在高温条件下明显失效,导致残酸返排环境下管材遭受严重腐蚀损伤。优化后的改性曼烯碱酸化缓蚀剂通过多层吸附膜的形成明显减缓了材料的腐蚀速率,在180℃高温鲜酸环境下缓蚀率为89.4%。

关键词：酸化压裂 P110、C110油管材料腐蚀损伤点蚀酸化缓蚀剂高温高压

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季铵盐型缓蚀剂的合成及性能评价

化学工程 2010年第10期38卷 235-237页

作者：梁丽中国石油大学(华东)石大科技集团山东东营257062

由喹啉、氯丙烯、环氧氯丙烷、氯化苄为原料,合成了烯丙基氯化喹啉、环氧丙烷基氯化喹啉和苄基氯化喹啉,比较了3种缓蚀剂的缓蚀效果,并将3种季铵盐与丙炔醇和曼尼希碱进行了复配。室内评价结果表明,苄基氯化喹啉的缓蚀效果最好。120℃... 详细信息

由喹啉、氯丙烯、环氧氯丙烷、氯化苄为原料,合成了烯丙基氯化喹啉、环氧丙烷基氯化喹啉和苄基氯化喹啉,比较了3种缓蚀剂的缓蚀效果,并将3种季铵盐与丙炔醇和曼尼希碱进行了复配。室内评价结果表明,苄基氯化喹啉的缓蚀效果最好。120℃时将苄基氯化喹啉、曼尼希碱和丙炔醇以一定比例复配,所形成的配方可以达到标准中的一级标准。

关键词：酸化缓蚀剂喹啉季铵盐腐蚀速率

含氮杂环季铵盐离子液体缓蚀剂的合成及其性能研究

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现代化工 2020年第6期40卷 185-191页

作者：杨晓燕王鼎立潘丽艳阳绪洲西南石油大学化学化工学院四川成都610500 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 新疆油田公司工程技术研究院新疆克拉玛依834000 成都通能压缩天然气有限公司四川成都610091

以苯甲胺、环氧氯丙烷、1-溴代十二烷、喹啉为原料,通过开环反应和季铵化反应合成了1-(3-(苄基氨基)-2-羟丙基)喹啉-1-氯化铵(BZ-1-KL)以及1-(3-(苄基(十二烷基)氨基)-2-羟丙基)喹啉-1-氯化铵(BZ-N-KL)2种季铵盐型缓蚀剂。利用红外光谱... 详细信息

以苯甲胺、环氧氯丙烷、1-溴代十二烷、喹啉为原料,通过开环反应和季铵化反应合成了1-(3-(苄基氨基)-2-羟丙基)喹啉-1-氯化铵(BZ-1-KL)以及1-(3-(苄基(十二烷基)氨基)-2-羟丙基)喹啉-1-氯化铵(BZ-N-KL)2种季铵盐型缓蚀剂。利用红外光谱对产物进行了结构表征,并通过静态挂片失重法和电化学分析法对其缓蚀效果进行评价。当温度为60℃、BZ-1-KL和BZ-N-KL质量分数为1.0%时,对P110的缓蚀率分别为93.10%、93.51%,且均符合Langmuir单分子层等温吸附。量子化学计算结果表明,2种缓蚀剂的能隙差较小,主要通过苯环、喹啉等与铁形成稳定的配位键达到缓蚀效果。

关键词：氮杂环离子液体酸化缓蚀剂量子化学

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新型高效缓蚀剂在油田水平井酸化工艺的应用

中国石油和化工标准与质量 2012年第2期32卷 14-14页

作者：单士同胜利油田现河采油厂采油一矿山东东营257000

酸化是一种重要的井下作业工艺,同时也是油田保证稳产增产的重要方法,随着我国油田开发规模的不断扩大,水平井钻采工艺不断提升,水平井的开发已经成为油田开发的重要内容,水平井的酸化作业也越来越重要。由于水平井本身构造使得其常规... 详细信息

酸化是一种重要的井下作业工艺,同时也是油田保证稳产增产的重要方法,随着我国油田开发规模的不断扩大,水平井钻采工艺不断提升,水平井的开发已经成为油田开发的重要内容,水平井的酸化作业也越来越重要。由于水平井本身构造使得其常规酸化工艺难度较大,经济效益较低,因此本文介绍一种新型高效酸化缓蚀剂,应用于泡沫酸化工艺能够有效地达到酸化效果,同时有效降低对储层的伤害,具有一定的推广价值。

关键词：水平井酸化缓蚀剂泡沫酸化

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一种曼尼希缓蚀剂的合成及其缓蚀性能

腐蚀与防护 2013年第6期34卷 515-517,522页

作者：陆原张勇李羽王犇曾少云郭海军中海油能源发展采油技术服务分公司天津300452

利用甲醛、芳香酮、仲胺合成并复配出一种曼尼希型缓蚀剂。采用失重法、电分学测试和SEM分析等方法研究了该缓蚀剂的缓蚀性能和作用机理。结果表明,随着缓蚀剂添加量的增加,腐蚀速率降低,当缓蚀剂质量分数达到0.5%后,腐蚀速率变化不明... 详细信息

利用甲醛、芳香酮、仲胺合成并复配出一种曼尼希型缓蚀剂。采用失重法、电分学测试和SEM分析等方法研究了该缓蚀剂的缓蚀性能和作用机理。结果表明,随着缓蚀剂添加量的增加,腐蚀速率降低,当缓蚀剂质量分数达到0.5%后,腐蚀速率变化不明显。在15%盐酸中添加0.5%的缓蚀剂能将多种材质在90℃下的腐蚀速率均控制在3 g·m-2·h-1以内。

关键词：曼尼希反应酸化缓蚀剂腐蚀

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曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成及其性能研究

曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成及其性能研究

作者：李清中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

当前,随着工业的快速发展,对油藏资源的需求攀升。酸化是油气田增产增注的常用措施之一。但是酸液的注入会对井下的金属设备及地层造成严重损害。针对此腐蚀问题,加入酸化缓蚀剂是一种兼具适用范围广和成本低廉的有效措施。曼尼希碱结... 详细信息

当前,随着工业的快速发展,对油藏资源的需求攀升。酸化是油气田增产增注的常用措施之一。但是酸液的注入会对井下的金属设备及地层造成严重损害。针对此腐蚀问题,加入酸化缓蚀剂是一种兼具适用范围广和成本低廉的有效措施。曼尼希碱结构稳定,高温时复配增效剂缓蚀效果好;季铵盐酸溶性好,吸附作用多样,吸附稳定。曼尼希碱季铵盐缓蚀剂由于兼具有曼尼希碱和季铵盐的结构,成为近年来科研工作者的研究热点。本文首先选取了二乙醇胺、二甲胺水溶液分别与苯乙酮、多聚甲醛反应制备出曼尼希碱MB-01、MB-02。再采用季铵化原理与氯化苄反应最终制备得两种曼尼希碱季铵盐MJ-01、MJ-02。利用核磁共振氢谱、红外光谱对合成分子的结构进行表征。通过常压静态失重实验研究了制备的四种产物在15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀效果。实验结果显示,随着缓蚀剂加量的增加,缓蚀率逐渐增大,二乙醇胺系列的产品缓蚀性能明显优于二甲胺系列的产品,这是由于二乙醇胺系列中含有可以生成额外配位键的羟基,可以使在金属表面的吸附更加紧密。且对于同一系列产品而言,季铵化后的缓蚀剂对钢片的保护作用显著提升,这是因为季铵化后缓蚀剂的溶解性增加,可以使缓蚀剂更好地吸附在金属表面,阻碍了缓蚀剂与腐蚀酸液的接触。最终,选定性能更好的季铵化后的缓蚀剂MJ-01和MJ-02作为后续研究的对象。电化学测试表明制备的曼尼希碱季铵盐缓蚀剂均为同时抑制阴极、阳极反应的混合型缓蚀剂。吸附等温模型拟合结果表明这两种缓蚀剂在钢片表面的吸附符合Langmuir吸附模型,吸附过程分别为化学吸附和混合吸附。表面形貌分析结果进一步证实缓蚀剂分子是通过在金属表面吸附而抑制腐蚀的。为了进一步验证传统实验的数据分析结果,采用了量子化学计算和分子动力学模拟方法来计算缓蚀剂分子在金属表面的吸附机制。量子化学计算表明,最高占据轨道能量(E)更符合分子的缓蚀率变化,可以用来预测缓蚀剂分子的缓蚀效率。并模拟了单个缓蚀剂分子在15%HCl溶液中对金属表面的平衡吸附,结果表明缓蚀剂分子可以在金属表面形成稳固的吸附膜;吸附能的大小顺序也与静态失重实验结果一致。

关键词： N80钢酸化缓蚀剂缓蚀性能吸附行为

高温酸化环境中吡啶季铵盐与锑离子的协同缓蚀作用

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油田化学 2023年第4期40卷 716-722,735页

作者：李嘉孙亚东王虎四川川庆井下科技有限公司四川德阳618000 西南石油大学新能源与材料学院四川成都610500

吡啶季铵盐和锑盐常常作为高温酸化缓蚀剂的组分,将两者复配协同增效也常常被应用于高温酸化的缓蚀剂应用中。运用高温高压化学浸泡和电化学测试技术,研究了2-甲基吡啶季铵盐(BDJ)与不同浓度Sb_(2)O_(3)在20%HCl中对N80钢的协同缓蚀作用... 详细信息

吡啶季铵盐和锑盐常常作为高温酸化缓蚀剂的组分,将两者复配协同增效也常常被应用于高温酸化的缓蚀剂应用中。运用高温高压化学浸泡和电化学测试技术,研究了2-甲基吡啶季铵盐(BDJ)与不同浓度Sb_(2)O_(3)在20%HCl中对N80钢的协同缓蚀作用,并通过接触角测试、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射技术(XRD)及全反射红外光谱(ATR)探究了高温高压下缓蚀剂BDJ+Sb_(2)O_(3)的成膜性能,并提出了高温酸化条件下BDJ与Sb_(2)O_(3)协同缓蚀成膜的机理。研究表明:BDJ与Sb_(2)O_(3)协同缓蚀作用明显,且Sb_(2)O_(3)随着浓度增加,缓蚀效果显著提升,当加入2%BDJ+0.5%Sb_(2)O_(3)时,N80钢片在20%盐酸中的腐蚀速率可降至18.0 g/(m^(2)·h),远低于标准要求的腐蚀速率[45 g/(m^(2)·h)],且缓蚀效率超过95%。混合缓蚀剂导致腐蚀电位正移,降低了腐蚀反应的热力学倾向。缓蚀剂协同作用形成了锑单质+BDJ的复合相膜,进而有效地增加界面接触角,抑制酸腐蚀。

关键词：酸化缓蚀剂吡啶季铵盐锑离子协同作用

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曼尼希碱类缓蚀剂的合成及研究进展

山东化工 2017年第22期46卷 42-45页

作者：范金福张晓辰李少香青岛科技大学环境与安全工程学院山东青岛266042

介绍了曼尼希缓蚀剂的缓蚀原理,总结了目前为止曼尼希碱的应用现状,复配方案,提出了今后探究曼尼希缓蚀剂的方向是利用协同复配和量子化学理论,实现缓蚀剂的耐温耐酸性及价廉环保的研究。

关键词：曼尼希碱酸化缓蚀剂高温缓蚀机理

超级13Cr与高强15Cr马氏体不锈钢在酸化液中的耐蚀性能对比

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机械工程材料 2014年第5期38卷 57-61页

作者：王立翀吕祥鸿赵荣怀赵国仙李娜西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 塔里木油田分公司技术发展处库尔勒841000 中船重工705研究所海源测控技术有限公司西安710065

通过在高温(120℃)、高压(10MPa)和鲜酸(10%HCl+1.5%HF+3%HAc+5.1%TG201缓蚀剂)条件下的腐蚀试验,对超级13Cr和高强15Cr马氏体不锈钢在此苛刻工况条件下的耐蚀性及其与酸化缓蚀剂的匹配性进行对比试验。结果表明:超级13Cr和高强15Cr马... 详细信息

通过在高温(120℃)、高压(10MPa)和鲜酸(10%HCl+1.5%HF+3%HAc+5.1%TG201缓蚀剂)条件下的腐蚀试验,对超级13Cr和高强15Cr马氏体不锈钢在此苛刻工况条件下的耐蚀性及其与酸化缓蚀剂的匹配性进行对比试验。结果表明:超级13Cr和高强15Cr马氏体不锈钢在此条件下的均匀腐蚀速率分别为14.551 6,13.495 4mm·a-1,远低于相关标准要求;酸化缓蚀剂与两种试验钢的匹配性均较好,但并不能防止点蚀的发生,与高强15Cr钢相比,超级13Cr钢的点蚀速率较高,点蚀密度大;高强15Cr钢在鲜酸中的耐蚀性要优于超级13Cr钢的。

关键词：马氏体不锈钢鲜酸酸化缓蚀剂腐蚀速率点蚀