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1、一種咪唑啉油氣井緩蝕劑的研究145一種咪唑啉油氣井緩蝕劑的研究11122222劉東付朝陽郭興蓬柯呂雄張國禮歐光堯朱其佳鄧志杰（1.華中科技大學化學系，湖北武漢，430074；2.中海石油[中國]有限公司湛江分公司，廣東湛江，524057）摘要：以有機酸，多胺等為原料合成了一種咪唑啉油氣井緩蝕劑(HGY-9)，用失重法和電化學方法對其緩蝕性能、抑制氫滲透能力進行了評價。該緩蝕劑是一種陽極型緩蝕劑，在2.4MPaCO2飽和的1%NaCl溶液中，添加量為50mg/L時，對低碳鋼（N80）緩蝕率可達98%以上，動態(tài)腐蝕速率小于0.076mm/a，抑制氫滲透效率>70%。該緩蝕劑
2、綜合性能優(yōu)異，是一種有較好應用前景的油井緩蝕劑。關鍵詞：咪唑啉，緩蝕劑，CO2腐蝕CO2腐蝕一直是石油和天然氣工業(yè)安全生產(chǎn)的主要問題。特別是上世紀70年代以來，隨著深層含CO2油氣層的開發(fā)，回注CO02強化采油工藝的應用，CO2的腐蝕越來越引起人們的重視。干燥的CO2的鋼鐵沒有腐蝕，但在潮濕的環(huán)境下或溶于水后對鋼鐵有很強的腐蝕性。與強酸（如鹽酸）相比，由于二氧化碳溶于水后，在相同的pH條件下，其總酸度較高，因此，它對鋼鐵的腐蝕比強酸還嚴重。實踐表明，在油田注入緩蝕劑以減緩金屬腐蝕是解決油氣田CO2腐蝕的一種較切實而又經(jīng)濟有效的方法之一。本文以有機酸、多胺等為原料，研制出
3、了一種緩蝕劑（命名為HGY-9）。并在2.4MPa的CO2飽和的1％NaCl水溶液中，利用失重法和電化學方法對其CO2腐蝕抑制性能和滲氫抑制效果進行了評價。[1]1緩蝕劑合成咪唑啉類緩蝕劑是以脂肪酸或脂肪脂和二乙烯三胺、三乙烯四胺等為原料來合成咪唑啉，其中，脂肪酸或脂肪脂可以是單一的，也可以是不同的脂肪酸或脂肪脂的混合物。二者在反應過程中，不管是否有催化劑，總是先縮合成胺一酰胺，然后在酸性催化劑及200℃以上的高溫下脫水環(huán)化成咪唑啉。本緩蝕劑反應過程可表示為：NNCHCHNHCR222RCOOH+HN(CH2CH2NH2)2C+3H2OOR146第十三屆全國緩蝕劑學術討
4、論會論文集1.2高壓釜腐蝕掛片試驗緩蝕試驗用N80鋼試片尺寸為50×10×3mm，試驗溫度為50±1℃，試片轉速：200轉/分（試片線速度約0.5m/s），在2.4MPaCO2飽和的1%NaCl溶液中試驗周期為24小時。1.3電化學測試[2](1)動電位掃描極化曲線用HA－501恒電位儀、Corrtest腐蝕測試系統(tǒng)、電解池裝置，對N80碳鋼電極在飽和CO2的1%NaCl鹽水溶液，進行動電位掃描，陰極和陽極極化范圍都是200mv，掃描速率為0.5mv/s（2）氫擴散實驗用自制氫擴散裝置、HA－105恒電位儀及corrtest腐蝕測試系統(tǒng)對N80鋼在pH＝2的HCl中進行
5、了氫擴散實驗，評價了緩蝕劑對氫擴散的抑制能力。3結果與討論3.1腐蝕失重試驗結果3.1.1緩蝕劑的緩蝕效果試驗27.525.023.336722.520.017.5mm/a)（15.0度12.5速10.07.5腐蝕5.02.50.09430.06420.05650.05510.0-2.5-100102030405060708090100110緩蝕劑濃度（ppm)圖1緩蝕劑濃度對腐蝕速率的影響曲線做了不同濃度下的緩蝕實驗，發(fā)現(xiàn)隨著濃度的增加，緩蝕效果越好，不加緩蝕劑時腐蝕速率高達23.3367mm/a,而加入50ppm時，腐蝕速率降為0.0642mm/a,緩蝕率為99.7
6、2％，可達到較好的緩蝕要求。3.1.2與市售產(chǎn)品的比較一種咪唑啉油氣井緩蝕劑的研究1470.100.09280.08470.080.07510.073670.0642a0.06mm/：率速0.04腐蝕0.020.00HGY-9K152CGO9040U商品緩蝕劑A商品緩蝕劑B緩蝕劑名稱（50ppm）圖2與市售緩蝕劑的比較本緩蝕劑與市售的產(chǎn)品進行了比較，市售產(chǎn)品有CGO9040U(美國)，K-152（美國），商品緩蝕劑A(國產(chǎn))，商品緩蝕劑B(國產(chǎn))。在50ppm的濃度下，實驗證明本緩蝕劑優(yōu)于同類產(chǎn)品。3.2極化曲線測試-0.450ppm-0.5020ppm50ppm-0.
7、55100ppm-0.60-0.65V)-0.70(-0.75Volt-0.80-0.85-0.90-0.951E-81E-71E-61E-51E-41E-3Current(A)圖3碳鋼電極在不同濃度緩蝕劑溶液中的極化曲線從圖3可以看出，隨著緩蝕劑濃度的增加，陽極極化曲線和陰極極化曲線都向正移，腐蝕電位變正，腐蝕電流密度減小，表明緩蝕劑抑制了腐蝕的陽極過程，是一種抑制陽極型緩蝕劑。緩蝕劑用量為50ppm時，能較好地控制金屬在介質(zhì)中的腐蝕。148第十三屆全國緩蝕劑學術討論會論文集3.3氫擴散實驗3.5pH=2HCl溶液3.0+20ppmHG
